Nitki cienkie- tworzą prążek izotropowy, zbudowane są z aktyny,triopomiozyny, troponiny, a dokładnie kompleksu troponim składającego się z : troponiny T, I oraz C.Tropomina T wiąże pozostałe składowe tropominy z cząsteczką tropomiozyny. Tropomina I hamuje oddziaływanie pomiędzy miozyną i aktyną. Tropomina C zawiera miejsca, do których przyłączają się jony Ca 2a+ zapoczątkowując skurcz mięśnia.
Układ sarkotubularny
zespół błon otaczających włókienka mięśniowe, składający się z:
- układu cewek poprzecznych T,
-siateczki sarkoplazmatycznej
Układ cewek poprzecznych T
Poprzeczne rurki, będące przedłużeniem błony miocytów,
funkcja: szybkie przenoszenie potencjałów czynnościowych z błony komórkowej do wszystkich włókienek mięśniowych
cewki poprzeczne T zlokalizowane są na wysokości miejsca stykania się z prążków anizotropowych z prążkami izotropowymi
Siateczka sarkoplazmatyczna
Tworzy dookoła każdego włókienka nieregularną sieć
w częściach dystalnych rozszerza się , tworząc zbiorniki końcowe będące w ścisłym kontekście z układem cewek T
jeden kanalik T i dwa przylegające do niego zbiorniki końcowe nazywane są triadą mięśniową
w zbiornikach końcowych magazynowane są jony Ca2+
Właściwości mięśni
Pobudliwość
zjawiska elektryczne w mięśniach szkieletowych są podobne do zjawisk występujących w newach
potencjał spoczynkowy błony w mięśniu szkieletowym wynosi ok. 90mV
potencjał czynnościowy trwa 2-4 ms i jest przewodzony wzdłuż włókna mięśniowego z prędkością ok 5 m/s
Zdolność do skracania (skurczu)
w odpowiedzi na pojedyńczy bodziec czynnościowy dochodzi do wywołania skurczu mięśniowego pojedyńczego, który składa się z fazy skurczu i fazy rozkurczu
Teoria ślizgowa ( Huxley`a)
opisuje skurcz mięśnia
podczas skurczu nitki cienkie przesuwają się wzdłuż nitek grubych w kierunku środka sarkomeru
dochodzi do zbliżenia się do siebie błon granicznych Z, prążki izotropwe ulegają skróceniu bez zmiany długości prążków anizotropowych; prążek H ulega zanikowi
Mechanizm molekularny skurczu
Każdy skurcz poprzedzony jest wystąpieniem potencjału czynnościowego w ośrodkowym układzie nerwowym
Bodziec zostaje przekazany:
-na błonę komórkową miocyta
- na każde włókienko mięśniowe(przy udziale kanalików T)
- pobudzenie cewek poprzecznych T powoduje otwarcie kanałów bramkowych napięciem na janów Ca2+ w zbiornikach końcowych
- przez otwarte kanały jony Ca2+ wnikają do wnętrza włókienka mięśniowego, gdzie łączą się z tropominą C
- to połącznie poowoduje odsłonięcie na aktynie miejsca wiążącego się z głowami miozyny
- gdy głowy cząsteczki miozyny połączą się z aktyną pod kątem 90Stopni, dochodzi w nich do rozpadu ATP i wyzwolenia energii , która powoduje ruch obrotowy miozyny po cząsteczkach aktyny
- następnie głowy miozyny odłączają się i łączą z kolejnym miejscem wiążącym na ktynie
w czasie skurczu mięśnia w warunkach fizjologicznych cykl ten powtarza się wielokrotnie
aby doszło do rozkurczu, jony Ca2+ muszą zostać wychwycone i przetransportowane do siateczki sarkoplazmatycznej
w zbiornikach końcowych są magazynowane tak długo, aż nie zostaną uwolnione przez kolejny potencjał czynnościowy
po śmierci, gdy mięśnie są całkowicie pozbawione ATP, nie jest możliwe aktywne wychwytywanie Ca2+, więc mięsień pozostaje w skurczu tzw. sztywność pośmiertna
Procesy zachodzące w czasie skurczu
pobudzenie motonuronu
uwolnienie transmitera(acetylocholiny)z kolby synaptycznej
połączenie acetylocholiny z receptorem nikotynowym w błonie postsynaptycznej
otwarcie kanałów bramkowych napięciem dla jonów Na+ w błonie komórkowej miocyta i jej depolaryzacji
przesuwanie się depolaryzacji do wnętrza komórki poprzez cewki poprzeczne T
Rodzaje skurczów ze względu na częstotliwość pobudzeń
Skurcz pojedynczy
pojedyncze pobudzenie komórki mięśniowej powoduje skurcz pojedynczy, trwający od 7,5 do 120 ms
w warunkach fizjologicznych występują rzadko
Skurcz tężcowy
nie stanowi odpowiedzi na jeden bodziec lecz serię bodźców jest wynikiem sumowania się bodźców pojedynczych
skurcz wywołany pojedynczym pobudzeniem jest podtrzymywany przez kolejne bodźce
maksymalna siła jaką mięsień rozwija w czasie skurczu tężcowego jest wprost proporcjonalna do częstości pobudzeń
skurcz tężcowy zupełny występuje wówczas, gdy pobudzenie następuje zanim mięsień zacznie się rozkurczać, a więc pobudzenie wypada na ramieniu występującym skurczu pojedynczego
skurcz tężcowy niezupełny pomiędzy kolejnymi bodźcami pojawia się faza niepełnego rozkurczu
siła rozwijana przez mięsnień podczas skurczu tężcowego jest znacznie większa w porównaniu ze skurczem pojedynczym, ponieważ działanie na mięśień serią bodzców aktywuje większą liczbę jednostek motorycznych
jednostka motoryczna to jeden neuron ruchowy oraz wszystkie unerwione przez nieiego włókna mięśniowe
Rodzaje skurczów ze względu na zmianę długości i napięcia mięśnia
Izotoniczny
dochodzi do zmiany długości mięśnia przy niezmienionym napięciu
zmiana długości mięśnia powoduje ruch w stawie
Izometryczny
zmienia się napięcie ale długość mięśnia pozostaje bez zmian
przyczepy mięśniowe nie zbliżają się do siebie
skurcz ten nie wywołuje ruchu w stawie
Auksotoniczny-mieszany
zmienia się napięcie i długość mięśnia
w początkowej fazie zwiększa się napięcie mięśnia i dopiero po zrównoważneiu siły działającej na przyczepy mięsnia, skierowanej przeciwnie do kierunku ruchu, następuje skracanie się mięśnia
Skurcze mięśni
Komórka mięśniowa odpowiada na bodziec zgodnie z prawem " wszystko albo nic" pod wypływem każdego bodźca o intensywności progowej lub większej od progowej reaguje maksymalnie, nie opdpowiada zaś na bodźce podprogowe
Rodzaje włókien mięśniowych poprzecznie prążkowanych
Włókna mięśni szkiletowych różnią się między sobą pod wypływem strukturalnym i czynnościowym
wyróżnia się:
- włókna wolne typu I (ST)
- włókna szybkie typu II (FT)
Włokna wolne
wolno się kurczą i wolno męczą ( praca przez dłuższy okres czasu)
energia niezbędna do ich skurczu pozyskiwana jest w reakcjach tlenowych
oplata je gęsta sieć naczyń włosowatych
większa niż we włóknach typu II liczba mitochondriów
duża zawartość mioglobiny( białko wiążące tlen)
większa zawartość enzymów mitochondrialnych
Aktywność ATPazy miozynowej- mała
źródło ATP- fosforylacja oksydacyjna
mała zawartość glikogenu
mała średnica włókna
rola funkcjonalna- postawa/ wytrzymałość
kolor- czerwony
Włókna szybkie
szybko się kurczą i szybko się męczą
energia podczas ich pracy czerpana jest z reakcji beztlenowych
wyróżniamy:
II B ( FTb)
najszybciej się kurczą spośród wszystkich włókien szybkich ale również są najmniej odporne na zmęczenie
glikolityczne
aktywność ATPazy miozynowej- duża
źródło ATP- glikoliza
aktywność ATPazy wapniowej w retikulum sarkoplazmatycznym- duża
zawartość mioglobiny- mała
zawartość glikogenu - duża
średnica włókna- duża
rola funkcjonalna- szybkie, silne ruchy
kolor- białe
2. II D ( FTc)
3. II A ( FTa)
tlenowo- glikolityczne
aktywność ATP azy miozynowej- duża
aktywność ATPazy wapniowej w retikulum sarkoplazatycznym- duża
źródło ATP- fosforylacja oksydacyjna/ glikoliza
zawartość mioglobiny- duża
zawartość glikogenu -średnia
średnia włókna- średnia
odporność na zmęczenie- średnia
rola funkcjonalna- średnia wytrzymałość
kolor- czerwony
Rodzaje włókien mięśniowych poprzecznie prążkowanych
w życiu codziennym bez znaczenia czy więcej włókien wolnych czy szybkich
w sporcie przewaga odpowiednich włókien może decydować o sukcesie
osoby charakteryzujące się przewagą włókien ST w składzie mięśni są predysponowane do uprawiania dyscyplin wytrzymałościowych
osoby z większą ilością włókien FT- dyscyplin szybkościowych i siłowych
Czynność receptorowa mięśnia
mięśnie szkieletowe zawierają wyspecjalizowane receptory wrażliwe na rozciąganie- wrzesiona mięśniowe
są to wrzecionowate skupiska krótkich włókien mięśniowych, zakończeń włókien nerwowych aferentnych(dośrodkowych) eferentnych (odśrodkowych); mają długość 4-10 mm i średnicę ok. 0,1 mm
Włókna mięśniowe znajdujące się w obrębie wrzeciona- włókna mięsniowe intrafuzalne(śróderzecionowe)
włókna znajdujące się poza wrzecionem, odpowiadające za pracę mięśnia- włókna mięśniowe ekstrafuzalne(zewnątrzwrzecionowe)
unerwienie czuciowe wrzecionka
zakończenie pierwotne(pierścieniowo-spiralne)-są zakończeniami szybko przewodzących włókien aferentnych typu Ia, które owijają środkową część miocytów z torebką jąder i miocytów z łańcuszkiem jąder; reagują one na zmiany długości miocytów intrafuzalnych