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.