Budowa i praca mięśni

Budowa i praca mięśni

Opracowała Magdalena Osiadło

Opracowała Magdalena Osiadło

Układ mięśniowy człowieka

Układ mięśniowy człowieka

Składa się z 650

Składa się z 650

mięśni

mięśni

Ich masa stanowi

Ich masa stanowi

około:

około:

30-40% masy

30-40% masy

kobiet

kobiet

40-50% masy

40-50% masy

mężczyzn

mężczyzn

Niektóre mięśnie człowieka:

Niektóre mięśnie człowieka:

1

1

2

1

2

1

2

3

5

6

7

8

4

1. m. piersiowy większy

2. m. dwugłowy (biceps)

3. m. brzucha

4. m. pośladkowy wielki

(ok. 1 kg !)

5. m. najdłuższy uda

(krawiecki)

6. m. brzuchate łydki

(bliźniacze)

7. m. trójgłowy

8. m. najszerszy grzbietu

Antagonistyczne działanie

Antagonistyczne działanie

mięśni:

mięśni:

Mięśnie mają zdolność do

Mięśnie mają zdolność do

aktywnego

aktywnego

kurczenia

kurczenia

się.

się.

Ich

Ich

rozkurcz

rozkurcz

jest aktem

jest aktem

biernym

biernym

– wymaga skurczu innego

– wymaga skurczu innego

mięśnia.

mięśnia.

Wyróżniamy dwie grupy czynnościowe mięśni:

Wyróżniamy dwie grupy czynnościowe mięśni:

zginacze

zginacze

(przywodziciele) i

(przywodziciele) i

prostowniki

prostowniki

(odwodziciele).

(odwodziciele).

Mięśnie wykonujące przeciwstawną czynność nazywamy

Mięśnie wykonujące przeciwstawną czynność nazywamy

antagonistycznymi

antagonistycznymi

.

.

Typy mięśni szkieletowych

Typy mięśni szkieletowych

1.

1.

m. prosty

m. prosty

2.

2.

m. dwubrzuścowy

m. dwubrzuścowy

3.

3.

m. płaski

m. płaski

4.

4.

m. wrzecionowaty

m. wrzecionowaty

5.

5.

m. pierzasty

m. pierzasty

6.

6.

m. półpierzasty

m. półpierzasty

7.

7.

m. dwugłowy

m. dwugłowy

Budowa mięśnia

Budowa mięśnia

dwugłowego

dwugłowego

dwa ścięgna

–

umożliwiają przyczep
mięśnia do kości

ścięgno

–

zbudowane
z tkanki łącznej włóknistej

brzusiec

–

zbudowany z tkanki mięśniowej

Budowa anatomiczna

Budowa anatomiczna

mięśnia

mięśnia

Tkanka łączna wytwarzana na powierzchni mięśnia zwana jest omięsną.

Tkanka łączna wytwarzana na powierzchni mięśnia zwana jest omięsną.

W 1 mm

W 1 mm

3

3

mięśnia znajduje się 2000 naczyń krwionośnych włosowatych.

mięśnia znajduje się 2000 naczyń krwionośnych włosowatych.

Budowa włókna

Budowa włókna

mięśniowego

mięśniowego

Komórka mięśnia poprzecznie

Komórka mięśnia poprzecznie

prążkowanego (włókno

prążkowanego (włókno

mięśniowe) zbudowana jest z:

mięśniowe) zbudowana jest z:

- błony komórkowej (sarkolema)

- błony komórkowej (sarkolema)

- licznych jąder

- licznych jąder

- cytoplazmy (sarkoplazma)

- cytoplazmy (sarkoplazma)

- włókienek kurczliwych

- włókienek kurczliwych

(miofibryli).

(miofibryli).

Miofibryle wykazują poprzeczne

Miofibryle wykazują poprzeczne

prążkowanie.

prążkowanie.

Podstawową jednostką

Podstawową jednostką

budulcową miofibryli jest

budulcową miofibryli jest

sarkomer.

sarkomer.

Sarkomer składa się z włókienek

Sarkomer składa się z włókienek

białkowych: aktynowych i

białkowych: aktynowych i

miozynowych

miozynowych

włókno mięśniowe

miofibryle

sarkomer

miozyna

aktyna

Mechanizm skurczu

Mechanizm skurczu

Skracanie się miofibryli jest

Skracanie się miofibryli jest

wynikiem interakcji białek

wynikiem interakcji białek

kurczliwych:

kurczliwych:

aktyny i miozyny.

aktyny i miozyny.

Nici aktyny przesuwają się

Nici aktyny przesuwają się

w kierunku środka

w kierunku środka

sarkomeru bez zmiany

sarkomeru bez zmiany

długości jej włókien

długości jej włókien

(ślizgowa teoria skurczu).

(ślizgowa teoria skurczu).

W procesie tym zużywana

W procesie tym zużywana

jest energia, którą

jest energia, którą

dostarcza rozkład ATP.

dostarcza rozkład ATP.

ATP

ATP

→

→

ADP + P

ADP + P

i

i

+ energia

+ energia

miozyna

aktyna

sarkom
er

skurcz sarkomeru

ATP

ADP

E

Źródła energii wykorzystywanej do

Źródła energii wykorzystywanej do

pracy mięśniowej

pracy mięśniowej

1.

1.

Wysiłki

Wysiłki

trwające kilka

trwające kilka

sekund

sekund

-

Zasoby komórkowe ATP

Zasoby komórkowe ATP

zawierają zasoby energii

zawierają zasoby energii

wystarczające jedynie na kilka

wystarczające jedynie na kilka

pobudzeń.

pobudzeń.

-

Najszybsza resynteza ATP

Najszybsza resynteza ATP

odbywa się kosztem rozkładu

odbywa się kosztem rozkładu

fosfokreatyny i starcza na

fosfokreatyny i starcza na

kilka sekund pracy.

kilka sekund pracy.

fosfokreatyna

kreatyna

ADP

ATP

Przemiana beztlenowa

Źródła energii wykorzystywanej do

Źródła energii wykorzystywanej do

pracy mięśniowej

pracy mięśniowej

2. Wysiłki trwające

2. Wysiłki trwające

do 60 sekund

do 60 sekund

-

-

Glukoza magazynowana jest w

Glukoza magazynowana jest w

tkance mięśniowej w postaci

tkance mięśniowej w postaci

glikogenu.

glikogenu.

- Gromadzenie się kwasu mlekowego

- Gromadzenie się kwasu mlekowego

powoduje silne zakwaszenie

powoduje silne zakwaszenie

środowiska tkanki mięśniowej

środowiska tkanki mięśniowej

(charakterystyczny skurcz lub ból).

(charakterystyczny skurcz lub ból).

Działanie szlaku ustaje.

Działanie szlaku ustaje.

- Kwas mlekowy przenika do krwi i

- Kwas mlekowy przenika do krwi i

jest transportowany do wątroby,

jest transportowany do wątroby,

gdzie ulega przemianie w glukozę

gdzie ulega przemianie w glukozę

(glikoneogeneza).

(glikoneogeneza).

glukoza

kwas mlekowy

2 ADP

2 ATP

Przemiana beztlenowa

Źródła energii wykorzystywanej do

Źródła energii wykorzystywanej do

pracy mięśniowej

pracy mięśniowej

3.

3.

Wysiłki trwające

Wysiłki trwające

do 60 minut

do 60 minut

-

Produkty końcowe tej przemiany

Produkty końcowe tej przemiany

nie zmieniają pH środowiska.

nie zmieniają pH środowiska.

-

Czynnikiem ograniczającym pracę

Czynnikiem ograniczającym pracę

w tym trybie jest szybkość

w tym trybie jest szybkość

dostarczania tlenu do mięśni.

dostarczania tlenu do mięśni.

-

Źródłem tlenu jest:

Źródłem tlenu jest:

mioglobina – białko mięśniowe

mioglobina – białko mięśniowe

magazynujące tlen;

magazynujące tlen;

hemoglobina – białko czerwonych

hemoglobina – białko czerwonych

krwinek krwi transportujące tlen

krwinek krwi transportujące tlen

glukoza

CO

2

+ H

2

O

36 ADP

36 ATP

Przemiana tlenowa

Źródła energii wykorzystywanej do

Źródła energii wykorzystywanej do

pracy mięśniowej

pracy mięśniowej

4.

4.

Wysiłki trwające

Wysiłki trwające

ponad 60 minut

ponad 60 minut

-

Zasoby kwasów tłuszczowych w

Zasoby kwasów tłuszczowych w

organizmie są ogromne.

organizmie są ogromne.

-

Jest to najwolniejszy z

Jest to najwolniejszy z

przedstawionych szlaków

przedstawionych szlaków

metabolicznych.

metabolicznych.

Czynnikiem ograniczającym tę

Czynnikiem ograniczającym tę

przemianę jest szybkość transportu

przemianę jest szybkość transportu

kwasów tłuszczowych z krwi do

kwasów tłuszczowych z krwi do

komórek mięśniowych.

komórek mięśniowych.

-

Czynnikiem ograniczającym

Czynnikiem ograniczającym

długość pracy mięśni w tym trybie

długość pracy mięśni w tym trybie

są inne układy niezdolne do

są inne układy niezdolne do

długotrwałego funkcjonowania (np.

długotrwałego funkcjonowania (np.

układ nerwowy).

układ nerwowy).

Kwas tłuszczowy

129 ADP

129 ATP

Przemiana tlenowa

CO

2

+ H

2

O

Zestawienie przemian

Zestawienie przemian

produkujących ATP w

produkujących ATP w

mięśniach

mięśniach

PRZEMIANY BEZTLENOWE

PRZEMIANY BEZTLENOWE

fosfokreatyna

fosfokreatyna

+ ADP

+ ADP

→ kreatyna +

→ kreatyna +

ATP

ATP

Glukoza

Glukoza

+ 2 ADP + 2P → 2 kwas mlekowy +

+ 2 ADP + 2P → 2 kwas mlekowy +

2 ATP

2 ATP

PRZEMIANY TLENOWE

PRZEMIANY TLENOWE

Glukoza

Glukoza

+ 6 O

+ 6 O

2

2

+ 36 ADP + 36 P → 6 CO

+ 36 ADP + 36 P → 6 CO

2

2

+6 H

+6 H

2

2

O +

O +

36 ATP

36 ATP

kwas

kwas

tłuszczowy

tłuszczowy

(C

(C

16

16

) + 23 O

) + 23 O

2

2

+129 ADP +129 P →

+129 ADP +129 P →

→

→

16 CO

16 CO

2

2

+16 H

+16 H

2

2

O +

O +

129 ATP

129 ATP

Przykłady aktywności

Przykłady aktywności

wykorzystujących różne szlaki

wykorzystujących różne szlaki

metaboliczne

metaboliczne

typ przemiany

typ przemiany

– rozkładu:

– rozkładu:

przykłady

przykłady

beztlenowy

beztlenowy

fosfokreatyny

fosfokreatyny

skok, cios, unik, nagły zwrot

skok, cios, unik, nagły zwrot

ciała

ciała

beztlenowy

beztlenowy

glukozy

glukozy

krótkotrwała ucieczka lub

krótkotrwała ucieczka lub

pogoń; bieg 100 m

pogoń; bieg 100 m

tlenowy

tlenowy

glukozy

glukozy

godzinny intensywny marsz

godzinny intensywny marsz

bieg na 1500 m

bieg na 1500 m

beztlenowy

beztlenowy

kw.tłuszowego

kw.tłuszowego

wielogodzinny marsz; bieg

wielogodzinny marsz; bieg

maratoński

maratoński

Porównanie typów komórek

Porównanie typów komórek

mięśni szkieletowych

mięśni szkieletowych

właściwości

właściwości

mięśnie szybkie

mięśnie szybkie

mięśnie wolne

mięśnie wolne

skurcz

skurcz

30 ms

30 ms

80 ms

80 ms

aktywność ATP-azy

aktywność ATP-azy

dwukrotnie większa

dwukrotnie większa

dwukrotnie mniejsza

dwukrotnie mniejsza

naczynia włosowate

naczynia włosowate

rzadsza sieć

rzadsza sieć

gęstsza sieć

gęstsza sieć

mitochondria

mitochondria

mniej

mniej

więcej

więcej

mioglobina

mioglobina

mniej

mniej

więcej

więcej

barwa

barwa

białe

białe

czerwone

czerwone

typ przemian

typ przemian

beztlenowe

beztlenowe

tlenowe

tlenowe

długość pracy

długość pracy

krótsza

krótsza

dłuższa

dłuższa

Struktura mięśni u różnych

Struktura mięśni u różnych

grup sportowców

grup sportowców

grupa badana

grupa badana

zawartość % włókien wolnych

zawartość % włókien wolnych

m. czworogłowy

m. czworogłowy

uda

uda

m. naramienny

m. naramienny

nie wytrenowani

nie wytrenowani

46

46

36

36

kolarze

kolarze

51

51

61

61

kajakarze

kajakarze

58

58

61

61

pływacy

pływacy

74

74

58

58

biegacze przełajowi

biegacze przełajowi

63

63

69

69

Literatura

Literatura

J.Duszyński, A. Kozłowska-Rajewicz, G.

J.Duszyński, A. Kozłowska-Rajewicz, G.

Wojciechowska; Biologia – zakres podstawowy;WS

Wojciechowska; Biologia – zakres podstawowy;WS

PWN; W-wa 2002

PWN; W-wa 2002

J. Kawiak, J. Mirecka, M. Olszewska, J. Warchoł;

J. Kawiak, J. Mirecka, M. Olszewska, J. Warchoł;

Podstawy cytofizjologii; PWN; W-wa 1985

Podstawy cytofizjologii; PWN; W-wa 1985

K. Sembrat; Histologia porównawcza zwierząt;

K. Sembrat; Histologia porównawcza zwierząt;

PWN; W-wa 1981

PWN; W-wa 1981

B. Gołąb, W.Z. Traczyk; Anatomia i fizjologia

B. Gołąb, W.Z. Traczyk; Anatomia i fizjologia

człowieka; PZWL; W-wa 1986

człowieka; PZWL; W-wa 1986

S. Kozłowski, K. Nazar; Wprowadzenie do fizjologii

S. Kozłowski, K. Nazar; Wprowadzenie do fizjologii

klinicznej; PZWL; W-wa 1999

klinicznej; PZWL; W-wa 1999

Mała Encyklopedia PWN; W-wa 1970

Mała Encyklopedia PWN; W-wa 1970

Nowa Encyklopedia Powszechna PWN; W-wa 1997

Nowa Encyklopedia Powszechna PWN; W-wa 1997

Dr E.G. de Bernabe Ortega; Atlas Anatomii; WiŻ;

Dr E.G. de Bernabe Ortega; Atlas Anatomii; WiŻ;

W-wa 1991

W-wa 1991

A. Stevens, J. Lowe; Histologia człowieka; PZWL i

A. Stevens, J. Lowe; Histologia człowieka; PZWL i

WMSV; 2000

WMSV; 2000

Budowa i praca mięśni

Budowa i praca mięśni

- koniec -

- koniec -

Dziękuję za uwagę!