Миофибриллы строение и функции (6 видео)

Миофибриллы – это мелкие элементы мышечных клеток, играющие ключевую роль в сокращении мускулатуры. Они представляют собой внутриклеточные структуры, в которых располагаются белки актин и миозин. Одинаковые по длине, миофибриллы организованы таким образом, что клетка строится из повторяющихся элементов, что обеспечивает её высокую функциональность и эффективность работы.

Строение миофибрилл включает в себя актиновые и миозиновые филаменты, которые взаимодействуют друг с другом для осуществления сокращения мышцы. Актиновые филаменты представляют собой тонкие структуры, а миозиновые – более толстые. Они перекликаются и скользят друг по другу при сокращении мышцы, создавая усилие для потуги. За счет комплексного взаимодействия этих структур, миофибриллы обеспечивают гладкое и эффективное движение мышц.

Один из главных функциональных аспектов миофибрилл заключается в участии в сокращении мышцы. Они образуют саркомеры — основные структурные и функциональные единицы скелетных и кардиальных мышц. Во время сокращения мышцы, саркомеры укорачиваются, ведущие к сокращению мышцы в целом. Благодаря миофибриллам, наши мышцы способны сокращаться и создавать движение, позволяя нам стоять, ходить, бегать и выполнять множество других действий.

Содержание

Строение и функции миофибрилл
Роль миофибрилл в мышечной системе
Сокращение мышц
Поддержка скелета
Структура миофибрилл
Саркомеры
Актин и миозин
Тропонин и тропомиозин
Процесс сокращения миофибрилл
Расположение миофибрилл в мышц
📹 Видео

Видео:Состав, строение и функции мышцы. Скелетная мышца как орган.Скачать

Строение и функции миофибрилл

Миофибриллы представляют собой длинные, цилиндрические структуры, расположенные в цитоплазме мышечной клетки. Они состоят из белковых нитей актин и миозин, которые образуют регулярные повторяющиеся единицы — саркомеры.

Основной функцией миофибрилл является сокращение мышечных клеток и обеспечение движения организма. При сокращении мышца, актиновые и миозиновые нити скользят друг по другу, что приводит к укорачиванию саркомеры и сокращению миофибриллы. Данное сокращение происходит благодаря взаимодействию актиновых и миозиновых филаментов при участии энергии, выделяемой в результате разложения АТФ.

Кроме того, миофибриллы также выполняют важную функцию в поддержании структуры клетки. Они участвуют в формировании цитоскелета, обеспечивая прочность и устойчивость клетки. Миофибриллы также способствуют поддержанию формы клеток и их ориентации в пространстве.

Таким образом, миофибриллы являются неотъемлемой частью мышечной клетки и играют важную роль в ее функционировании. Они обеспечивают сократительную активность мышцы и поддерживают ее структуру и форму.

Видео:Строение поперечно-полосатой мышечной ткани. Структура миофибрилл. 10 класс.Скачать

Роль миофибрилл в мышечной системе

Миофибриллы обеспечивают сокращение мышцы путем скользящей сократительной реакции между актиновыми и миозиновыми филаментами. Актин и миозин – это два основных белка, участвующих в этом процессе. При стимуляции мышца сокращается, затягивая актиновые филаменты и миозиновые филаменты друг к другу.

Миофибриллы также играют важную роль в поддержании структурной целостности мышцы. Они связываются с другими компонентами клетки, такими как мембранные белки, саркоплазматическая ретикулум и ядро клетки, образуя сложную сеть внутри мышечной клетки.

Кроме того, миофибриллы обеспечивают специализированные функции, связанные с конкретными типами мышц. Например, в скелетных мышцах они обеспечивают силу и движение, в сердечных мышцах – сокращение и регулирование сердечного ритма, а в гладкой мускулатуре – сокращение внутренних органов и сосудов.

В целом, миофибриллы играют фундаментальную роль в функционировании мышечной системы, обеспечивая сокращение и структурную целостность мышц, и позволяя организму осуществлять различные двигательные действия.

Сокращение мышц

Сокращение мышц происходит благодаря специализированным молекулам, называемым миозинами. Миозины присоединяются к актиновым филаментам и, используя энергию из АТФ, перемещаются по актину, вызывая сокращение мышц.

Процесс сокращения мышц основывается на сложной последовательности химических реакций и внутриклеточных сигналов. Сокращение начинается с сигнала от нервной системы, который вызывает выделение нейромедиаторов и активацию рецепторов на поверхности мышечных клеток.

После активации, ионные каналы в мышечных клетках открываются, что приводит к выделению кальция из специальных хранилищ внутри клетки. Кальций связывается с миозином и актином, изменяя их структуру и позволяя миозину переместиться по актину.

В результате этого перемещения, миофибриллы сокращаются, что приводит к сокращению мышц. Силовая работа, производимая во время сокращения мышц, зависит от числа сокращающихся миофибрилл и их длины.

Поддержка скелета

Миофибриллы играют важную роль в поддержке скелета организма.

Благодаря своей спиралевидной структуре, миофибриллы обеспечивают упругость и прочность мышечных тканей, что позволяет им справляться с нагрузкой, выдерживать напряжение и поддерживать форму скелета.

Кроме того, миофибриллы обеспечивают поддержку соединительной ткани, которая связывает кости, суставы и связки, обеспечивая стабильность и двигательную активность.

Миофибриллы также участвуют в поддержании правильной осанки и правильного положения органов внутри тела, что в свою очередь влияет на работу органов.

Таким образом, миофибриллы являются неотъемлемой частью поддержки скелета и способствуют его правильному функционированию.

Видео:Механизм сокращения скелетных мышц | ФИЗИОЛОГИЯСкачать

Структура миофибрилл

Миофибриллы представляют собой основные структурные единицы мышц. Они располагаются в цитоплазме мышечных клеток и играют ключевую роль в мышечном сокращении.

Миофибриллы состоят из актиновых и миозиновых филаментов, которые образуют определенные поперечные сетки. Актиновые филаменты представляют собой тонкие, гибкие нити, а миозиновые филаменты — толстые, жесткие нити.

Эти филаменты упорядочены в специальном образом — они чередуются между собой и образуют блоки, называемые саркомерами. Саркомеры располагаются последовательно друг за другом и создают полосы — это и придает мышцам полосатый (поперечнополосатый) вид.

Филамент	Структура	Функция
Актиновый филамент	Тонкая, гибкая нить	Участвует в сокращении мышц, связывает миофибриллы друг с другом
Миозиновый филамент	Толстая, жесткая нить	Обеспечивает силу сокращения мышц

Как только миофибриллы получают сигнал сокращаться, актиновые и миозиновые филаменты начинают скользить друг по другу. Этот процесс приводит к укорачиванию мышц и созданию телодвижения.

Саркомеры

Саркомеры состоят из актиновых и миозиновых филаментов, которые перекрываются друг с другом и обеспечивают определенный порядок сокращения мышцы. Актиновые филаменты представляют собой двойные спирали актиновых молекул, которые являются основным компонентом тонкой филаментарной системы. Миозиновые филаменты состоят из миозиновых молекул, которые имеют головку с активным местом связывания с актином, хвостовую часть и регулирующую цепь.

Саркомеры имеют определенное строение. Они состоят из Z-линий, M-линий, H-линий и A-линий. Z-линии являются концевыми структурами саркомеров и служат для крепления актиновых филаментов. M-линии находятся в середине саркомера и служат для крепления миозиновых филаментов. H-линии состоят из миозиновых филаментов и располагаются по центру саркомера. A-линии представляют собой области перекрытия актиновых и миозиновых филаментов.

Функции саркомеров заключаются в механизме сокращения мышцы. При сокращении мышцы саркомеры укорачиваются путем скольжения актиновых и миозиновых филаментов друг по отношению к другу, что приводит к сокращению мышцы и выполнению механической работы.

Актин и миозин

Актин представляет собой глобулярный белок, который образует тонкие филаменты в структуре мышц. Он является основным строительным компонентом актиновых миофиламентов и обладает высокой консервативностью в эволюции.

Миозин — это глобулярный белок, который образует толстые филаменты в структуре мышц. Он обладает уникальной фосфорилированной головкой, которая способна связываться с актином и гидролизовать АТФ для генерации энергии, необходимой для сокращения мышц.

Во время сокращения мышц актин и миозин взаимодействуют, создавая перекрестные мостики, которые изменяют свою конформацию, что приводит к сокращению мышцы.

Актин и миозин являются необходимыми компонентами для выполнения множества биологических функций, таких как двигательная активность, поддержание формы клеток и передача сигналов.

Таким образом, актин и миозин — это ключевые белки, отвечающие за сокращение мышц и выполнение других важных биологических функций в организме.

Тропонин и тропомиозин

Тропонин — белок, состоящий из трех подединиц: TnC, TnI и TnT. Подединица TnC связывает кальций и регулирует конформацию тропонина в ответ на изменения концентрации кальция в цитозоле мышечной клетки. Подединица TnI ингибирует активность миозина при отсутствии кальция, а подединица TnT связывается с тропомиозином и контролирует его положение.

Тропомиозин представляет собой длинный белок, который обвивается вокруг актиновых филаментов и блокирует взаимодействие с миозином в отсутствие кальция. При повышении концентрации кальция в мышечной клетке, тропонин изменяет свою конформацию и разблокирует тропомиозин, позволяя актину и миозину связываться друг с другом и инициировать сокращение мышцы.

Роль тропонина и тропомиозина в регуляции сократительной активности мышц делает их важными миофибриллярными компонентами, определяющими эффективность и точность сокращения мышц. Изменения в структуре или функции этих белков могут привести к нарушению мышечной активности и развитию патологических состояний.

Видео:2. Строение мышц (поперечно-полосатой скелетной мышечной ткани). Саркомер.Скачать

Процесс сокращения миофибрилл

Сокращение миофибрилл начинается с передачи нервным импульсом сигнала от нервной системы к мышце. Этот сигнал достигает специализированной точки контакта, называемой нейромышечным синапсом. Здесь нервный импульс вызывает высвобождение нейротрансмиттера ацетилхолина, который связывается с рецепторами на поверхности мышечной клетки.

В результате связывания ацетилхолина с рецепторами происходит нарушение электрического баланса между внутриклеточным и внеклеточным пространством, что в свою очередь способствует распространению электрического потенциала по поверхности клетки. Этот электрический сигнал вызывает открытие ионных каналов, через которые ионы натрия и калия начинают проникать внутрь клетки.

Проникание ионов натрия и калия вызывает изменение внутриклеточного потенциала и активацию белков актин и миозин. Они образуют структуру, называемую саркомер, которая является основной функциональной единицей миофибриллы. При связывании актина с миозином происходит сокращение миофибрилл.

Во время сокращения миофибрилл актином и миозином происходит сдвиг друг относительно друга, что приводит к сокращению мышечной клетки в целом. Этот процесс позволяет скелетным мышцам выполнять свою функцию — приводить в движение скелет и позволять органам тела осуществлять различные движения.

Сокращение миофибрилл характеризуется высокой скоростью и силой сокращения. Оно может происходить многократно и длительное время благодаря множеству саркомер, которые находятся в каждой мышечной клетке. Таким образом, процесс сокращения миофибрилл играет важную роль в обеспечении функциональности скелетных мышц.

Расположение миофибрилл в мышц

Миофибриллы представляют собой мелкие структуры, состоящие из актиновых и миозиновых филаментов. Они находятся внутри мышечных волокон и отвечают за сокращение и растяжение мышц.

Миофибриллы имеют упорядоченное расположение в мышцах. Они образуют особую структуру — миофилиментарную систему, которая состоит из актиновых и миозиновых филаментов, а также рядом других белковых компонентов.

Актиновые филаменты содержат белок актин, который обладает высокой эластичностью и гибкостью. Они располагаются попарно и образуют длинные цепочки внутри мышечных волокон.

Миозиновые филаменты состоят из белка миозина, который обладает способностью к гидролизу АТФ и генерации силы. Они размещаются между актиновыми филаментами и взаимодействуют с ними, обеспечивая сокращение мышцы.

Миофибриллы расположены вдоль длины мышечных волокон. Они ориентированы параллельно друг другу и образуют волокнистую структуру, которая видна под микроскопом. Это обеспечивает мышце силу и способность к сокращению.

Расположение миофибрилл в мышце обусловлено их функцией. Оно идеально способствует обеспечению силы сокращения мышцы во время сокращения и растяжения.

Итак, расположение миофибрилл в мышцах является важным аспектом их функционирования, определяющим возможность силового сокращения и эластичности.