Ионы кальция в мышечных волокнах

Описаны химические свойства кальция и основные функции, которые выполняют ионы кальция в мышечных волокнах: участие в процессе сокращения мышечного волокна; участие в протекании креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ; участие в протекании гликолиза; участие в катаболизме белка.

Ионы кальция в мышечных волокнах

Давайте поговорим о тех функциях, которые выполняют ионы кальция в мышечных волокнах. Но вначале вспомним, что такое кальций.

Кальций

Кальций (Са) – мягкий, химически активный щелочноземельный металл серебристо-белого цвета. Термин предложен Гемфри Дэви, который впервые получил кальций в чистом виде в 1808 году, выделив его из влажной гашеной извести. Из-за высокой активности кальций в свободном виде в природе не встречается. Широко известны соединения кальция – известняк, гипс, мрамор.

Место хранения ионов кальция в мышечном волокне

Ионы кальция в мышечном волокне находятся в органелле – саркоплазматическом ретикулуме.

Функции ионов кальция в мышечном волокне

Ионы кальция (Са2+) в мышечных волокнах выполняют ряд функций. Они участвуют:

  1. в процессе сокращения мышечного волокна;
  2. в протекании креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ;
  3. в протекании гликолиза;
  4. в катаболизме белка.

Теперь немного подробнее о каждой функции.

  1. Участие в процессе сокращения мышечного волокна

После того, как потенциал действия достигает Т-трубочек и саркоплазматического ретикулума, из него в саркоплазму выделяются ионы кальция. Считается, что в покое молекулы тропомиозина находятся над активными центрами белка актина и предотвращают прикрепление к ним головок миозина. После выделения ионов кальция из саркоплазматического ретикулума, они присоединяются к тропонину. Тропонин изменяет свою конфигурацию и «приподнимает» молекулы тропомиозина с активных участков актина. Как только открываются активные участки актина, к ним присоединяются головки миозина и начинается процесс сокращения мышечного волокна.

  1. Участие в протекании креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ

Расщепление креатинфосфата в мышечных волокнах ускоряется ферментом креатинкиназой. Активность этого фермента значительно возрастает при физических нагрузках за счет активирующего действия на неё ионов кальция.

  1. Участие в протекании гликолиза

Гликолиз – один из путей ресинтеза АТФ при мышечной деятельности. В мышечных волокнах гликолиз представляет собой анаэробный распад гликогена до молочной кислоты (лактата). Гликолиз катализируется (ускоряется) ферментами: фосфорилазой и фосфофруктокиназой. Фосфорилаза активируется стрессовым гормоном адреналином, который выделяется в кровь непосредственно перед началом физической нагрузки. Также фермент фосфорилаза активируется ионами кальция.

  1. Участие в катаболизме белка

Доказано, что ионы кальция активируют протеазы – ферменты, приводящие к катаболизму белка. По-видимому, чтобы оградить мышечное волокно от полного разрушения, работает кальциевый насос, который закачивает ионы кальция в саркоплазматический ретикулум.


Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах "Гипертрофия скелетных мышц человека" и "Биомеханика мышц"


Литература

  1. Мак-Комас, А. Дж. Скелетные мышцы. – Киев: Олимпийская литература, 2001.- 407 с.
  2. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия. – М.: Советский спорт, 2009.– 348 с.

С уважением, А.В. Самсонова