Mechanizmus konjugácie excitácie a kontrakcie v priečne pruhovaných svalových vláknach (elektromechanická kontrakcia). Elektromechanická väzba vlákien kostrového svalstva Mechanizmus elektromechanickej väzby teórie sklzu

Elektromechanická väzba je cyklus postupných procesov, ktoré začínajú objavením sa akčného potenciálu AP na sarkoléme (bunkovej membráne) a končia kontrakčnou reakciou svalu.

Hlavnou črtou elektronických učebných pomôcok je kombinácia potrebného a špeciálne vybraného teoretického materiálu, ktorý dopĺňa tlačené publikácie veľkým množstvom rôznorodých, starostlivo navrhnutých testov.

Multifunkčná elektronika tutoriál je určený na samoštúdium vzdelávacieho kurzu, získanie zručností pre praktickú aplikáciu vedomostí, pre automatizáciu a intelektualizáciu aplikovaných úloh. Orientácia testovacieho systému na osobnostné kvality frekventantov umožňuje určiť individuálne charakteristiky stážistu a v súlade s tým odporučiť metodiku výučby, ktorá optimalizuje proces získavania vedomostí.

Porušenie postupnosti procesov párovania môže viesť k patológiám a dokonca k smrti. Hlavné fázy tohto procesu možno vysledovať na obrázku 11.

Obrázok 11 Schéma elektromechanickej väzby v kardiomyocyte (M - bunková membrána-sarkolema, SR - sarkoplazmatické retikulum, MF - myofibrila, Z - z-disky, T - T-systém priečnych tubulov); 1 - vstup Na+ a 2 - vstup Ca2+ do bunky pri excitácii membrány, 3 - "burst vápnika", 4 - aktívny transport Ca2+ do SR, 5 - výstup K+ z bunky, čo spôsobuje repolarizáciu membrány, 6 - aktívny transport Ca2+ z bunka

Proces kontrakcie kardiomyocytu prebieha nasledovne (počty odsekov v texte zodpovedajú číslam procesov v diagrame elektromechanického rozhrania na obrázku 11):

1 - pri pôsobení stimulačného impulzu na bunku sa otvoria rýchle (čas aktivácie 2 ms) sodíkové kanály, do bunky vstúpia ióny Na +, čo spôsobí depolarizáciu membrány;
2 - v dôsledku depolarizácie plazmatickej membrány sa v nej a v T-tubuloch otvárajú napäťovo závislé pomalé vápnikové kanály (životnosť 200 ms) a ióny Ca2+ pochádzajú z extracelulárneho prostredia, kde je ich koncentrácia 2 * 10-3 mol / l, do bunky (intracelulárna koncentrácia Ca2+ 10-7 mol/l);
3 - vápnik vstupujúci do bunky aktivuje membránu SR, ktorá je intracelulárnym depotom iónov Ca2+ (v SR ich koncentrácia dosahuje = 10-3 mol/l), a uvoľňuje vápnik z vezikúl SR, čo vedie k tzv. tzv. „calcium salva.“ Ca2+ ióny zo SR vstupujú do komplexu MF aktín-myozín, otvárajú aktívne centrá aktínových reťazcov, čím spôsobujú uzavretie mosta a ďalší vývoj pevnosť a skrátenie sarkoméry;
4 - na konci procesu kontrakcie myofibríl Ca2+ ióny pomocou kalciových púmp umiestnených v membráne SR aktívne končia vo vnútri sarkoplazmatického retikula;
5 - proces elektromechanickej konjugácie končí tým, že K + pasívne opúšťa bunku, čo spôsobuje repolarizáciu membrány;
6 - Ca2+ ióny sa aktívne vylučujú do extracelulárneho prostredia pomocou kalciových púmp sarkolemy.

V kardiomyocyte teda dochádza k elektromechanickej väzbe v dvoch fázach: po prvé, malý vstupný tok vápnika aktivuje membrány SR, čo prispieva k väčšiemu uvoľňovaniu vápnika z intracelulárneho depa, a potom sa v dôsledku tohto uvoľnenia sarkoméra znížený. Vyššie opísaný dvojstupňový proces párovania bol experimentálne dokázaný. Experimenty ukázali, že: a) absencia toku vápnika zvonku jCa bunky zastavuje kontrakciu sarkomérov, b) za podmienok konštantného množstva vápnika uvoľneného zo SR vedie zmena amplitúdy toku vápnika k dobre korelovaná zmena sily kontrakcie.

Treba poznamenať, že nie vo všetkých svalových bunkách tela dochádza k procesu konjugácie, ako v kardiomyocyte. Áno, v kostrového svalstva ax teplokrvný akčný potenciál je krátky (2-3 ms) a chýba v nich pomalý tok vápenatých iónov. V týchto bunkách je vysoko vyvinutý T-systém priečnych tubulov, ktorý prichádza priamo k sarkomérom blízko Z-diskov (pozri obrázok 11). Zmeny membránového potenciálu počas depolarizácie cez T-systém spôsobujúce prudké uvoľnenie iónov Ca2+ a ďalšiu aktiváciu kontrakcie (3, 4, 5).

Časový priebeh opísaných procesov je znázornený na obrázku 12.

Spoločné pre všetky svalové bunky je uvoľňovanie iónov Ca2+ a intracelulárnych depotov – sarkoplazmatického retikula a ďalšia aktivácia kontrakcie. Priebeh uvoľňovania vápnika zo SR je experimentálne sledovaný pomocou ekvorínového proteínu, ktorý luminiscuje v prítomnosti Ca2+ iónov, ktorý bol izolovaný zo svetielkujúcich medúz. Oneskorenie rozvoja kontrakcie v kostrových svaloch je 20 ms a v srdcovom svale je o niečo dlhšie (až 100 ms).

Obrázok 12 Časový vzťah medzi akčným potenciálom kardiomyocytu (a) a jednou kontrakciou (b) v týchto bunkách. Ordináta vľavo je membránový potenciál, vpravo sila. - oddychový potenciál

Vzťah medzi excitáciou a kontrakciou svalového vlákna popisuje A. Huxley (1959). Vykonáva sa pomocou systému priečnych tubulov povrchovej membrány (T-systém) a intrafibrózneho sarkoplazmatického retikula. Depolarizácia spôsobená akčným potenciálom sa rozširuje na T-systém a stimuluje uvoľňovanie iónov vápnika z dutín retikula. Interakcia iónov vápnika s regulačným proteínom troponínom C vedie k aktivácii systému kontraktilných proteínov aktínu a myozínu. Mechanizmus tvorby akčného potenciálu sa zásadne nelíši od tohto procesu v neuróne. Rýchlosť jeho distribúcie pozdĺž membrány svalového vlákna je 3 - 5 m / s.

5. Režimy a typy svalovej kontrakcie

Režimy svalovej kontrakcie: izotonický (keď sa sval skracuje neustálym vnútorným stresom, napr. s nulovou hmotnosťou dvíhanej záťaže) a izometrický (v tomto režime sa sval neskracuje, ale len vyvíja vnútorný stres, čo nastáva pri zaťažené ťažkým nákladom). Auxotonický režim – pri kontrakcii svalu so záťažou sa napätie vo svale najprv zvýši bez skrátenia (izometrický režim), potom, keď napätie prekoná hmotnosť zdvíhanej záťaže, dôjde k skráteniu svalu bez ďalšieho zvyšovania napätia (izotonický režim).

Existujú typy kontrakcií: jednoduché a tetanické. Jediná kontrakcia nastane, keď na sval pôsobí jediný nervový impulz alebo jediný prúdový výboj. V myoplazme svalu dochádza ku krátkodobému zvýšeniu koncentrácie vápnika, sprevádzanému krátkodobou prácou - ťahom myozínových mostíkov, ktorý je nahradený kľudom. V izometrickom režime začína jednorazové napätie 2 ms po rozvinutí akčného potenciálu a napätiu predchádza krátkodobá a nevýznamná latentná relaxácia.

Tetanus je komplexná kontrakcia, ku ktorej dochádza pri stimulácii vyššou frekvenciou, ako je trvanie jednej svalovej kontrakcie. Tetanus je zúbkovaný, ak sval robí mierne oscilácie vo výške amplitúdy kontrakcie a hladký - s konštantnou kontrakciou v čase. Pri relatívne nízkej frekvencii podráždení vzniká zubatý tetanus, pri vysokej frekvencii hladký. Čím rýchlejšie sa svalové vlákna sťahujú a uvoľňujú, tým väčšie podráždenie musí nastať, aby vyvolalo tetanus.

V prirodzených podmienkach svalové vlákna pracujú v režime jedinej kontrakcie len vtedy, keď sa trvanie intervalu medzi výbojmi motoneurónu rovná alebo prekračuje trvanie jedinej kontrakcie svalových vlákien inervovaných týmto motorickým neurónom. V režime jednej kontrakcie je sval schopný pracovať dlhú dobu bez únavy, pričom vykonáva minimálnu prácu. So zvyšujúcou sa frekvenciou výbojov sa vyvíja tetanická kontrakcia. Pri tetanuse vrúbkovaného dochádza k neustálemu zvyšovaniu sily kontrakcie a vykonanej práce. Počas hladkého tetanu sa svalové napätie nemení, ale udržiava sa na dosiahnutej úrovni. V tomto režime ľudský sval pracuje s vyvinutím maximálneho izometrického úsilia. Práca svalu (A) sa meria súčinom hmotnosti bremena (P) a vzdialenosti (H), o ktorú sa toto bremeno pohybuje.

Práca môže byť dynamická (prevažujú režimy izotonickej kontrakcie) alebo statická. Dá sa prekonať a podvoliť sa.

Uvoľnenie svalov.

Obnova pokojového membránového potenciálu zastaví tok iónov vápnika zo sarkoplazmatického retikula a ďalší kontraktilný proces. Vápnik v myoplazme aktivuje Ca-ATP-ázu, kalciová pumpa aktívne prenáša tento ión do sarkoplazmatického retikula. Návrat svalu do pôvodnej, natiahnutej polohy je určený hmotou kostí kostry spojených s týmito svalmi a vytvárajúcich ťažnú silu po ukončení procesu kontrakcie. Druhým bodom je elasticita svalu, ktorá je prekonaná v momente kontrakcie. Štrukturálnym základom svalovej elasticity sú:

Priečne mosty.

Miesta pripojenia koncov myofibríl k šľachovým prvkom svalového vlákna.

Vonkajšie prvky spojivového tkaniva svalu a jeho vlákien.

Upevnenia svalov ku kostiam.

Pozdĺžny systém sarkoplazmatického retikula.

Sarkolema svalového vlákna.

Kapilárna vaskulárna sieť svalu.

Podrobnosti

vlastnosť elektromechanické rozhranie v srdcovom svale spočíva v tom, že pri excitácii myokardu sa vápnikové ióny dostávajú do sarkoplazmy nielen z cisterien sarkoplazmatického retikula, ale aj z tubulu T. Bez tohto dodatočného zdroja vápnikových iónov by kontrakcia srdcového svalu nebola dostatočne silná. . Faktom je, že na rozdiel od kostrového svalstva sarkoplazmatické retikulum v kardiomyocytoch je menej vyvinuté.

Čo sa týka systému T-tubuly, sú silným zásobárňou vápnika. Ich priemer je 5-krát a objem tekutiny v nich je 25-krát väčší ako vo vláknach kostrového svalstva. Okrem toho T-tubuly obsahujú veľké množstvo mukopolysacharidy nesúci na povrchu záporný náboj. Väzbou na vápenaté ióny vytvárajú značnú zásobu týchto iónov, ktoré môžu pri vzrušení okamžite difundovať do sarkoplazmy.

Sila kontrakcie kardiomyocytov závisí od extracelulárneho vápnika, zatiaľ čo kostrové svaly nie.

Na rozdiel od kostrového svalstva sila kontrakcie myokardu do značnej miery závisí od koncentrácie vápnika v extracelulárnej tekutine. Faktom je, že dobre vyvinutý systém T-tubulov, ústiacich do okolitého extracelulárneho priestoru, je naplnený extracelulárnou (intersticiálnou) tekutinou s vysokým obsahom vápnika. Extracelulárna tekutina teda preniká hlboko do vlákien systémom T-tubulov a slúži ako nevyhnutný zdroj iónov vápnika pre rozvoj svalovej kontrakcie.

Sila kontrakcie kostrového svalstva je prakticky nezávislá od zmien koncentrácie vápnika v extracelulárnej tekutine. Sťahovanie kostrových svalov je kompletne zabezpečené vápenatými iónmi vstupujúcimi do sarkoplazmy z cisterien sarkoplazmatického retikula, t.j. z intracelulárnych zdrojov.

Na konci fázy plateau akčného potenciálu sa vstup iónov vápnika do kardiomyocytu zastaví. Zo sarkoplazmy sa ióny vápnika rýchlo odstraňujú späť do sarkoplazmatického retikula a do extracelulárnej tekutiny T-tubulov. Výsledkom je, že cyklus kontrakcií v myokarde je dokončený, kým nepríde nový akčný potenciál.

Trvanie kontrakcie kostrových a srdcových svalov.

Sťahovanie srdcového svalu začína niekoľko milisekúnd po začiatku akčného potenciálu a končí niekoľko milisekúnd po skončení akčného potenciálu. Touto cestou, trvanie kontrakcie myokardu závisí od trvania akčného potenciálu vrátane fázy plateau a je 0,2 sekundy v predsieňovom myokarde a 0,3 sekundy v komorovom myokarde.

ryanodínový receptor (RyR).

ryanodínový receptor(RyR) vo svalových bunkách vykonáva najdôležitejšie konjugačná funkcia akčného potenciálu s svalová kontrakcia . V kostrovom svale, ryanodínové receptory aktivovaný špeciálnym mechanizmom priameho elektromechanického rozhrania, a kontrakciu srdcového svalu spúšťa mechanizmus Ca2+-indukované uvoľňovanie Ca2+.

Boli identifikované tri izoformy ryanodínového receptora: RyR1, RyR2, RyR3 kódované tromi rôznymi génmi. RyR majú niekoľko miest regulácie, ktorú vykonávajú Ca2+, ATP, kalmodulín (CM), imunofilín a kalcineurín. Receptor je fosforylovaný CaKMPK II (CaKM-dependentná proteínkináza II) a defosforylovaný kalcineurínom. V kostrovom svale sa RyR1 nachádza na cisternách SR susediacich s cytoplazmatickou membránou a jeho dlhý cytoplazmatický „chvost“ (takzvaná oblasť „nohy“ alebo „noha“) je v kontakte s dihydroperidínový receptor (DHPR) na plazmaléme. Priama funkčná interakcia medzi RyR a DHPR na molekulárnej úrovni však ešte nebola preukázaná. Diskutuje sa otázka účasti tretieho proteínu na vytvorení kontaktu medzi RyR a DHPR.

Podľa rôznych štruktúrnych modelov obsahuje C-koniec RyR až 10 (12) transmembránových domén, ktoré tvoria membránový pór. Aktivita RyR je modulovaná rastlinou alkaloid ryanodin z kôry Ryania speciosa, ktorá jej dala meno. Ryanodín v koncentráciách od nM do uM má aktivačný účinok na kanály izolované zo svalov stavovcov a kôrovcov, zatiaľ čo pri koncentráciách nad 100 uM spôsobuje úplné uzavretie kanálov. Predpokladalo sa, že ryanodín sa viaže na kanál v otvorenom stave. Fyziologický aktivátor ryanodinového receptora, najmä jeho srdcovej izoformy a Ca2+ kanála oocytov citlivého na ryanodin morských ježkov je cyklická ADR-ribóza (cADPR), najúčinnejšia známa látka uvoľňujúca Ca2+. Polovica maximálneho uvoľňovania Ca2+ v homogenátoch vajíčok morského ježka sa pozoruje pri nanomolárnych koncentráciách cADPR, čo je rádovo nižšie ako v prípade IP3. Strmá závislosť aktivity RR od koncentrácie Ca2+ (pozri obr. 6.8) nám umožňuje hovoriť o mechanizme uvoľňovania Ca2+ v prítomnosti cADPR ako o uvoľňovaní Ca2+ indukovanom Ca2+.

CaKM-dependentná proteínkináza fosforyluje všetky tri izoformy receptora, čo vedie k jeho aktivácia. Ukázalo sa, že PKA a GMP-dependentná proteínkináza sú tiež schopné fosforylovať rovnaké miesto. Fosforylácia tohto miesta proteínkinázou závislou od cAMP, najmä po stimulácii b-adrenoreceptora, aktivuje srdcovú izoformu RyR.
Generovanie Ca2+ signálu za účasti cADPR bolo teraz preukázané pre množstvo tkanív a buniek, pre cicavce a rastliny. U cicavcov je aktivácia sekrécie vezikúl pankreatickými acinárnymi bunkami a sekrécia inzulínu b-bunkami veľmi citlivá na zvýšenie Ca2+ spôsobené týmto konkrétnym cyklickým nukleotidom.

Stručný súhrn ryanodínových receptorov:

Ryanodinové receptory (RyR) reprezentovať špeciálny typ chemoaktivované Ca2+ kanály prítomné v membráne SR. Pre cicavce sú známe 3 izoformy: RyR1, RyR2, RyR3. Knokaut génu: RyR1 a RyR2 – smrť počas embryonálneho vývoja RyR3 – životaschopné brucho; významný pokles CICR.Pre kostry m-c: viac RyR1 je spárovaných s DHPR. Významnejší je efekt kožušiny DICR. Väčšiu hodnotu hrá mech-zm CICR. Fabiatove práce: Esencia: Prítomnosť negatívneho arr.svetla je reprezentovaná Ca2+-dependentným neaktívnym RyR. Mehm: Aktivačné miesto má vysokú aktivitu a nízku afinitu. Neaktívne miesto sa vyznačuje nízkou aktivitou a vysokou afinitou. Zvýšenie koncentrácie Ca2+ vedie k zvýšeniu afinity RyR k agonistom. Experimenty s trypsínom potvrdzujú existenciu pozitívnej aj negatívnej regulácie. Interakcia Fur-we: Priama, s úsekmi vnútorných domén intermediárnych proteínov RyR.Ch/s. Pôsobenie na vonkajšie oblasti RyR. Zloženie RyR obsahuje od 80 do 100 zvyškov cysteínu, z ktorých mnohé môžu byť modifikované. Day-e ok-her: Odovzdanie funkcie-tého akt-ty. Znížte spôsob regulácie inými faktormi. Modifikácia pomocou NO: V malých koncentráciách zvýšte aktivitu RyR. Pri vysokej-ich-znižuje aktivitu RyR.

Úloha Ca 2+ - iónov.

Zvyčajne je sval vzrušený, keď nervové impulzy prichádzajú z axónov motorických neurónov v presynaptickej časti nervového vlákna. Po 1-2 ms vo svalovom vlákne rýchlosťou približne 2 m/s sa býk šíri silou účinku a po 5-10 ms nastáva kontrakcia tohto vlákna.

Prenos príkazu na kontrakciu z membrány excitovaných buniek do hĺbky myofibril svalová bunka nazývaná elektromechanická väzba. Vyskytuje sa v niekoľkých štádiách, za účasti proteínov tropónie a tropomyozínu, ako aj iónov Ca 2+ a pozostáva z niekoľkých štádií:

1. Šírenie vzruchu hlboko do vlákna. V tomto procese hrajú dôležitú úlohu Na + - kanály priečnych tubulov (T - trubice). S ich pomocou sa vzruch rýchlo šíri po membráne sarkoplazmatického retikula – systému pozdĺžnych tubulov (tzv. „triády“), v ktorých sa ukladá Ca 2+. V membráne triád sú potenciálne riadené Ca 2+ - kanály, ktoré sa otvárajú počas šírenia depolarizácie, nazývané akčný potenciál.

2. Ca 2+ - ióny idú do myofibríl. V pokoji je medzi myozínovými krížovými mostíkmi a aktínovými vláknami dlhý proteín nazývaný tropomyozín. Na aktínových vláknach sa každých 40 nm nachádza sférický proteín - troponín. Keď vstúpia ióny Ca 2+, troponín získa zaoblený tvar a „vtlačí“ troponín do drážky medzi aktiovými vláknami. Otvoria sa miesta na pripojenie priečnych myozínových mostíkov k aktínovým vláknam. S pomocou ATP prebieha proces „mŕtvice“.

3. Po skončení „mŕtvice“ pomocou kalciovej pumpy sa non Ca 2+ odvádzajú do sarkoplazmatického retikula. S poklesom koncentrácie Ca 2+ dochádza k potlačeniu aktivity myozín ATPázy a zvýšeniu množstva ATP v myofibrilách.

4. ATP: poskytuje energiu na oddelenie aktínových a myozínových filamentov po „mŕtvici“ – sval sa uvoľní.

Nedostatok ATP vysvetľuje ťažkú stuhnutosť - aktínové a myozínové vlákna nie sú oddelené.

Ca2+ ióny teda hrajú vedúcu úlohu v elektromechanickej väzbe.

3.Neuromotorické (motorové) jednotky, ich typy.

Neuromotorická jednotka je súbor jedného motorického neurónu, axónu motorického neurónu a jeho vetiev, ako aj svalových vlákien, ktoré tento axón inervujú (obr. 15). V závislosti od počtu inervovaných vlákien sú neuromotorické jednotky rozdelené do dvoch skupín:

1. Malé neurónové jednotky – jeden motorický neurón inervuje niekoľko svalových vlákien. Inervované svaly, ktoré vyžadujú jemné a presné pohyby (svaly oka, hrtana, prstov).

2. Veľké neuromotorické jednotky – jeden motorický neurón inervuje niekoľko stoviek svalových vlákien (svaly chrbta, predkolenia).

Obr.15. Štruktúra motorickej jednotky.

Podľa charakteru kontrakcie sa neuromotorické jednotky delia do troch skupín.

Elektromechanické rozhranie- ide o cyklus sekvenčných procesov, počnúc objavením sa akčného potenciálu AP na sarkoléme (bunková membrána) a končiac kontraktilnou odpoveďou svalu.

Porušenie postupnosti procesov párovania môže viesť k patológiám a dokonca k smrti.

Proces kontrakcie kardiomyocytov prebieha v nasledujúcom poradí:

1) keď sa na bunku aplikuje stimulačný impulz, otvoria sa rýchle (čas aktivácie 2 ms) sodíkové kanály, do bunky vstúpia ióny Na +, čo spôsobí depolarizáciu membrány;

2) v dôsledku membránovej depolarizácie sa otvárajú napäťovo závislé pomalé vápnikové kanály (životnosť 200 ms) a Ca 2+ ióny prichádzajú z extracelulárneho prostredia, kde je ich koncentrácia ≈ 2 ∙10 3 mol / l, do bunky ( intracelulárna koncentrácia Ca2+ ≈10-7 mol/l);

3) vápnik vstupujúci do bunky aktivuje membránu SR, ktorá je intracelulárnym depotom iónov Ca 2+ (v SR ich koncentrácia dosahuje viac ako 10 -3 mol/l) a vápnik sa uvoľňuje z vezikúl SR . Výsledkom je takzvaný „vápnikový salva“. Ca 2+ ióny zo SR vstupujú do aktín-myozínového komplexu sarkoméry, otvárajú aktívne centrá aktínových reťazcov, spôsobujú uzavretie mosta a ďalší rozvoj pevnosti a skrátenie sarkoméry;

4) na konci procesu kontrakcie myofibríl sú Ca 2+ ióny aktívne pumpované do sarkoplazmatického retikula pomocou kalciových púmp umiestnených v membráne SR;

5) proces elektromechanickej konjugácie končí tým, že ióny Na + a Ca 2+ - sa aktívne vylučujú do extracelulárneho prostredia pomocou zodpovedajúcich iónových púmp.

Pasívne prúdy 1,2 a 3 zabezpečujú proces svalovej kontrakcie a aktívne prúdy 4 a 5 - jeho relaxáciu.

Experimenty ukázali, že: a) absencia toku vápnika z vonkajšej bunky I zastaví kontrakciu sarkomérov, b) za podmienok konštantného množstva vápnika uvoľneného zo SR vedú zmeny amplitúdy toku k dobre korelovanej zmene sila kontrakcie. Prúdenie iónov Ca 2+ do bunky teda plní dve funkcie: vytvára dlhodobú (200 ms) plató akčného potenciálu kardiomyocytov a podieľa sa na procese elektromechanickej väzby.

3. Účelom činnosti žiakov v triede:

Študent musí vedieť:

1. Štruktúra svalu.

2. Hlavné ustanovenia modelu posuvných závitov.

3. Hillov trojzložkový model.

4.Izometrické a izotonické spôsoby štúdia charakteristík kontrahujúcich svalov.

5. Mechanizmus elektromechanickej väzby vo svaloch.

Študent musí byť schopný:

1. Vysvetlite model posuvného závitu.

2. Vysvetlite Hillov trojzložkový model.

3. Analyzujte Hillovu rovnicu.

4. Vysvetlite proces redukcie kardiomycytov.

5. Vyriešte situačné problémy na túto tému.

1. Svalová štruktúra. Sarcomere.

2. Model posuvných závitov.

3. Pasívne natiahnutie svalu. Trojzložkový model Hill.

4. Aktívna svalová kontrakcia.

5. Hillova rovnica.

6. Sila jednej kontrakcie.

7. Elektromechanické rozhranie.

8. Riešenie situačných problémov.

5. Zoznam otázok na kontrolu počiatočnej úrovne vedomostí:

1. Čo je to elementárna kontraktilná jednotka svalové tkanivo?

2. Popíšte mikroštruktúru sarkoméry.

3. Čo je mechanochemický menič energie ATP?

4. Ako prebieha proces skracovania a vytvárania sily v sarkomére? Aké sú hlavné ustanovenia modelu posuvného závitu?

5. Prečo je potrebné rozdeliť spôsoby jeho práce na izotonické a izometrické na štúdium procesu svalovej kontrakcie? Aký režim je implementovaný v reálnych podmienkach redukcie?

6. Čo znamená elektromechanická väzba? Ktoré fázy elektromechanického spojenia v kardiomyocytoch a kostrových svaloch sa uskutočňujú pasívnymi tokmi iónov a ktoré sú aktívne?

6. Zoznam otázok na kontrolu konečnej úrovne vedomostí:

1. Popíšte trojzložkový model Hill.

2. Vysvetlite mechanizmus aktívnej svalovej kontrakcie.

3. Prečo má izometrická kontrakcia rôzny tvar závislosti F(t) pre rôzne počiatočné dĺžky svalov?

4. Je možné určiť maximálnu záťaž, ktorú sval dokáže udržať z V(P) Hillovej krivky (obr. 7)?

5. Popíšte proces kontrakcie kardiomycytov.

7. Riešenie problémov:

1. Šľacha dlhá 16 cm sa pôsobením sily 12,4 N predĺži o 3,3 mm. Šľachu možno považovať v priereze za okrúhlu s priemerom 8,6 mm. Vypočítajte modul pružnosti tejto predpínacej výstuže.

2.Oblasť sekcie stehenná kosť osoba sa rovná 3 cm2. Akú tlakovú silu vydrží kosť bez toho, aby sa zlomila?

3. Na zistenie mechanických vlastností kostného tkaniva bola z lebečnej klenby odobratá platnička s rozmermi: dĺžka L = 5 cm, šírka b = 1 cm, hrúbka h = 0,5 cm Pôsobením sily F = 200 N, dlaha sa predĺžila o ∆L = 1,2∙10 -3 cm Na základe týchto údajov určte Youngov modul kostného tkaniva pri deformácii v ťahu.

4. Z holennej kosti psa bola vyrezaná tyč pravouhlého prierezu s rebrami a = 2 mm, b = 5 mm. Tyč bola umiestnená na dorazoch umiestnených vo vzdialenosti L = 5 cm od seba a v strede medzi nimi na ňu pôsobila sila 28 N. V tomto prípade sa šípka vychýlenia ukázala ako 1,5 mm. Určte Youngov modul pre túto kosť.

8. Samostatná prácaštudenti:

Podľa učebnice Antonov V.F. et al.(§§ 20.4.) skúmajú časový vzťah medzi akčným potenciálom kardiomycytu a jednou kontrakciou.

9. Časová karta školenia:

1. Organizačná chvíľa – 5 minút.

2. Rozbor témy - 30 min.

3. Riešenie situačných úloh - 60 min.

4. Aktuálna kontrola vedomostí - 30 min

5. Zhrnutie výsledkov hodiny - 10 min.

10. Zoznam náučnej literatúry na vyučovaciu hodinu:

1. Remizov A.N. Maksina A.G., Potapenko A.Ya. Lekárska a biologická fyzika. M., drop, 2008, §§ 8.3, 8.4.