ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ГИПЕРТРОФИЮ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ НА УРОВНЕ МИОФИБРИЛЛЫ

Для того чтобы понять, какие механизмы лежат в основе гипертрофии мышц, нужно рассмотреть состав, структуру и функции миофибрилл, а также их элементов.

Состав и структура миофибриллы

Миофибриллы представляют собой органеллы специального назначения мышечного волокна. Это тонкие нити, расположенные вдоль мышечного волокна параллельно друг другу. В мышечном волокне с площадью поперечного сечения 7850 мкм² содержится в среднем 8000 миофибрилл. Миофибриллы состоят из элементов, имеющих цилиндрическую форму — саркомеров (рис. 5.1), которые расположены последовательно, друг за другом вдоль миофибриллы. Друг от друга саркомеры отделены Z-дисками (в плоскости — Z-линии). Миофибриллу можно сравнить со стеблем бамбука, длинные секции которого соединяются друг с другом толстыми дисками. Миофибриллы идут от одного конца мышечного волокна до другого, их длина соответствует длине волокна. Длина одного саркомера в среднем равна 2, 5 мкм, поэтому в одной миофибрилле длиной 5 см находится до 20 тысяч саркомеров.

Рис. 5.1. Строение миофибриллы

 

Состав и структура саркомера

Состав и структура саркомера не менее сложны, чем структура мышечного волокна. Каждый саркомер состоит приблизительно из 400 структурных элементов (сотов).

 

 

Сот — структурный элемент саркомера (рис. 5.2). Его основными компонентами являются: один толстый филамент, расположенный в центре, и шесть тонких филаментов, расположенных по краям саркомера и прикрепленных к Z-дискам саркомера. Сот имеет сходство с шестигранным карандашом. Грифелем такого «карандаша» является толстый филамент, он находится в середине, а тонкие филаменты, подобно ребрам «карандаша», расположены на периферии. Если сделать связку из 400 таких «карандашей» (сот), расположенных параллельно друг другу, получится объемная фигура — саркомер. В центре саркомера находится М-диск (в плоскости — М-линия), который как бы делит саркомер на две половины.

Рис. 5.2. Строение сота. Толстый филамент, подобно грифелю карандаша, расположен в середине, на ребрах карандаша находятся тонкие филаменты. Структура Z-диска и прикрепление толстого филамента к Z-диску при помощи белка титина не показаны

Если осуществить продольный разрез саркомера (рис. 5.3 и 5.4), то можно увидеть, что тонкие филаменты располагаются параллельно толстым и одним концом прикрепляются к Z-линии (Z-диску). Толстые филаменты размещены в центре саркомера. Одним концом они соединяются друг с другом и образуют М-зону (М-диск); другим концом толстые филаменты при помощи белка тишина прикрепляются к Z-линии (Z-диску).

Рис. 5.3. Строение саркомера (G.H. Pollak, 1990)

Поперечный разрез саркомера в области I-дисков, А-дисков и Н-зоны (рис. 5.4) покажет совершенно другую картину. Если провести разрез в области светлых I-дисков, будут видны только тонкие филаменты. В области максимального затемнения (А-диски) поперечный разрез саркомера покажет сложную структуру, где один толстый фила- мент окружен шестью тонкими филаментами, а каждый тонкий — тремя толстыми. В области Н-зоны при поперечном разрезе видны только толстые филаменты.

Рис. 5.4. Вверху: микрофотография продольного разреза саркомера; внизу. поперечный разрез саркомера в его различных участках (Н. Е. Huxley, 1972)

В начале изучения структуры саркомера в составе тонкого филамента был обнаружен белок актин, а в составе толстого — миозин. Поэтому иногда тонкий филамент называют актиновым филаментом, а толстый — миозиновым. Однако последующие исследования показали, что структура тонкого и толстого филаментов более сложная, чем предполагалось ранее.

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться: