Отношението дължина-напрежение в саркомера

Ще начертая зависимостта между дължината и напрежението. Това ще е ключовата идея, за която ще говорим в това видео. Това е в тясна връзка с някои неща, за които вече говорихме. Говорихме, например, за кривата на Франк-Старлинг. Това беше идеята как, ако разтеглиш сърдечните клетки и всичко вътре в сърдечните клетки, всички протеини в тях, това променя силата на съкращение. Силата на съкращение е много свързана със зависимостта между дължината и напрежението. Ще поставя това тук. Сила на съкращение. Вместо да използвам тази терминология, ще използваме термина напрежение. Можеш да мислиш за тях по един и същ начин. Но класически се използва терминът напрежение. Ще използваме този термин. Що се отнася до дължината, по-точно, дължината на саркомера... Ще запиша саркомер тук. Саркомерът, помни, преминава от един Z-диск до друг Z-диск. За да начертая това, ще го запиша може би, можем да започнем с миозина. Това е нашият миозин. Ще начертая няколко миозинови главички. Няколко миозинови главички и от тази страна. И, разбира се, знаеш, че трябва да е симетрично. Това е нашият миозин. Ще направя няколко копия, за да не се налага отново да го рисувам. Нещо такова. Ще го поставя отдолу, за да можем да видим, когато начертая няколко такива, как се различават едно от друго. Ще ги поставя един под друг. Ще направя общо, да кажем, пет. Смятам, че до момента, в който стигнем до петото, ще имаш представа как ще изглежда цялата тази графика. Това са петте ни миозина. Да започнем отгоре. Ще ти покажа ситуация с голямо струпване. Това ще е случаят, когато нищо не е достатъчно раздалечено. Много е претъпкано. Припомни си, че има актин – тази незавършена кутия, която чертая, е актинът. Имаш два такива белтъка. Те имат техен собствен поляритет. И са ето така. В първия сценарий, който чертая – това е сценарий едно. Имаме много проблеми с претрупването. Това е главният проблем. Понеже можеш да видиш, че нашият титин, който е в зелено, не ни оставя никакво пространство. Няма пространство. Тези краища, помни, това тук са нашите Z-дисковете. Този е Z и този тук е Z. Нашите Z-дискове са точно до миозина. Всъщност, тук почти няма никакво място. И от двете страни е претъпкано. Няма място миозините да придърпат Z-дисковете по-близо. Понеже няма място да работят, те не могат да работят. Ако им дадеш АТФ, и им кажеш да работят, те ще кажат, че няма какво да направят, понеже Z-дисковете са вече тук. Що се отнася до силата на съкращение за този сценарий, бих казал, че почти няма да имаш съкращение. Дължината е много малка, да кажем, това е малко. Може би "малка" не е подходящо определение за дължина. Да кажем, ще използвам думата "късо". Саркомерът е къс. Тук саркомерът е дълъг. Когато е къс, което означава, че това разстояние е много късо, тогава бихме казали, че стойността на напрежението е 0. Понеже не можеш да получиш напрежение, освен ако нямаш малко място между Z-дисковете и миозина. В сценарий 2, да кажем, че това е той. И това тук е едно. Какво се случва в сценарий две? Имаш малко повече място. Ще начертая това. Ще начертая малко повече място. Да кажем, че имаш нещо такова. Ще начертая другия актин от тази страна, със същата дължина. Не начертах това правилно. Понеже ако се приплъзва навън, ще имаш допълнително актин. Нещо такова. И идва насам, ето така. Така ще изглежда актинът. И, разбира се, ще начертая титина. Титинът е полезен, понеже помага да демонстрираме, че сега има малко място, което преди го нямаше. Сега има малко място между Z-диска и този миозин тук. Има малко място между тези миозини и Z-дисковете. Всъщност, мога да начертая стрелки навсякъде. И ще бъде извършена малко работа. Но не бих казал, че ще имаме максимална сила. Понеже, виж, все още имаш проблеми с припокриването. Помни, тези миозини тук не могат да работят. Нито пък тези, поради този блокаж ето тук. Този блокаж. Поради факта, че, разбира се, актинът има определен поляритет. Те биват блокирани. Не могат да си свършат работата. Въпреки че имаш някаква сила на съкращение, тя няма да е максимална. Ще поставя нещо такова. Това ще е втората точка. Това ще е номер 2. При номер три нещата ще станат много по-добре. Ще видиш много бързо, че имаш много повече разпръскване в тази ситуация. Тези актини няма да си пречат. Както виждаш, те не се блъскат един в друг, не си пречат един на друг. Всички миозини могат да работят. Z-дисковете сега са ето тук. Целият ми саркомер, разбира се, беше от Z-диск до Z-диск. Саркомерът ми става по-дълъг. И можеш да видиш това, понеже сега има повече титин. Всъщност няма повече титин, не се изразих точно, а титинът е разтеглен. Ще бъде извършена повече работа. Силата ми сега е максимална. Имам много, много сила. И ще е нещо такова. Въз основа на кривата ми, също демонстрирах друга идея, което е, че преминаването от точка 1 към точка 2 много помогна. Наистина. Това беше голяма работа. Понеже ти трябваше повече пространство. Това пространство беше необходимо за извършване на работа. Сега, след като разрешихме проблема с припокриването, сега, когато и последните няколко миозина работят, имаме още повече печалба. Но печалбата – най-голямата придобивка, беше в тази първа стъпка. Нека преминем към стъпка 4. Това е стъпка 4. И като дойдем тук, виждаш, че това ще продължи да работи доста добре. Понеже имаш актина, ето така, и всички миозини все още работят за притискането. Всички миозини работят. Титинът ни е само малко по-разтеглен от преди и силата на съкращение ще е максимална. И ще имаш – тук чертая отново Z-дисковете. Те са много раздалечени. Нашият саркомер става по-дълъг и по-дълъг и силата на съкращение е същата. Нека спрем тук и се запитаме защо е същата. Защо не се покачи? Понеже тук, в етап 3, имаше 20 миозинови главички, които работеха. 20 от 20. Тук горе имаше около 16 от 20. Тук може би 0 от 20. И тук отново имаш 20 от 20. Все още имаш предимство що се отнася до работата на всички миозини. Но няма разлика между точка 3 и точка 4. Понеже, отново, всички миозини работят. Не можеш да надхвърлиш 100%. В етап 5 сме отвели това твърде надалеч, нали? Ще направя малко място тук. Отвели сме го твърде надалеч, в смисъла, че актинът ни ще дойде чак тук и ще е много отдалечен. Имаме голямо раздалечаване сега. И, разбира се, титинът ни е напълно разтеглен. Разтеглен е толкова, колкото въобще е възможно. Този зелен протеин титин. Сега въпросът е, разбира се, ще получиш ли някаква сила. Отговорът е, че вероятно не, понеже миозините вече дори не докосват актините. Отново работят 0 от 20 миозина. Това означава, че количеството сила ще е нула. Слизаме обратно до 0. Това е част 5. Можеш да видиш, че с нарастването на дължина нещата бяха добре за кратко, но после се върнаха обратно надолу. Тази крива, която ти показвам, кривата на напрежението и дължината, е базирана на точно това, което виждаш вдясно. Базирана е изцяло на идеята, че като разтегнеш нещата, количеството сила се променя в зависимост от дължината на саркомера.