ВЛИЯНИЕ ПОДАТЛИВОСТИ АКТИНОВЫХ И МИОЗИНОВЫХ НИТЕЙ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОЛОКОН СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЫ: МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Шестаков Д. А., Цатурян А. К.
Институт Механики МГУ, 119899 Москва
Недавними рентгеновскими
(Huxley и др., 1994; Wakabayshi и др., 1994) и механическими (Higuchi
и др., 1995; Linari и др., 1998) экспериментами установлено, что
актиновые, а отчасти, и миозиновые нити в саркомерах растяжимы
и их податливость сравнима с податливостью миозиновых поперечных
мостиков, молекулярных генераторов силы в мышце. Нами предложены
модели, описывающие реакции мышечных волокон как на чисто механические
воздействия, так и на скачки температуры и концентраций АТФ, АДФ
и неорганического фосфата. Эти модели учитывают не только податливость
актиновых и миозиновых нитей, но и неоднородное распределение
микродеформации поперечных мостиков в зоне перекрытия толстых
и тонких нитей в саркомерах. Учет растяжимости нитей приводит
к появлению медленных компонент ответа механического напряжения
на все перечисленные воздействия. Это, по-видимому, связано с
перецеплением поперечных мостиков, необходимым для вытягивания
нитей актина и миозина. Перераспределение суммарной податливости
нитей между актином и миозином влечёт лишь незначительное изменение
механического ответа. Профили зависимости микродеформации мостиков
от их положения в зоне перекрытия вполне предсказуемы и близки
к параболическим. Полученные результаты показывают, что при анализе
ответов напряжения на скачкообразные изменения термодинамических
или биохимических параметров, определяющих работу актин-миозиновых
поперечных мостиков, необходимо учитывать существенное влияние
податливости тонких и толстых нитей в саркомерах на эти ответы.
Традиционная интерпретация таких ответов в терминах кинетики изменения
состояний поперечных мостиков может привести к существенным ошибкам.
Работа поддержана грантами РФФИ, INTAS и HHMI.