Skip to main content
Global

38.16: התכווצות שרירים ותנועה - מודל התכווצות נימה הזזה

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    210104

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    במודל נימה הזזה, החוטים העבים והדקים עוברים זה את זה ומקצרים את הסרקומר.

    מטרות למידה
    • תאר את מודל נימה הזזה של התכווצות שרירים

    נקודות מפתח

    • הסרקומר הוא האזור בו מתרחשת התכווצות נימה הזזה.
    • במהלך ההתכווצות, מיופילמנטים של מיוסין מחגרים על פני מיופילמנטים של אקטין המתכווצים לסרקומר.
    • בתוך הסרקומר, אזורי מפתח המכונים פס I ו- H דוחסים ומתרחבים כדי להקל על תנועה זו.
    • המיאופילמנטים עצמם אינם מתרחבים או מתכווצים.

    מונחי מפתח

    • להקת I: האזור הסמוך לקו Z, שבו מיופילמנטים של אקטין אינם מונחים על ידי מיופילמנטים של מיוסין.
    • להקת A: אורכו של מיופילמנט מיוסין בתוך סרקומר.
    • קו M: הקו במרכז סרקומר שאליו נקשרים מיופילמנטים של מיוסין.
    • קו Z: קווים מקבילים שכנים המגדירים סרקומר.
    • רצועת H: האזור הסמוך לקו M, שבו מיופילמנטים של מיוסין אינם מונחים על ידי מיופילמנטים של אקטין.

    תנועה דורשת לעיתים קרובות התכווצות של שריר שלד, כפי שניתן לראות כאשר שריר הזרוע בזרוע מתכווץ, ומושך את האמה כלפי מעלה לכיוון תא המטען. מודל נימה הזזה מתאר את התהליך המשמש את השרירים להתכווצות. זהו מעגל של אירועים שחוזרים על עצמם הגורם למיופילמנטים של אקטין ומיוסין להחליק זה על זה, לכווץ את הסרקומר וליצור מתח בשריר.

    מבנה סרקומר

    כדי להבין את מודל נימה הזזה דורש הבנה של מבנה סרקומר. סרקומר מוגדר כקטע בין שני קווי Z שכנים ומקבילים. קווי Z מורכבים מתערובת של מיופילמנטים אקטין ומולקולות של חלבון טיטין אלסטי מאוד המקושר על ידי אלפא-אקטינין. מיופילמנטים של אקטין מתחברים ישירות לקווי Z, ואילו מיופילמנטים של מיוסין מתחברים באמצעות מולקולות טיטין.

    מסביב לקו Z נמצאת רצועת ה- I, האזור שבו מיופילמנטים של אקטין אינם מונחים על ידי מיופילמנטים של מיוסין. רצועת ה- I משתרעת על ידי מולקולת הטיטין המחברת את קו ה- Z עם חוט מיוסין.

    האזור בין שתי להקות I שכנות ומקבילות ידוע בשם להקת A ומכיל את כל אורכם של מיופילמנטים בודדים של מיוסין. בתוך רצועת ה- A נמצא אזור המכונה רצועת H, שהוא האזור שאינו מונח על ידי מיופילמנטים של אקטין. בתוך רצועת ה- H נמצא קו ה- M, המורכב ממיופילמנטים של מיוסין ומולקולות טיטין המקושרות על ידי מיומסין.

    מולקולות טיטין מחברות את קו ה- Z עם קו ה- M ומספקות פיגום למיופילמנטים של מיוסין. הגמישות שלהם מספקת את הבסיס של התכווצות שרירים. מולקולות טיטין נחשבות למלא תפקיד מפתח כשליט מולקולרי השומר על יישור מקביל בתוך הסרקומר. חלבון אחר, ערפילית, נחשב למלא תפקיד דומה עבור מיופילמנטים של אקטין.

    מודל התכווצות

    המנגנון המולקולרי לפיו מיוסין ומיופילמנטים פועלים מחליקים זה על זה נקרא מחזור חוצה גשרים. במהלך התכווצות השרירים, ראשי מיופילמנטים של מיוסין נקשרים ומשתחררים במהירות בצורה מחגרת, ומושכים את עצמם לאורך מיופילמנט האקטין.

    ברמה של מודל נימה הזזה, התרחבות והתכווצות מתרחשים רק בתוך פסי I ו- H. המיופילמנטים עצמם אינם מתכווצים או מתרחבים ולכן רצועת ה- A נשארת קבועה.

    תרשים זה מתאר את מודל הנימה הזזה של התכווצות. המונחים כוללים רצועת A, להקת I, להקת H, CapZ, טיטין, קו Z, ראש מיוצין, זנב מיוצין, נימה אקטין, רגוע, מכווץ וקו M.
    איור\(\PageIndex{1}\): הסרקומר ומודל הנימה הזזה של התכווצות: במהלך התכווצות מיוסין מחגר לאורך מיופילמנטים של אקטין הדוחסים את להקות I ו- H. במהלך מתיחות מתח זה משתחרר ורצועות I ו- H מתרחבות. רצועת ה- A נשארת קבועה לאורך כל הדרך מכיוון שאורך מיופילמנטים של מיוסין אינו משתנה.

    כמות הכוח והתנועה שנוצרת על ידי סרקומר בודד קטנה. עם זאת, כאשר מוכפלים במספר הסרקומרים במיופיבריל, מיופיברילים במיוציט ומיוציטים בשריר, כמות הכוח והתנועה שנוצרת משמעותית.