परिचय

सभी प्रकार की मांसपेशियों के संकुचन का आधार एक्टिन और मायोसिन की परस्पर क्रिया है। कंकाल की मांसपेशी में, मायोफिब्रिल्स संकुचन (मांसपेशियों के सूखे वजन का लगभग दो-तिहाई) के लिए जिम्मेदार होते हैं। मायोफिब्रिल संरचनाएं 1-2 माइक्रोमीटर मोटी होती हैं, जिसमें सरकोमेर्स - संरचनाएं लगभग 2.5 माइक्रोमीटर लंबी होती हैं, जिसमें एक्टिन और मायोसिन (पतली और मोटी) फिलामेंट्स और एक्टिन फिलामेंट्स से जुड़े जेड-डिस्क शामिल होते हैं। एक्टिन फिलामेंट्स के सापेक्ष मायोसिन फिलामेंट्स के फिसलने के परिणामस्वरूप साइटोप्लाज्म में सीए 2+ आयनों की सांद्रता में वृद्धि के साथ संकुचन होता है। संकुचन का ऊर्जा स्रोत एटीपी है। मांसपेशी कोशिका की दक्षता लगभग 50% है।

एक्टिन के सापेक्ष मायोसिन का खिसकना

मायोसिन हेड एटीपी को तोड़ते हैं और जारी ऊर्जा के कारण, एक्टिन फिलामेंट्स के साथ फिसलने से उनकी रचना बदल जाती है। चक्र को 4 चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

1. मायोसिन का मुक्त सिर एटीपी से बंधता है और इसे एडीपी और फॉस्फेट में हाइड्रोलाइज करता है और उनसे बंधा रहता है। (एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया - हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप जारी ऊर्जा मायोसिन के परिवर्तित रूप में संग्रहित होती है)।
2. हेड अगले एक्टिन सबयूनिट से कमजोर रूप से बंधते हैं, फॉस्फेट निकलता है, और इससे मायोसिन हेड एक्टिन फिलामेंट के लिए एक मजबूत बंधन बन जाता है। यह प्रतिक्रिया पहले से ही अपरिवर्तनीय है।
3. सिर एक गठनात्मक परिवर्तन से गुजरता है जो मोटे तंतु को जेड-डिस्क (या, समतुल्य रूप से, एक दूसरे की ओर पतले तंतुओं के मुक्त सिरों) की ओर खींचता है।
4. एडीपी अलग हो जाता है, इस वजह से सिर एक्टिन फिलामेंट से अलग हो जाता है। एक नया एटीपी अणु जुड़ता है।

फिर चक्र तब तक दोहराया जाता है जब तक सीए 2+ आयनों की एकाग्रता कम नहीं हो जाती या एटीपी आपूर्ति समाप्त नहीं हो जाती (कोशिका मृत्यु के परिणामस्वरूप)। एक्टिन के साथ फिसलने वाली मायोसिन की गति ≈15 µm/sec है। मायोसिन फिलामेंट में कई (लगभग 500) मायोसिन अणु होते हैं और इसलिए, संकुचन के दौरान, चक्र को एक बार में सैकड़ों सिरों द्वारा दोहराया जाता है, जिससे तेजी से और मजबूत संकुचन होता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मायोसिन एक एंजाइम की तरह व्यवहार करता है - एक्टिन-निर्भर ATPase। चूंकि चक्र की प्रत्येक पुनरावृत्ति एटीपी हाइड्रोलिसिस से जुड़ी होती है, और इसके परिणामस्वरूप, मुक्त ऊर्जा में सकारात्मक परिवर्तन के साथ, प्रक्रिया यूनिडायरेक्शनल है। मायोसिन एक्टिन के साथ केवल प्लस एंड की ओर बढ़ता है।

क्रमिक चरण

संकुचन के लिए ऊर्जा स्रोत

एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा का उपयोग मांसपेशियों को अनुबंधित करने के लिए किया जाता है, लेकिन एटीपी रिजर्व को पुनर्जीवित करने के लिए मांसपेशी कोशिका में एक अत्यंत कुशल प्रणाली होती है, ताकि आराम से और काम करने वाली मांसपेशियों में एटीपी सामग्री लगभग बराबर हो। एंजाइम फॉस्फोस्रीटाइन किनेज एडीपी और क्रिएटिन फॉस्फेट के बीच प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है, जिसके उत्पाद एटीपी और क्रिएटिन हैं। क्रिएटिन फॉस्फेट में एटीपी की तुलना में अधिक संग्रहित ऊर्जा होती है। इस तंत्र के लिए धन्यवाद, मांसपेशियों की कोशिका में गतिविधि के फटने के दौरान, क्रिएटिन फॉस्फेट की सामग्री गिर जाती है, और सार्वभौमिक ऊर्जा स्रोत - एटीपी - की मात्रा नहीं बदलती है। आसपास के ऊतकों में ऑक्सीजन के आंशिक दबाव के आधार पर एटीपी भंडार को पुनर्जीवित करने के लिए तंत्र भिन्न हो सकते हैं (अवायवीय जीव देखें)।

विनियमन तंत्र

ज्यादातर न्यूरॉन्स मांसपेशियों की गतिविधि के नियमन में शामिल होते हैं, लेकिन ऐसे मामले होते हैं जब हार्मोन (उदाहरण के लिए, एड्रेनालाईन और ऑक्सीटोसिन) भी चिकनी मांसपेशियों के संकुचन को नियंत्रित करते हैं। कमी संकेत को कई चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

कोशिका झिल्ली से सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम तक

मोटर न्यूरॉन से निकलने वाले मध्यस्थ के संपर्क में आने से मांसपेशी कोशिका की कोशिका झिल्ली पर एक ऐक्शन पोटेंशिअल होता है, जो आगे चलकर टी-ट्यूब्यूल्स नामक विशेष झिल्ली के अंतर्ग्रहण का उपयोग करके प्रसारित होता है, जो झिल्ली से कोशिका में फैलता है। टी-ट्यूब्यूल्स से, संकेत सारकोप्लाज्मिक रेटिकुलम में प्रेषित होता है - प्रत्येक मायोफिब्रिल के आसपास चपटा झिल्लीदार पुटिकाओं (मांसपेशियों की कोशिका का एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम) का एक विशेष डिब्बे। यह संकेत रेटिकुलम झिल्ली में सीए 2+ चैनल खोलने का कारण बनता है। वापस, सीए 2+ आयन झिल्ली कैल्शियम पंपों की मदद से रेटिकुलम में प्रवेश करते हैं - सीए 2+ -एटीपीस।

Ca 2+ आयनों की रिहाई से मायोफिब्रिल्स के संकुचन तक

मांसपेशियों के संकुचन का तंत्र, ट्रोपोनिन और ट्रोपोमायोसिन को ध्यान में रखते हुए

संकुचन को नियंत्रित करने के लिए, प्रोटीन ट्रोपोमायोसिन और तीन प्रोटीनों का एक कॉम्प्लेक्स, ट्रोपोनिन, एक्टिन फिलामेंट से जुड़ा होता है (इस कॉम्प्लेक्स के उपइकाइयों को ट्रोपोनिन टी, आई और सी कहा जाता है)। ट्रोपोनिन सी एक अन्य प्रोटीन, शांतोडुलिन का एक करीबी होमोलॉग है। हर सात एक्टिन सबयूनिट्स में केवल एक ट्रोपोनिन कॉम्प्लेक्स होता है। ट्रोपोनिन I के लिए एक्टिन का बंधन ट्रोपोमायोसिन को एक ऐसी स्थिति में ले जाता है जो एक्टिन के लिए मायोसिन बंधन में हस्तक्षेप करता है। ट्रोपोनिन सी चार सीए 2+ आयनों से बांधता है और एक्टिन पर ट्रोपोनिन I के प्रभाव को कमजोर करता है, और ट्रोपोमायोसिन एक ऐसी स्थिति पर कब्जा कर लेता है जो एक्टिन को मायोसिन से बंधने से नहीं रोकता है।

मायोफिब्रिल्स के प्रमुख प्रोटीन

प्रोटीन	प्रोटीन% का अनुपात	उसकी प्रार्थना। मास, केडीए	इसका कार्य
मायोसिन	44	510	मोटे तंतुओं का मुख्य घटक। एक्टिन के साथ बंध बनाता है। एटीपी हाइड्रोलिसिस के कारण एक्टिन के साथ चलता है।
एक्टिन	22	42	पतले तंतुओं का मुख्य घटक। मांसपेशियों के संकुचन के दौरान, मायोसिन इसके साथ चलता है।
टिटिन	9	2500	बड़ा लचीला प्रोटीन जो मायोसिन को जेड-डिस्क से बांधने के लिए एक श्रृंखला बनाता है।
ट्रोपोनिन	5	78	तीन प्रोटीनों का एक जटिल जो सीए 2+ आयनों से बंधे होने पर संकुचन को नियंत्रित करता है।
ट्रोपोमायोसिन	5	64	एक्टिन फिलामेंट्स से जुड़ा रॉड के आकार का प्रोटीन जो मायोसिन की गति को रोकता है।
नेबुलिन	3	600	जेड-डिस्क से जुड़ा एक लंबा, अप्राप्य प्रोटीन और एक्टिन फिलामेंट्स के समानांतर चल रहा है।

साहित्य

• बी. अल्बर्ट्स, डी. ब्रे, जे. लुईस, एम. रेफ, के. रॉबर्ट्स, जे. वाटसन, मॉलिक्यूलर बायोलॉजी ऑफ द सेल - 3 खंडों में - प्रति। अंग्रेजी से। - टी.2. - एम .: मीर, 1994. - 540 पी।
• एम. बी. बर्किनब्लिट, एस. एम. ग्लैगोलेव, वी. ए. फुरालेव, सामान्य जीव विज्ञान - 2 घंटे में - भाग 1। - एम .: मिरोस, 1999. - 224 पी .: बीमार।

यह सभी देखें

मासपेशीय तंत्र

विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010।

• सैमसंग SGH-Z700
• सैमसंग SGH-E910

देखें कि "मांसपेशियों का संकुचन" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

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मांसपेशी में संकुचन- रुमेन्स सुसिट्रौकिमास स्टेटस टी श्रीटिस कुनो कल्चर इर स्पोर्टस अपिब्रेज़टिस राउमेंस इल्गियो किटिमास केमिनेई एनर्जीजई वर्स्टेंट मेकेनाइन इर सिल्यूमिन। स्किरियामास औक्सोटोनिनिस, आइसोमेट्रिनिस, इज़ोटोनिनिस, मैक्सीमल्यूसिस इर पैविएनिस रुमेन्स… … स्पोर्ट टर्मिनस ज़ोडाइनास

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मांसपेशी में संकुचन- संक्षिप्त रूप देखें... बिग मेडिकल डिक्शनरी

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आइसोमेट्रिक मांसपेशी संकुचन- एक मांसपेशी का संकुचन, एक निरंतर लंबाई के साथ इसके तनाव में वृद्धि में व्यक्त किया गया (उदाहरण के लिए, एक अंग की एक मांसपेशी का संकुचन, जिसके दोनों सिरे गतिहीन हैं)। एक जीव में और। कोशिश करते समय मांसपेशियों द्वारा विकसित तनाव आ रहा है ... महान सोवियत विश्वकोश

मांसपेशियों के काम की प्रक्रिया शारीरिक और जैव रासायनिक कार्यों का एक बहुस्तरीय जटिल है जो मानव शरीर के पूर्ण कामकाज के लिए महत्वपूर्ण हैं। बाह्य रूप से, चलने, दौड़ने, चेहरे के भाव बदलने आदि के दौरान स्वैच्छिक आंदोलनों के उदाहरणों में इसी तरह की प्रक्रियाओं को देखा जा सकता है। हालांकि, वे कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करते हैं, जिसमें श्वसन तंत्र, पाचन अंगों और उत्सर्जन प्रणाली का काम भी शामिल है। . प्रत्येक मामले में, मांसपेशियों के संकुचन का तंत्र लाखों कोशिकाओं के काम द्वारा समर्थित होता है, जिसमें रासायनिक तत्व और भौतिक फाइबर शामिल होते हैं।

मांसपेशियों का संरचनात्मक संगठन

मांसपेशियां कई ऊतक तंतुओं द्वारा बनाई जाती हैं जिनके कंकाल की हड्डियों से जुड़ाव बिंदु होते हैं। वे समानांतर में स्थित हैं और मांसपेशियों के काम की प्रक्रिया में एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। यह तंतु हैं, जो आवेग प्राप्त होने पर, मांसपेशियों के संकुचन के लिए तंत्र प्रदान करते हैं। संक्षेप में, मांसपेशियों की संरचना को सरकोमेरे और मायोफिब्रिल अणुओं से मिलकर एक प्रणाली के रूप में दर्शाया जा सकता है। यह समझना महत्वपूर्ण है कि प्रत्येक मांसपेशी फाइबर एक दूसरे के संबंध में अनुदैर्ध्य रूप से स्थित मायोफिब्रिल के कई सबयूनिट्स द्वारा बनता है। अब यह अलग-अलग सरकोमेर्स और फिलामेंट्स पर विचार करने योग्य है। क्योंकि वे मोटर प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

सरकोमेर्स और फिलामेंट्स

सार्कोमेर्स फाइबर के खंड हैं जो बीटा-एक्टिनिन युक्त तथाकथित जेड-प्लेट्स द्वारा अलग किए जाते हैं। एक्टिन तंतु प्रत्येक प्लेट से फैलते हैं, और अंतराल मोटे मायोसिन एनालॉग्स से भरे होते हैं। एक्टिन तत्व, बदले में, एक डबल हेलिक्स में मुड़े हुए मोतियों के तार की तरह दिखते हैं। इस संरचना में, प्रत्येक मनका एक एक्टिन अणु है, और ट्रोपोनिन अणु हेलिक्स में खांचे वाले क्षेत्रों में स्थित हैं। इन संरचनात्मक इकाइयों में से प्रत्येक एक दूसरे के साथ संचार करके मांसपेशी फाइबर के संकुचन और विश्राम के लिए एक तंत्र बनाती है। कोशिका झिल्ली तंतुओं के उत्तेजना में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसमें अनुप्रस्थ इनवैजिनेशन ट्यूब होते हैं जो सारकोप्लाज्मिक रेटिकुलम के कार्य को सक्रिय करते हैं - यह मांसपेशियों के ऊतकों के लिए एक रोमांचक प्रभाव होगा।

मोटर इकाई

अब यह मांसपेशियों की गहरी संरचना से दूर जाने और कंकाल की मांसपेशी के सामान्य विन्यास में मोटर इकाई पर विचार करने के लायक है। यह मोटर न्यूरॉन की प्रक्रियाओं द्वारा संक्रमित मांसपेशी फाइबर का संग्रह होगा। मांसपेशियों के ऊतकों का काम, कार्रवाई की प्रकृति की परवाह किए बिना, एक मोटर इकाई की संरचना में शामिल तंतुओं द्वारा प्रदान किया जाएगा। यही है, जब एक मोटर न्यूरॉन उत्तेजित होता है, तो मांसपेशियों के संकुचन का तंत्र जन्मजात प्रक्रियाओं के साथ एक परिसर के ढांचे के भीतर शुरू हो जाता है। मोटर न्यूरॉन्स में यह विभाजन आपको अनावश्यक रूप से रोमांचक पड़ोसी मोटर इकाइयों के बिना विशिष्ट मांसपेशियों को उद्देश्यपूर्ण रूप से संलग्न करने की अनुमति देता है। वास्तव में, एक जीव के पूरे मांसपेशी समूह को मोटर न्यूरॉन्स के खंडों में विभाजित किया जाता है, जिन्हें संकुचन या विश्राम पर काम करने के लिए जोड़ा जा सकता है, या वे अलग-अलग या वैकल्पिक रूप से कार्य कर सकते हैं। मुख्य बात यह है कि वे एक दूसरे से स्वतंत्र हैं और केवल अपने तंतुओं के समूह के संकेतों के साथ काम करते हैं।

मांसपेशियों के काम के आणविक तंत्र

फिलामेंट स्लाइडिंग की आणविक अवधारणा के अनुसार, मांसपेशी समूह का काम और, विशेष रूप से, इसके संकुचन को मायोसिन और एक्टिन की स्लाइडिंग क्रिया के दौरान महसूस किया जाता है। इन धागों की परस्पर क्रिया के लिए एक जटिल तंत्र लागू किया गया है, जिसमें कई प्रक्रियाओं को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

• मायोसिन फिलामेंट का मध्य भाग एक्टिन बंडलों से जुड़ा होता है।
• मायोसिन के साथ एक्टिन का प्राप्त संपर्क बाद के अणुओं के संचलन में योगदान देता है। सिर सक्रिय चरण में प्रवेश करते हैं और घूमते हैं। इस प्रकार, मांसपेशियों के संकुचन के आणविक तंत्र एक दूसरे के संबंध में सक्रिय तत्वों के थ्रेड्स के पुनर्व्यवस्था की पृष्ठभूमि के खिलाफ किए जाते हैं।
• फिर मायोसिन और एक्टिन का पारस्परिक विचलन होता है, जिसके बाद बाद के सिर के हिस्से की बहाली होती है।

पूरे चक्र को कई बार किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप पूर्वोक्त किस्में विस्थापित हो जाती हैं, और सरकोमेर्स के जेड-सेगमेंट अभिसरण और छोटे हो जाते हैं।

मांसपेशियों के काम के शारीरिक गुण

मांसपेशियों के काम के मुख्य शारीरिक गुणों में सिकुड़न और उत्तेजना को प्रतिष्ठित किया जाता है। ये गुण, बदले में, तंतुओं की चालकता, प्लास्टिसिटी और स्वचालन की संपत्ति से निर्धारित होते हैं। चालन के लिए, यह नेक्सस के माध्यम से मायोसाइट्स के बीच उत्तेजना की प्रक्रिया के प्रसार को सुनिश्चित करता है - ये विशेष विद्युत प्रवाहकीय सर्किट हैं जो मांसपेशियों के संकुचन के आवेग को संचालित करने के लिए जिम्मेदार हैं। हालाँकि, संकुचन या विश्राम के बाद, तंतुओं का कार्य भी किया जाता है।

एक निश्चित रूप में उनकी शांत स्थिति के लिए, प्लास्टिसिटी जिम्मेदार है, जो एक निरंतर स्वर के संरक्षण को निर्धारित करता है जिसमें वर्तमान में मांसपेशियों के संकुचन का तंत्र स्थित है। प्लास्टिसिटी का शरीर विज्ञान खुद को तंतुओं की छोटी अवस्था के संरक्षण के रूप में और उनके फैला हुआ रूप में प्रकट कर सकता है। स्वचालन की संपत्ति भी दिलचस्प है। यह तंत्रिका तंत्र को जोड़े बिना काम के चरण में प्रवेश करने के लिए मांसपेशियों की क्षमता निर्धारित करता है। यही है, मायोसाइट्स स्वतंत्र रूप से तंतुओं की कुछ क्रियाओं के लिए लयबद्ध रूप से दोहराए जाने वाले आवेगों का उत्पादन करते हैं।

मांसपेशियों के काम के जैव रासायनिक तंत्र

रासायनिक तत्वों का एक पूरा समूह मांसपेशियों के काम में शामिल होता है, जिसमें कैल्शियम और सिकुड़ा हुआ प्रोटीन जैसे ट्रोपोनिन और ट्रोपोमायोसिन शामिल हैं। इस ऊर्जा आपूर्ति के आधार पर, ऊपर चर्चा की गई शारीरिक प्रक्रियाएँ की जाती हैं। इन तत्वों का स्रोत एडेनोसिन ट्राइफोस्फोरिक एसिड (एटीपी) है, साथ ही इसकी हाइड्रोलिसिस भी है। इसी समय, मांसपेशियों में एटीपी की आपूर्ति केवल एक सेकंड के अंश के लिए मांसपेशी संकुचन प्रदान करने में सक्षम होती है। इसके बावजूद, फाइबर निरंतर मोड में तंत्रिका आवेगों का जवाब दे सकते हैं।

तथ्य यह है कि एटीपी के समर्थन से मांसपेशियों के संकुचन और विश्राम के जैव रासायनिक तंत्र क्रिएटिन फॉस्फेट के रूप में मैक्रोर्ज की आरक्षित आपूर्ति विकसित करने की प्रक्रिया से जुड़े हैं। इस रिजर्व की मात्रा एटीपी के स्टॉक से कई गुना अधिक है और साथ ही इसके उत्पादन में योगदान देती है। साथ ही, एटीपी के अलावा, ग्लाइकोजन मांसपेशियों के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में कार्य कर सकता है। वैसे, शरीर में इस पदार्थ की कुल आपूर्ति का लगभग 75% हिस्सा मांसपेशियों के तंतुओं का होता है।

उत्तेजक और सिकुड़ा प्रक्रियाओं का संयुग्मन

आराम की अवस्था में, तंतुओं के तंतु फिसलने से एक दूसरे के साथ संपर्क नहीं करते हैं, क्योंकि स्नायुबंधन के केंद्र ट्रोपोमायोसिन अणुओं द्वारा बंद होते हैं। विद्युत यांत्रिक युग्मन के बाद ही उत्तेजना हो सकती है। यह प्रक्रिया भी कई चरणों में विभाजित है:

• जब एक न्यूरोमस्कुलर सिनैप्स सक्रिय होता है, तो मायोफिब्रिल झिल्ली पर एक तथाकथित पोस्टसिनेप्टिक क्षमता बनती है, जो क्रिया के लिए ऊर्जा जमा करती है।
• उत्तेजक आवेग, ट्यूब प्रणाली के लिए धन्यवाद, झिल्ली के साथ विचलन करता है और रेटिकुलम को सक्रिय करता है। यह प्रक्रिया अंततः झिल्ली चैनलों से बाधाओं को हटाने में योगदान देती है जिसके माध्यम से आयन जो ट्रोपोनिन से जुड़ते हैं, जारी किए जाते हैं।
• ट्रोपोनिन प्रोटीन, बदले में, एक्टिन बंडलों के केंद्रों को खोलता है, जिसके बाद मांसपेशियों के संकुचन का तंत्र संभव हो जाता है, लेकिन इसे शुरू करने के लिए एक उपयुक्त आवेग की भी आवश्यकता होती है।
• खुले केंद्रों का उपयोग उस समय शुरू होगा जब ऊपर वर्णित मॉडल के अनुसार मायोसिन प्रमुख उनके साथ जुड़ेंगे।

इन परिचालनों का एक पूरा चक्र औसतन 15 एमएस में होता है। फाइबर उत्तेजना के प्रारंभिक बिंदु से पूर्ण संकुचन तक की अवधि को अव्यक्त कहा जाता है।

कंकाल की मांसपेशी के विश्राम की प्रक्रिया

जब मांसपेशियां आराम करती हैं, तो रेटिकुलम और कैल्शियम चैनलों के कनेक्शन के साथ सीए ++ आयनों का रिवर्स ट्रांसफर होता है। साइटोप्लाज्म से आयनों की रिहाई की प्रक्रिया में, बाध्यकारी केंद्रों की संख्या कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप एक्टिन और मायोसिन तंतु अलग हो जाते हैं। दूसरे शब्दों में, मांसपेशियों के संकुचन और विश्राम के तंत्र में समान कार्यात्मक तत्व शामिल होते हैं, लेकिन वे अलग-अलग तरीकों से काम करते हैं। विश्राम के बाद, एक संकुचन प्रक्रिया हो सकती है, जिसमें मांसपेशियों के तंतुओं का एक स्थिर संकुचन नोट किया जाता है। यह स्थिति तब तक बनी रह सकती है जब तक कि चिड़चिड़े आवेग की अगली क्रिया न हो जाए। एक लघु-अभिनय अनुबंध भी है, जिसके लिए पूर्वापेक्षाएँ बड़ी मात्रा में आयनों के संचय की स्थितियों में टेटैनिक संकुचन हैं।

संकुचन चरण

जब मांसलता को सुपरथ्रेशोल्ड बल के एक परेशान करने वाले आवेग द्वारा क्रियान्वित किया जाता है, तो एक एकल संकुचन होता है, जिसमें 3 चरणों को अलग किया जा सकता है:

• अव्यक्त प्रकार के संकुचन की अवधि, जिसका पहले ही ऊपर उल्लेख किया गया है, जिसके दौरान तंतु बाद की क्रियाओं के लिए ऊर्जा संचित करते हैं। इस समय, इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन की प्रक्रिया होती है और स्नायुबंधन के केंद्र खुलते हैं। इस स्तर पर, मांसपेशियों के तंतुओं के संकुचन का तंत्र तैयार किया जा रहा है, जो संबंधित आवेग के प्रसार के बाद सक्रिय होता है।
• छोटा चरण - औसतन 50 एमएस तक रहता है।
• विश्राम चरण भी लगभग 50 एमएस तक रहता है।

मांसपेशियों के संकुचन के तरीके

एकल संकुचन कार्य को "शुद्ध" मांसपेशी फाइबर यांत्रिकी का एक उदाहरण माना गया है। हालांकि, प्राकृतिक परिस्थितियों में, ऐसा काम नहीं किया जाता है, क्योंकि तंतु मोटर तंत्रिकाओं से संकेतों की निरंतर प्रतिक्रिया में होते हैं। एक और बात यह है कि, इस प्रतिक्रिया की प्रकृति के आधार पर, कार्य निम्न तरीकों से हो सकता है:

• संकुचन कम नाड़ी आवृत्ति पर होते हैं। यदि विश्राम के पूरा होने के बाद विद्युत आवेग का प्रचार होता है, तो संकुचन की एकल क्रियाओं की एक श्रृंखला होती है।
• आवेग संकेतों की उच्च आवृत्ति पिछले चक्र के आराम चरण के साथ मेल खा सकती है। इस मामले में, जिस आयाम में मांसपेशियों के ऊतकों के संकुचन के तंत्र को अभिव्यक्त किया जाएगा, जो विश्राम के अधूरे कार्यों के साथ दीर्घकालिक संकुचन प्रदान करेगा।
• आवेगों की बढ़ी हुई आवृत्ति की शर्तों के तहत, नए संकेत छोटे होने की अवधि के दौरान काम करेंगे, जो एक लंबे समय तक संकुचन को भड़काएगा जो विश्राम से बाधित नहीं होगा।

फ्रीक्वेंसी ऑप्टिमम और पेसिमम

संकुचन के आयाम आवेगों की आवृत्ति से निर्धारित होते हैं जो मांसपेशियों के तंतुओं को परेशान करते हैं। संकेतों और प्रतिक्रियाओं की बातचीत की इस प्रणाली में, इष्टतम और निराशावादी आवृत्ति को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। पहली आवृत्ति इंगित की गई है, जो कार्रवाई के समय बढ़ी हुई उत्तेजना के चरण पर लागू होगी। इस मोड में, एक बड़े आयाम के साथ मांसपेशी फाइबर के संकुचन के तंत्र को सक्रिय किया जा सकता है। बदले में, निराशा एक उच्च आवृत्ति निर्धारित करती है, जिसका आवेग अपवर्तकता चरण पर पड़ता है। तदनुसार, इस मामले में, आयाम कम हो जाता है।

कंकाल की मांसपेशियों के काम के प्रकार

स्नायु तंतु गतिशील, स्थिर और गतिशील रूप से काम कर सकते हैं। मानक गतिशील कार्य पर काबू पा रहा है - अर्थात, संकुचन के क्षण में मांसपेशी वस्तुओं या उसके घटकों को अंतरिक्ष में ले जाती है। मांसपेशियों की स्थिर क्रिया किसी तरह से तनाव से राहत दिलाती है, क्योंकि इस मामले में इसका उद्देश्य अपनी स्थिति को बदलना नहीं है। जब तंतु तनाव में काम करते हैं तो कंकाल की मांसपेशियों के संकुचन की गतिशील रूप से अवर तंत्र शुरू हो जाता है। समानांतर स्ट्रेचिंग की आवश्यकता इस तथ्य के कारण भी हो सकती है कि तंतुओं के काम में तीसरे पक्ष के निकायों के साथ संचालन शामिल है।

आखिरकार

मांसपेशियों की कार्रवाई के संगठन की प्रक्रियाओं में विभिन्न प्रकार के कार्यात्मक तत्व और प्रणालियां शामिल हैं। कार्य में प्रतिभागियों का एक जटिल समूह शामिल होता है, जिनमें से प्रत्येक अपना कार्य करता है। यह देखा जा सकता है कि कैसे, मांसपेशियों के संकुचन के तंत्र को सक्रिय करने की प्रक्रिया में, अप्रत्यक्ष कार्यात्मक ब्लॉक ट्रिगर होते हैं। उदाहरण के लिए, यह कार्य करने के लिए एक ऊर्जा क्षमता उत्पन्न करने की प्रक्रियाओं या स्नायुबंधन के केंद्रों को अवरुद्ध करने की प्रणाली की चिंता करता है जिसके माध्यम से मायोसिन और एक्टिन का संबंध होता है।

मुख्य भार सीधे उन तंतुओं पर पड़ता है जो मोटर इकाइयों के आदेशों पर कुछ क्रियाएं करते हैं। इसके अलावा, किसी विशेष कार्य के प्रदर्शन की प्रकृति भिन्न हो सकती है। यह निर्देशित आवेग के मापदंडों के साथ-साथ मांसपेशियों की वर्तमान स्थिति से प्रभावित होगा।

जो सेलुलर और ऊतक संगठन, संरक्षण और एक निश्चित सीमा तक, कार्यप्रणाली के तंत्र में भिन्न होते हैं। इसी समय, इस प्रकार की मांसपेशियों के बीच मांसपेशियों के संकुचन के आणविक तंत्र में बहुत कुछ समान है।

कंकाल की मांसपेशियां

कंकाल की मांसपेशियां मस्कुलोस्केलेटल सिस्टम का सक्रिय हिस्सा हैं। धारीदार मांसपेशियों की सिकुड़ा गतिविधि के परिणामस्वरूप, निम्नलिखित कार्य किए जाते हैं:

• अंतरिक्ष में शरीर की गति;
• एक दूसरे के सापेक्ष शरीर के अंगों की गति;
• आसन बनाए रखना।

इसके अलावा, मांसपेशियों के संकुचन के परिणामों में से एक गर्मी का उत्पादन है।

मनुष्यों में, जैसा कि सभी कशेरुकियों में होता है, कंकाल की मांसपेशी फाइबर में चार महत्वपूर्ण गुण होते हैं:

• उत्तेजना- आयन पारगम्यता और झिल्ली क्षमता में परिवर्तन के साथ उत्तेजना का जवाब देने की क्षमता;
• चालकता -पूरे फाइबर के साथ एक क्रिया क्षमता का संचालन करने की क्षमता;
• सिकुड़ना- उत्तेजित होने पर वोल्टेज को अनुबंधित करने या बदलने की क्षमता;
• लोच -खींचे जाने पर तनाव विकसित करने की क्षमता।

प्राकृतिक परिस्थितियों में, तंत्रिका केंद्रों से मांसपेशी फाइबर में आने वाले तंत्रिका आवेगों के कारण उत्तेजना और मांसपेशियों में संकुचन होता है। प्रयोग में उत्तेजना पैदा करने के लिए विद्युत उत्तेजना का उपयोग किया जाता है।

मांसपेशियों की सीधी जलन को ही प्रत्यक्ष जलन कहा जाता है; मोटर तंत्रिका की जलन, इस तंत्रिका (न्यूरोमोटर इकाइयों की उत्तेजना) द्वारा संक्रमित मांसपेशियों के संकुचन के लिए अग्रणी, एक अप्रत्यक्ष जलन है। इस तथ्य के कारण कि मांसपेशियों के ऊतकों की उत्तेजना तंत्रिका ऊतक की तुलना में कम है, सीधे मांसपेशियों में जलन पैदा करने वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग अभी तक प्रत्यक्ष जलन प्रदान नहीं करता है: वर्तमान, मांसपेशियों के ऊतकों के माध्यम से फैलता है, मुख्य रूप से अंत में कार्य करता है इसमें स्थित मोटर तंत्रिकाएं और उन्हें उत्तेजित करती हैं, जिससे मांसपेशियों में संकुचन होता है।

संक्षिप्तीकरण के प्रकार

आइसोटोनिक आहारएक संकुचन जिसमें एक मांसपेशी बिना तनाव के छोटी हो जाती है। कण्डरा को पार करने या टूटने पर या एक पृथक (शरीर से निकाले गए) पेशी पर एक प्रयोग में ऐसा संकुचन संभव है।

आइसोमेट्रिक मोड- एक संकुचन जिसमें मांसपेशियों का तनाव बढ़ जाता है, और लंबाई व्यावहारिक रूप से कम नहीं होती है। असहनीय भार उठाने की कोशिश करते समय ऐसी कमी देखी जाती है।

औक्सोटोनिक मोड -संकुचन जिसमें मांसपेशियों का तनाव बढ़ने पर उनकी लंबाई बदल जाती है। मानव श्रम गतिविधि के कार्यान्वयन में कटौती का ऐसा तरीका देखा जाता है। यदि पेशी के छोटा होने पर उसका तनाव बढ़ जाता है, तो ऐसा संकुचन कहलाता है गाढ़ाऔर इसके लंबा होने के दौरान मांसपेशियों में तनाव बढ़ने की स्थिति में (उदाहरण के लिए, जब धीरे-धीरे भार कम होता है) - सनकी संकुचन।

मांसपेशियों के संकुचन के प्रकार

मांसपेशियों के संकुचन दो प्रकार के होते हैं: एकल और धनुस्तंभीय।

जब एक एकल उत्तेजना से एक मांसपेशी चिढ़ जाती है, तो एक एकल मांसपेशी संकुचन होता है, जिसमें निम्नलिखित तीन चरणों को प्रतिष्ठित किया जाता है:

• अव्यक्त अवधि का चरण - उत्तेजना की कार्रवाई की शुरुआत से और छोटा होने की शुरुआत से पहले;
• संकुचन चरण (छोटा चरण) - संकुचन की शुरुआत से अधिकतम मूल्य तक;
• विश्राम चरण - अधिकतम संकुचन से प्रारंभिक लंबाई तक।

एकल मांसपेशी संकुचनमनाया जाता है जब मोटर न्यूरॉन्स के तंत्रिका आवेगों की एक छोटी श्रृंखला पेशी में प्रवेश करती है। इसे मांसपेशियों में बहुत कम (लगभग 1 एमएस) विद्युत उत्तेजना लागू करके प्रेरित किया जा सकता है। उत्तेजना के संपर्क की शुरुआत से 10 एमएस तक के समय अंतराल के बाद मांसपेशियों का संकुचन शुरू होता है, जिसे अव्यक्त अवधि (चित्र 1) कहा जाता है। फिर छोटा करना (अवधि लगभग 30-50 एमएस) और विश्राम (50-60 एमएस) विकसित होता है। एक एकल पेशी संकुचन के पूरे चक्र में औसतन 0.1 s का समय लगता है।

विभिन्न मांसपेशियों में एक ही संकुचन की अवधि काफी भिन्न हो सकती है और मांसपेशियों की कार्यात्मक स्थिति पर निर्भर करती है। मांसपेशियों की थकान के विकास के साथ संकुचन की दर और विशेष रूप से विश्राम धीमा हो जाता है। तेज मांसपेशियां जिनमें अल्पकालिक एकल संकुचन होता है, उनमें नेत्रगोलक, पलकें, मध्य कान आदि की बाहरी मांसपेशियां शामिल होती हैं।

मांसपेशी फाइबर झिल्ली और उसके एकल संकुचन पर एक्शन पोटेंशिअल पीढ़ी की गतिशीलता की तुलना करते समय, यह देखा जा सकता है कि एक्शन पोटेंशिअल हमेशा पहले होता है और उसके बाद ही छोटा होना शुरू होता है, जो झिल्ली के पुनरुत्पादन के अंत के बाद भी जारी रहता है। याद रखें कि मांसपेशी फाइबर की क्रिया क्षमता के विध्रुवण चरण की अवधि 3-5 एमएस है। समय की इस अवधि के दौरान, फाइबर झिल्ली पूर्ण अपवर्तकता की स्थिति में होती है, इसके बाद इसकी उत्तेजना की बहाली होती है। चूंकि छोटा करने की अवधि लगभग 50 एमएस है, यह स्पष्ट है कि छोटा करने के दौरान भी, मांसपेशी फाइबर झिल्ली को उत्तेजना को बहाल करना होगा और एक अपूर्ण की पृष्ठभूमि के खिलाफ संकुचन के साथ एक नए प्रभाव का जवाब देने में सक्षम होगा। नतीजतन, मांसपेशियों के तंतुओं में एक विकासशील संकुचन की पृष्ठभूमि के खिलाफ, उत्तेजना के नए चक्रों को उनकी झिल्ली पर प्रेरित किया जा सकता है, इसके बाद संक्षेप में संकुचन होता है। इस संचयी संकुचन को कहा जाता है धनुस्तंभीय(टेटनस)। इसे एक फाइबर और पूरी मांसपेशी में देखा जा सकता है। हालांकि, पूरी मांसपेशी में प्राकृतिक परिस्थितियों में टेटनिक संकुचन के तंत्र में कुछ ख़ासियतें हैं।

चावल। अंजीर। 1. कंकाल की मांसपेशी फाइबर के उत्तेजना और संकुचन के एकल चक्रों का समय अनुपात: ए - एक्शन पोटेंशिअल का अनुपात, सीए 2+ को सरकोप्लाज्म और संकुचन में छोड़ना: 1 - अव्यक्त अवधि; 2 - छोटा करना; 3 - विश्राम; बी - क्रिया क्षमता, उत्तेजना और संकुचन का अनुपात

धनुस्तंभपेशी संकुचन कहलाती है, जो इसकी मोटर इकाइयों के संकुचन के योग से उत्पन्न होता है, जो इस पेशी को संक्रमित करने वाले मोटर न्यूरॉन्स से उन्हें कई तंत्रिका आवेगों की आपूर्ति के कारण होता है। कई मोटर इकाइयों के तंतुओं के संकुचन के दौरान विकसित प्रयासों का योग टेटैनिक मांसपेशियों के संकुचन की ताकत में वृद्धि में योगदान देता है और संकुचन की अवधि को प्रभावित करता है।

अंतर करना दांतेदारतथा चिकनाटिटनेस। प्रयोग में पेशी के डेंटेट टेटनस का निरीक्षण करने के लिए, इसे विद्युत प्रवाह दालों के साथ इतनी आवृत्ति पर उत्तेजित किया जाता है कि प्रत्येक बाद की उत्तेजना को छोटा करने के चरण के बाद लागू किया जाता है, लेकिन विश्राम के अंत से पहले भी। चिकना टेटैनिक संकुचन अधिक लगातार उत्तेजनाओं के साथ विकसित होता है जब बाद की उत्तेजनाओं को मांसपेशियों की कमी के विकास के दौरान लागू किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि मांसपेशियों को छोटा करने का चरण 50 एमएस है, तो विश्राम का चरण 60 एमएस है, तो एक दांतेदार टेटनस प्राप्त करने के लिए, इस मांसपेशी को 9-19 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ उत्तेजित करना आवश्यक है, एक चिकनी प्राप्त करने के लिए - साथ कम से कम 20 हर्ट्ज की आवृत्ति।

विभिन्न प्रकार के टेटनस को प्रदर्शित करने के लिए, एक पृथक मेंढक गैस्ट्रोकनेमियस मांसपेशी के संकुचन के किमोग्राफ पर ग्राफिक पंजीकरण आमतौर पर उपयोग किया जाता है। इस तरह के किमोग्राम का एक उदाहरण अंजीर में दिखाया गया है। 2.

यदि हम मांसपेशियों के संकुचन के विभिन्न तरीकों के तहत विकसित आयामों और बलों की तुलना करते हैं, तो वे एक ही संकुचन के साथ न्यूनतम होते हैं, दाँतेदार टेटनस के साथ बढ़ते हैं और चिकनी टेटेनिक संकुचन के साथ अधिकतम हो जाते हैं। संकुचन के आयाम और बल में इस तरह की वृद्धि के कारणों में से एक यह है कि मांसपेशियों के तंतुओं की झिल्ली पर एपी पीढ़ी की आवृत्ति में वृद्धि के साथ उत्पादन में वृद्धि और सारकोप्लाज्म में सीए 2+ आयनों का संचय होता है। मांसपेशी फाइबर, जो सिकुड़ा हुआ प्रोटीन के बीच अधिक कुशल बातचीत में योगदान देता है।

चावल। 2. उत्तेजना की आवृत्ति पर संकुचन के आयाम की निर्भरता (उत्तेजनाओं की शक्ति और अवधि अपरिवर्तित हैं)

उत्तेजना की आवृत्ति में क्रमिक वृद्धि के साथ, मांसपेशियों के संकुचन की शक्ति और आयाम में वृद्धि केवल एक निश्चित सीमा तक ही जाती है - प्रतिक्रिया का इष्टतम। उत्तेजना की आवृत्ति जो मांसपेशियों की सबसे बड़ी प्रतिक्रिया का कारण बनती है, इष्टतम कहलाती है। उत्तेजना की आवृत्ति में और वृद्धि के साथ आयाम और संकुचन की ताकत में कमी आती है। इस घटना को प्रतिक्रिया का निराशा कहा जाता है, और इष्टतम मूल्य से अधिक होने वाली जलन की आवृत्तियों को निराशावादी कहा जाता है। इष्टतम और निराशा की परिघटना की खोज एन.ई. Vvedensky।

प्राकृतिक परिस्थितियों में, मोटर न्यूरॉन्स द्वारा मांसपेशियों में तंत्रिका आवेगों को भेजने की आवृत्ति और मोड मांसपेशियों की मोटर इकाइयों की संख्या और अधिक या कम (सक्रिय मोटर न्यूरॉन्स की संख्या के आधार पर) के संकुचन की प्रक्रिया में अतुल्यकालिक भागीदारी प्रदान करते हैं। उनके संकुचन। शरीर में एक अभिन्न मांसपेशी का संकुचन, लेकिन इसकी प्रकृति में, चिकनी-टेग्निक के करीब है।

मांसपेशियों की कार्यात्मक गतिविधि को चिह्नित करने के लिए, उनके स्वर और संकुचन के संकेतकों का मूल्यांकन किया जाता है। स्नायु टोन अपनी मोटर इकाइयों के अतुल्यकालिक संकुचन के कारण लंबे समय तक निरंतर तनाव की स्थिति है। साथ ही, इस तथ्य के कारण मांसपेशियों की कोई कमी नहीं हो सकती है कि सभी संकुचन प्रक्रिया में शामिल नहीं हैं, लेकिन केवल उन मोटर इकाइयां जिनके गुणों को मांसपेशी टोन बनाए रखने के लिए अनुकूलित किया जाता है और उनके अतुल्यकालिक संकुचन की ताकत होती है मांसपेशियों को छोटा करने के लिए पर्याप्त नहीं है। विश्राम से तनाव में संक्रमण के दौरान या तनाव की डिग्री बदलते समय ऐसी इकाइयों की कमी कहलाती है टॉनिक।मांसपेशियों की ताकत और लंबाई में बदलाव के साथ अल्पकालिक संकुचन कहलाते हैं शारीरिक।

मांसपेशियों के संकुचन का तंत्र

एक मांसपेशी फाइबर एक बहु-नाभिकीय संरचना है जो एक झिल्ली से घिरा हुआ है और एक विशेष संकुचन तंत्र युक्त है। - मायोफिब्रिल्स(चित्र 3)। इसके अलावा, मांसपेशी फाइबर के सबसे महत्वपूर्ण घटक हैं माइटोकॉन्ड्रिया, अनुदैर्ध्य नलिकाओं की प्रणाली - सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम और अनुप्रस्थ नलिकाओं की प्रणाली - टी प्रणाली।

चावल। 3. मांसपेशी फाइबर की संरचना

पेशी कोशिका के संकुचनीय उपकरण की कार्यात्मक इकाई है सार्कोमेरेमायोफिब्रिल सार्कोमेरिस से बना होता है। सरकोमेर्स जेड-प्लेट्स (चित्र 4) द्वारा एक दूसरे से अलग होते हैं। मायोफिब्रिल में सारकोमेर्स श्रृंखला में व्यवस्थित होते हैं, इसलिए कैपकोमेर्स के संकुचन से मायोफिब्रिल का संकुचन होता है और मांसपेशी फाइबर का समग्र छोटा होता है।

चावल। 4. सरकोमेरे की संरचना की योजना

एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में मांसपेशियों के तंतुओं की संरचना के अध्ययन ने उनकी अनुप्रस्थ धारिता को प्रकट करना संभव बना दिया, जो कि प्रोटोफिब्रिल के सिकुड़ा प्रोटीन के विशेष संगठन के कारण है - एक्टिनतथा मायोसिन।एक्टिन फिलामेंट्स को डबल हेलिक्स में लगभग 36.5 एनएम की पिच के साथ मुड़े हुए डबल थ्रेड द्वारा दर्शाया गया है। ये तंतु, 1 माइक्रोन लंबा और 6-8 एनएम व्यास, लगभग 2000 की संख्या, एक छोर पर जेड-प्लेट से जुड़े होते हैं। फिलामेंटस प्रोटीन अणु एक्टिन हेलिक्स के अनुदैर्ध्य खांचे में स्थित होते हैं। ट्रोपोमायोसिन। 40 एनएम के एक कदम के साथ, एक अन्य प्रोटीन का अणु ट्रोपोमायोसिन अणु से जुड़ा होता है - ट्रोपोनिन।

ट्रोपोनिन और ट्रोपोमायोसिन प्ले (चित्र 3 देखें) एक्टिन और मायोसिन के बीच बातचीत के तंत्र में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। सरकोमियर के बीच में, एक्टिन तंतुओं के बीच, लगभग 1.6 माइक्रोमीटर लंबे मोटे मायोसिन तंतु होते हैं। ध्रुवण सूक्ष्मदर्शी में यह क्षेत्र गहरे रंग की पट्टी के रूप में दिखाई देता है (द्विअपवर्तन के कारण) - अनिसोट्रोपिक ए-डिस्क।इसके केंद्र में एक हल्की पट्टी दिखाई देती है। एच।स्थिरावस्था में कोई एक्टिन तंतु नहीं होते हैं। दोनों तरफ लेकिन-डिस्क दृश्यमान प्रकाश समदैशिकपट्टियां - मैं-डिस्कएक्टिन फिलामेंट्स द्वारा गठित।

आराम करने पर, एक्टिन और मायोसिन तंतु एक-दूसरे को थोड़ा ओवरलैप करते हैं जिससे सारकोमियर की कुल लंबाई लगभग 2.5 माइक्रोन हो जाती है। केंद्र में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के तहत एच- धारियों का पता चला एम-लाइन -संरचना जो मायोसिन फिलामेंट्स रखती है।

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी से पता चलता है कि मायोसिन फिलामेंट के किनारों पर अनुप्रस्थ पुल नामक उभार पाए जाते हैं। आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, अनुप्रस्थ पुल में एक सिर और एक गर्दन होती है। एक्टिन के लिए बाध्य होने पर सिर एक स्पष्ट ATPase गतिविधि प्राप्त करता है। गर्दन में लोचदार गुण होते हैं और एक कुंडा होता है, इसलिए क्रॉस ब्रिज का सिर अपनी धुरी पर घूम सकता है।

आधुनिक तकनीक के उपयोग ने यह स्थापित करना संभव बना दिया है कि क्षेत्र में विद्युत उत्तेजना का अनुप्रयोग जेड-लैमिना सरकोमेरे के संकुचन की ओर जाता है, जबकि डिस्क क्षेत्र का आकार लेकिननहीं बदलता है, और धारियों का आकार एचतथा मैंघटता है। इन अवलोकनों ने संकेत दिया कि मायोसिन फिलामेंट्स की लंबाई नहीं बदलती है। इसी तरह के परिणाम तब प्राप्त हुए जब मांसपेशियों में खिंचाव हुआ - एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स की आंतरिक लंबाई नहीं बदली। प्रयोगों के परिणामस्वरूप, यह पता चला कि एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स के पारस्परिक ओवरलैप का क्षेत्र बदल गया है। इन तथ्यों ने एक्स और ए हक्सले को मांसपेशियों के संकुचन के तंत्र की व्याख्या करने के लिए स्लाइडिंग थ्रेड्स के सिद्धांत का प्रस्ताव करने की अनुमति दी। इस सिद्धांत के अनुसार, संकुचन के दौरान, मोटे मायोसिन तंतुओं के सापेक्ष पतले एक्टिन तंतुओं के सक्रिय संचलन के कारण सरकोमियर का आकार घट जाता है।

चावल। 5. ए - सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम, अनुप्रस्थ नलिकाओं और मायोफिब्रिल के संगठन की योजना। बी - एक व्यक्तिगत कंकाल की मांसपेशी फाइबर में अनुप्रस्थ नलिकाओं और सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम की शारीरिक संरचना का आरेख। बी - कंकाल की मांसपेशियों के संकुचन के तंत्र में सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम की भूमिका

मांसपेशी फाइबर के संकुचन की प्रक्रिया में, इसमें निम्नलिखित परिवर्तन होते हैं:

विद्युत रासायनिक रूपांतरण:

• पीडी पीढ़ी;
• टी-सिस्टम के माध्यम से पीडी का वितरण;
• टी-सिस्टम के संपर्क क्षेत्र की विद्युत उत्तेजना और सरकोप्लाज्मिक रेटिकुलम, एंजाइमों की सक्रियता, इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट का गठन, सीए 2+ आयनों की इंट्रासेल्युलर एकाग्रता में वृद्धि;

रासायनिक परिवर्तन:

• ट्रोपोनिन के साथ सीए 2+ आयनों की बातचीत, ट्रोपोमायोसिन के विन्यास में परिवर्तन, एक्टिन फिलामेंट्स पर सक्रिय केंद्रों की रिहाई;
• एक्टिन के साथ मायोसिन सिर की बातचीत, सिर का घूमना और लोचदार कर्षण का विकास;
• एक्टिन और मायोसिन तंतुओं का एक दूसरे के सापेक्ष फिसलना, सरकोमियर के आकार में कमी, तनाव का विकास या मांसपेशी फाइबर का छोटा होना।

मोटर न्यूरॉन से मांसपेशी फाइबर में उत्तेजना का स्थानांतरण मध्यस्थ एसिटाइलकोलाइन (एसीएच) की मदद से होता है। अंत प्लेट के कोलिनेर्जिक रिसेप्टर के साथ एसीएच की बातचीत एसीएच-संवेदनशील चैनलों की सक्रियता और अंत प्लेट क्षमता की उपस्थिति की ओर ले जाती है, जो 60 एमवी तक पहुंच सकती है। इस मामले में, अंत प्लेट का क्षेत्र मांसपेशी फाइबर झिल्ली के लिए परेशान वर्तमान का स्रोत बन जाता है, और अंत प्लेट से सटे सेल झिल्ली के क्षेत्रों में, एपी होता है, जो गति से दोनों दिशाओं में फैलता है 36 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर लगभग 3-5 मीटर/सेकेंड। इस प्रकार, पीडी की पीढ़ी है पहला चरणमांसपेशी में संकुचन।

दूसरे चरणनलिकाओं की अनुप्रस्थ प्रणाली के साथ मांसपेशी फाइबर के अंदर एपी का प्रसार है, जो सतह झिल्ली और मांसपेशी फाइबर के सिकुड़ा तंत्र के बीच एक कड़ी के रूप में कार्य करता है। जी-सिस्टम दो पड़ोसी सरकोमेर्स के सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम के टर्मिनल सिस्टर्न के निकट संपर्क में है। संपर्क स्थल की विद्युत उत्तेजना संपर्क स्थल पर स्थित एंजाइमों की सक्रियता और इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट के निर्माण की ओर ले जाती है। इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट टर्मिनल सिस्टर्न की झिल्लियों के कैल्शियम चैनलों को सक्रिय करता है, जिससे सिस्टर्न से सीए 2+ आयनों की रिहाई होती है और सीए 2+ के इंट्रासेल्युलर एकाग्रता में 10 -7 से 10 -5 तक की वृद्धि होती है। सेट सीए 2+ की इंट्रासेल्युलर एकाग्रता में वृद्धि करने वाली प्रक्रियाओं का सार है तीसरा चरणमांसपेशी में संकुचन। इस प्रकार, पहले चरणों में, विद्युत एपी संकेत एक रासायनिक एक में परिवर्तित हो जाता है, अर्थात, सीए 2+ की इंट्रासेल्युलर एकाग्रता बढ़ जाती है। विद्युत रासायनिक रूपांतरण(चित्र 6)।

सीए 2+ आयनों की इंट्रासेल्युलर एकाग्रता में वृद्धि के साथ, वे ट्रोपोनिन से बंधते हैं, जो ट्रोपोमायोसिन के विन्यास को बदलता है। बाद वाला एक्टिन फिलामेंट्स के बीच एक खांचे में मिल जाएगा; उसी समय, एक्टिन फ़िलामेंट्स पर साइटें खोली जाती हैं जिसके साथ मायोसिन क्रॉस-ब्रिज बातचीत कर सकते हैं। ट्रोपोमायोसिन का यह विस्थापन सीए 2+ बंधन पर ट्रोपोनिन प्रोटीन अणु के गठन में परिवर्तन के कारण होता है। इसलिए, एक्टिन और मायोसिन के बीच बातचीत के तंत्र में सीए 2+ आयनों की भागीदारी ट्रोपोनिन और ट्रोपोमायोसिन के माध्यम से मध्यस्थ होती है। इस तरह, चौथा चरणइलेक्ट्रोमैकेनिकल कपलिंग ट्रोपोनिन के साथ कैल्शियम की परस्पर क्रिया और ट्रोपोमायोसिन का विस्थापन है।

पर पाँचवाँ चरणइलेक्ट्रोमैकेनिकल संयुग्मन, मायोसिन अनुप्रस्थ पुल का सिर एक्टिन पुल से जुड़ा हुआ है - क्रमिक रूप से स्थित कई स्थिर केंद्रों में से पहला। इस मामले में, मायोसिन सिर अपनी धुरी के चारों ओर घूमता है, क्योंकि इसके कई सक्रिय केंद्र हैं जो क्रमिक रूप से एक्टिन फिलामेंट पर संबंधित केंद्रों के साथ बातचीत करते हैं। सिर के घूमने से अनुप्रस्थ पुल की गर्दन के लोचदार लोचदार कर्षण में वृद्धि होती है और तनाव में वृद्धि होती है। संकुचन के विकास की प्रक्रिया में प्रत्येक विशिष्ट क्षण में, क्रॉस ब्रिज के सिर का एक हिस्सा एक्टिन फिलामेंट के संबंध में होता है, दूसरा मुक्त होता है, अर्थात। एक्टिन फिलामेंट के साथ उनकी बातचीत का एक क्रम है। यह कमी प्रक्रिया की चिकनाई सुनिश्चित करता है। चौथी और पाँचवीं अवस्था में रासायनिक परिवर्तन होता है।

चावल। 6. पेशी में विद्युत यांत्रिक प्रक्रियाएं

एक्टिन फिलामेंट के साथ क्रॉस ब्रिज के सिरों को जोड़ने और डिस्कनेक्ट करने की क्रमिक प्रतिक्रिया एक दूसरे के सापेक्ष पतले और मोटे फिलामेंट्स के फिसलने और सरकोमियर के आकार में कमी और मांसपेशियों की कुल लंबाई में कमी की ओर ले जाती है, जो कि है छठा चरण।वर्णित प्रक्रियाओं की समग्रता स्लाइडिंग थ्रेड्स के सिद्धांत का सार है (चित्र 7)।

प्रारंभ में, यह माना जाता था कि Ca 2+ आयन मायोसिन की ATPase गतिविधि के लिए एक सहकारक के रूप में कार्य करते हैं। आगे के शोध ने इस धारणा को खारिज कर दिया। एक आराम करने वाली मांसपेशी में, एक्टिन और मायोसिन में व्यावहारिक रूप से एटीपीस गतिविधि नहीं होती है। एक्टिन के लिए मायोसिन हेड के अटैचमेंट के कारण सिर एटीपीस एक्टिविटी हासिल कर लेता है।

चावल। 7. स्लाइडिंग थ्रेड्स के सिद्धांत का चित्रण:

A. a - आराम की मांसपेशी: A. 6 - संकुचन के दौरान पेशी: B. a. बी - सक्रिय फिलामेंट पर केंद्रों के साथ मायोसिन सिर के सक्रिय केंद्रों की अनुक्रमिक बातचीत

मायोसिन हेड के एटीपीस केंद्र में एटीपी की हाइड्रोलिसिस बाद के गठन में बदलाव और एक नए, उच्च-ऊर्जा राज्य में इसके स्थानांतरण के साथ है। एक्टिन फिलामेंट पर एक नए केंद्र के लिए मायोसिन सिर का पुन: संयोजन सिर के घूर्णन की ओर जाता है, जो इसमें संग्रहीत ऊर्जा द्वारा प्रदान किया जाता है। एक्टिन के साथ मायोसिन हेड के कनेक्शन और वियोग के प्रत्येक चक्र में, एक एटीपी अणु प्रति पुल विभाजित होता है। रोटेशन की गति एटीपी के विभाजन की दर से निर्धारित होती है। जाहिर है, तेज फासिक फाइबर प्रति यूनिट समय में काफी अधिक एटीपी का उपभोग करते हैं और धीमी फाइबर की तुलना में टॉनिक लोडिंग के दौरान कम रासायनिक ऊर्जा संग्रहित करते हैं। इस प्रकार, रासायनिक परिवर्तन की प्रक्रिया में, एटीपी मायोसिन हेड और एक्टिन फिलामेंट को अलग करना सुनिश्चित करता है और एक्टिन फिलामेंट के दूसरे सेक्शन के साथ मायोसिन हेड की आगे की बातचीत के लिए ऊर्जा प्रदान करता है। ये प्रतिक्रियाएं 10 -6 एम से ऊपर कैल्शियम सांद्रता पर संभव हैं।

मांसपेशियों के तंतुओं को छोटा करने के वर्णित तंत्र बताते हैं कि विश्राम के लिए, सबसे पहले, Ca 2+ आयनों की सांद्रता को कम करना आवश्यक है। यह प्रायोगिक रूप से सिद्ध हो चुका है कि सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में एक विशेष तंत्र है - एक कैल्शियम पंप, जो सक्रिय रूप से कैल्शियम को टैंक में लौटाता है। कैल्शियम पंप का सक्रियण अकार्बनिक फॉस्फेट द्वारा किया जाता है, जो एटीपी के हाइड्रोलिसिस के दौरान बनता है। और कैल्शियम पंप की ऊर्जा आपूर्ति भी एटीपी के हाइड्रोलिसिस के दौरान उत्पन्न ऊर्जा के कारण होती है। इस प्रकार, एटीपी दूसरा सबसे महत्वपूर्ण कारक है, जो विश्राम प्रक्रिया के लिए नितांत आवश्यक है। मृत्यु के कुछ समय बाद, मोटर न्यूरॉन्स के टॉनिक प्रभाव की समाप्ति के कारण मांसपेशियां नरम रहती हैं। तब एटीपी सांद्रता एक महत्वपूर्ण स्तर से नीचे गिर जाती है, और एक्टिन फिलामेंट से मायोसिन सिर के अलग होने की संभावना गायब हो जाती है। कंकाल की मांसपेशियों की गंभीर कठोरता के साथ कठोर मोर्टिस की घटना होती है।

कंकाल की मांसपेशी संकुचन के दौरान एटीपी का कार्यात्मक महत्व

• मायोसिन की क्रिया के तहत एटीपी हाइड्रोलिसिस, परिणामस्वरूप, क्रॉस-ब्रिज पुल बल के विकास के लिए ऊर्जा प्राप्त करते हैं
• एटीपी को मायोसिन से बांधना, एक्टिन से जुड़े क्रॉस-ब्रिजों की टुकड़ी के लिए अग्रणी, जो उनकी गतिविधि के चक्र को दोहराने की संभावना पैदा करता है
• सारकोप्लाज्मिक रेटिकुलम के पार्श्व सिस्टर्न में सीए 2+ आयनों के सक्रिय परिवहन के लिए एटीपी का हाइड्रोलिसिस (सीए 2+ -एटीपीस की कार्रवाई के तहत), जो प्रारंभिक स्तर तक साइटोप्लाज्मिक कैल्शियम के स्तर को कम करता है।

संकुचन योग और टेटनस

यदि एक प्रयोग में एक एकल मांसपेशी फाइबर या पूरी मांसपेशी एक दूसरे के बाद तेजी से दो मजबूत एकल उत्तेजनाओं पर कार्य करती है, तो परिणामी संकुचन में एक उत्तेजना के दौरान अधिकतम संकुचन की तुलना में अधिक आयाम होगा। पहली और दूसरी उत्तेजनाओं के कारण होने वाला सिकुड़ा हुआ प्रभाव जुड़ता हुआ प्रतीत होता है। इस घटना को संकुचन का योग कहा जाता है (चित्र 8)। यह मांसपेशियों की प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष उत्तेजना दोनों के साथ मनाया जाता है।

योग होने के लिए, यह आवश्यक है कि उत्तेजनाओं के बीच अंतराल की एक निश्चित अवधि हो: यह दुर्दम्य अवधि से अधिक होना चाहिए, अन्यथा दूसरी उत्तेजना के लिए कोई प्रतिक्रिया नहीं होगी, और संकुचन प्रतिक्रिया की पूरी अवधि से कम होगी, इसलिए कि दूसरी उत्तेजना मांसपेशियों पर काम करती है इससे पहले कि पहली जलन के बाद आराम करने का समय हो। इस मामले में, दो विकल्प संभव हैं: यदि दूसरी जलन तब आती है जब मांसपेशी पहले से ही आराम करना शुरू कर चुकी होती है, तो मायोग्राफिक वक्र पर इस संकुचन के शीर्ष को एक अवसाद द्वारा पहले के शीर्ष से अलग किया जाएगा (चित्र 8)। जी-जी); यदि दूसरी जलन तब काम करती है जब पहली अभी तक अपने चरम पर नहीं पहुंची है, तो दूसरा संकुचन पूरी तरह से पहले के साथ विलीन हो जाता है, जिससे एक संक्षिप्त शिखर बनता है (चित्र 8, ए-बी)।

एक मेंढक की जठराग्नि पेशी में योग पर विचार करें। इसके संकुचन के आरोही चरण की अवधि लगभग 0.05 s है। इसलिए, इस पेशी (अपूर्ण योग) पर पहले प्रकार के संकुचन के योग को पुन: उत्पन्न करने के लिए, यह आवश्यक है कि पहली और दूसरी उत्तेजनाओं के बीच का अंतराल 0.05 s से अधिक हो, और दूसरे प्रकार का योग प्राप्त करने के लिए (तथाकथित) पूर्ण योग) - 0.05 एस से कम।

चावल। 8. दो उत्तेजनाओं के लिए मांसपेशियों के संकुचन 8 प्रतिक्रिया का योग। टाइम स्टैम्प 20 एमएस

संकुचन के पूर्ण और अपूर्ण योग दोनों के साथ, क्रिया क्षमता का योग नहीं किया जाता है।

टेटनस की मांसपेशियां

यदि तालबद्ध उद्दीपक एक एकल पेशी तंतु पर या पूरी पेशी पर इतनी आवृत्ति के साथ कार्य करते हैं कि उनका प्रभाव संक्षेप हो जाता है, तो एक मजबूत और लंबे समय तक पेशी संकुचन होता है, जिसे कहा जाता है धनुस्तंभीय संकुचन, या टिटनेस।

इसका आयाम अधिकतम एकल संकुचन के मान से कई गुना अधिक हो सकता है। जलन की अपेक्षाकृत कम आवृत्ति के साथ, वहाँ है दांतेदार टिटनेस, उच्च आवृत्ति पर - चिकना टेटनस(चित्र 9)। टेटनस के साथ, मांसपेशियों की सिकुड़ा प्रतिक्रियाओं को संक्षेप में प्रस्तुत किया जाता है, और इसकी विद्युत प्रतिक्रियाएं - ऐक्शन पोटेंशिअल - अभिव्यक्त नहीं की जाती हैं (चित्र 10) और उनकी आवृत्ति लयबद्ध उत्तेजना की आवृत्ति से मेल खाती है जो टेटनस का कारण बनती है।

टेटेनिक जलन की समाप्ति के बाद, तंतु पूरी तरह से शिथिल हो जाते हैं, कुछ समय बीतने के बाद ही उनकी मूल लंबाई बहाल हो जाती है। इस घटना को पोस्ट-टेटैनिक, या अवशिष्ट, संकुचन कहा जाता है।

मांसपेशियों के तंतु जितनी तेजी से सिकुड़ते और शिथिल होते हैं, टिटनेस होने के लिए उतनी ही अधिक जलन होनी चाहिए।

मांसपेशियों की थकान

थकान एक कोशिका, अंग या पूरे जीव की दक्षता में एक अस्थायी कमी है, जो काम के परिणामस्वरूप होती है और आराम के बाद गायब हो जाती है।

चावल। 9. एक पृथक मांसपेशी फाइबर का टेटनस (एफ.एन. सर्कोव के अनुसार):

ए - 18 हर्ट्ज की उत्तेजना आवृत्ति पर दांतेदार टेटनस; 6 - 35 हर्ट्ज की जलन आवृत्ति पर चिकना टेटनस; एम - मायोग्राम; आर - जलन का निशान; बी - टाइमस्टैम्प 1 एस

चावल। 10. टेटेनिक तंत्रिका उत्तेजना के दौरान एक बिल्ली की कंकाल की मांसपेशी के संकुचन (ए) और विद्युत गतिविधि (6) की एक साथ रिकॉर्डिंग

यदि लंबे समय तक एक पृथक मांसपेशी, जिसमें एक छोटा भार निलंबित होता है, लयबद्ध विद्युत उत्तेजनाओं से चिढ़ जाता है, तो इसके संकुचन का आयाम धीरे-धीरे शून्य हो जाता है। एक ही समय में रिकॉर्ड किए गए संकुचन के रिकॉर्ड को थकान वक्र कहा जाता है।

लंबे समय तक जलन के दौरान एक पृथक मांसपेशी के प्रदर्शन में कमी दो मुख्य कारणों से होती है:

• संकुचन के दौरान, चयापचय उत्पाद (फॉस्फोरिक, लैक्टिक एसिड, आदि) मांसपेशियों में जमा होते हैं, जो मांसपेशियों के तंतुओं के प्रदर्शन पर निराशाजनक प्रभाव डालते हैं। इन उत्पादों में से कुछ, साथ ही पोटेशियम आयन, तंतुओं से पेरिकेलुलर स्पेस में फैल जाते हैं और एक्शन पोटेंशिअल उत्पन्न करने के लिए उत्तेजक झिल्ली की क्षमता पर निराशाजनक प्रभाव डालते हैं। यदि लंबे समय तक परेशान करने वाले रिंगर के तरल पदार्थ की एक छोटी मात्रा में रखी गई एक पृथक मांसपेशी को पूरी थकान के लिए लाया जाता है, तो यह मांसपेशियों के संकुचन को बहाल करने के लिए इसे धोने के घोल को बदलने के लिए पर्याप्त है;
• मांसपेशियों में ऊर्जा भंडार की क्रमिक कमी। एक पृथक मांसपेशी के लंबे समय तक काम के साथ, ग्लाइकोजन भंडार में तेजी से कमी आती है, जिसके परिणामस्वरूप एटीपी और क्रिएटिन फॉस्फेट पुनरुत्थान की प्रक्रिया बाधित होती है, जो संकुचन के लिए आवश्यक है।

उन्हें। सेचेनोव (1903) ने दिखाया कि एक भार उठाने के लंबे काम के बाद मानव हाथ की थकी हुई मांसपेशियों की कार्य क्षमता की बहाली में तेजी आती है यदि आराम की अवधि के दौरान दूसरे हाथ से काम किया जाता है। थके हुए हाथ की मांसपेशियों की कार्य क्षमता की अस्थायी बहाली अन्य प्रकार की मोटर गतिविधि से भी प्राप्त की जा सकती है, उदाहरण के लिए, निचले छोरों की मांसपेशियों के काम के साथ। साधारण आराम के विपरीत, इस तरह के आराम का नाम I.M. सेचेनोव सक्रिय। उन्होंने इन तथ्यों को प्रमाण के रूप में माना कि थकान मुख्य रूप से तंत्रिका केंद्रों में विकसित होती है।

जैसे ही तंत्रिका आवेग मांसपेशी फाइबर में प्रवेश करना बंद कर देते हैं, सीए 2 आयन, तथाकथित कैल्शियम पंप के प्रभाव में, एटीपी की ऊर्जा के कारण, सरकोप्लाज्मिक रेटिकुलम के गढ्ढे में चले जाते हैं और व्यंग्यात्मकता में उनकी एकाग्रता कम हो जाती है। प्रारंभिक स्तर। यह ट्रोपोनिन की रचना में परिवर्तन का कारण बनता है, जो एक्टिन फिलामेंट्स के एक निश्चित क्षेत्र में ट्रोपोमायोसिन को ठीक करता है, जिससे मोटे और पतले फिलामेंट्स के बीच अनुप्रस्थ पुलों का निर्माण असंभव हो जाता है। मांसपेशियों के फाइबर के आसपास के कोलेजन फिलामेंट्स में मांसपेशियों के संकुचन के दौरान उत्पन्न होने वाली लोचदार ताकतों के कारण, यह आराम करने पर अपनी मूल स्थिति में लौट आता है। इस प्रकार, एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा का उपयोग करके मांसपेशियों में छूट या विश्राम की प्रक्रिया, साथ ही मांसपेशियों के संकुचन की प्रक्रिया को अंजाम दिया जाता है।

मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान, मांसपेशियों में वैकल्पिक रूप से संकुचन और विश्राम की प्रक्रियाएं होती हैं और इसलिए, मांसपेशियों की गति-शक्ति के गुण समान रूप से मांसपेशियों के संकुचन की गति और मांसपेशियों के आराम करने की क्षमता पर निर्भर करते हैं।

निष्कर्ष

"मांसपेशियों" और "मांसपेशियों के संकुचन" की अवधारणाओं पर विचार करने के बाद, कई निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं।

एक मांसपेशी फाइबर एक बहु-नाभिकीय संरचना है जो एक झिल्ली से घिरी होती है और इसमें एक विशेष सिकुड़ा हुआ तंत्र होता है - मायोफिब्रिल्स।

मांसपेशियों के संकुचन की प्रक्रिया में, संभावित रासायनिक ऊर्जा तनाव की संभावित यांत्रिक ऊर्जा और गति की गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। सभी प्रकार की मांसपेशियों के संकुचन का आधार प्राइमएक्टिन और मायोसिन की परस्पर क्रिया है।

कंकाल की मांसपेशी में, मायोफिब्रिलर संकुचन मांसपेशियों के सूखे वजन के दो-तिहाई के लिए जिम्मेदार होता है)। एक्टिन फिलामेंट्स के सापेक्ष मायोसिन फिलामेंट्स के फिसलने के परिणामस्वरूप साइटोप्लाज्म में सीए 2+ आयनों की सांद्रता में वृद्धि के साथ संकुचन होता है।

मांसपेशियों के संकुचन के लिए ऊर्जा का प्रत्यक्ष स्रोत उच्च-ऊर्जा पदार्थ एटीपी का टूटना है। मांसपेशियों में एक मध्यवर्ती प्रतिक्रिया भी होती है, जिसमें दूसरा उच्च-ऊर्जा पदार्थ - क्रिएटिन फॉस्फेट (सीपी) शामिल होता है। यह ऊर्जा के प्रत्यक्ष स्रोत के रूप में कार्य नहीं कर सकता क्योंकि इसका टूटना मांसपेशियों के सिकुड़ा प्रोटीन को प्रभावित नहीं करता है। CF एटीपी पुनर्संश्लेषण के लिए ऊर्जा प्रदान करता है। बदले में, सीपी पुनर्संश्लेषण के लिए ऊर्जा ऑक्सीकरण द्वारा प्रदान की जाती है।

मांसपेशी फाइबर के संकुचन में प्रत्येक सरकोमियर के भीतर मायोफिब्रिल्स का छोटा होना शामिल है। मोटे (मायोसिन) और पतले (एक्टिन) तंतु, केवल टर्मिनल खंडों से जुड़े आराम की स्थिति में, संकुचन के क्षण में एक दूसरे की ओर फिसलने की गति करते हैं। मायोसिन के प्रभाव में एटीपी से एडीपी में रूपांतरण के परिणामस्वरूप संकुचन के लिए आवश्यक ऊर्जा की रिहाई होती है। मायोसिन की एंजाइमैटिक गतिविधि Ca2+ की इष्टतम सामग्री की स्थिति के तहत प्रकट होती है, जो सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में जमा होती है।

मांसपेशी क्रिया क्षमता के प्रकट होने से लेकर मांसपेशी फाइबर के संकुचन तक की पूरी प्रक्रिया को इलेक्ट्रोमैकेनिकल कपलिंग (या इलेक्ट्रोमैकेनिकल कपलिंग) कहा जाता है।

पेशी कोशिका की दक्षता लगभग 50% है, कुल मिलाकर पेशी 20% से अधिक नहीं है। वास्तविक परिस्थितियों में अधिकतम मांसपेशियों की ताकत हासिल नहीं की जाती है; सभी मांसपेशियों की कोशिकाओं का एक ही समय में उपयोग नहीं किया जाता है और अधिकतम बल के साथ अनुबंध किया जाता है, अन्यथा कई कंकाल की मांसपेशियों के संकुचन से कण्डरा या हड्डियों को नुकसान होगा (जो कभी-कभी गंभीर आक्षेप के साथ देखा जाता है)। मांसपेशियों की दक्षता बाहरी स्थितियों पर भी निर्भर करती है; उदाहरण के लिए, ठंड में यह काफी कम हो जाता है, क्योंकि शरीर के लिए शरीर के तापमान को बनाए रखना अधिक महत्वपूर्ण होता है।

गतिशील मोड में, मांसपेशियों का प्रदर्शन एटीपी के विभाजन और पुनरुत्थान की दर से निर्धारित होता है। इस मामले में एटीपी विभाजन की दर 100 गुना या उससे अधिक बढ़ सकती है। ग्लूकोज के ऑक्सीडेटिव ब्रेकडाउन द्वारा एटीपी पुनरुत्थान प्रदान किया जा सकता है। दरअसल, मध्यम भार पर, मांसपेशियों द्वारा ग्लूकोज और ऑक्सीजन की बढ़ती खपत से एटीपी पुनरुत्थान प्रदान किया जाता है। यह मांसपेशियों के माध्यम से रक्त के प्रवाह में लगभग 20 गुना वृद्धि, हृदय की मिनट की मात्रा में वृद्धि और 2-3 गुना श्वसन के साथ है। प्रशिक्षित व्यक्तियों (उदाहरण के लिए, एक एथलीट) में, माइटोकॉन्ड्रियल एंजाइमों की गतिविधि में वृद्धि शरीर की बढ़ी हुई ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

अधिकतम शारीरिक गतिविधि पर, अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस द्वारा ग्लूकोज का अतिरिक्त विखंडन होता है। इन प्रक्रियाओं के दौरान, एटीपी पुनर्संश्लेषण कई गुना तेजी से किया जाता है और मांसपेशियों द्वारा उत्पादित यांत्रिक कार्य भी एरोबिक ऑक्सीकरण के दौरान अधिक होता है। इस तरह के काम के लिए सीमित समय लगभग 30 सेकंड है, जिसके बाद लैक्टिक एसिड का संचय होता है, यानी मेटाबॉलिक एसिडोसिस और थकान विकसित होती है।

एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस लंबी अवधि के शारीरिक कार्य की शुरुआत में भी होता है, जब तक कि ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण की दर बढ़ जाती है ताकि एटीपी पुनरुत्थान फिर से इसके क्षय के बराबर हो। एक चयापचय पुनर्गठन के बाद, एथलीट को लाभ होता है, जैसा कि यह था, दूसरी हवा। जैव रसायन नियमावली में चयापचय प्रक्रियाओं की विस्तृत योजनाएँ दी गई हैं।

मांसपेशियों के संकुचन का आधार जैव रासायनिक प्रक्रियाएं हैं जो 2 चरणों में होती हैं: पहला, अवायवीय (ऑक्सीजन मुक्त), और दूसरा, एरोबिक (ऑक्सीजन)। इनमें से प्रत्येक चरण में, पदार्थों का विभाजन ऊर्जा की रिहाई और उनकी बहाली (पुनर्संश्लेषण) के साथ होता है। इसलिए, ऑक्सीजन से वंचित एक मांसपेशी लंबे समय तक काम कर सकती है, बशर्ते कि अवशिष्ट चयापचय उत्पादों को हटा दिया जाए।

मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान, मांसपेशियों में वैकल्पिक रूप से संकुचन और विश्राम की प्रक्रियाएं होती हैं और इसलिए, मांसपेशियों की गति-शक्ति के गुण समान रूप से मांसपेशियों के संकुचन की गति और मांसपेशियों के आराम करने की क्षमता पर निर्भर करते हैं।

शब्दावली

एक्टिन -मांसपेशी फाइबर प्रोटीन कोशिका में संकुचन प्रक्रियाओं में शामिल होता है। मुख्य रूप से मांसपेशियों के ऊतकों की कोशिकाओं में निहित है।

एटीपी -एडेनिलपायरोफॉस्फोरिक एसिड, एक न्यूक्लियोटाइड युक्त एडेनिन, राइबोस और तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष, एक सार्वभौमिक वाहक और

श्वसन श्रृंखला में इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण के दौरान जारी जीवित कोशिकाओं में रासायनिक ऊर्जा का मुख्य संचायक।

अभिवाही रेशा -सेंट्रिपेटल नर्व फाइबर (तंत्रिका कोशिकाओं का बढ़ना), जिसके माध्यम से ऊतकों से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में उत्तेजना का संचार होता है।

चिकनी मांसपेशियां- सिकुड़ा हुआ ऊतक, जिसमें कोशिकाएँ होती हैं और अनुप्रस्थ धारिता नहीं होती है।

डिफॉस्फोराइलेशन -फॉस्फोरस युक्त यौगिक के एक अणु से फॉस्फोरिक एसिड के अवशेष का विदलन।

किनेस्थेसिया -शरीर के अलग-अलग हिस्सों की स्थिति और गति की अनुभूति, बाहरी वस्तुओं का प्रतिरोध और भारीपन।

मायोसिन -मांसपेशी फाइबर प्रोटीन; एक्टिन के साथ मांसपेशियों के एक्टोमोसिन का मुख्य सिकुड़ा तत्व बनाता है।

मायोफिब्रिल -धारीदार मांसपेशी कोशिकाओं के अंग जो उनके संकुचन प्रदान करते हैं, जो मांसपेशियों के तंतुओं को अनुबंधित करने का काम करते हैं।

मांसपेशी में संकुचन -एक न्यूरोट्रांसमीटर की कार्रवाई के लिए मांसपेशियों की कोशिकाओं की प्रतिक्रिया, कम अक्सर एक हार्मोन, कोशिका की लंबाई में कमी में प्रकट होती है।

पेशीय ऊतक -ऊतक, संरचना और मूल में भिन्न, लेकिन स्पष्ट संकुचन की क्षमता में समान, लम्बी कोशिकाओं से मिलकर जो तंत्रिका तंत्र से जलन प्राप्त करते हैं और एक संकुचन के साथ इसका जवाब देते हैं।

मांसपेशियों -जानवरों और मनुष्यों के शरीर के अंग, लोचदार, लोचदार मांसपेशी ऊतक से मिलकर, तंत्रिका आवेगों के प्रभाव में अनुबंध करने में सक्षम, विभिन्न क्रियाओं को करने के लिए डिज़ाइन किया गया: शरीर की गति, मुखर डोरियों का संकुचन, श्वास।

परसिनेप्टिक झिल्ली -तंत्रिका फाइबर की सतह झिल्ली का एक भाग जिसके माध्यम से मध्यस्थ को अन्तर्ग्रथनी फांक में छोड़ा जाता है; सिनैप्स का संरचनात्मक तत्व।

पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली हैअन्तर्ग्रथन के क्षेत्र में एक कोशिका की एक मोटी सतह झिल्ली, जो एक न्यूरोट्रांसमीटर के प्रति संवेदनशील होती है।

विश्राम -आराम की स्थिति, तनाव से राहत के परिणामस्वरूप विषय में होने वाली शिथिलता, मजबूत अनुभव या शारीरिक प्रयासों के बाद।

पुनर्संश्लेषण -इसके क्षय या चयापचय के दौरान गठित "टुकड़ों" से मूल जटिल रासायनिक यौगिक की रिवर्स कमी की प्रक्रिया।

सिनैप्स -दो न्यूरॉन्स के बीच या एक न्यूरॉन और एक प्राप्त करने वाले प्रभावकार सेल के बीच संपर्क की साइट।

फास्फारिलीकरण -फॉस्फोराइलेटिंग एजेंट-डोनर से फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों को स्थानांतरित करने की प्रक्रिया।

सीएनएस -केंद्रीय तंत्रिका तंत्र

अपवाही फाइबर -केन्द्रापसारक तंत्रिका तंतु जिसके माध्यम से उत्तेजना केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (कोशिका से) से ऊतकों तक प्रेषित होती है।

ग्रंथ सूची

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विचार करें कि बारी-बारी से मांसपेशियों के संकुचन और विश्राम के तंत्र के बारे में क्या विचार आते हैं। वर्तमान में यह स्वीकार किया जाता है कि मांसपेशियों के संकुचन के जैव रासायनिक चक्र में 5 चरण होते हैं (चित्र 20.8):

1) मायोसिन "हेड" एच 3 पीओ 4 (पी आई) को हाइड्रोलाइज कर सकता है, लेकिन उत्पादों की रिहाई प्रदान नहीं करता है। इसलिए, यह प्रक्रिया प्रकृति में उत्प्रेरक की तुलना में अधिक स्टोइकियोमेट्रिक है (देखें चित्र। 20.8, ए);

आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, एक आराम करने वाली मांसपेशी (मायोफिब्रिल्स और इंटरफिब्रिलर स्पेस में) सीए 2+ को सरकोप्लाज्मिक रेटिकुलम और तथाकथित टी-सिस्टम की संरचनाओं (नलिकाएं और पुटिकाओं) द्वारा उनके बंधन के परिणामस्वरूप थ्रेशोल्ड वैल्यू से नीचे रखा जाता है। एक विशेष सीए 2+ -बाइंडिंग की भागीदारी के साथ, जिसे कैल्सेक्वेस्ट्रिन कहा जाता है, जो इन संरचनाओं का हिस्सा है।

एक जीवित मांसपेशी की आराम की स्थिति में रहने की क्षमता अगर इसमें पर्याप्त उच्च स्तर होता है, तो कैल्शियम पंप की कार्रवाई के परिणामस्वरूप मायोफिब्रिल के आसपास के वातावरण में सीए 2+ में कमी से समझाया जाता है, जिस सीमा से नीचे ATPase की अभिव्यक्ति और एक्टो-मायोसिन फाइबर संरचनाओं की सिकुड़न अभी भी संभव है। मांसपेशी फाइबर का तेजी से संकुचन जब यह एक तंत्रिका (या एक विद्युत प्रवाह द्वारा) से चिढ़ जाता है, पारगम्यता में अचानक परिवर्तन का परिणाम होता है और, परिणामस्वरूप, सीए 2+ की एक निश्चित मात्रा टैंक और नलिकाओं को छोड़ देती है सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम और टी-सिस्टम सार्कोप्लाज्म में।

जैसा कि उल्लेख किया गया है, सीए 2+ के लिए एक्टोमोसिन सिस्टम की "संवेदनशीलता" (यानी, सीए 2+ से 10-7 एम में कमी की उपस्थिति में विभाजित करने और अनुबंध करने की क्षमता का नुकसान) उपस्थिति के कारण है सिकुड़ा प्रणाली (एफ-एक्टिन के तंतुओं पर)