Budowa i praca mięśni
Budowa i praca mięśni
Budowa i praca mięśni
Budowa i praca mięśni
Tkanka mięśniowa (textus
Tkanka mięśniowa (textus
muscularis):
muscularis):
- tk. mięśniowa poprzecznie
- tk. mięśniowa poprzecznie
prążkowana (szkieletowa)
prążkowana (szkieletowa)
- tk. mięśniowa prążkowana sercowa
- tk. mięśniowa prążkowana sercowa
- tk. mięśniowa gładka
- tk. mięśniowa gładka
filamenty białkowe-
filamenty białkowe-
miofibryla-włókno
miofibryla-włókno
mięśniowe-pęczek włókien-
mięśniowe-pęczek włókien-
mięsień
mięsień
włókno mięśniowe
włókno mięśniowe
– podstawowa jednostka czynnościowa
– podstawowa jednostka czynnościowa
mięśnia
mięśnia
sarkomer
sarkomer
- strukturalna jednostka włókien mięśniowych
- strukturalna jednostka włókien mięśniowych
sarkoplazma
sarkoplazma
– cytoplazma włókien mięśniowych
– cytoplazma włókien mięśniowych
sarkosomy
sarkosomy
-mitochondria
-mitochondria
Układ mięśniowy człowieka
Układ mięśniowy człowieka
Masa mięśni
Masa mięśni
stanowi około:
stanowi 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
.
.
Budowa mięśnia
Budowa mięśnia
dwugłowego
dwugłowego
dwa ścięgna
–
umożliwiają przyczep
mięśnia do kości
ścięgno
–
zbudowane
z tkanki łącznej włóknistej
brzusiec
–
zbudowany z tkanki mięśniowej
Ścięgno początkowe – głowa (caput)
Ścięgno początkowe – głowa (caput)
Ścięgno końcowe – ogon (cauda)
Ścięgno końcowe – ogon (cauda)
Początek mięśnia - przyjmuje się przyczep leżący bliżej
Początek mięśnia - przyjmuje się przyczep leżący bliżej
tułowia lub bliżej płaszczyzny pośrodkowej
tułowia lub bliżej płaszczyzny pośrodkowej
Koniec mięśnia – punkt przyczepu, który jest bardziej
Koniec mięśnia – punkt przyczepu, który jest bardziej
ruchomy
ruchomy
Budowa anatomiczna
Budowa anatomiczna
mięśnia
mięśnia
Namięsna
Namięsna
-
-
łącznotkankowa pochewka otaczająca mięsień
łącznotkankowa pochewka otaczająca mięsień
Śródmięsna – łącznotkankowa siateczka oplatająca
Śródmięsna – łącznotkankowa siateczka oplatająca
poszczególne włókna mięśniowe. W jej obrębie przebiegają
poszczególne włókna mięśniowe. W jej obrębie przebiegają
naczynia i nerwy.
naczynia i nerwy.
Omięsna – tworzy łącznotkankowe przegrody oddzielające
Omięsna – tworzy łącznotkankowe przegrody oddzielające
od siebie pęczki włókien.
od siebie pęczki włókien.
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
Pod względem położenia mięśnia
Pod względem położenia mięśnia
wyróżniamy:
wyróżniamy:
-
powierzchowne (skórne)
powierzchowne (skórne)
-
głębokie(szkieletowe)- położone są
głębokie(szkieletowe)- położone są
pod powięzią powierzchowną i
pod powięzią powierzchowną i
przyczepione do szkieletu
przyczepione do szkieletu
Podział mięśni od nazwy wykonywanej czynności:
Podział mięśni od nazwy wykonywanej czynności:
- zginacz
- zginacz
- prostownik
- prostownik
- odwodziciel
- odwodziciel
- przywodziciel
- przywodziciel
Ze względu na miejsce przyczepu: podgrzebieniowy,
Ze względu na miejsce przyczepu: podgrzebieniowy,
nadgrzebieniowy
nadgrzebieniowy
Ze względu na miejsce położenia np. piersiowy
Ze względu na miejsce położenia np. piersiowy
Ze względu na kształt: stożkowaty, gruszkowaty, prosty,
Ze względu na kształt: stożkowaty, gruszkowaty, prosty,
skośny
skośny
Pod względem czynnościowym R. Popielski (1958) wyróżnił
Pod względem czynnościowym R. Popielski (1958) wyróżnił
typy mięśni
typy mięśni
:
:
- siłowy – o dużym przekroju fizjologicznym i długim
- siłowy – o dużym przekroju fizjologicznym i długim
ramieniu siłowym dźwigni
ramieniu siłowym dźwigni
- szybkościowy – o długim brzuścu i skróconym ramieniu
- szybkościowy – o długim brzuścu i skróconym ramieniu
siłowym
siłowym
- statyczny – głównym zadaniem jest utrzymanie w
- statyczny – głównym zadaniem jest utrzymanie w
określonym położeniu ciała lub jego części
określonym położeniu ciała lub jego części
- dynamiczny – bierze udział w przemieszczeniach ciała lub
- dynamiczny – bierze udział w przemieszczeniach ciała lub
jego części
jego części
Podział mięśni ze względu na kształt:
Podział mięśni ze względu na kształt:
- długie (mięśnie kończyn)
- długie (mięśnie kończyn)
- krótkie (część mięśni kręgosłupa)
- krótkie (część mięśni kręgosłupa)
- szerokie (mięśnie klatki piersiowej)
- szerokie (mięśnie klatki piersiowej)
- mieszane (mięśnie okrężne)
- mieszane (mięśnie okrężne)
Narządy pomocnicze mięśni:
Narządy pomocnicze mięśni:
- powięzie,
- powięzie,
- kaletki maziowe,
- kaletki maziowe,
pochewki ścięgien,
pochewki ścięgien,
bloczki i trzeszczki
bloczki i trzeszczki
Biologiczne właściwości mięśni:
Biologiczne właściwości mięśni:
- sprężystość
- sprężystość
- napięcie,
- napięcie,
- skurcz,
- skurcz,
- stężenie pośmiertne.
- stężenie pośmiertne.
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
Mięśnie dokonują zamiany
Mięśnie dokonują zamiany
energii chemicznej zawartej
energii chemicznej zawartej
w substancjach na pracę
w substancjach na pracę
mechaniczną
mechaniczną
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
- Gromadzenie się kwasu
mlekowego powoduje silne
mlekowego powoduje silne
zakwaszenie środowiska tkanki
zakwaszenie środowiska tkanki
mięśniowej (charakterystyczny
mięśniowej (charakterystyczny
skurcz lub ból).
skurcz lub ból).
Działanie szlaku ustaje.
Działanie szlaku ustaje.
- Kwas mlekowy przenika do
- Kwas mlekowy przenika do
krwi i jest transportowany do
krwi i jest transportowany do
wątroby, gdzie ulega przemianie
wątroby, gdzie ulega przemianie
w glukozę (glikoneogeneza).
w glukozę (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
!