Budowa i praca mięśni
Budowa i praca mięśni
Opracowała Magdalena Osiadło
Opracowała Magdalena Osiadło
Budowa i praca mięśni
Budowa i praca mięśni
Opracowała Magdalena Osiadło
Opracowała Magdalena Osiadło
Układ mięśniowy człowieka
Układ mięśniowy człowieka
Składa się z 650
Składa się z 650
mięśni
mięśni
Ich masa stanowi
Ich masa stanowi
około:
około:
30-40% masy
30-40% masy
kobiet
kobiet
40-50% masy
40-50% masy
mężczyzn
mężczyzn
Niektóre mięśnie człowieka:
Niektóre mięśnie człowieka:
1
1
2
1
2
1
2
3
5
6
7
8
4
1. m. piersiowy większy
2. m. dwugłowy (biceps)
3. m. brzucha
4. m. pośladkowy wielki
(ok. 1 kg !)
5. m. najdłuższy uda
(krawiecki)
6. m. brzuchate łydki
(bliźniacze)
7. m. trójgłowy
8. m. najszerszy grzbietu
Antagonistyczne działanie
Antagonistyczne działanie
mięśni:
mięśni:
Mięśnie mają zdolność do
Mięśnie mają zdolność do
aktywnego
aktywnego
kurczenia
kurczenia
się.
się.
Ich
Ich
rozkurcz
rozkurcz
jest aktem
jest aktem
biernym
biernym
– wymaga skurczu innego
– wymaga skurczu innego
mięśnia.
mięśnia.
Wyróżniamy dwie grupy czynnościowe mięśni:
Wyróżniamy dwie grupy czynnościowe mięśni:
zginacze
zginacze
(przywodziciele) i
(przywodziciele) i
prostowniki
prostowniki
(odwodziciele).
(odwodziciele).
Mięśnie wykonujące przeciwstawną czynność nazywamy
Mięśnie wykonujące przeciwstawną czynność nazywamy
antagonistycznymi
antagonistycznymi
.
.
Typy mięśni szkieletowych
Typy mięśni szkieletowych
1.
1.
m. prosty
m. prosty
2.
2.
m. dwubrzuścowy
m. dwubrzuścowy
3.
3.
m. płaski
m. płaski
4.
4.
m. wrzecionowaty
m. wrzecionowaty
5.
5.
m. pierzasty
m. pierzasty
6.
6.
m. półpierzasty
m. półpierzasty
7.
7.
m. dwugłowy
m. dwugłowy
Budowa mięśnia
Budowa mięśnia
dwugłowego
dwugłowego
dwa ścięgna
–
umożliwiają przyczep
mięśnia do kości
ścięgno
–
zbudowane
z tkanki łącznej włóknistej
brzusiec
–
zbudowany z tkanki mięśniowej
Budowa anatomiczna
Budowa anatomiczna
mięśnia
mięśnia
Tkanka łączna wytwarzana na powierzchni mięśnia zwana jest omięsną.
Tkanka łączna wytwarzana na powierzchni mięśnia zwana jest omięsną.
W 1 mm
W 1 mm
3
3
mięśnia znajduje się 2000 naczyń krwionośnych włosowatych.
mięśnia znajduje się 2000 naczyń krwionośnych włosowatych.
Budowa włókna
Budowa włókna
mięśniowego
mięśniowego
Komórka mięśnia poprzecznie
Komórka mięśnia poprzecznie
prążkowanego (włókno
prążkowanego (włókno
mięśniowe) zbudowana jest z:
mięśniowe) zbudowana jest z:
- błony komórkowej (sarkolema)
- błony komórkowej (sarkolema)
- licznych jąder
- licznych jąder
- cytoplazmy (sarkoplazma)
- cytoplazmy (sarkoplazma)
- włókienek kurczliwych
- włókienek kurczliwych
(miofibryli).
(miofibryli).
Miofibryle wykazują poprzeczne
Miofibryle wykazują poprzeczne
prążkowanie.
prążkowanie.
Podstawową jednostką
Podstawową jednostką
budulcową miofibryli jest
budulcową miofibryli jest
sarkomer.
sarkomer.
Sarkomer składa się z włókienek
Sarkomer składa się z włókienek
białkowych: aktynowych i
białkowych: aktynowych i
miozynowych
miozynowych
włókno mięśniowe
miofibryle
sarkomer
miozyna
aktyna
Mechanizm skurczu
Mechanizm skurczu
Skracanie się miofibryli jest
Skracanie się miofibryli jest
wynikiem interakcji białek
wynikiem interakcji białek
kurczliwych:
kurczliwych:
aktyny i miozyny.
aktyny i miozyny.
Nici aktyny przesuwają się
Nici aktyny przesuwają się
w kierunku środka
w kierunku środka
sarkomeru bez zmiany
sarkomeru bez zmiany
długości jej włókien
długości jej włókien
(ślizgowa teoria skurczu).
(ślizgowa teoria skurczu).
W procesie tym zużywana
W procesie tym zużywana
jest energia, którą
jest energia, którą
dostarcza rozkład ATP.
dostarcza rozkład ATP.
ATP
ATP
→
→
ADP + P
ADP + P
i
i
+ energia
+ energia
miozyna
aktyna
sarkom
er
skurcz sarkomeru
ATP
ADP
E
Źródła energii wykorzystywanej do
Źródła energii wykorzystywanej do
pracy mięśniowej
pracy mięśniowej
1.
1.
Wysiłki
Wysiłki
trwające kilka
trwające kilka
sekund
sekund
-
Zasoby komórkowe ATP
Zasoby komórkowe ATP
zawierają zasoby energii
zawierają zasoby energii
wystarczające jedynie na kilka
wystarczające jedynie na kilka
pobudzeń.
pobudzeń.
-
Najszybsza resynteza ATP
Najszybsza resynteza ATP
odbywa się kosztem rozkładu
odbywa się kosztem rozkładu
fosfokreatyny i starcza na
fosfokreatyny i starcza na
kilka sekund pracy.
kilka sekund pracy.
fosfokreatyna
kreatyna
ADP
ATP
Przemiana beztlenowa
Źródła energii wykorzystywanej do
Źródła energii wykorzystywanej do
pracy mięśniowej
pracy mięśniowej
2. Wysiłki trwające
2. Wysiłki trwające
do 60 sekund
do 60 sekund
-
-
Glukoza magazynowana jest w
Glukoza magazynowana jest w
tkance mięśniowej w postaci
tkance mięśniowej w postaci
glikogenu.
glikogenu.
- Gromadzenie się kwasu mlekowego
- Gromadzenie się kwasu mlekowego
powoduje silne zakwaszenie
powoduje silne zakwaszenie
środowiska tkanki mięśniowej
środowiska tkanki mięśniowej
(charakterystyczny skurcz lub ból).
(charakterystyczny skurcz lub ból).
Działanie szlaku ustaje.
Działanie szlaku ustaje.
- Kwas mlekowy przenika do krwi i
- Kwas mlekowy przenika do krwi i
jest transportowany do wątroby,
jest transportowany do wątroby,
gdzie ulega przemianie w glukozę
gdzie ulega przemianie w glukozę
(glikoneogeneza).
(glikoneogeneza).
glukoza
kwas mlekowy
2 ADP
2 ATP
Przemiana beztlenowa
Źródła energii wykorzystywanej do
Źródła energii wykorzystywanej do
pracy mięśniowej
pracy mięśniowej
3.
3.
Wysiłki trwające
Wysiłki trwające
do 60 minut
do 60 minut
-
Produkty końcowe tej przemiany
Produkty końcowe tej przemiany
nie zmieniają pH środowiska.
nie zmieniają pH środowiska.
-
Czynnikiem ograniczającym pracę
Czynnikiem ograniczającym pracę
w tym trybie jest szybkość
w tym trybie jest szybkość
dostarczania tlenu do mięśni.
dostarczania tlenu do mięśni.
-
Źródłem tlenu jest:
Źródłem tlenu jest:
mioglobina – białko mięśniowe
mioglobina – białko mięśniowe
magazynujące tlen;
magazynujące tlen;
hemoglobina – białko czerwonych
hemoglobina – białko czerwonych
krwinek krwi transportujące tlen
krwinek krwi transportujące tlen
glukoza
CO
2
+ H
2
O
36 ADP
36 ATP
Przemiana tlenowa
Źródła energii wykorzystywanej do
Źródła energii wykorzystywanej do
pracy mięśniowej
pracy mięśniowej
4.
4.
Wysiłki trwające
Wysiłki trwające
ponad 60 minut
ponad 60 minut
-
Zasoby kwasów tłuszczowych w
Zasoby kwasów tłuszczowych w
organizmie są ogromne.
organizmie są ogromne.
-
Jest to najwolniejszy z
Jest to najwolniejszy z
przedstawionych szlaków
przedstawionych szlaków
metabolicznych.
metabolicznych.
Czynnikiem ograniczającym tę
Czynnikiem ograniczającym tę
przemianę jest szybkość transportu
przemianę jest szybkość transportu
kwasów tłuszczowych z krwi do
kwasów tłuszczowych z krwi do
komórek mięśniowych.
komórek mięśniowych.
-
Czynnikiem ograniczającym
Czynnikiem ograniczającym
długość pracy mięśni w tym trybie
długość pracy mięśni w tym trybie
są inne układy niezdolne do
są inne układy niezdolne do
długotrwałego funkcjonowania (np.
długotrwałego funkcjonowania (np.
układ nerwowy).
układ nerwowy).
Kwas tłuszczowy
129 ADP
129 ATP
Przemiana tlenowa
CO
2
+ H
2
O
Zestawienie przemian
Zestawienie przemian
produkujących ATP w
produkujących ATP w
mięśniach
mięśniach
PRZEMIANY BEZTLENOWE
PRZEMIANY BEZTLENOWE
fosfokreatyna
fosfokreatyna
+ ADP
+ ADP
→ kreatyna +
→ kreatyna +
ATP
ATP
Glukoza
Glukoza
+ 2 ADP + 2P → 2 kwas mlekowy +
+ 2 ADP + 2P → 2 kwas mlekowy +
2 ATP
2 ATP
PRZEMIANY TLENOWE
PRZEMIANY TLENOWE
Glukoza
Glukoza
+ 6 O
+ 6 O
2
2
+ 36 ADP + 36 P → 6 CO
+ 36 ADP + 36 P → 6 CO
2
2
+6 H
+6 H
2
2
O +
O +
36 ATP
36 ATP
kwas
kwas
tłuszczowy
tłuszczowy
(C
(C
16
16
) + 23 O
) + 23 O
2
2
+129 ADP +129 P →
+129 ADP +129 P →
→
→
16 CO
16 CO
2
2
+16 H
+16 H
2
2
O +
O +
129 ATP
129 ATP
Przykłady aktywności
Przykłady aktywności
wykorzystujących różne szlaki
wykorzystujących różne szlaki
metaboliczne
metaboliczne
typ przemiany
typ przemiany
– rozkładu:
– rozkładu:
przykłady
przykłady
beztlenowy
beztlenowy
fosfokreatyny
fosfokreatyny
skok, cios, unik, nagły zwrot
skok, cios, unik, nagły zwrot
ciała
ciała
beztlenowy
beztlenowy
glukozy
glukozy
krótkotrwała ucieczka lub
krótkotrwała ucieczka lub
pogoń; bieg 100 m
pogoń; bieg 100 m
tlenowy
tlenowy
glukozy
glukozy
godzinny intensywny marsz
godzinny intensywny marsz
bieg na 1500 m
bieg na 1500 m
beztlenowy
beztlenowy
kw.tłuszowego
kw.tłuszowego
wielogodzinny marsz; bieg
wielogodzinny marsz; bieg
maratoński
maratoński
Porównanie typów komórek
Porównanie typów komórek
mięśni szkieletowych
mięśni szkieletowych
właściwości
właściwości
mięśnie szybkie
mięśnie szybkie
mięśnie wolne
mięśnie wolne
skurcz
skurcz
30 ms
30 ms
80 ms
80 ms
aktywność ATP-azy
aktywność ATP-azy
dwukrotnie większa
dwukrotnie większa
dwukrotnie mniejsza
dwukrotnie mniejsza
naczynia włosowate
naczynia włosowate
rzadsza sieć
rzadsza sieć
gęstsza sieć
gęstsza sieć
mitochondria
mitochondria
mniej
mniej
więcej
więcej
mioglobina
mioglobina
mniej
mniej
więcej
więcej
barwa
barwa
białe
białe
czerwone
czerwone
typ przemian
typ przemian
beztlenowe
beztlenowe
tlenowe
tlenowe
długość pracy
długość pracy
krótsza
krótsza
dłuższa
dłuższa
Struktura mięśni u różnych
Struktura mięśni u różnych
grup sportowców
grup sportowców
grupa badana
grupa badana
zawartość % włókien wolnych
zawartość % włókien wolnych
m. czworogłowy
m. czworogłowy
uda
uda
m. naramienny
m. naramienny
nie wytrenowani
nie wytrenowani
46
46
36
36
kolarze
kolarze
51
51
61
61
kajakarze
kajakarze
58
58
61
61
pływacy
pływacy
74
74
58
58
biegacze przełajowi
biegacze przełajowi
63
63
69
69
Literatura
Literatura
J.Duszyński, A. Kozłowska-Rajewicz, G.
J.Duszyński, A. Kozłowska-Rajewicz, G.
Wojciechowska; Biologia – zakres podstawowy;WS
Wojciechowska; Biologia – zakres podstawowy;WS
PWN; W-wa 2002
PWN; W-wa 2002
J. Kawiak, J. Mirecka, M. Olszewska, J. Warchoł;
J. Kawiak, J. Mirecka, M. Olszewska, J. Warchoł;
Podstawy cytofizjologii; PWN; W-wa 1985
Podstawy cytofizjologii; PWN; W-wa 1985
K. Sembrat; Histologia porównawcza zwierząt;
K. Sembrat; Histologia porównawcza zwierząt;
PWN; W-wa 1981
PWN; W-wa 1981
B. Gołąb, W.Z. Traczyk; Anatomia i fizjologia
B. Gołąb, W.Z. Traczyk; Anatomia i fizjologia
człowieka; PZWL; W-wa 1986
człowieka; PZWL; W-wa 1986
S. Kozłowski, K. Nazar; Wprowadzenie do fizjologii
S. Kozłowski, K. Nazar; Wprowadzenie do fizjologii
klinicznej; PZWL; W-wa 1999
klinicznej; PZWL; W-wa 1999
Mała Encyklopedia PWN; W-wa 1970
Mała Encyklopedia PWN; W-wa 1970
Nowa Encyklopedia Powszechna PWN; W-wa 1997
Nowa Encyklopedia Powszechna PWN; W-wa 1997
Dr E.G. de Bernabe Ortega; Atlas Anatomii; WiŻ;
Dr E.G. de Bernabe Ortega; Atlas Anatomii; WiŻ;
W-wa 1991
W-wa 1991
A. Stevens, J. Lowe; Histologia człowieka; PZWL i
A. Stevens, J. Lowe; Histologia człowieka; PZWL i
WMSV; 2000
WMSV; 2000
Budowa i praca mięśni
Budowa i praca mięśni
- koniec -
- koniec -
Dziękuję za uwagę!