BUDOWA MIKROSKOPOWA MIĘŚNIA
Włókna mięśniowe poprzecznie prążkowane powstają w życiu zarodkowym z tzw. mioblastów. Posiadają średnicę od 10 do 100 mikrometrów, a długość waha się od 1mm do kilkunastu cm. Włókna, które widzimy gołym okiem to nie są włókna mięśniowe tylko pęczki włókien mięśniowych o średnicy ok. 0,1 mm. Każde włókno mięśniowe otoczone jest błoną komórkową, która w układzie mięśniowym nosi nazwę SARKOLEMMY, albo SARKOPLAZMY, w której zanurzone są elementy komórkowe (lizosomy, ap. Golgiego, siateczka plazmatyczna, mitochondria). Charakterystyczny element komórki mięśniowej to MIOFIBRYLE. Miofibryle w mięśniach pp są ułożone wg. stałego schematu.(nie ma schematu w mięśniach gładkich). Miofibryle posiadają 2 rodz białek: białko miozyny, białko aktyny.
Obydwa białka są kurczliwe i możemy używać jednego pojęcia dla obydwu białek AKTOMIOZYNA. Aktomiozyna na przebiegu włókna mięśniowego jest poprzedzielana błonami granicznymi. Błony są oddzielone od siebie, co 2 milimikrony. Część białek kurczliwych pomiędzy dwiema błonami granicznymi noszą nazwę SARKOMER (jednostka kurczliwość mięśnia).
Poprzecznie prążkowany mięsień widać pod mikroskopem elektronowym. Aktyna, która załamuje światło pojedyńczo tworzy krążek izotropowy. O wiele grubsza miozyna załamuje światło podwójnie tworząc prążek anizotropowy wtedy, gdy zobaczymy pod mikroskopem to izotropy są jaśniejszym prążkiem, a miozyna ciemniejszym. Powstają prążki i stąd nazwa pp.
SARKOMER Zawarty pomiędzy dwiema błonami granicznymi, do których to przyczepia się tylko aktyna. Natomiast miozyna jest wsunięta pomiędzy prążki aktynowe. Są pozaziębiane ze sobą. Miozyna po środku swojej cząsteczki jest zgrubiała cząsteczki połączone są ze sobą błoną środkową, aby zachować porządek, jaki istnieje w mięśniu pp. Pomiędzy cząstkami aktynowymi istnieje odległość, która zmienia się. W czasie skurczu błony graniczne zbliżają się do siebie w związku z tym aktyny także. Odległość pomiędzy cząstkami aktynowymi jest prążkiem H.
MIOZYNA posiada podwójną głowę, wewnątrz której znajduje się bardzo ważny dla skurczu enzym ATP. Głowa przechodzi ku tyłowi w szyjkę, szyjka dalej przechodzi w ogon zbudowany z meromiozyny lekkiej. Miozyna nie występuje w pojedynczej postaci. Występuje w postaci filamentu miozynowego. Składa się z 150-360 cząsteczek miozynowych. Głowa miozynowa jest ruchoma. O ile w stanie spoczynku głowa ustawiona jest pod kątem 90 to pobudzona miozyna zgina szyjkę do 45. Dzięki temu, że ruch istnieje to głowa miozynowa wchodzi w kontakt z aktyna. To związanie z aktyną jest odwracalne, krótkie (w czasie skurczu). Kontakt głowy miozynowej z aktyna w czasie skurczu zachodzi 5 razy na sekundę.
AKTYNA to podwójny sznur pereł skręcony ze sobą. Wokół splotów aktynowych oplatają się podłużne elementy zwane TROPOMIOZYNĄ., na której co 40 nanometrów znajduje się zgrubienie zwane TROPINĄ TN. Ona odgrywa pierwszoplanową rolę w skurczu mięśni, ponieważ składa się z 3 podjednostek: 1)TN-C wchodzi ona w kontakt z jonami wapnia Ca 2)TN-T wchodzi w kontakt z tropomiozyną 3)TN-I odgrywa ona dużą rolę, ponieważ w czasie rozkurzu nie pozwala na łączenie aktyny z miozyną.
W mięśniu pp włókna zgrupowane są w niewielkie pęczki mięśniowe otoczone błoną tkanki łącznej tzw. śródmięsną, która jednocześnie otacza każde włókienko gęstą siateczką i przez otworki w tej siateczce biegną nerwy i naczynka. Ponadto każdy pęczek poszczególny otacza luźna błonka tkanki łącznej tzw. omięsna wewnętrzna zbudowana z włókien klejodajnych sprężystych.
Na zewnątrz pęczka mięśniowego znajduje się omięsna zewnętrzna. Brzusiec mięśniowy otoczony jest namięsną i na samym końcu znajduje się powięź FASCIA. Mięsień jest bardzo unaczyniony i unerwiony. Im mięsień silniej pracuje tym jest większy dopływ krwi. Na ogół do mięśnia dochodzi kilka gałęzi tętniczych, a każdej z gałęzi tętniczych towarzyszą 2 żyły. Ukrwienie mięśnia nie jest jednakowe. Tzn., że w mięśniach znajduje się ok. 140% więcej naczyniek nieczynnych (zamkniętych). One noszą nazwę ANASTOMOZY. W momencie, kiedy wykonujemy duży wysiłek fizyczny zwiększa się zapotrzebowanie na tlen. Organizm z magazynów krwi(wątroby, śledziony) wyrzuca krew na obwód. Krew musi się pomieścić, bo jest ich za dużo wtedy otwierają się anastomozy i krew tam wnika. Po odpoczynku krew wraca z anastomozy do wątroby...
Unerwienie mięśnia jest bardzo bogate, ale nierównomierne. Unerwione bogato są te mięśnie, które wykonują pracę precyzyjna (m. dłoni, oka). Tam gdzie ruchy są niezbyt precyzyjne to unerwienie jest mniejsze. Mięśnie są unerwione przez MOTONEURON (nerw ruchowy). Motoneuron w mięśniu precyzyjnym unerwia tylko 8-10 włókien, natomiast w mięśniu nieprecyzyjnym (w kd) unerwia ok. kilkuset włókienek. Jeden motoneuro i ilość unerwionych włókienek nosi nazwę jednostki motorycznej mięśnia.
SYNAPSA NEURO-MIĘŚNIOWA
Motoneuron zbliżając się do mięśnia zmienia swoją konfigurację. W normalnych warunkach włókno otoczone jest dwoma osłonkami zewnętrzną neurolemmą i wewnętrzną osłonką mielinową. Jeżeli motoneuron zbliża się do mięśnia unerwionego przez niego traci jedna osłonkę. Natomiast rozszerza się tworzą tzw. stopkę końcową, która łączy się pośrednio z mięśniem. Stopka końcowa od strony mięśnia pokryta jest błoną presynaptyczną a z drugiej strony błona podtsynaptyczną. Dwie błony nie przylegają do siebie. Stopka końcowa jest silnie pofałdowana i fałdach znajdują się pęcherzyki synaptyczne wypełnione związkiem chemicznym zwanym TRANSMITEREM lub MEDIATOREM. Transmiterem jest acetynocholina. Bez transmitera mięsień nie będzie pobudzony. W stopce końcowej znajduje się około 50 milionów receptorów dla acetylochoniny (reagujących na mediator). Jeśli wydłuż nerwu pobiegnie impuls wtedy uwolnionych jest ok. 60 pęcherzyków zawierających transmiter. W każdym pęcherzyku znajduje się 10 tys. cząsteczek acetynocholiny. We śnie mięśnie znajdują się w napięciu spoczynkowym. W tym napięciu do szczeliny synaptycznej wydzielana jest niewielka ilość transmitera, aby zachować potencjał spoczynkowy na synapsie wynoszącej 0,5mV.
Sam mediator, transmiter niewiele by zdziałał gdyby nie połączył się w szczelinie synaptycznej z receptorami nikotynowymi (acetocholina+rec.nikotynowy) poto żeby zwiększyć przepuszczalność błony synaptycznej dla jonów potasu i sodu.
BUDOWA POŁĄCZEŃ KOŚCI
Połączenia kości dzielimy na: ścisłe i wolne.
Połączenia ścisłe:
Więzozrost - SYNDESMOSIS
Chrząstkozrost - SYNCHONDROSIS
Kościozrost - SYNOSTOSIS
Syndesmosis - występuje w 4 postaciach:
-włóknisty utworzony przez włókna klejodajne pasma łącznotkankowe
-sprężysty zamiast włókien klejodajnych są włókna sprężyste. Jest zabarwienia żółtego i występuje w więzadle żółtym, które biegnie wzdłuż trzonów kręgów
-szew kilka rodz. występuje w obrębie czaszki by czaszka miała możliwość powiększania swojej objętości
1.szew gładki SUTURA PLANA najprostsza forma połączenia, brzegi połączeń są gładkie (2 wyrostki podniebienne szczęki)
2.szew łuskowy SUTURA SQUAMOSA połączenie zachodzące jedno na drugie (poł. skroniowo-ciemieniowe)
3.szew węgłowy SUTURA LAMBDOIDEA połączenie kości potylicznej z ciemieniową, wygląda jak nieuregulowana krzywa
4.szew wieńcowy SUTURS CORONALIS połączenie kości czołowej z ciemieniowymi
5.szew strzałkowy SUTURA SAGITALIS łączy obydwie kości ciemieniowe
-klinowanie GOMPHOSIS jest to umocowanie zębów w obrębie żuchwy i szczęki, a także połączenia dzioba kości klinowej ze skrzydłami lemiesza.
Synchondrosis jest to rodz. połączenia kości za pomocą tkanki chrzęstnej. Jest to nagminne u dzieci i młodzieży, szczególnie w połączeniu nasad z trzonem. U dorosłych chrzęstkozrostki nie zawsze zanikają: chrząstkozrost między I żebrem a mostkiem, w obrębie czaszki w miejscu połączenia kości potylicznej z klinową. Jest ruchomość gdyż chrząstka jest podatna na ruch np. chrząstki żeber.
Synostosis powstaje w wyniku skostnienie chrzestkozrostów, a także kostnienie stawów krzyżowo-biodrowych. Ruchomość równa się zeru.
Połączenia wolne STAWY ARTICULARIS
Drugi rodz. połączeń wolnych to stawy. Nazywane także połączeniami maziowymi. Tego typu połączenia są najbardziej ruchome. Wszystkie stawy niezależnie od połączenia posiada stałe elementy:
1.Powierzchnie stawowe FACIES ARTICULARIS
2.Jama stawowa CAVITAS ARTICULARIS
3.Torebka stawowa CAPSULA ARTICULARIS
POWIERZCHNIE STAWOWE są pokryte chrząstką szklistą charakteryzującą się wysokim współczynnikiem śliskości. Powierzchnie mogą być różnego rodzaju: płaskie, wypukłe, wklęsłe i na odwrót. Jedna z tych powierzchni będzie się nazywała panewką ACETABULA część wklęsła, druga nazywa się główka CAPUT. Głowa może nieć kształt wycinka koła (na głowie kości udowej, ramiennej), bloczka (na dystalnej części kości ramiennej). Na ogół panewka jest odbiciem głowy. Zarówno głowa jak i panewka pokrywa chrząstka stawowa na ogół barwy białej, lśniąca i gładka, aby do minimum zmniejszyć tarcie obu powierzchni. Bezpośrednio za chrząstką stawową znajduje się część normalnej kości, ale warstwa chrząstki zwapniałej. Pod tą warstwą jest rdzenna żywa kość. Chrząstka może się odkształcić pod wpływem nacisków w stawie, ale wraca do pozycji wyjściowej dzięki swej sprężystości. Z wiekiem chrząstka zatraca tę właściwość, nie jest już elastyczna, matowieje a w związku z tym jest podatna na urazy. Grubość chrząstki jest różna i dot. to nawet tego samego stawu. Grubsza jest tam gdzie jest większy nacisk i tarcie. Najgrubsza chrząstka występuje po strzałkowej stronie rzepki wynosi 6mm.Najcieńsza wynosi 0,2 mm(w połączeniu mostkowo obojczykowym). Na ogół chrząstka panewki jest bardziej miękka niż głowy, ponieważ dwie powierzchnie o różnej twardości lepiej dopasowują się do siebie. Odporność chrząstki na ciśnienie i rozciąganie jest oczywiście znacznie mniejsza niż kości, a jednak mimo dużych ciśnień w stawie i ciągłego tarcia, tylko w niewielkim stopniu zużywa się. Przyjmuje się że chrząstka rozwija się tam najlepiej gdzie jest najbardziej „używana”. Dzięki swej sprężystości osłabia siły działające na staw. Chrząstka uszkodzona nie ulega regeneracji i zastępuje ją tkanka włóknisto-chrzestna.. Nie regeneruje, bo nie ma naczyń krwionośnych. Odżywia się z warstwy podchrzesnej, a więc wykorzystuje tkankę kostną. Soki odżywcze z tkanki kostnej przenikają do warstwy podchrzęsnej i stąd dociera do chrząstki.
TOREBKA STAWOWA błona, która łączy obydwa końce stawowe kości. Posiada 2 błony. Łącząca na zewnątrz błona włóknista MEMBRANA FIBROSA, błona wewnętrzna maziowa MEMBRANA SYNOVIALIS. w odróżnieniu od poprzedniej DELIKATNA, MIĘKKA. Jej rola polega na tym, że wydziela maź stawową. Błona włóknista jest dłuższa od maziowej. Schodzi wyraźnie poza staw, przechodząc w okostną.
Błona włóknista zbudowana jest z mocnych włókien łącznotkankowych o różnej grubości. Nie jest jednolita. Najgrubsze pasma bw tworzą więzadła stawowe LIGAMENTA. Natomiast pasma najcięższe bw uwypuklają się na zewnątrz tworząc kaletki maziowe BURSA SYNOVIALIS po to i w tych miejscach gdzie staw jest narażony na największy ucisk.
Więzadła możemy podzielić na :
1.więzadł torebkowe LIGAMEBTA CAPSULARIA biegną w ścianach torebki stawowej (w tym miejscu torebka jest odpowiednio zgrubiała)
2.więzadła zewnątrztotebkowe LIGAMENTA EXTRACAPSULARIA biegną w pewnej odległości od torebki stawowej. A więc więzadło poboczne strzałkowe kolana (przestrzeń między więzadłem a stawem wypełnia warstwa tkanki łącznej)
3.więzadła wewnątrztorebkowe LIGAMENTA INTRACAPSULARI wpychają się w jamę stawową , wciskają torebkę stawową do stawu (nie znajduja się wewnątrz stawu: znajdują się na zewnątrz torebki. Np.. więzadło krzyżowe kolana.
Bona maziowa błona delikatna. Posiada włókna sprężyste oraz komórki tłuszczowe. Może wytwarzać pewne elementy stawowe. Błona włóknista wytwarza kaletkę a błona maziowa *fałdy maziowe wypełnione tkanka tłuszczową po to by wypełnić puste przestrzenie w jamie stawowej.*Wytwarza kosmki maziowe i dzięki nim ma wygląd zamszu. Istnieją one po to by zwiększyć powierzchnie wydzielnicza mazi. Kosmki produkują maź stawową *kaletki maziowe, które są wytworem błony maziowej. Błona maziowa ma dużo naczyń krwionośnych, jest tez silnie unerwiona.
Maź stawowa jest o ciecz blado żółta, bardzo śliska składająca się z 95 do 97% wody, posiada związek o nazwie mucyna, ziarenka tłuszczu oraz najważniejszy składnik kwas hialuronowy, który nadaje mazi śliskość.
JAMA STAWOWA jest szczeliną wypełniona mazią. W jamie stawowej obie składowe danego stawu, czyli końce kości tworzących staw przylegają do siebie pod wpływem ciśnienia powietrza zewn. i napięcia mięśniowego. Najmniejszy staw posiada pojemność kilku mililitrów a największy (kolanowy) około 300 mililitrów. Pojemność ta może się zwiększyć do 15 l przy urazach. Torebka posiada w związku z tym pewną elastyczność.
NIESTAŁE SKŁADNIKI STAWÓW
1.Więzadła stawowe. Są silnymi pasmami błony włóknistej torebki maziowej zbudowane z tkanki łącznej zbitej. Mogą być schowane w ścianach torebki, czasami biegną niezależnie od torebki i mogą mieć różne napięcie, zależnie od położenia stawu. Osobną grupę więzadeł stawowych tworzą więzadła międzykostne LIGAMENTA INTEROSSEA. Łączą one ze sobą skierowane do siebie powierzchnie stawowe pozostawiając wolną cząstkę stawową na zewnątrz.
Ogólna rola więzadeł:
-wzmacniają torebkę stawowa
-przytrzymują kości w stawie w prawidłowym położeniu
-zabezpieczają kierunek ruchu w stawie
-hamują zbyt obszerne ruchy
-chronią staw przed ruchami wykonywanymi ze zbyt dużą siłą
2.Obrebki kostne twór łączno-tkankowy, który powiększa zbyt płytka powierzchnię stawową. Taki obrębek stawowy znajduje się w stawie biodrowym.
3.Krążki stawowe i łękotki są to twory włókniste zbudowane z tkanki łącznej zbitej. W częściach obwodowych czasami posiadają unerwienie i ukrwienie. *Pierwszy krążek stawowy DISCUS ARTICULARIS znajduje się w stawach, w których powierzchnie stawowe nie są do siebie dopasowane i obwodowo krążki połączone są torebką stawową. *Występuje w stawie mostkowo-obojczykowym dopasowując absolutnie niedopasowane powierzchnie, dzięki temu staw posiada 3 swobody ruchu. *Występuje tez w stawie żuchwowo-skroniowym. Krążek dzieli jamę stawową na 2 komory. Dzięki temu zwiększa się ruchomość tego stawu.
Łękotka stawowa MENISCUS ARTICULARIS rola jej jest podobna jak krążka stawowego, jest elastyczna i amortyzuje ruchy, nie regeneruje się.
CZYNNIKI ŁĄCZĄCE MIĘŚNIE W STAWIE
Powłoki zew. stawu (skóra, powięź) wpływają na łączenie kości w stawie tylko w niewielkim stopniu. Odgrywają tu rolę 3 czynniki:
1.Więzadła. W stawach zawiasowych więzadła są wystarczającą siłą, aby połączyć obie kości. W stawach o większej ilości stopni swobody ruchu więzadła są niewystarczającym elementem, ponieważ istnieją takie położenia, że więzadła są rozluźnione, czyli w stawach kulistych.
2.Mięśnie. Najważniejsza siła łącząca kości w stawach, ponieważ nawet w spoczynku mięśnie posiadają pewne napięcie (napięcie spoczynkowe), które jest wystarczające do tego by nie puścić tych kości w stawie.
3.Cisnienie atmosferyczne (podciśnienie). Na pierwszym miejscu są mięśnie następnie ciśnienie i więzadła.
MECHANIKA STAWÓW
Wyróżniamy trzy kategorie ruchów w stawach:
1.ślizganie
2.toczenie
3.obracanie
Na ogół ruchy w stawach są mieszanką tych kategorii ruchowych, ale przeważają ruchy ślizgania. Ruchy toczenia występują tylko we wczesnej fazie ruchu zgięcia w kolanie o około 20 st. oraz we wczesnej fazie ruchu w stawie skroniowo-żuchwowym. Ruch obracania to ruch w stawie promieniowo-łokciowym bliższym. Ruchy w stawach są obustronne. To znaczy, że obie składowe stawu mogą się obracać w stosunku do siebie. Np. staw barkowy, kończyna górna obraca się w stosunku do łopatki.
W tworzeniu stawów mogą brać udział dwie lub więcej kości. Jeśli mamy do czynienia z dwoma kośćmi w stawie to są to stawy proste ARTICULATIO SIMPLEX. Natomiast większość stawów to stawy złożone, czyli więcej niż dwie kości ARTICULATIO COMPOSITA. Najbardziej złożony jest staw barkowy, biodrowy. Poza tymi dwoma grupami mamy do czynienia ze stawami sprzężonymi. Stawy, które posiadają jedną płaszczyznę ruchu (obrotowe), np. przedramię, tzn. dwie powierzchnie stawowe oddzielone od siebie biorą udział w tym samym ruchu. Posiadają jedną oś ruchu. Jeśli jeden z tych stawów ulegnie urazowi, to ruch się nie odbędzie.
Wyróżniamy trzy kategorie ruchów:
1.ruchomość szkieletowa - ruchomość samego szkieletu pozbawionego tkanek miękkich
2.ruchomość bierna - ruchomość największa, ponieważ przykładamy do ruchu dodatkową siłę
3.ruchomość czynna - ruchomość najmniejsza, ponieważ to ruch, jaki wykonujemy bez siły dodatkowej.
Ruchomość szkieletowa ma stałą wartość, czynna i bierna nie mają stałej wartości.
Ze względu na ukształtowanie powierzchni stawowych i rodzaje wykonywanych ruchów wyróżniamy stawy: jednoosiowe, dwuosiowe, wieloosiowe.
* jednoosiowe
1.staw zawiasowy, np. stawy międzypaliczkowe. Zachodzi ruch zgięcia i wyprostu. Stawy te posiadają więzadła poboczne, które warunkują kierunek ruchu. W niektórych stawach istnieje listewka kierunkowa, np. w stawie łokciowym, dzięki listewce kości w tym stawie nie mogę przesuwać się na boki.
2.staw obrotowy składa się z cylindrycznej główki zagłębionej w panewce, gdzie główka obraca się jak w łożysku. Zachodzą tu ruchy obrotowe.
3.staw śrubowy. W tym stawie ruch obrotowy powiązany jest z postępowym.
* dwuosiowe
1.staw elipsoidalny (kłykciowy). Posiada dwie osie prostopadłe do siebie, a także dwie płaszczyzny. Np. staw promieniowo-nadgarstkowy. Zachodzi tu ruch zgięcia i wyprostu. W stawie kłykciowym zachodzi ruch obwodzenia CIRCUMDUCTIO.
2.staw siodełkowaty. Powiercenie stawowe w kształcie siodła, ruch obwodzenia.
* trzystopniowe
1.staw kulisty wolny, staw barkowy. Duża główka, mała panewka, stanowiące 1/3 powierzchni głowy. Przy takim układzie 1:3 ruchomość jest bardzo duża. Posiada także czwartą płaszczyznę odmiana płaszczyzny poprzecznej, tj. horyzontalna,
2.staw kulisty panewkowy. Głowa stawowa stanowi ¾ kuli, panewka jest głębsza.
STAWY NIETYPOWE
1.stawy płaskie posiadające powierzchnie prawie płaskie, o bardzo małej ruchomości, posiadają silne więzadła.
2.stawy nieregularne, np. staw mostkowo-obojczykowy.
Z punktu widzenia biomechaniki staw to para kinematyczna. Pary k. układają się w łańcuch kinematyczny (np. łańcuch kinematyczny kręgosłupa, kończyny dolnej). łańcuch może być otwarty, możemy go zamknąć, jeśli składowa obwodowa łańcucha jest ograniczona. W łańcuchu stopnie swobody stawów sumują się. Łańcuch kończyny górnej posiada 28 stopni swobody.