Під час експерименту подразнюють скелетний м’яз серією електричних імпульсів. Який вид м’язового скорочення буде виникати, якщо кожний наступний імпульс надходить у періоді вкорочення попереднього поодинокого м’язового скорочення?

Чому це правильна відповідь

Суцільний тетанус виникає при високій частоті стимуляції, коли кожен наступний імпульс надходить у фазі вкорочення попереднього скорочення, не дозволяючи механічному розслабленню між імпульсами через повільну кінетику від'єднання поперечних мостів міозину від актину. Сила скорочення зростає до максимуму та утримується постійною, оскільки внутрішньоклітинний Ca2+ лишається високим через сумацію вивільнення з саркоплазматичного ретикулуму без повного зв'язування з тропоніном та повернення назад між імпульсами. Регуляція на клітинному рівні відбувається через потенціал дії, що відкриває L-типу Ca2+-канали в T-трубочках, викликаючи масивне вивільнення Ca2+ рианодиновими рецепторами, але при високій частоті імпульсів SERCA-насос не встигає повністю відкачувати Ca2+ назад, підтримуючи постійну активацію тропоніну C та максимальну кількість поперечних мостів. На мембранному рівні частота імпульсів перевищує 50–100 Гц для скелетних м'язів, коли час між імпульсами коротший за період механічного розслаблення, що визначається швидкістю гідролізу АТФ та відкачування Ca2+. Зубчастий тетанус виникає при нижчій частоті з частковим розслабленням між імпульсами, але в періоді вкорочення повне розслаблення неможливе. Зворотний зв'язок реалізується через жорсткість серії еластичних елементів саркомера, де при суцільному тетанусі сила досягає плато, коли всі можливі поперечні мости активовані, а подальше збільшення частоти не підвищує силу через насичення Ca2+-зв'язування з тропоніном. При зниженні частоти тетанус переходить у зубчастий через часткове розслаблення. Цей механізм приводить до суцільного тетанусу саме тому, що імпульси в періоді вкорочення підтримують постійний високий рівень Ca2+ без падіння між скороченнями, забезпечуючи максимальну та стійку силу для тривалої роботи м'яза без осциляцій, характерних для нижчих частот.