Исследование характера изменения длины активированного одиночного саркомера при задании одиночной миофибрилле линейных деформаций различной формы

• Автор: Яковенко, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 146 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

1.1 Экспериментальные данные о дискретном изменении длины мышечной системы

1.2 Возможные источники дискретного изменения длины на различных уровнях

организации мышечной системы

1.2.1. Экспериментальные данные об изменении длины миозина.

1.2.2. Экспериментальные данные об изменении длины актина

1.2.3. Экспериментальные данные о дискретном изменении длины коннектина. .

1.2.4. Теоретические и экспериментальные данные о дискретном характере одиночного актинмиозикового взаимодействия
1.3. Возможные механизмы дискретного
изменения длины на различных уровнях
организации мышечной системы.
1.3.1. Возможные механизмы дискретного
изменения длины миозина.
1.3.2. Возможные механизмы дискретного
изменения длины актина .
1.3.3. Возможные механизмы дискретного
изменения длины коннектина .
Заключение
II МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
2.1 Препараты
2.1.1. Препараты летательных мышц шмелей 4
2.1.2. Препараты сердечных мышц кроликов
2.2 Растворы.
2.2.1. Растворы для ЛМ экспериментов. .
2.2.2. Растворы для СМ экспериментов. .
2.3. Экспериментальная установка
2.4. Вычисление длины саркомера.
2.5. Протокол эксперимента
2.5.1. Механические испытания одиночных
ЛМ миофибрилл .
2.5.2. Механические испытания одиночных
СМ миофибрилл
2.6. Определение размера ступеней.
2.7. Статистический анализ .
III ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ДЛИНЫ АКТИВИРОВАННОГО ОДИНОЧНОГО САРКОМЕРА ПРИ РАСТЯЖЕНИИ ИЗОЛИРОВАННОЙ ОДИНОЧНОЙ МИОФИБРИЛЛЫ .
3.1. Изменение длины активированного
одиночного саркомера летательной мыщцы пчелы
3.2. Изменение длины активированного
одиночного саркомера сердечной мыщцы кролика
3.3. Влияние скорости деформации растяжения на изменение дл1лны одиночного активированного саркомера 7
IV ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ДЛИНЫ ОДИНОЧНОГО САРКОМЕРА ПРИ УКОРОЧЕНИИ ИЗОЛИРОВАННОЙ ОДИНОЧНОЙ
МИОФИБРИЛЛЫ
4.1. Изменение длины активированного одиночного саркомера летательной мыщцы пчелы
4.2 Изменение длины активированного одиночного саркомера сердечной мыщцы кролика
4.3 Влияние скорости деформации укорочения на изменение длины одиночного
активированного саркомера
V. КОНТРОЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ .
VI. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ .
VII. ВЫВОДЫ.
VIII. СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ
ОБОЗНАЧЕНИЙ.
Список литературы


Установлено, что вне зависимости от эволюционно разных типов мышц изменение длины одиночного активированного саркомера в процессе его линейного растяженияукорочения носит ступенчатый характер. Выявлено, что минимальный размер ступени при растяженииукорочении одиночного активированного саркомера совпадает с величиной дискретизации и составляет 2,7 нм. Установлено, что для неактизированной сердечной миофибриллы минимальный размер ступени при растяжении и укорочении составляет 2,3 нм. Практическая значимость работы. Отработана методика эксперимента для исследования механических свойств изолированной одиночной миофкбриллы сердечной мышцы. Использованный в работе новый алгоритм для измерения длины одиночного саркомера в субнанометровом диапазоне может быть рекомендован к использованию в экспериментах с любыми типами мышц. Полученные в данной работе результаты о дискретном характере изменения длины одиночного саркомера и значения минимальных ступеней для активированного и пассивного саркомероь должны быть учтены при моделировании процесса мышечного сокращения. Апробация работы и публикации. Апробация работы была проведена на междисциплинарном семинаре по проблемам биологической и медицинской физики на кафедре общей и молекулярной физики Уральского государственного университета им А. М. Горького на заседании секции Ученого совета ИТЭБ РАН Биологическая подвижность. Оснозные результаты исследования были представлены на 6 Международных и 3 Всероссийских конференциях и нашли отражение в публикациях, 2 из которых статьи в иностранных рецензируемых журналах. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, 3 экспериментальных глав, обсуждения результатов и выводов, списка цитируемой литературы 1 источник. Работа иллюстрирована рисунком, 3 таблицами и содержит 6 страниц печатного текста. Введение. Принято считать, что во время механического цикла мышечного волокна изменение его линейных размеров происходит гладко, без какихлибо пауз ,,,. Вместе с тем, первые сообщения о возможности ступенчатого движения в мышцах появились более лет назад. Данные были получены в лаборатории академика Г. Франка. Было показано, что процесс одиночного сокращения мышцы имеет ступенчатый вид, что истолковывалось как последовательная серия активных сокращений толстых протофибрилл в несколько приемов . Первый раздел настоящего обзора посвящен описанию известных фактов ступенчатого движения мышц на различных уровнях структурной организации данного объекта. Во второй части обзора внимание уделено рассмотрению потенциально возможных источников дискретного изменения длины мышечного волокна. Третий раздел посвящен описанию возможных механизмов, лежащих в основе данного феномена. В заключении проводится сравнение между возможными механизмами дискретизации в мышечной системе и в других биологических и небиологических объектах. Уже упоминалось, что первые сообщения о ступенчатом изменении длины мышцы пришли из лаборатории Г. Франка 7,,1. Исследования проводились на портняжной мышце лягушки методом дифракции видимого света. Новшеством было то, что эта методика осуществлялась в динамической форме. Дифракционная картина мышцы была получена с помощью быстро вращающегося диска со щелями и развертывалась на фотоумножителе. Метод позволил зарегистрировать картины дифракции за малые интервалы времени. Выло установлено, что на одиночное мышечное сокращение приходилось примерно дифракционных спектров. Расстояние между дифракционными полосами было сопоставлено с кризой интегрального механического эффекта одиночного мышечного сокращения. Авторы показали, что в то время как интегральная механическая кривая является практически монотонной, изменение поперечной полосатости в процессе одиночного сокращения идет в несколько этапов укорочения и частичного расслабления, то есть носит как бы ступенчатый характер. Было предположено, что полученный результат связан с высокой степенью синхронизации работы миозиновых мостиков.