Złącze nerwowo-mięśniowe:

a) budowa:

- do włókna mięśniowego przyłączony jest akson (włókno nerwowe neuronu), który rozgałęzia się,

- na końcach aksonów znajdują się złącza nerwowo-mięśniowe (połączenia synaptyczne),

- złącze natomiast rozgałęzia się na receptory presynaptyczne, które umieszczone są w szczelinach synaptycznych (otoczone błoną postsynaptyczną),

- na końcach receptorów znajdują się pęcherzyki synaptyczne i mitochondria.

b) przewodnictwo

1. Presynaptyczny potencjał czynnościowy.

↓

2. Depolaryzacja zakończenia presynaptyczneg.

↓

3. Otwierają się kanały wapniowe zależne od napięcia.

↓

4. Wapń wchodzi do zakończenia presynaptycznego.

↓

5. Fuzja pęcherzyków synaptycznych z błoną komórkową.

↓

6. Uwolnienie do ACh (acetylocholiny) do szczeliny synaptycznej →

↓ ↓

7A. ACh otwiera kanały aktywowane przez Ach 7B. ACh interaktywowana przez acetylocholinoesterazę

↓

8. Zwiększa się przepuszczalność płytki końcowej dla jonów sodu i potasu.

↓

9. Dopolaryzacja komórki mięśniowej.

↓

10. Wzbudzenie potencjału czynnościowego w komórce mięśniowej.

↓

11. Skurcz komórki mięśniowej.

c) czynniki modyfikujące przekaźnictwo w płytce nerwowo-mięśniowej:

Mechanizm skurczy mięśnia szkieletowego, rola jonów wapnia, białek troponina – tropomiozyna, rodzaje skurczów, zmęczenie mięśniowe.

a) etapy skurczu mięśnia szkieletowego:

Wersja krótsza do nauczenia:

1. Potencjał czynnościowy – bodziec.

2. Okres utajenia.

3. Faza skurczu (10-100 ms)

4. Faza rozkurczu (30-300 ms)

Wersja dłuższa do nauczenia:

1. Impuls wędruje z ośrodkowego układu nerwowego do błony włókna mięśniowego.
2. Neuron ruchowy uwalnia acetylocholinę.
3. Wzdłuż mięśnia szkieletowego powstaje fala aktywności elektrycznej (depolaryzacja).
4. Z siateczki śródplazmatycznej uwolnione są jony wapnia.
5. Wzdłuż filamentu aktynowego powstają aktywne centra -> zdolność do polaczenia sie z filamentem miozynowym
6. Rozkład ATP do ADP.
7. Polaczenie sie filamentow miozynowych z aktynowymi (wciaganie filamentow aktynowych miedzy miozynowe)
8. Rozkład kolejnej cząsteczki ATP.

b) rola jonów wapnia:

- Jony wapnia pełnią w mięśniu szkieletowym rolę przekładni elektromagnetycznej. Uwolnione przez potencjał czynnościowy uruchamiają elementy kurczliwe pobudzonym mięśniu. Proces ten jest nazywany sprężeniem pobudzeniowo-skurczowym.

- We wszystkich komórkach mięśniowych sygnałem inicjującym oddziaływanie aktyny z miozyną jest wzrost stężenia jonów wapnia w sarkoplaźmie. Zwiększenie stężenia wapnia pobudza oddziaływanie aktyny z miozyną a obecność aktyny ułatwia odłączenie się fosforanu.

- Jony wapnia dyfundują pomiędzy mikrofilamenty i wiążą się z układem troponina – tropiomiozyna blokując jego działanie hamujące łączenie się aktyny z miozyną w okresie rozkurczu. Gdy spada poziom wolnych jonów wapnia układ tropionina – tropomiozyna uwalnia związane z nim jony wapnia, odzyskując znowu swoje hamujące działanie. W ten sposób dochodzi do rozkurczu mięśnia. Jony wapnia biorą więc także udział w zapoczątkowaniu rozkurczu mięśnia.

c) rola białka troponina – tropomiozyna:

W skurczu

Odgrywają one role w skurczu mięśniowym, regulując działanie jonów wapniowych. Jony wapnia łączą się z białkiem troponiną połączoną z aktyną i tropomiozyną. Troponina zmienia konfigurację przestrzenną tropomiozyny, co doprowadza do odsłonięcia miejsc kontaktu znajdujących się na włóknie aktynowym, umożliwiając przyłączenie się miozyny.

W spoczynku

W czasie rozkurczu usunięte zostają jony wapnia z cytoplazmy. To powoduje przywrócenie pierwotnej konfiguracji kompleksu troponinowo – tropomiozynowego. Białko troponina – torpomiozyna sprawia, że zostaje zahamowana interakcja aktyny z miozyną.

d) rodzaje skurczów:

- izomeryczny - rodzaj skurczu mięśnia cechujący się wzrostem napięcia mięśnia bez zmian jego długości, tzn. odległość między przyczepami mięśnia nie ulega zmianie,

- izotoniczny - rodzaj skurczu mięśnia, w trakcie którego mięsień ulega skróceniu (przyczepy zbliżają się do siebie), a napięcie mięśnia nie ulega zmianie,

- auksotoniczny – (skurcz izotoniczny wtórnie obciążony), rodzaj skurczu mięśnia, w którym po początkowym okresie wzrostu napięcia bez zmian długości (faza skurczu izometrycznego) dochodzi do skrócenia mięśnia już bez dalszych zmian jego napięcia (faza skurczu izotonicznego), większość skurczów mięśni szkieletowych w warunkach fizjologicznych ma charakter auksotoniczny.

e) zmęczenie mięśniowe:

- kontraktyna fizjologiczna – wyczerpanie zapasów ATP i fosfokreatyny w mięśniach,

- utrzymuje się stałe połączenie aktyny z miozyną

Zmęczenie mięśnia. Jeśli mięsień zmuszony jest do bardzo szybkiej pracy i znacznego wysiłki, może się zdarzyć , że ilość tlenu dostarczonego przez krew okaże się niewystarczająca dla normalnego spalania. Powstający wówczas szkodliwy związek chemiczny zwany kwasem mlekowym powoduje zmęczenie mięśnia, który wskutek tego przestaje się kurczyć. Ma tu również wpływ zmęczenia układu nerwowego, kierującego pracą mięśni.

Zmęczony mięsień musi dopóty wypoczywać dopóki stan równowagi odbywających się w nim poprzednio procesów chemicznych nie zostanie przywrócony.

Wypoczynek. Zmęczenie jest stanem przemijającym. Po wypoczynku objawy jego znikają zupełnie. Jeśli jednak wypoczynek był zbyt krótki, albo jeśli był źle wykorzystany, zmęczenie ustępuje tylko częściowo. Źle wypoczęty człowiek pracuje znacznie gorzej szybko wywołuje stan przemęczenia organizmu. Jest to stan bardzo szkodliwy dla zdrowia. Organizm przemęczony traci odporność na choroby. Wypoczynek człowieka przemęczonego musi też trwać odpowiednio długo. Należy unikać przemęczenia.

Rzecz ciekawa. W pracujących mięśniach powstają słabe prądy elektryczne. Takie same prądy powstają także w mięśniu sercowym. Stosując odpowiednie przyrządy, możemy te prądy mierzyć i zapisywać.