KOMÓRKA MIĘŚNIOWA POPRZECZNIE PRĄŻKOWANA

(opracowane na podstawie „Fizjologia człowieka w zarysie” W. Z. Traczyka, wydanie VII, strony 89-99 )

Podstawowa jednostka budulcowa mięśni szkieletowych.

BUDOWA:

kształt cylindryczny, średnica ok 50μm, długość od kilku mm do ok 50cm (w zależności od mięśnia który buduje).

Sarkolema - pobudliwa błona pokrywająca komórkę mięśniową.

Wnętrze komórki mięśniowej wypełniają sarkoplazma i pęczki włókien mięśniowych.

Włókienko mięśniowe = miofibryla - na które składają się:

• prążki anizotropowe (ciemne*) zbudowane z grubych nitek miozyny

• prążki izotropowe (jasne*) zbudowane z cienkich nitek aktyny i tropomiozyny*

prążki anizotropowe i izotropowe nadają komórce mięśniowej poprzeczne prążkowanie

tropomiozyna* - na niej osadza się troponina z podjednostkami T, I, C odpowiedzialnymi za reakcje z: tropomiozyną (T), aktyną (I), jonami Ca²⁺ (C)

ciemne* - silniej załamują światło

jasne* - słabiej załamują światło

Sarkomer : podstawowa jednostka funkcjonalna komórki mięśniowej.

prążek anizotropowy + połówki dwóch sąsiednich prążków izotropowych

błona graniczna - twór, który powoduje podział prążków izotropowych na pół.

W trakcie skurczu prążki izotropowe i anizotropowe nasuwają się na siebie.

Układ sarkotubularny - odpowiedzialny za przenoszenie pobudzenia wewnątrz komórki.

Zbudowany z:

• cewek poprzecznych znajdujących się pod błoną komórkową (sarkolemą), przestrzennie umieszczonych na wysokości granicy między prążkami anizotropowymi a izotropowymi. (Cewka poprzeczna jest pewnego rodzaju pośrednikiem przekazywania pobudzenia)

• siateczki sarkoplazmatycznej otaczającej miofibryle. W miejscu styku z cewką poprzeczną siateczka tworzy zbiornik końcowy. W zbiorniku końcowym panuje wysokie stężenie jonów wapnia.

MECHANIZM SKURCZU KOMÓRKI MIĘŚNIOWEJ

1. Fala depolaryzacji dociera do synapsy nerwowo-mięśniowej (błoną postsynaptyczną jest sarkolema, a bodźcem powodującym depolaryzację jest acetylocholina)

2. Cewki poprzeczne „przejmują” falę depolaryzacji - następuje depolaryzacja cewek poprzecznych.

3. W zbiornikach końcowych otwierają się kanały dla jonów wapnia.

4. Jony wapnia wnikają do wnętrza miofibryli.

5. Jony wapnia wiążą się z podjednostką C troponiny.

6. Aktyna zostaje „aktywowana” (troponina I przestaje hamować aktynę)

7. Aktyna styka się z miozyną wyzwalając jej aktywność enzymatyczną.

8. Miozyna stykając się z aktyną hydrolizuje ATP do ADP pobierając energię potrzebną do wykonania ruchu ślizgowego.

9. Ślizgowe nasuwanie się cienkich nitek aktyny na grube nitki miozyny - SKURCZ

Sprzężenie mechaniczno-chemiczne jest to proces pozyskiwania energii z ATP na drodze hydrolizy.

Pompa wapniowa - przywraca pierwotne umiejscowienie jonów wapnia w zbiornikach końcowych.

RODZAJE SKURCZÓW MIĘŚNIOWYCH

Szybkość skurczów:

• mięśnie szybko kurczące się, t = ok 7,5ms

• mięśnie wolno kurczące się, t = ok 100ms

skurcz następuje z pewnym opóźnieniem względem bodźca

Skurcze pojedyncze:

• skurcz izotoniczny (komórki skracają się, napięcie mięśnia jest stałe, mięsień ulega skróceniu co w efekcie powoduje zbliżenie się przyczepów mięśnia)

• skurcz izometryczny (napięcie mięśnia wzrasta, przyczepy mięśnia nie zbliżają ani nie nie oddalają się od siebie)

Sumowanie skurczów pojedynczych (występuje gdy na komórkę działają bodźce z pewną częstotliwością):

• skurcz tężcowy zupełny (występuje gdy odstęp czasowy jest krótszy niż skurcz komórki). Np. w przypadku mięśni kurczących się szybko wymagane ok 100 bodźców / 1s

• skurcz tężcowy niezupełny (występuje w momencie gdy częstotliwość bodźców jest na tyle mała, że mięsień jest w stanie częściowo się rozkurczyć)

• skurcz auksotoniczny (występuje wzrost napięcia i zbliżenie się przyczepów mięśnia)

• skurcz maksymalny (pojawia się gdy w jednym momencie zostają pobudzone wszystkie komórki mięśniowe danego mięśnia)

ENERGETYKA SKURCZU MIĘŚNIA

Energia potrzebna do wykonania skurczu pobierana jest z rozpadu ATP do ADP. Ponowna synteza ADP do ATP zachodzi na drodze GLIKOLIZY (tlenowej lub beztlenowej)

Glikoliza tlenowa

1mol glukozy +O₂ i 38 moli (ADP+P) → 38 moli ATP + CO₂ + H₂O

Glikoliza beztlenowa (gdy układ krwionośny nie nadąża z dostarczaniem tlenu)

glukoza + (ADP+P) → ATP + mleczan

W efekcie, podczas glikolizy beztlenowej na skutek zwiększenia się stężenia mleczanów zmienia się pH wnętrza komórki.

Glikoliza tlenowa jest bardziej wydajna energetycznie.

Ze 100% zasobów energii ok 20% - 25% wykorzystywanej jest na ruch, 75% - 80% energii „ucieka” w postaci ciepła.

Energia cieplna wydziela się w:

• procesie spoczynkowego metabolizmu

• reakcji chemicznych związanych z aktywowaniem miozyny

• czasie skracania i rozkurczania się komórki

• czasie resyntezy ATP i działania pompy sodowo-potasowej

Kacper Wałaszewski

---