biofizyka, w6mieśnie, Wykład- mięśnie


Wykład 6 - mięśnie

W mięśniu szkieletowym komórki są odizolowane od siebie zarówno morfologicznie jak i czynnościowo. Każde włókno mięśnia poprzecznie prążkowanego jest połączone z zakończeniem aksonu włókna nerwowego przez synapsę nerwowo - mięśniową. Skurcz mięśni szkieletowych jest reakcją na sygnał przesłany przez układ nerwowy. Ciąg zdarzeń prowadzących od pobudzenia elektrycznego błony do reakcji w postaci skurczu nosi nazwę sprzężenia elektromechanicznego. Docierający do synapsy bodziec powoduje pobudzenie sarkolemy tzn. wytwarzanie przez nią potencjałów czynnościowych. Ryc. W błonie komórek mięśni poprzecznie prążkowanych znajdują się regularnie rozmieszczone zagłębienia sięgające w głąb komórki. Jest to system poprzecznych kanalików zwanych cewkami poprzecznymi T. Jednym z ważnych stwierdzeń pozwalających zrozumieć mechanizm sprzężeni a elektromechanicznego było wykazanie, że właśnie cewki poprzeczne T stanowią anatomiczną podstawę przenoszenia informacji elektrycznej z powierzchni sarkolemy do wnętrza włókna. Inną strukturą komórkową odgrywającą ważną rolę w regulacji skurczu jest siateczka sarkoplazmatyczna.

Siateczka sarkoplazmatyczna jest to struktura wewnątrzkomórkowa

ograniczona błoną białkowo-lipidową, posiadającą zdolność aktywnego wychwytywania i magazynowania jonów wapnia. W czasie potencjału czynnościowego, depolaryzacja cewek poprzecznych T powoduje otwarcie w sarkolemie zależnych od potencjału kanałów wapniowych (kanały typu L) i napływanie wapnia do wnętrza komórki. Towarzyszy mu aktywacja kanałów wapniowych znajdujących się w siateczce sarkoplazmatycznej. Zgodnie z obecnym stanem wiedzy, w mięśniach szkieletowych depolaryzacja błon cewek poprzecznych

powodująca zmianę konformacji kanałów wapniowych L wymusza zmianę

konformacji usytuowanego w pobliżu receptora ryanodynowego stanowiącego jednocześnie kanał wapniowy siateczki sarkoplazmatycznej. Powoduje to jego otwarcie i uwalnianie jonów wapnia do cytoplazmy. W mięśni sercowym proces ten przebiega nieco inaczej. Jony wapnia wchodzące do cytoplazmy przez kanały zależne od napięcia działają na receptor ryanodynowy siateczki sarkoplazmatycznej powodując aktywacje kanałów i napływanie wapnia do cytoplazmy. Uwalniane w czasie pobudzenia jony wapnia okresowo podnoszą stężenie zjonizowanego wapnia w pobliżu filamentów układu białek kurczliwych co inicjuje cykliczne powstawanie i rozpad mostków pomiędzy aktyną i miozyną. Jak z tego wynika, czynnikiem sprzęgającym zjawiska elektryczne z mechanicznymi są jony wapnia.

Parę słów o mięśniach gładkich.

Pomimo tych dość wyraźnych różnic w mechanizmach pobudzania mięśni poprzecznie prążkowanych i gładkich niektóre z mechanicznych właściwości są w obu typach mięśni podobne. Również w mięśniach gładkich zależność pomiędzy szybkością skracania i obciążeniem

dość dobrze opisuje równanie Hilla. Także zależność biernego i czynnego naprężenia mięśnia od długości opisują krzywe o podobnym przebiegu. Różnica polega na tym, że maksymalne napięcie

rozwijane jest przez mięsień gładki przy większych odkształceniach niż to ma miejsce w mięśniach prążkowanych. Istotne różnice dotyczą mocy wyjściowej rozwijanej przez oba typy mięśni.

Mięśnie szkieletowe są zwykle nie napięte ponieważ szkielet przejmuje większość obciążeń związanych z grawitacją. Organizacja całego mięśnia i jego połączenia ze szkieletem powoduje, że siła skurczu może być stopniowana przez aktywowanie coraz to większej liczby komórek. Aktywne komórki mięśni szkieletowych skracają się raptownie i cechuje je duża lub bardzo duża moc wyjściowa. Maksymalna moc wyjściowa w optymalnie obciążonym mięśniu ssaków w t = 37 C zależy od rozmiarów zwierzęcia i może osiągać nawet kilkaset W/kg masy ciała. Szybkość zużycia ATP przez krążące mostki jest proporcjonalna do mocy wyjściowej i może osiągać znaczne wartości. Wydajność chemomechanicznego przetwarzania podawana przez różnych autorów jest różna ale najczęściej szacowana jest na 40 - 45%. Pozostała cześć energii jest tracona w postaci ciepła.

W przeciwieństwie do opisanej sytuacji komórki mięśni gładkich są sprzężone mechanicznie a ich pobudzenie przebiega w sposób skoordynowany. Gradacja siły jest osiągana przez zróżnicowanie

poziomu aktywacji układu kurczliwego we wszystkich mechanicznie połączonych komórkach. Pomimo, że mięśnie gładkie mogą się skracać i wykonywać pracę ich rola fizjologiczna nie wymaga dużej mocy wyjściowej. Wytrzymywanie dużych obciążeń jakim jest np. ciśnienie krwi nie jest związane z wykonywaniem pracy w sensie fizycznym. Inne są zatem kryteria optymalnego działania. Wymagania dotyczące mocy są stosunkowo niskie. Wydajność chemomechaniczna jest mniej istotna niż koszt energetyczny utrzymania siły. Mięśnie gładkie, kosztem zredukowanej wydajności, generują taką samą siłę na jedną komórkę jak mięśnie szkieletowe, przy czterokrotnie mniejszej zawartości miozyny i kilkaset razy niższej szybkości zużycia ATP.

1



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wykład-mięśnie odechowe, medycyna, Anatomia
biofizyka-referat z wykładu, NAUKI ŚCISŁE
Analiza techniczna gazow i wody, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Procesy dyfuzyjne, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Rownowaznik chemiczny, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Dynamika plynow, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
zagadnienia czesc1, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykłady PWarszawska
Elektrochemia, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Elektrochemia1, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
biofiz tematy wykładów
Definicje - analiza gazow, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Procesy spalania, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Zmiekczanie wody, bio, Chemia, Biofizyka, Toksykologia, Wykład PWrocławska
Biofizyka zal wykład
wykład 5 Mięśnie
interna koni wykład 9 mięśniochwat
biofizyka, w8 mięśnie, Wykład 8
biofizyka wyklad 09
biofizyka wyklad 04

więcej podobnych podstron