http://www.faqs.org/health/Body-by-Design-V1/The-Muscular-System-Design-parts-of-the-muscular-system.html

Muskuļaudi ir specializēti audi, kas nodrošina organisma pārvietošanos un iekšējo orgānu sraušanos. Tie nodrošina nepārtrauktu asins plūsmu un uzturvielu pārvietošanos gremošanas traktā. Nodrošina arī termoregulāciju. Termins muskulis ir cēlies no vārda musculus - pelīte. Muskuļu šūnas sauc par miocītiem. Muskuļaudi veido atsevišķus muskuļus. To būtiskākā īpašība ir spēja kontrahēties, ko nodrošina miofibrillas ar citoplazmā novietotā aktīna un miozīna palīdzību. Muskuļi ir piestiprināti pie skeleta vai ietilpst iekšējo dobo un cauruļveida orgānu (zarnu, urīnpūšļa, dzemdes, kuņģa u.c.) sienu, kā arī asinsvadu un sirds sienas uzbūvē. Dzīvniekiem ir triju veidu muskuļi: gludie, skeleta un sirds muskulis.
    Muskuļi sastāv no muskuļu šķiedrām, kas savukārt sastāv no miofibrillām. Miofibrillas sastāv no miofilamentiem, kurus veido olbaltumvielas un olbaltumvielu pavedieni. Miofilamentus iedala tievajos un resnajos filamentos.

Muskuļaudu veidi 

Tievie un resnie filamenti

        http://www.sinnesphysiologie.de/gruvo03/muskel1/sarko.htm

Tievos pavedienus veido aktīna mikrofilamenti, kam pievienotas citas olbaltumvielas. Resnos pavedienus veido galvenokārt miozīna II molekulu kompleksi. Katrs resnais filaments pievieno vairākus tievos filamentus. To daudzums ir atkarīgs no organisma un muskuļu šūnu tipa.

Tievā filamenta uzbūve

http://jolisfukyu.tokai-sc.jaea.go.jp/fukyu/tayu/ACT04E/04/0406.htm

Tievos filamentus veido vairākas olbaltumvielas. Galvenā sastāvdaļa ir divas savītas aktīna ķēdes. Aktīna ķēdēm apvijās apkārt tropomiozīna molekulas. To molekulmasa ir 70 kD. Molekulu veido divas savītas a (alfa) ķēdes. Tās stabilizē aktīna ķēdes. Pie tropomiozīna var pievienoties dažādas olbaltumvielas, kas regulē aktīna un miozīna molekulu mijiedarbību.
    Šķērssvītrotajos muskuļos pie tropomiozīna pievienojas troponīna molekulu komplekss. Gludajos muskuļos pievienojas kaldesmons. Savukārt citos šūnu tipos var pievienoties arī vinkulīns un citas olbaltumvielas, kas savieno tievos filamentus vai arī pievieno tos pie plazmatiskās membrānas vai starpfilamentiem.
    Troponīns ir apmēram 80 kD liela olbaltumviela, kuru veido trīs globulāras subvienības: troponīns C, troponīns I un troponīns T. Troponīna molekulas ir pievienotas pie tropomiozīna ķēdēm. Troponīns C spēj pievienot  Ca²⁺ jonus. Tas izmaina troponīna konformāciju un atbīda tropomiozīna ķēdi no aktīna. Tādējādi muskuļu kontrakcijas laikā pie aktīna molekulām ir iespēja pievienoties miozīnam.

Resnā filamenta uzbūve

http://www.mona.uwi.edu/fpas/courses/physiology/muscles/Filament%20Fine%20Structure.htm

Mugurkaulniekiem miozīna II molekulu kompleksos apvienojas 300 - 400 miozīna molekulas. Mugurkaulnieku gadījumā katrā resnā filamenta zonā ir deviņas paralēli novietotas miozīna molekulas.
    Resnajos filamentos bez miozīna II molekulu kompleksiem ietilpst nebulīns un titīns. Titīna molekulas veido garas a ķēdes, kas savieno resnos filamentus ar Z-joslām. Titīna molekulas pārklāj ievērojami mazākās nebulīna molekulas. Šo olbaltumvielu komplekss palielina miofibrillu elastību. Tādējādi miofibrillas var izstiept.
    Miozīna II molekulā var redzēt izstieptu astes daļu un divas globulāras galvas daļas. Astes daļu veido divas smagās a ķēdes, kas ir savstarpēji savītas.
        Astes daļas karboksilterminālā daļa nodrošina bipolāru molekulu apvienošanos kūlīšos. Sākotnēji izveidojas divu miozīna molekulu dimēri, kas pēc tam var laterāli saistīties ar citām miozīna molekulām.  Katra galvasdaļa sastāv no divām vieglajām ķēdēm. Pēc savas uzbūves un funkcijām vieglās ķēdes ir atšķirīgas. Viena no tām pievienojas pie aktīna, bet otra nodrošina ATF piesaistīšanu un hidrolīzi. Taču resno filamentu veidošanā piedalās arī citas olbaltumvielas, kas nodrošina miozīna molekulu saistīšanu un miofibrillu elastības palielināšanu.

Muskuļu kontrakciju molekulārais mehānisms

Muskuļu kontrakcijas nodrošina miozīna II molekulu pārslīdēšana pa aktīna mikrofilamentiem "+" gala virzienā. Katrs sarkomērs kontrakcijas rezultātā saīsinās par vairākiem nanometriem. Relaksācijas laikā miozīnu molekulu galvas daļas ir cieši pievienotas aktīna molekulām. Kad pie miozīna molekulas pievienojas ATF, tad notiek neliela molekulas konformācijas maiņa. Tās rezultātā pavājinās saites starp miozīnu un aktīnu. Tāpēc miozīna molekulas galvas daļa pārslīd gar aktīna mikrofilamentu par apmēram 10 nm "+" gala virzienā.

Video: http://www.youtube.com/watch?v=Nriei1rzrhc

Muskuļu kontrakciju regulācijas mehānisms

Miozīna molekulu darbību regulē Ca²⁺ koncentrācija citoplazmā. Relaksācijas periodā tā ir zema (1mM), jo ATF-āzes, kas atrodas endoplazmatiskajā tīkla membrānā, aktīvi importē šos jonus lumenā. Kontrakcijas sākumā nervu šūnu impulss tiek pārraidīts uz muskuļu šūnu. Tas izraisa jonu kanālu atvēršanos endoplazmatiskajā tīklā un Ca²⁺ jonu izplūšanu citoplazmā. Ca²⁺ koncentrācija 10 reizes palielinās.

Motorā vienība

          www.bio.miami.edu/~cmallery/150/neuro/muscle.htm
 

Katrā muskulī ieiet nervi, kas sazarojoties izveido motoro gala plātnīti – katra muskuļa šķiedra saņem nelielu nerva zariņu, veidojot motoro vienību. Motorā vienība ir bāzes funkcionālā vienība muskulī, kas sastāv no muguras smadzeņu baltās vielas, nervu šūnas, jeb motoneirona, alfa motoneirona un muskuļa šūnas. Katram muskulim ir daudz motoro vienību, bet to lielums ir atkarīgs no muskuļa šķiedru skaita, kas tiek aptverts ar vienu motoneironu. Muskuļos, kuros nepieciešama precizitāte ir vairāk motoro vienību, bet muskuļos, kuros ir nepieciešams lielāks spēks, motoro vienību ir mazāk.

Uz sākumu

Uz sākuma lapu