Skrypt 3 – Budowa mięśni szkieletowych
Transkrypt
Skrypt 3 – Budowa mięśni szkieletowych
Budowa mięśni szkieletowych Mięśnie stanowią główny element motoryczny organizmu. Odpowiedzialne są również za utrzymanie postawy ciała, jak również perystaltykę narządów wewnętrznych oraz pracę serca. Zawierają filamenty białkowe aktyny i miozyny, które powodują skurcz mięśnia dzięki mechanizmowi ślizgowemu. Skurcz ten powoduje zarówno zmianę długości jak i kształtu komórek mięśniowych. Głównym źródłem energii dla pracy mięśni jest ATP powstające w wyniku oksydacji tłuszczy i cukrów. W niektórych przypadkach mięśnie zużywają energię (ATP) produkowaną w procesach beztlenowych. Materiałem energetycznym z którego mięsień korzysta jest zmagazynowany w nim glikogen lub glukoza dostarczona przez krew. Wyróżniamy 3 typy mięśni: Mięśnie szkieletowe (poprzecznie prążkowane) Mięśnie gładkie Mięsień sercowy Działanie mięśni może być zależne od woli, lub autonomiczne. Mięśnie szkieletowe (zależne od woli) są połączone ze szkieletem za pomocą powięzi, dzięki której energia wytworzona przez mięśnie jest przenoszona na szkielet, pozwalając na wykonanie ruchu, lub utrzymanie postawy ciała. Mięsnie gładkie znajdują się w ścianach „pustych” narządów takich jak narządy budujące układ pokarmowy, oskrzela, macicę, pęcherz moczowy, czy naczynia krwionośne. Skurcze mięśni gładkich są niezależne od woli. Mięśnie szkieletowe skurczą się i rozluźniają w sposób szybki, natomiast mięśnie gładkie wykazują powolne nieustanne ruchy. Mięśnie szkieletowe są poprzecznie prążkowane. Nazwa ta pochodzi od obrazów mikroskopowych, które pokazują regularne ułożenie włókien mięśniowych. Pojedyncze komórki mięśni szkieletowych – miocyty i (inaczej włókna mięśniowe) są komórkami syncytialnymi (posiadają wiele jąder komórkowych). Otoczone są błoną komórkową – sarkolemmą, zawierają dużą ilość mitochondriów (sarkosomów) oraz silnie przekształconą siateczkę śródplazmatyczną (sarkoplazmatyczna) tworzącą razem z sarkolemmą charakterystyczną strukturę - triadę, będącą magazynem jonów wapnia, których uwolnienie zapoczątkowuje mechanizm skurczu. Sarkoplazma, tj. cytoplazma komórek mięśniowych, zawiera czerwony barwnik - mioglobinę oraz znaczne ilości ziaren glikogenu. Głównym elementem miocytu są miofibryle składające się z pęczków równomiernie ułożonych filamentów białkowych. Budowa miocytu Funkcjonalną jednostką mięśnia szkieletowego jest sarkomer. Składa się on z grup na przemian ułożonych filamentów grubych i cienkich (odpowiednio aktyny i miozyny II). Dodatkowymi białkami budującymi sarkomer jest tytyna i nebulina. Odpowiednie ułożenie poszczególnych filamentów i połączenia pomiędzy białkami powodują charakterystyczne „prążkowanie” widoczne w mięśniach szkieletowych. Budowa sarkomeru Prążek I aktyna (filament cienki) Prążek A aktyna + miozyna II Prążek H – miozyna II (filament gruby) (nie pokazany na rysunku) Linia Z (Krążek Z) – nebulina - miejsce przyczepu aktyny i tytyny Linia M (krążek M) – miejsce przyczepu miozyny II i tytyny Skurcz mięśni szkieletowych jest stymulowany poprzez motoneurony za pomocą neuroprzekaźnika – acetylocholiny. Mięśnie szkieletowe można podzielić na 2 typy Typ wolno kurczące się (czerwone), mocno ukrwione i bogate w mitochondria i mioglobinę, zależą głównie od ATP powstającego w czasie oddychania tlenowego. Mięśnie tego typu kurczą się długotrwale, ale z niską siłą. Szybko kurczące się (białe) zależą w dużej mierze od ATP powstającego w procesie glikolizy (oddychanie beztlenowe). Kurczą się szybciej i z większą siłą niż mięsnie typu wolnego. Szybciej się męczą. Skurcz - odpowiedź włókna mięśniowego na pojedynczy potencjał czynnościowy motoneuronu • Fazy • • • Okres latencji (lag phase) Faza skurczu (contraction) Faza rozluźnienia (relaxation) Skurcz mięśnia Tension = napięcie Typy skurczy • izotoniczny - gdy zmienia się długość mięśnia przy stałym poziomie napięcia mięśniowego (wynikiem skurczu jest ruch) • izometryczny - wzrasta napięcie mięśnia przy stałej długości (wynikiem jest utrzymanie części ciała w stałym położeniu odkręcanie mocno przykręconych śrub, stanie, trzymanie ciężarów); • auksotoniczny - zmiana długości i napięcia mięśni (np. przy chodzeniu, bieganiu). Tkanka mięśniowa gładka tkanka mięśniowa składająca się z wrzecionowatych komórek, zawierających jedno centralnie położone jądro komórkowe. Filamenty są w niej ułożone nieregularnie (brak prążkowania, brak sarkomerów). Brak jest tutaj triad i rozwiniętej siateczki sarkoplazmatycznej. Źródłem wapnia wymaganego w procesie skurczu są kalweole – struktury tworzone przez sarkolemmę oraz w mniejszym stopniu gładka siateczka śródplazmatyczna. Mięśnie gładkie działają niezależnie od woli, powolnie i długotrwale, i są odporne na zmęczenie. Mięśnie gładkie mogą się kurczyć spontanicznie, a skurcz który jest propagowany na sąsiednie komórki mięśniowe między innymi przy udziale połączeń szczelinowych (synchronizacja skurczu). Mięśnie gładkie unerwiane są przez autonomiczny układ nerwowy, ale ich działanie zależy również wielu różnych czynników chemicznych. Budowa komórki mięśnia gładkiego Dense body = ciałko gęste