Przykład mięśni szkieletowych. Są to mięśnie, które służą nam do poruszania, przemieszczania sie, wykonywania ruchów, przenoszenia czegoś. Jak sama nazwa wskazuje są to mięśnie przyczepione do poszczególnych elementów kośćca.
Wyróżniamy trzy rodzaje mięśni:
Mięśnie szkieletowe – przyczepiają się do kośćca, służą do wykonywania świadomych ruchów, są zależne od naszej woli; są zależne, bo aktywność tych mięsni jest regulowana przez układ nerwowy, i do mięśni szkieletowych dochodzą tzw. nerwy somatyczne ruchowe, te które będą odpowiadać za aktywność ruchową. Żeby doszło do skurczu mięśnia potrzebna jest depolaryzacja mięśnia szkieletowego, a to się właśnie odbywa na drodze nerwowej poprzez łącze nerwowo-mięśniowe; przekrój mięśnia szkieletowego pokazuje charakterystyczne prążkowanie poprzeczne i to wynika z regularnego ułożenia elementów aktynowych i miozynowych, biorących udział w skurczu; mięśnie zbudowane są z włókien mięśniowych, które zawierają liczne jądra; skurcz mięśni jest wynikiem wiązania zachodzącego między aktyną i miozyną, do skurczu mięsni konieczny jest wzrost stężenia jonów wapnia w cytoplazmie i te jony pochodzą ze zbiorników wewnątrzkomórkowych (tzw. zbiorniki końcowe), interakcja między aktyną i miozyną jest regulowana przez dwa białka: tropominę(?) i tropomiozynę; typ skurczu: skurcze pojedyncze, typ skurczu tężcowy; skurcze zupełne i niezupełne
Mięsień sercowy – jest niezależny od naszej woli, do skurczu mięśnia też jest potrzebne wygenerowanie potencjału czynnościowego, ale nie powstaje on na skutek pobudzenia nerwowego, ale powstaje w komórkach rozrusznikowych, mamy nerwy wpływające na aktywność komórek rozrusznikowych – nerwy parasympatyczne mogą zwalniać aktywność ; również czynniki hormonalne mogą regulować aktywność komórek rozrusznikowych; (…..coś o strukturze powinno być ale za szybko mówi)przekazywanie potencjału czynnościowego z włókna na włókno, w przeciwieństwie do mięśnia szkieletowego – ma pojedyncze jądro; białka takie same jak w przypadku mięśnia szkieletowego – aktyna i miozyna, białka regulujące – tropomina i tropomiozyna, natomiast jony wapnia które są potrzebne do skurczu ok. 15 do 20% pochodzą z w części zewnątrzkomórkowej, a pozostałe ze zbiorników końcowych; żeby uwolnić jony wapnia ze środka najpierw trzeba dostarczyć jony wapnia z zewnątrz, typ skurczu: zawsze mamy do czynienia ze skurczem pojedynczym;
Mięśnie gładkie – np. układ pokarmowy, układ moczowo-płciowy, tu mamy w istocie dwa rodzaje mięśni, mięsnie jednostkowe i wielojednostkowe; w mięśniach jednostkowych, czyli trzewnych mamy komórki rozrusznikowe i one generują potencjał czynnościowy, natomiast w przypadku mięsni wielojednostkowych takie komórki jednostkowe zawierają receptory na swojej błonie i każda komórka musi być oddzielnie pobudzona na drodze nerwowej lub hormonalnej;; nie mają prążkowania poprzecznego; mięśnie niezależne od naszej woli, unerwione przez układ nerwowy autonomiczny i jak również regulowane na drodze hormonalnej; białkami warunkującymi skurcz mięśni są aktyna i miozyna, natomiast w przeciwieństwie do mięsnia szkieletowego i sercowego nie ma tropominy i tropomiozyny; do skurczu potrzebne są jony wapnia, z tym że właściwie 100% pochodzi z przestrzeni zewnątrzkomórkowej; skurcze tężcowe …;
Wszystkie te grupy mięśni maja zdolność do jednej funkcji, czyli mogą skracać się, zmniejszać swoją długość
Jak popatrzymy na przekrój takiego mięśnia. Mięśnie szkieletowe przyczepione są do kośćca za pomocą ścięgien, natomiast w ramach mięśnia mamy mięsień pokryty tkanką łączną, następnie w ramach tego mięśnia można wyróżniać pewne pęczki mięśniowe, a w ramach pęczka mięśniowego mamy włókno mięśniowe. Pojedyncze włókno zawierające liczne jądra. W ramach pojedynczego włókna mięśniowego znajdują się w nim elementy odpowiadające za skurcz. Włókno z zewnątrz jest pokryte błoną komórkową. Znajdują się tam też układy kanalików … błony komórkowej do wnętrza i tam w tej okolicy znajdują się zbiorniki końcowe, gdzie są nagromadzone jony wapnia.
Wyróżniamy dwa rodzaje elementów związane ze skurczem: cienkie tzw. aktynowe i grube – miozynowe.
Mięśnie szkieletowe są zależne od naszej woli i to, czy one wykonują aktywność skurczową czy nie, zależy od układu nerwowego. Każde włókno mięśniowe ma swoje połączenie z włóknem nerwowym to połączenie między nerwem a mięśniem nazywamy płytką nerwową motoryczną albo synapsą nerwowo-mięśniową (chyba) albo złączem nerwowo-mięśniowym. Nerwy wychodzą z rdzenie nerwowego albo z mózgu. Mamy element (?) presynaptyczny i mamy element postsynaptyczny, czyli po synapsie. To co przebiega pomiędzy tymi elementami nosi nazwę szczeliny synaptycznej. Jak wygląda przekazanie pobudzenia? Każde włókno mięśniowe jest indywidualnie pobudzane przez włókno nerwowe. Najpierw mamy do czynienia z potencjałem czynnościowym wzdłuż włókna nerwowego i dochodzi do elementu presynaptycznego. W efekcie dochodzi do depolaryzacji elementu presynaptycznego. Czyli: mamy szerzenie się potencjału czynnościowego wzdłuż włókna nerwowego; potencjał dochodzi do elementu presynaptycznego, depolaryzując go, czyli prowadząc błonę komórkową do depolaryzacji, czyli przestaje być elektronegatywne wnętrze, a staje się elektropozytywne. Co to powoduje? Jeśli mamy depolaryzację elementu presynaptycznego to to powoduje otwieranie kanałów wapniowych i transport jonów wapnia do wnętrza. Te jony wapnia powodują, że pęcherzyki przemieszczają się z neuromediatorem do elementu presynaptycznego. Neuromediator dostaje się/ następuje uwolnienie go do szczeliny presynaptycznej, łączy się on z receptorami w elemencie postsynaptycznym, czyli mamy receptory dla acetylocholiny. To następnie powoduje otwieranie kanałów –( jeżeli acetylocholina połączy się z receptorem to wtedy otwierają się te kanały) - w ramach tego elementu postsynaptycznego, wnikanie do wnętrza włókna mięśniowego jonów sodu. Teraz, jeżeli te jony zniknęły to następuje tworzenie potencjału końcowo-…, a następnie powstaje potencjał czynnościowy. Nastepnie ten potencjał czynnościowy szerzy się wzdłuż błony komórkowej włókna mięśniowego, a następnie jest depolaryzacja zbiorników końcowych, gdzie gromadzone są jony wapnia, wydostaję się one do cytoplazmy tych włókien mięśniowych; i na koniec wydostane jony wapnia łączą się z tropominą … i umożliwia to interakcję między aktyną i miozyną, czyli skurcz mięśnia. Elementy aktynowe są wsuwane przez miozynę do wnętrza, dlatego mięsień ulega skróceniu. I ten skurcz będzie trwał tak długo, jak będą usuwane jony wapnia.
Skurcz jest wynikiem przemieszczania się elementów aktynowych i miozynowych, one się przesuwają, mięsień się skraca, dochodzi do skurczu.
Elementy potrzebne do skurczu: aktyna, miozyna, białko regulujące – tropomiozyna oraz tropomina, ATP i jony wapnia, czyli tych 6 elementów jest niezbędnych do skurczu. Na cząsteczkach miozyny w obrębie głowy zawierają się dwa elementy: z jednej strony są to miejsca, w których może następować łączenie z aktyną, i z drugiej strony ….rozpad ATP, i dzięki temu uwalnia się energia potrzebna do ruchu. Na każdej cząsteczce aktyny jest takie miejsce przygotowane do przyłączenia się główki miozyny, z tym, że w warunkach spoczynkowych ta główka nie może się przyłączyć. Te miejsca aktywne na aktynie są w warunkach spoczynkowych przykryte przez tropomiozynę i wtedy główka miozyny nie może się przyczepić.
Jeżeli mamy połączenia włókna na drodze nerwowej to mamy pobudzenie tej płytki nerwowo-mięśniowej, mamy uwolnienie jonów wapnia, to te jonów wapnia właśnie przyłączane są do tropominy, to powoduje, że ta tropomina zmienia ukształtowanie przestrzenne, a to wymusza zmiany ukształtowania tropomiozyny.
Cykl mostków poprzecznych umożliwiających przemieszczanie się aktyny względem miozyny. Najpierw mamy główkę miozyny w pozycji wyjściowej, mamy częściowa hydrolizę ATP, główka jest częściowo naelektryzowana; potencjał czynnościowy, łączenie aktyny i miozyny, przyczepia się, przesuwa.
Cykl mostków poprzecznych w ramach interakcji pomiędzy aktyną i miozyną w trakcie skurczu mięśnia szkieletowego: (mówił, że to ważne)
Napływ jonów wapnia prowadzący do odsłonięcia miejsc aktywnych na aktynie
Przyłączanie się głów miozynowych do aktyny
Przesunięcie się miozyny względem aktyny
Przyłączenie ATP do główki miozynowej co warunkuje rozdzielenie połączeń miozynowo-aktynowych
Częściowa hydroliza ATP co powoduje naenergetyzowanie główek miozynowych i przyjęcie przez cząsteczkę miozyny pozycji wyjściowej
Transport aktywny jonów wapnia do zbiorników końcowych, co prowadzi do rozkurczu mięśnia szkieletowego
Ad. 1 – potencjał czynnościowy dociera do zbiornika, uwalniane są jony wapnia, tropomina, tropomiozyna, miejsca aktywne na aktynie są odsłonięte
Ad. 2 – jak odsłonimy miejsca aktywne na aktynie to wtedy nastąpi przyłączenie główek miozyny
Ad. 3 – przesunięcie się jednego elementu względem drugiego, teraz trzeba doprowadzic do rozdzielenia, zatem:
Ad. 4 – potrzebna jest do ego cząsteczka ATP; jak nastąpi rozłączenie tego połączenia, a następnie
Ad. 5 – mamy naenergetyzowanie główki, częściowa hydroliza i następnie miozyna przyjmuje pozycję wyjściową, trwa to tak długo póki jest podwyższony poziom wapnia
Ad. 6 – jeśli ma dojść do rozkurczu to najpierw muszą być usunięte jony wapnia, i muszą wrócić do zbiorników końcowych; mamy układ pompy wapniowej
To miozyna warunkuje wsuwanie się elementów aktynowych, a nie na odwrót. Aktyna przemieszcza się na skutek aktywności miozyny
Po co jest nam potrzebne ATP? Umożliwia przemieszczanie się elementów aktynowych względem elementów miozynowych. ATP jest potrzebne do rozłączenia wiązań aktynowo-miozynowych. Jest potrzebne także do transportu jonów wapnia do zbiorników końcowych (jest to niezbędne aby mogło dojść do rozkurczu).
ATP – hydroliza ATP odbywa się w miejscach, gdzie jest potrzebna energia. Skurcz będzie tak długo póki mamy ATP. Skąd bierze się ATP w obrębie włókna mięśniowego. Pierwszym mechanizmem który nam warunkuje obecność ATP w warunkach spoczynkowych jest tzw. fosfokreatyna i jeżeli ATP rozpada nam się do ADP i fosforanów to …. Powstaje wolna fosfokreatyna. Drugim mechanizmem, który służy nam do tworzenia ATP jest glikoliza. Do komórki dostaje się glukoza i jak również komórki mięśniowe maja możliwość …, czyli …. W ramach glikolizy – jest to proces beztlenowy – wytwarzana są dwie cząsteczki ATP i wytwarzają się dwie cząsteczki kwasu pirogronowego. I jeżeli nie ma tlenu to glikoliza jest podstawowym procesem , kwas pirogronowy przechodzi w kwas mlekowy i wydolność skurczowa danego mięśnia dosyć szybko zaczyna nam spadać, natomiast w normalnych warunkach jeżeli ten mięsień jest dobrze ukrwiony, naczyniami dociera duża ilość tlenu i wtedy w trakcie aktywności skurczowej mięśnia jest dostarczany …. I ten proces jest wolny. Z każdej cząsteczki… powstaje aż 36 ATP – najbardziej efektywny.
Jeżeli mamy mięsnie szkieletowe to mamy podział na włókna białe i włókna czerwone. Wynika to z zabarwienia tych włókien mięśniowych. Różnią się pod względem metabolicznych i zdolności skurczowej. Włókna białe są większe niż włókna czerwone. W związku z tym dyfuzja w obrębie tych włókien jest procesem znacznie wolniejszym. Ukrwione są przez niewielką ilość naczyń krwionośnych, natomiast jasny kolor wynika z dwóch elementów. Podstawowym sposobem pozyskiwania ATP dla włókien białych jest glikoliza beztlenowa. I te włókna białe charakteryzują się do szybkich i intensywnych wysiłków. Przekrój włókien czerwonych jest znacznie mniejszy, barwę mają ciemnoczerwoną – mniej substratów energetycznych, ale dużo tlenu. Mamy możliwość aktywnego dostarczania tlenu. I te włókna pozyskują energię głównie na zasadzie fosfory… …. , w związku z tym są zdolne do długotrwałych wysiłków. I wówczas włókna czerwone będą dominować przy aktywnościach związanych z utrzymaniem odpowiednie postawy ciała mięśnie postawne, przykręgosłupowy, czyli związane z długotrwałą pracą. Charakter mięśni jest też uwarunkowany genetycznie, jest związany z aktywnością.
Poszczególne włókna nerwowo-mięśniowe są zaopatrywane przez włókna nerwów, poszczególne włókna mogą być zaopatrywane przez poszczególne komórki.
W ramach jednostek motorycznych możemy mówić o dwóch ich rodzajach: małych i dużych. W przypadku kiedy jest potrzebna bardzo duża precyzja wtedy mamy małe jednostki motoryczne. A kiedy jest potrzebna siła, a nie precyzja, wtedy mamy duże jednostki motoryczne.