Abstract:
Низка фізіологічних властивостей м’яза реалізується завдяки взаємозв’язку
структури та функції. Однак багато аспектів цих взаємовідносин залишаються
нез’ясованими. Приклад такого зв’язку – це стрибкоподібні зміни довжини саркоме-
рів. У рамках просторово розподіленої стохастичної моделі півсаркомеру були від-
творені стрибкоподібні зміни його довжини в ізотонічному режимі. Статистика схо-
динок у траєкторії зміни довжини, яка була отримана в моделі, подібна до такої, що
спостерігається в експерименті. Проаналізовано молекулярний механізм формування
сходинок. Сходинки, що спостерігаються у траєкторії, є проявом синхронної роботи
поперечних містків півсаркомеру. В основі механізму, що синхронізує роботу окремих
поперечних містків, лежать обмеження, які накладає структура ґратки півсаркомеру
на взаємодію міозину з актином. Ключове обмеження стосується взаємних відстаней
між поперечними містками та зв’язувальними центрами на актині. У дискретній ґрат-
ці, де поперечні містки та зв’язувальні центри розташовані періодично, ця відстань
також буде дискретною величиною. Завдяки залежності кінетики від деформації всі
містки півсаркомеру поділяють на низку дискретних груп із різними хімічними влас-
тивостями. Ще одна необхідна умова для виникнення синхронізації – нелінійність
залежних від деформації констант швидкості переходів у механохімічному циклі,
що сполучені з виконанням робочого ходу поперечного містка. Кількісно показано
зв’язок параметрів стрибкоподібного руху з параметрами ґратки півсаркомеру, а саме,
періодичністю розташування поперечних містків і зв’язувальних центрів на товстих і
тонких філаментах, відповідно.
