1. Budowa mięśnia szkieletowego

Mięsień poprzecznie prążkowany stanowi pęk włókien mięśniowych. Włókna te z kolei zbudowane są z włókienek mięśniowych (miofibryli), biegnących przez całą długość komórki. Stanowią one 70% struktury biologicznej komórki. Włókienka mięśniowe składają się MIOFILAMENTÓW – nitkowatych struktur przetwarzających energię chemiczną w mechaniczną. Ułożone są w regularne powtarzające się wzdłuż włókna segmenty zwane sarkomerami, będącymi jednostkami czynnymi włókna. Środek sarkomeru stanowią miofilamenty grube zbudowane z białka miozyny, ułożonej równolegle do osi podłużnej włókienka. W przestrzeni między łańcuchami miozyny wpasowane są miofilamenty cienkie uformowane z drugiego białka kurczliwego – aktyny. Umocowane są one jednym końcem do dysku Z ograniczającego sarkomer. Każdy miofilament miozynowy otoczony jest przez 6 miofilamentów aktynowych.

1. Co to jest sarkomer i jak jest zbudowany?

   1. Jednostką czynną komórki mięśni poprzecznie prążkowanych jest powtarzający się segment zwany sarkomerem.

   2. Na jeden sarkomer składa się miofilament gruby zbudowany z miozyny otoczony sześcioma miofilamentami cienkimi, zbudowanymi z aktyny.

   3. Jeden koniec miofilamentu cienkiego przymocowany jest do ograniczającego sarkomer dysku Z (Z line), zaś drugi wsunięty pomiędzy zbudowane z miozyny miofilamenty grube.

2. Podaj główne elementy ślizgowej teorii skurczu

Wzrost stężenia jonów Ca++ w sarkoplazmie powoduje:

• Powstanie kompleksu białkowego aktyny z miozyną (dwie głowy miozyny tworzą mostek poprzeczny pomiędzy miofilamentami grubym i cienkim), które powoduje:

  • Wzrost szybkości reakcji hydrolizy ATP (uwalniają się grupy fosforanowe i wydziela się energia), który powoduje:

    • Zmianę konformacji mostka poprzecznego pomiędzy miofilamentami grubym i cienkim wywołującą:

      • Przesuwanie się miofilamentów względem siebie.

1. Co utrzymuje gradient stężeń jonów wapnia pomiędzy środowiskiem zewnętrznym a wewnętrznym komórki mięśniowej?

Wysoki gradient stężeń pomiędzy środowiskiem zewnętrznym,a wewnętrznym komórki utrzymywany jest przez sarkolemę (bariera hydrofobowa) i takie mechanizmy transportu aktywnego jak białka transmembranowe, pompa wapniowa oraz wymiennik Na⁺/Ca²⁺.

1. Jaka jest rola jonów wapnia w powstawaniu kompleksu miozyny z aktyną?

   1. Dostawszy się do sarkoplazmy jony Ca²⁺ wiążą się z, wplecionym we włókno aktyny, kompleksem tropomiozyna-troponina, powodując taką zmianę konformacji tego kompleksu, że we włóknie aktyny odsłonięte zostają miejsca wiązania miozyny, aktyna kompleksuje miozynę i następuje skurcz.

   2. Po zamknięciu kanałów wapniowych pompy wapniowe oraz wymiennik
      Na⁺/Ca²⁺ przywracają wartość wyjściową stężenia jonów wapnia, kompleks tropomiozyna-troponina wraca na miejsce i następuje rozkurcz.

2. Co to są i do czego służą tubule porzeczne T ?

   1. W błonie komórek mięśni poprzecznie prążkowanych jest system poprzecznych kanalików, tak zwanych tubuli poprzecznych T, które pełnią ważne funkcje w przenoszeniu sygnału z powierzchni sarkolemy do wnętrza włókna.

   2. Jony Ca²⁺ dostają się do sarkoplazmy z przestrzeni zewnątrz-komórkowej poprzez tubule poprzeczne T oraz/lub z obecnej w sarkoplazmie siateczki sarkoplazmatycznej

3. Podaj specyfikę mięsnia sercowego

   1. Mięsień sercowy jest mięśniem poprzecznie prążkowanym

   2. Sygnałem do skurczu nie jest impuls pochodzący z układu nerwowego lecz potencjały czynnościowe wytwarzane przez wyspecjalizowany układ bodźcotwórczy

   3. System połączeń szczelinowych między komórkami zapewnia szybkie przenoszenie pobudzenia z komórki na komórkę

   4. Dopływ jonów wapnia - najpierw z połączeń szczelinowych a następnie z siateczki sarkoplazmatycznej

   5. Potencjał czynnościowy charakteryzuje wyraźne plateau (stabilizacja potencjału, równowagą pomiędzy dośrodkowym prądem wapniowo-sodowym a odśrodkowym prądem potasowym) spowodowane przedłużonym wydzielaniem jonów Ca++

4. Co to jest sprzężenie elektromechaniczne i jak działa ?

   1. Wydzielenie się acetylocholiny na błonie presynaptycznej powoduje związanie jej z receptorem nikotynowym na błonie postsynaptycznej (stanowiącej część sakrolemy). Receptor nikotynowy jest kompleksem białkowym posiadającym cechy kanału jonowego. Związanie acetylocholiny powoduje powstanie szczeliny dzięki której do wnętrza napływają jony sodu. Prąd przenoszony przez napływające jony sodu depolaryzują błonę, pobudzając błonę do wytwarzania potencjałów czynnościowych, które wzdłuż błon tubul poprzecznych T docierają w głąb komórki inicjując ciąg zjawisk prowadzący do aktywacji układu białek kurczliwych, nazywany sprzężeniem elektromechanicznym

5. Jakie są podobieństwa pomiędzy wszystkimi rodzajami komórek mięśniowych?

   1. Znajduje się zbudowany z miofilamentów system białek kurczliwych, takich jak aktyna (miofilament cienki) i hydrolizująca ATPmiozyna (miofilament gruby)

   2. Sarkolema jest struktura pobudliwą

   3. Skurcz aktywowany jest wzrostem stężeniajonów wapnia w cytoplazmie

6. Jakie są różnice pomiędzy komórkami mięśnia gładkiego a komórkami mięśnia poprzecznie prążkowanego

   1. W komórkach mięśnia sercowego oraz mięśni gładkich istotną rolę w aktywacji skurczu odgrywają jony wapnia docierające do cytoplazmy z przestrzeni zewnątrzkomórkowej,

   2. W mięśniu sercowym oraz mięśniach gładkich występują niskooporowe połączenia elektryczne między komórkami

   3. W mięśniu sercowym oraz mięśniach gładkich nie ma pobudzenia przez synapsę nerwowo-mięśniową,

   4. W mięśniach gładkich aktywacja układu białek kurczliwych przebiega inaczej niż w mięśniach poprzecznie prążkowanych.

7. Co to jest reologia i jak się buduje modele reologiczne?

   1. Reologia zajmuje się deformacją i płynięciem ciał

   2. Wszystkie ciała rzeczywiste można modelować nadając im jednocześnie właściwości sprężyste oraz właściwości lepkie w różnych kombinacjach połączeń równoległych i szeregowych

   3. Właściwości sprężyste w modelach reprezentowane są przez sprężynę o danej wartości modułu sprężystości Younga

   4. Właściwości lepkie reprezentowane są przez dławik z cieczą o danej lepkości η, w której porusza się tłoczek

8. Model reologiczny Maxwella

Slajd 37