Обмен веществ покоящихся мышц незначителен, при работе он повышается более чем в 100 раз. Для сокращения мышц необходимы: 1)гликоген, 2) миозин, 3) актин, 4) АТФ, 5) креатинфосфат, 6) ионы калия.
Химизм мышечного сокращения в настоящее время рассматривается как результат взаимодействия между собой двух сократительных белков - актина и миозина за счет расщепления АТФ АТФ-азой миозина. Энергия, выделяющаяся при расщеплении АТФ, превращается из химической в механическую, нити актина вытягиваются между нитями миозина, саркомер укорачивается или напрягается. В условиях покоя АТФ не расщепляется, так как АТФ-азная активность миозина подавлена присутствием ионов магния. Роль магния – тормозить в условиях покоя гидролиз АТФ, при этом головки миозина получают энергию, которая обеспечивает смещение тропонина С и последующее зацепление ее за актиновую нить.
Стимулом для включения сложного механизма служит нервный импульс, при его поступлении в синапс (на окончание двигательного нерва), выделяется медиатор - ацетилхолин – это создает разность потенциалов между наружной и внутренней мембраной. Вследствие этого выходит кальций из саркоплазматического ретикулума, где он находится в связи с белком кальсеквестрином, что обеспечивает увеличение его содержания в саркоплазме. Кальций действует, как антагонист магния, создает условие для проявления АТФ-азной активности миозина. АТФ расщепляется, сократительные белки взаимодействуют, мышца (саркомер) сокращается. Сокращение продолжается до тех пор, пока не поступают нервные импульсы и есть запасы АТФ. За счет энергии АТФ ионы кальция связываются саркоплазматическим ретикулумом, удаляется из саркоплазмы, их концентрация снижается. Происходит расслабление мышц. Поддержанию АТФ в должной концентрации обеспечивает высокий уровень содержания дыхательных ферментов. Увеличение кровоснабжения мышц при работе, ведет к увеличению притока кислорода, и питательных веществ. В начальный период может быть использован кислород, миоглобин, креатинфосфат, затем глюкоза, гликоген, липиды. Это обеспечивается высокой концентрацией гликогена и активностью ферментов гликолиза.
