Ажетті қуат көздері

Дә рістің мақ саты: Бұ лшық ет жә не жү йке ұ лпаларындағ ы қ озу процесін зерттеу.

Дә рістің жоспары:

1. Қ озғ ыштық

2. Мембраналық тыныштық потенциалы

3. Ә рекет потенциалы

4. Жү йке бұ лшық ет қ имыл бірліктері

5. Кө лденең салалы бұ лшық еттердің қ ұ рылысы мен қ ызметтері

Тірі ағ за – сыртқ ы қ оршағ ан ортамен тығ ыз байланыстағ ы ашық жү йе. Олар белоктардан, нуклеин қ ышқ ылдарынан т.б. органикалық заттардан қ ұ ралып, ө зін- ө зі реттеу жә не жаң адан пайда болу (кө бею) т.б. ерекше қ абілеті бар қ ұ рылым.

Тірі ағ задағ ы ұ лпалар „қ озғ ыш” жә не „қ озбайтын” деп екі топқ а бө лінеді: Қ озғ ыш ұ лпаларғ а жү йке, қ аң қ а еттері, жү рек еттері, бірың ғ ай салалы еттер, сө л бө летін бездер жатады. Қ озбайтын ұ лпаларғ а: дә некер ұ лпалар, шеміршек, тері эпителиі.

Барлық тірі ағ заларғ а тә н жалпы қ асиет - тіршілік - сыртқ ы жә не ішкі ортаның ә серіне зат жә не қ уат алмасу қ арқ ынын ө згерту қ абілеті.

Қ озуды тудыратын сыртқ ы жә не ішкі ортаның ә серлері- тітіркендіргіштер деп аталады. Тітіркендіргіштер адекватты (сә йкес келетін) адекватсыз (сә йкес келмейтін) деп екі тү рге бө лінеді (арнайы қ абылдағ ыштары болмайды).

Тітіркендіргіштің қ озу тудыратын ең аз кү шін- тітіркендіргіштің табалдырық кү ші, одан тө мен – табалдырық асты, кө п - табалдырық ү сті деп аталады.

Тыныштық потенциалы - немесе мембраналық потенциал деп физиологиялық тыныштық жағ дайында жасуша цитоплазмасы мен жасуша аралық сұ йық тық арасындағ ы потенциалдар айырмасын айтады. Оның мө лшері 30- 90 мВ дең гейінде (қ аң қ а бұ лшық еттер талшығ ында – 60-90 мВ; жү йке жасушаларында -50-80 мВ; бірың ғ ай салалы ет талшығ ында -30 -70 мВ; жү рек ет талшығ ында - 80-90мВ). Мембраналық -иондық теория бойынша мембраналық потенциалдың пайда болуының негізгі себептері:

а) Жасуша мембранасының иондары (аниондар мен катиондар) ө ткізу қ абілетінің ә ртү рлі болуының салдарынан. Тыныштық кү йде жасуша мембранасының К ⁺ иондарына ө ткізгіштігі ө те жоғ ары (Na ⁺ иондарына қ арағ анда – 20-25 есе жоғ ары). Осының салдарынан жү йке немесе бұ лшық ет жасушаларының беткі қ абатында К ⁺ катиондарының артық мө лшері жинақ талып оң заряд пайда болуын қ алыптастырады;

б) Органикалық аниондар ө здерінің мө лшері ірі болғ андық тан жасуша мембранасынан ө те алмай жасуша цитоплазмасында теріс заряд болуын қ алыптастырады;

в) Арнайы Na ⁺/ К ⁺ - АУФ – аза қ ызметінің арқ асында натрий жә не калий иондары конценрациясының градиенті сақ талып, потенциалдар айырмасын ұ стап тұ рады.

Ә рекет потенциалы - тірі ұ лпаларды тітіркендірген кезде, мембрананың қ озғ ан жә не қ озбағ ан аймақ тары арасындағ ы потенциалдар айырмашылығ ы. Ұ лпаның қ озғ ан жерінде теріс заряд қ алыптасып, қ озбағ ан жерінде оң заряд сақ талады. Тітіркендіргіш ә сер еткен нү ктеде мембрананың нартий иондарына ө ткізгіштігі тыныштық кү ймен салыстырғ анда бірнеше есе ө сіп, жасушаның сыртқ ы бетіндегі оң зарядты кемітеді, нә тижесінде мембранды потенциал нольге дейін тү седі, яғ ни деполяризацияланады. Деполярлену ұ зақ қ а созылмайды, мысалы жү йке мотонейрондарында 1, 5мс, бұ лшық ет ұ лпаларында 2-3 мс.Осыдан кейін мембрананың калий иондарына ө ткізгіштігі артып жә не белсенді ионды тасымалдау (Na ⁺ К ⁺ - АУФ – аза насаосы) процестеріне байланысты концентрациясының дең гейі қ айта қ алпына келіп, реполярленеді.

Жү йке –бұ лшық ет қ имыл бірліктері (Қ Б)- қ озғ ағ ыш жү йке жасушасы (мотонейрон), ол жү йкелендіретін ет талшық тарынан тұ ратын қ ұ рылымдық, қ ызметтік жү йе (1- сурет). Қ имыл бірліктері (Қ Б) қ ұ рылысы мен қ ызметіне сә йкес кіші жә не ү лкен; баяу (100мс) жә не шапшаң (10-30 мс)болып ажыратылады.

Бұ лшық еттердің ағ зада ү ш тү рі кездеседі:

1) кө лденең жолақ қ аң қ а бұ лшық еттері;

2) кө лденең жолақ жү рек еті (жү рек етінің қ асиеттері ІХ-дә рісте

қ арастырылады);

3) бірің ғ ай салалы еттер

Адам денесі салмағ ының 40 %- ғ а жуығ ын кө лденең жолақ қ аң қ а еттері қ ұ райды, олардың саны 600-ге жуық. Адамның қ аң қ а еттері 300млн-ге жуық ет талшық тарынан тұ рады, яғ ни оның аумағ ы 3 м².Қ аң қ а еттері тірек- қ имыл аппаратының ең белсенді бө лігі.

Олардың негізгі қ ызметтері:

1) ағ заның кең істіктегі қ озғ алысын;

2) дене бө ліктерінің ө зара қ атынасын;

3) денені белгілі бір қ алыпта сақ тауды қ амтамасыз етеді;

4) бұ лшық ет жиырылғ анда жылу жасалады(ө ндіріледі);

5) кө мірсулар жиналатын қ ор мү ше;

6) бұ лшық еттердің қ озғ алуы психиканың соң ғ ы жә не сыртқ ы кө рінісі.

Ет талшығ ы сопақ ша келген кө п ядролы жасуша, оның диаметрі шамамен 10-100 мкм, ұ зындығ ы бірнеше милимертден 10-12 см-ге дейін. Бұ лшық ет талшығ ы сыртынан сарколемма қ абығ ымен қ апталғ ан.Оның химиялық табиғ аты – екі қ атар болып орналасқ ан липопротеид. Сарколемманың қ ұ рамында коллаген талшық тары бар. Ол еттердің жиырылуына жә не босаң суына ә серін тигізеді (2- сурет). Ет талшығ ының негізгі жиырылу қ ызметін атқ аратын органелла- миофибриллдер (3- сурет). Ә рбір миофибрилл кө птеген протофибрил (2500- ге дейін) жіптерінен қ ұ ралғ ан. Протофибрилдер жуан жә не жің ішке болып бө лінеді. Жуан протофибрилдер миозин белогінің молекуласынан, жің ішкелері актин белогі молекуласынан тұ рады. J дискілері актин, А дискі миозин жіптерінен қ ұ ралады, олардың арасын кө лденең жіпшелер байланыстырады.

Бұ лшық ет талшығ ындағ ы миоглобин (Мнв) белогі оттегін байланыстырады жә не бұ лшық етке қ ызыл тү с береді. Ет талшық тары қ ызыл (баяу) жә не ақ (шапшаң) болып ажыратылады (1 -кесте).

1- Кесте

Еттің жиырылуы ү шін алдымен 1) қ озғ алыс жү йесінің қ озуы арқ ылы одан импульс келіп, оның ұ шынан жү йкеден етке қ озуды тарататын медиатор- ацетилхолин бө лініп шығ ады, соның ә серінен сарколемманың Na⁺ иондары ү шін ө ткізгіштік қ абілеті ө згереді де; 2 ) ә рекет потенциалы пайда болады. Ә сер ету потенциалының таралуынан саркоплазма ретикулумы қ озып;

3) Одан Са⁺ иондары босап шығ ады: Са⁺ иондары біріншіден миозин – АҮ Ф тобының теріс зарядын бейтараптандырып екеуі бір дең гейде пайда болады, екіншіден Са⁺ иондары тропонинмен байланысып, актин жіптерін белсендіреді.

4) миозин молекуласы мен актин молекулалары арасында байланыс пайда болып, дә некер ө сінділер арқ ылы жің ішке протофибрилдер жуан протофибрилдер бойымен жылжиды. Ал миозин – АҮ Ф- аза болса АҮ Ф қ ышқ ылын ыдыратып, бө лініп шық қ ан қ уат ет талшығ ының жиырылуына жұ мсалады.

5) Актин – миозин арасындағ ы дә некер ү зілу ү шін де АҮ Ф қ ышқ ылының екінші молекуласы ыдырап, қ уат жұ мсалады.

6) Са⁺ иондары қ айтадан саркоплазмалық ретикулумғ а енуі ү шін ү шінші молекула АҮ Ф ыдырайды. Сонымен бө лініп шық қ ан тропонин атинмен байланысып, ет босаң сиды.

Бұ лшық еттең жиырылуы мен босаң суы ү шін қ ажетті макроэргиялық зат - АҮ Ф

АҮ Ф+Н₂О АДФ+Н₃РО₄ + кДж

Дене жұ мысы кезінде бір жағ ынан АҮ Ф молекулалары ыдырап қ ажетті қ уат босап, ет талшығ ының жиырылуына жұ мсалып жатса, екінші жағ ынан олардың қ айта тү зілуі (ресинтез) жү ріп жатады. АҮ Ф қ ышқ ылының қ айта тү зілуі анаэробты жә не аэробты жолмен жү реді. Атап айтқ анда 1) АҮ Ф қ ышқ ылының ресинтезі креатинфосфаттың АДФ-пен қ осылып, тү зілуі.

КрФ +АДФ креатинкиназа АҮ Ф +Кр+46 кДЖ

Бұ л реакция бұ лшық ет жұ мысының алғ ашқ ы секө ндтерінде іске қ осылады, ең қ уатты (900-1100 ккал/кг/мин немесе 13ккал/кг/сек), тиімділігі -70-80%.

2) Креатинфосфат қ оры (шамамен 30 ммоль.л ^-1) азайғ ан жағ дайда яғ ни 6-8 секө нд жұ мыстан кейін АҮ Ф-ның ресинтезі гликолиттік (анаэробты) жолмен жү реді, яғ ни кө мірсулардың анаэробты жолымен сү т қ ышқ ылына шейін ыдырағ анда бө лініп шық қ ан қ уат АҮ Ф қ айта тү зілуіне жұ мсалады, оның қ уаттылығ ы 750кал/кг/мин (7 ккал/кг/сек), тиімділігі -2, 7-4, 3 %.Бұ л жол арқ ылы ұ зақ тығ ы 20 секө ндтен 1-2 минө тке созылғ ан жоғ ары қ арқ ындағ ы жұ мыстар орындалады.

3) Жұ мыстың ұ зақ тығ ы 2-3 минө ттен жоғ ары болғ ан жағ дайда АҮ Ф-ң аэробты жолмен қ айта тү зілуі органикалық қ осылыстар: кө мірсулар, майлар жә не белоктардың митохондрияда аэробты тотығ уының барысында босағ ан қ уаттың есебінен жү реді, қ уаттылығ ы 250-450 кал/кг /мин(5 ккал/мг/сек) тиімділігі – 55 -60 %.

Еттің жұ мысы. Ет жиырылып тиісті жү кті белгілі бір биіктікке кө тергенде немесе белгілі бір қ ашық тық қ а жеткізгенде жұ мыс атқ арылады. Ет жиырылып ауырлық ты ұ стап тұ рса, оның ұ зындығ ы қ ысқ армайды, яғ ни статикалық жұ мыс орындалады. Мысалы, оғ ан дененің кең істіктегі қ алпын сақ тау; жердің тарту кү шін жең етін ет кернеуі т.б. Ауыр жү кті бір жерден екінші жерге кө теріп апаратын жұ мысты- динамикалық жұ мыс деп атайды.Оғ ан денені, оның бө лшектерін кең істікте қ озғ ау да жатады. Оны ө лшеу ү шін жү кті- Р₁ – кө терген биіктікке (һ) кө бейтіп анық тайды.

А=Р·Һ

Бұ лшық ет қ ызметі кезінде талшығ ы жиырылуының келесі тү рлері орындалады.

1) Қ озу кезінде ет талшығ ының кернеуі ө згермей, тек оның ұ зындығ ы ө згерсе (қ ысқ арса- миометрлік, концентрациялық); созылса, (эксцентрлік- плиометрлік) изотониялық жиырылу деп атайды. Бұ л динамикалық жұ мыстың негізін қ алайды.

2) Қ озу кезінде ет талшығ ының ұ зындығ ы ө згермей, тек кернеуі жоғ арыласа изометриялық жиырылу деп атайды.

3) Қ озу кезінде ет талшығ ының кернеуі де, ұ зындығ ы да ө згерсе ауксотониялық жиырылу деп атайды.

Бұ лшық ет талшығ ына жеткілікті табалдырық кү ші бар бір тітіркендіру берсе ол бір рет толық жиырылып жә не босаң сиды. Осыны еттің жеке жиырылуы деп атайды(1 –сурет). Жиі ырғ ақ ты тітіркендіру ә серінен еттің ұ зақ жиырылуын тетанус немесе тетаникалық жиырылу деп атайды(2-сурет).

Еттің кү ші оның максималды қ озу кезінде ұ зындығ ын ө згертпей кө теріп тұ ра алатын ең ү лкен жү к салмағ ымен анық талады.Бұ лшық ет мың дағ ан ет талшық будағ ынан тұ рады, оның саны, ондағ ы Қ Б (баяу, шапшаң) тү рлеріне байланысты. Еттің кү ші басқ а жағ дайлар ө згермеген жағ дайда ө зінің кө лденең кесіндісінің мө лшеріне байланысты (3- сурет). Еттің жиырылу қ абілеті оның абсолюттік кү шімен сипатталады.Абсолюттік кү ш ет талшық тарының санына жә не оның ә р қ айсысының жуандығ ына байланысты. Оны табу ү шін еттің кө тере алатын жү гінің салмағ ын оның физиологиялық кө лденең інің аумағ ына бө леді. Мысалы, адамның балтыр етінде абсолюттік кү ш =6, 24кг/см²; мойын етінде -9, 0 кг/см², шайнау етінде – 10, 0 кг/см² т.б.

Еттің максималдық кү шінің оның анатомиялық кө лденең інің ауданына қ атынасын салыстырмалы кү ші деп атайды.

Бұ лшық ет кү шіне ә сер ететін себептер: 1.белсенді Қ Б саны;

1. мотонейрондардың ырғ ақ жиілігі(10-12 –ден 50-60имп/сек);

2. Қ Б ә рекетінің ү йлесімділігі;

3. Бұ лшық еттің физиологиялық кө лденең ауданы;

4. бұ лшық еттің бастапқ ы ұ зындығ ы;

5. бұ лшық ет аралық ү йлесімділік;

6. Бұ лшық ет талшығ ының жиырылу қ абілеті- шапшаң, баяу.

Бұ лшық еттің орындағ ан жұ мысы сыртқ ы жә не ішкі болып ажыратылады. Сыртқ ы жұ мыс: А=Р·Һ. Жұ мыстың пайдалы ә сер коэффициенті орташа қ арқ ынды жү ктемелерде:

К_жпэ= = 25-30 %

Бұ лшық ет шынық қ ан сайын (К_жпэ) тиімділік коэффициенті 40% дейін артады.

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Қ озғ ыштық дегеніміз не?

2. Биопотенциалдар, олардың пайда болуы

3. Қ Б-і неден қ ұ ралғ ан, тү рлері

4. Қ аң қ а бұ лшық еттерінің қ ызметі

5. Бұ лшық ет талшығ ының қ ұ рылысы

6. Бұ лшық ет талшығ ы жиырылуының механизмі

7. Бұ лшық ет талшығ ы жиырылуына жұ мсалатын қ уат кө здері, олардың сипаттамасы

8. Статикалық жә не динамикалық жұ мыстар

9. Бұ лшық ет жиырылуының тү рлері, режимдері