Сокращение и расслабление мышцы

Предполагается, что при сокращении скелетной мышцы нити миозина и актомиозина, т. е. параллельно расположенные нити миозина и актина, начинают действовать как ферменты на распад аденозин-трифосфорной кислоты — АТФ. Эта кислота является основным источником энергии мышцы. Энергия расщепления АТФ используется при сокращении мышцы для скольжения нитей актина, проникающих между нитями миозина в мезофрагму, в которой при этом образуется актомиозин. В результате во время сокращения мышцы уменьшается высота изотропных дисков, а высота анизотропных дисков почти не изменяется. После этого прекращается расщепление АТФ. Две системы нитей актина и миозина проникают друг в друга подобно зубцам двух гребенок.

Рис. 31. Взаимное скольжение толстых и тонких протофибрилл при сокращении скелетной мышцы. Одна тонкая протофибрилла расположена между тремя толстыми

В присутствии АТФ нити актомиозина выделяют воду и сокращаются, нити миозина также сокращаются. В результате тренировки активность обоих ферментов — миозина и актомиозина — увеличивается. Чем больше при расслаблении скелетной мышцы актиновые нити выходят за пределы миозиновых, тем больше укорачивается мышца во время сокращения.

В состоянии покоя растяжимость анизотропных дисков в 2 раза больше, чем изотропных. При сокращении она становится одинаковой, так как, когда мышца сокращается без изменения ее длины (при статическом усилии), увеличивается эластичность изотропных дисков — они становятся в 2 раза длиннее анизотропных. Это предохраняет мышечное волокно от разрыва, если длина анизотропных дисков уменьшается очень быстро при статических усилиях.

Миоглобин саркоплазмы насыщается кислородом при значительно меньшем давлении этого газа, чем гемоглобин крови. Таким образом он обеспечивает снабжение мышцы кислородом и образование его запаса в мышце. При соединении с кислородом миоглобин превращается в оксимиоглобин. Особенно много миоглобина содержится в мышцах, производящих интенсивную работу. В среднем миоглобин связывает 14% кислорода от общего его запаса в организме.