4. Budowa i funkcjonowanie układu mięśniowego

mięśnie odpowiadają za

wszystkie ruchy wykonywane przez ciało. Dzięki nim człowiek może się przemieszczać i wyrażać emocje

mięśnie powodują:

krążenie krwi, przesuwanie się zjedzonego pokarmu czy przemieszczanie się powietrza w drogach oddechowych

mięśnie maja zdolność kurczenia się oraz wykazują pobudliwość elektryczną,

dzięki której mogą odpowiadać na impulsy elektryczne płynące z układu nerwowego

tkanki mięśniowe:

gładka, serca, szkieletowa

mięśnie gładkie -

występują w ścianach naczyń i narządów wewnętrznych, wywierają nacisk na otaczaną przez siebie przestrzeń. Ich skurcze są niezależne od woli

mięsień sercowy -

główna masa serca, jest zbudowany z włókien mięśniowych poprzecznie prążkowanych, mają one mniej miofibryli niż mięśnie szkieletowe, więc ich skurcze są szybsze, ale mają mniejszą siłę. Skurcze niezależne od woli

mięśnie szkieletowe -

w większości przymocowane do szkieletu. Stanowią czynną cześć aparatu ruchu, są zbudowane z tkanki poprzecznie prążkowanej i mają zdolność do wykonywania szybkich i silnych skurczów zależnych od woli

hierarchiczna budowa mięśnia:

brzusiec ⏩ pęczek włókien mięśniowych ⏩ włókno mięśniowe ⏩ siateczka sarkoplazmatyczna ⏩ miofibryla ⏩ miofilamenty grube i cienkie

brzusiec -

tworzą go pęczki włókien mięśniowych biegnące przez całą jego długość

pęczki włókien mięśniowych -

są oddzielone od siebie tkanką łączną, w której znajdują się naczynia krwionośne i nerwy

włókno mięśniowe -

syncytium powstałe z zespolenia wielu komórek, dlatego zawiera setki jąder komórkowych, rozmieszczonych tuż pod błoną komórkową - sarkolemmą

siateczka sarkoplazmatyczna -

magazyn jonów wapnia, które pod wpływem impulsu nerwowego są uwalniane do cytoplazmy

miofibryle -

wypełniają prawie w całości wnętrze włókna mięśniowego. Składają się z ułożonych naprzemiennie filamentów aktynowych (miofilamenty cienkie) i miozynowych (miofilamenty grube)

tropomiozyna i troponina -

białka wchodzące w skład miofilamentów cienkich, odgrywają istotną rolę w procesie skurczu mięśni

w obrazie mikroskopowym miofilamenty cienkie są widziane jako

jasne odcinki, nazywane prążkami I

miofilamenty grube -

składają się z cząsteczek miozyny. Są przyczepione do lini M. Pojedyncza cząsteczka jest zróżnicowana na głowę i ogon

w obrazie mikroskopowym miofilamenty grube są widziane jako

ciemne fragmenty zwane prążkami A

sarkomer -

odcinek miofibryli pomiędzy dwiema liniami Z, który stanowi jednostkę kurczliwą. Wślizgiwanie się włókien aktyny między włókna miozyny powoduje skracanie się sarkomeru, Skracanie się sarkomerów powoduje skurcz włókna mięśniowego

ścięgna -

mocne, niekurczliwe pasma tkanki łącznej przytwierdzające mięsień do kości

budowa sarkomeru

sarkomer jest ograniczony z obu stron liniami Z. Obejmuje on połowę prążka I, prążek A oraz połowę następnego prążka I. W obrębie prążka A wyróżnia się smugę H, czyli obszar zajmowany przez odcinki miozyny niezachodzący na włókna aktyny.

mechanizm działania skurczu mięśnia:

uwolnienie jonów wapnia pod wpływem impulsu nerwowego ⏩ związanie wapnia z troponiną i zmiana położenia tropomiozyny, głowa miozyny łączy się z aktyną ⏩ rozpad ATP na ADP i fosforan; odchylanie głowy miozyny

mięśnie antagonistyczne

mięśnie uczestniczące w wykonywaniu czynności przeciwstawnych (np. mięśnie dwugłowy i trojgłowy ramienia)

mięśnie synergistyczne

mięśnie współdziałające w wykonaniu jednego ruchu w tym samym kierunku

bezpośrednim źródłem energii potrzebnej do skurczu jest

ATP

fosfokreatyna -

związek zgromadzony w mięśniach umożliwiający szybkie odtwarzanie ATP

reakcja odtwarzania ATP

fosfokreatyna + ADP ⏩ kreatyna + ATP

ATP-aza -

enzym, pod wpływem którego odbywa się rozpad ATP i uwolnienie energii. Jest aktywowany przez odpowiednio duże stężenie jonów wapnia w sarkoplazmie włókna

główne substraty energetyczne oddychania

glukoza - dostarczana z krwią lub pochodząca z rozkładu zmagazynowanego w mięśniach glikogenu, wolne kwasy tłuszczowe - wychwytywane z krwi

mioglobina -

białko magazynujące tlen w mięśniach

dług tlenowy

niedobór tlenu w czasie intensywnej pracy mięśni

w warunkach deficytu tlenowego ATP powstaje w procesie

fermentacji mlekowej ⏩ gromadzi się kwas mlekowy ⏩ obniża pH mięśni ⏩ ból, zmęczenie

dług tlenowy powstaje

po wyczerpaniu zapasów fosfokreatyny i przy niedoborze tlenu

typy włókien mięśniowych:

włókna czerwone, białe, pośrednie

włókna czerwone -

cząsteczki ATP powstają w procesie oddychania tlenowego, zawierają więcej mioglobiny niż inne włókna, dlatego są intensywnie czerwone, charakteryzują się powolnym narastaniem siły skurczu i dużą odpornością na zmęczenie

włókna białe -

uzyskują ATP na drodze beztlenowej, zawierają mniej mioglobiny i są jaśniejsze, kurczą się szybciej i silniej niż włókna czerwone, ale są od nich mniej wytrzymałe

włókna pośrednie -

mają niektóre cechy włókien czerwonych i inne białych

tonus -

napięcie spoczynkowe (obciążenie przez kości i narządy wewnętrzne)

acetylocholina -

przekaźnik impulsu nerwowego w płytkach ruchowych

płytki ruchowe (synapsy nerwowo-mięśniowe) -

stworzone przez połączenie rozgałęzionych aksonów neuronów z pojedynczymi włóknami mięśniowymi

jednostka motoryczna (ruchowa) mięśnia -

zespół włókien mięśniowych unerwionych przez jeden neuron

skurcz tężcowy -

długotrwały skurcz uzyskany w efekcie sumowania kolejnych skurczów mięśniowych

skurcz izotoniczny -

wywołuje skrócenie mięśnia bez zmiany jego napięcia (praca dynamiczna)

skurcz izometryczny

wywołuje tylko zmianę napięcia mięśnia (praca statyczna)

w tkance mięśniowej poprzecznie prążkowanej szkieletowej filamenty grube i filamenty cienkie są ułożone

na przemian co daje obraz poprzecznego prążkowania