Полная версия

Главная arrow Техника arrow БИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Работа мышцы как совокупность переходов между дискретными состояниями совокупности поперечных саркомерных мостиков в миофибриллах

В предыдущем параграфе рассмотрена описательная модель работы скелетных мышц. Следующий этап системного анализа

мышцы - исследование структурных состояний отдельных элементов саркомерных мостиков.

Различают шесть основных состояний саркомерного мостика, которые определяют по времени жизни, т. е. по времени пребывания этой системы в той области пространства параметров, которая соответствует данному состоянию. При этом выделяются наиболее стабильные (длительно существующие) состояния. Естественно, что общее число состояний будет существенно больше шести, если учитывать короткоживущие промежуточные состояния.

В основе работы саркомерного мостика лежит реакция гидролиза АТР - субстрата:

где ATP, ADP - аденозинтри- и аденозиндифосфаты; Р/ - фосфат (неорганический фосфор); ДG' - энергия Гиббса реакции при физиологических условиях.

Чтобы саркомерный мостик работал, следует добавить кальций. Кроме того, в качестве катализаторов необходимы актин и миозин. Гидролиз протекает при наличии трех компонентов: кальция, актина и миозина. В этом случае миозин является ферментом Е, актин - аллостерическим эффектором. Это означает, что при отсутствии актина миозин не очень эффективен, т. е. медленно разлагает АТР. В свою очередь, актин «не работает» без кальция. В результате гидролиза получается ADP и Р,.

Аденозинтрифосфат (АТР) - это субстрат, поступающий в активный центр фермента, в котором он гидролизуется. Энергия Гиббса данной реакции при стандартных биологических условиях составляет примерно 30 кДж/моль.

Перечислим характеристики шести основных состояний саркомерного мостика.

Состояние I. На миозине отсутствуют субстрат АТР и продукты - ADP и Р,. Мостик разомкнут, замыкания нет.

Состояние 2. Миозин Е соединяется с субстратом АТР, замыкания не происходит: Е + АТР <-* Е-АТР.

Состояние 3. Субстрат АТР распадается, миозин Е соединен с продуктами: Е-АТР <-> E-ADP-P;.

В состояниях 1-3 мостик разомкнут.

Состояние 4. К миозину не присоединены ни субстрат АТР, ни продукт.

Состояние 5. К миозину присоединен субстрат АТР.

Состояние б. С миозином связан субстрат АТР и Р„ происходит замыкание.

В состояниях 4-6 мостик замкнут.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>