TKANKA MIĘŚNIOWA

Układ mięśniowy człowieka

• Składa się z 650 mięśni

• Ich masa stanowi około:
  
  30-40% masy kobiet
  
  40-50% masy mężczyzn

Niektóre mięśnie człowieka:

Klasyfikacja:

• (1) tkanka mięśniowa gładka (niższy stopień uporządkowania aparatu kurczliwego)

• (2) tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana (wyższy stopień uporządkowania aparatu

kurczliwego)

a) mięśnie szkieletowe

b) mięsień sercowy

Tkanka mięśniowa gładka

• Występowanie: ściany naczyń krwionośnych i wewnętrznych przewodów organizmu, macica.

• Charakter skurczu: wolny, długotrwały, niezależny od naszej woli.

• Sygnały wywołujące skurcz: nerwowe, hormonalne, mechaniczne (rozciąganie)

Mięsień sercowy

• Występowanie: przedsionki i komory serca

• Charakter skurczu: rytmiczny, krótkotrwały, niezależny od naszej woli, przestrzenny.

• Sygnały wywołujące skurcz: rytmiczne, o charakterze nerwowym, ale pochodzące z własnego układu bodźcotwórczo-przewodzącego serca

Mięsień szkieletowy

• Występowanie: mięśnie układu ruchowego.

• Charakter skurczu: szybki, względnie krótkotrwały, zależny od naszej woli, liniowy.

• Sygnały wywołujące skurcz: wyłącznie nerwowe.

Budowa i właściwości biomechaniczne mięśni

I. w strukturze mięśnia można wydzielić dwa typy elementów:

b. Bierne

tworzy przede wszystkim tkanka łączna nadająca mięśniom określony kształt i zwartość.

A. Struktury czynne

Mięśnie szkieletowe zbudowane są z włókien mięśniowych oraz tkanki łącznej.

Włókna mm ( element czynny mięśnia) pełnią funkcję czynnościową, natomiast tkanka łączna (element bierny) jest wewnętrznym szkieletem mięśnia i podstawowym budulcem ścięgna za pomocą którego mm jest przymocowany do kości a także nadaje mięśniom określony kształt i zwartość.

Jednostką budowy mięśnia szkieletowego jest włókno mięśniowe - twór powstały przez zespolenie wielu komórek macierzystych (mioblastów).

Włókno mięśniowe szkieletowe ma kształt walca o średnicy 10-100 μm i długość równą długości danego mięśnia (od kilku mm do ok. 30 cm).

Budowa anatomiczna mięśnia

• Tkanka łączna wytwarzana na powierzchni mięśnia zwana jest omięsną.

• W 1 mm³ mięśnia znajduje się 2000 naczyń krwionośnych włosowatych.

Budowa włókna mięśniowego

• Komórka mięśnia poprzecznie prążkowanego (włókno mięśniowe) zbudowana jest z:
  
  - błony komórkowej (sarkolema)
  - licznych jąder
  - cytoplazmy (sarkoplazma)
  - włókienek kurczliwych (miofibryli).
  
  

• Miofibryle wykazują poprzeczne prążkowanie.
  
  

• Podstawową jednostką budulcową miofibryli jest sarkomer.
  
  

• Sarkomer składa się z włókienek białkowych: aktynowych i miozynowych

• Regularny układ miofilamentów w sarkomerze powoduje uwidocznienie na przebiegu miofibryli jasnych i ciemnych prążków, a ponieważ we wszystkich miofibrylach są one ułożone na jednym poziomie, wywołuje to obraz poprzecznego prążkowania całego włókna mięśniowego.

Mechanizm skurczu

• Skracanie się miofibryli jest wynikiem interakcji białek kurczliwych:
  aktyny i miozyny.
  
  

• Nici aktyny przesuwają się w kierunku środka sarkomeru bez zmiany długości jej włókien (ślizgowa teoria skurczu).
  
  

• W procesie tym zużywana jest energia, którą dostarcza rozkład ATP.
  
  ATP ¨ ADP + P_i + energia

B Struktury bierne

Mięsień szkieletowy zbudowany jest z licznych, ułożonych równolegle włókien mięśniowych, poprzedzielanych tkanką łączną:

• mięsień otacza warstwa tkanki łącznej zbitej – namięsna ( omięsna zew )

• - od namięsnej odchodzą przegrody z tkanki łącznej wiotkiej, otaczające pęczki włókien mięśniowych – omięsna wew. prowadzi ona większe naczynia krwionośne i pęczki włókien nerwowych;

• - pomiędzy poszczególne włókna mięśniowe wnika delikatna tkanka łączna (głównie włókna srebrochłonne i substancja podstawowa), prowadząca naczynia włosowate i pojedyncze włókna nerwowe – śródmięsna.

Struktury czynne i bierne zorganizowane są w mięśniach w zespoły funkcjonalne, takie jak np.. Włókno mięśniowe czy jednostka ruchowa.

II. Wśród parametrów architektonicznych mięśnia największe znaczenie funkcjonalne mają:

c. fizjologiczny przekrój poprzeczny mięśnia.

a. W zależności od organizacji włókien mięśniowych wyróżniamy kilka typów mięśni,

• Kąt, pod jakim włókno mięśniowe łączy się ze ścięgnem, nazywamy kątem pierzastości.

• Ten parametr architektury mięśnia ma także wpływ na jego charakterystyki biomechaniczne.

Ft=Fm cosÜ

gdzie Fm oznacza sumaryczną silę skurczu włókien mięśniowych.

• Z dwóch mięśni: pierzastego i obłego, o tym samym obwodzie, mięsień pierzasty ma większy przekrój fizjologiczny. Przekrój wzrasta wraz ze wzrostem kąta pierzastości.

• Z dwóch mięśni: pierzastego i obłego, o tym samym obwodzie, mięsień pierzasty rozwija większą siłę. Im większy zaś kąt pierzastości mięśnia, tym mniejsza jest jego składowa użyteczna działająca wzdłuż osi długiej.

b. Ważnym parametrem charakteryzującym architekturę mięśnia jest długość wchodzących w jego skład włókien.

• Łatwo stwierdzić, że zakres zmian długości włókna zależy od liczby sarkomerów. Im dłuższe włókno mm, tym większa jest liczba tworzących je sarkomerów i tym większy jest zakres zmian jego długości. (mm 2 głowy 40 tyś sarkomerów)

Zależność siły skurczu od długości mięśnia

• Zależność prędkości skracania się mięśnia od jego długości i kąta pierzastości: im dłuższy mm, tym większa prędkość skracania się; im większy kąt pierzastości, tym większe straty prędkości skracania się mm (względem jego osi długiej)

c. Maksymalna powierzchnia przekroju

poprzecznego jest to o tyle ważny parametr, że przy fizjologicznej długości mm maksymalna siła skurczu izometrycznego jest wprost proporcjonalna do powierzchni jego przekroju.

• W wyniku skurczu mięśnia lub grupy mięśni może pojawić się w danej części ciała ruch,

• Jeśli będziemy rozpatrywać np. prosty ruch zginania, dwie główne grupy mięśni - zginacze i prostowniki - uczestniczące w tym ruchu będzie charakteryzował odmienny typ aktywności.

• Jest to aktywne skracanie się mięśni agonistycznych oraz bierne rozciąganie się antagonistów.

Antagonistyczne działanie mięśni:

• Mięśnie mają zdolność do aktywnego kurczenia się.

• Ich rozkurcz jest aktem biernym – wymaga skurczu innego mięśnia.

• Wyróżniamy dwie grupy czynnościowe mięśni: zginacze (przywodziciele) i prostowniki (odwodziciele).

• Mięśnie wykonujące przeciwstawną czynność nazywamy antagonistycznymi.

• Te dwa Typy aktywności mięśniowej (skurcz i bierne rozciąganie) zależą nie tylko od charakterystyki kurczliwych elementów włókien mięśniowych, ale również od parametrów mechanicznych pomocniczych struktur elastycznych, takich jak błony mięśniowe, powięzi czy wreszcie ścięgna, za pomocą których siła skurczu przekazywana jest na kości.

• Włókna kolagenowe tworzące ścięgno są 50 razy sztywniejsze od tkanki mięśniowej i dlatego można przyjąć, że w czasie rozciągania nieaktywnego mięśnia długość ścięgna się nie zmienia.

• Włókna kolagenowe ścięgna tworzą na końcu miofibryli rodzaj stożka. Do tego stożka przytwierdzony jest filament aktynowy połówki ostatniego sarkomeru.

• Ten obszar nosi nazwę złącza mięśniowo-ścięgnowego. Złącze zbudowane jest z pofałdowanych błon łącznotkankowych znacznie zagłębiających się w brzusiec mięśnia.

Zmiany funkcjonalne i patologiczne charakterystyk mechanicznych mięśni

Unieruchomienie zwiotczałego mięśnia

Unieruchomienie rozciągniętego mięśnia

Odnerwienie mięśnia

Upośledzenie funkcji mięśni w wyniku przeciążenia

• Znaczne przeciążenia dynamiczne aparatu mięśniowego mogą spowodować różne uszkodzenia mięśni.

• Opóźniony ból mięśniowy jest przykładem dolegliwości powstającej w skutek przeciążenia mięśnia, w wyniku nietypowego wysiłku fizycznego pacjent odczuwa dyskomfort i ból w mięśniach.

• Innymi objawami bolesności mięśniowej o opóźnionym początku jest ograniczenie zakresu ruchów w stawie sięgające 50% (w zależności od intensywności ćwiczeń) oraz zmniejszenie o połowę maksymalnej siły mięśniowej.

• Trening ze stopniowym zwiększaniem obciążenia przeciwdziała lub zmniejsza objawy opóźnionego bólu mięśniowego.

• Nadszarpnięcia lub rozerwanie mięśnia jest najczęstszym urazem występującym u sportowców. Największą częstotliwość występowania mają urazy obejmujące uszkodzenia obszarów połączeń mięśniowo-ścięgnowychi ścięgnowo-kostnych.

• Mięśnie osłabione lub zmęczone mają obniżoną zdolność absorpcji energii i dlatego są również podatne na uszkodzenia.

Wytrzymałość

• określa zdolność układu mięśniowego do wykonywania, albo inaczej do powtarzania, tego samego aktu ruchowego przez dłuższy czas. Utrata tej wytrzymałości może być wczesnym objawem niewydolności oddechowo-krążeniowej albo problemów neurologicznych,

zmęczenie mięśni

• Z kolei przez zmęczenie mięśnia rozumie się niemożność utrzymania przez niego zadanej lub wymaganej siły skurczu. Przyczyną zmęczenia mięśnia może być upośledzenie jednego mechanizmu lub kilku mechanizmów fizjolo­gicznych.

Fizjologiczna klasyfikacja skurczów mm.

• Skurcz izometryczny-objawiający się zmianą napięcia mm bez zmiany długości mm.

• Skurcz izotoniczny- zmiana długości bez zmiany napięcia tylko w warunkach laboratoryjnych.

• Skurcz auksotoniczny= mieszany, typowy dla ustroju żywego. Jednoczesne zmiany parametrów długości i napięcia.

Jednostkami funkcjonalnymi mm są aktony.

• AKTON mięśniowy jest mięśniem, jego częścią lub głową, których włókna mm mają jednakowy lub zbliżony kierunek przebiegu względem osi obrotu w stawach, ponad którymi akton przebiega.

Każdy stopień swobody (kierunek ruchu) musi być obsługiwany przez co najmniej dwa aktony, tworzące parę aktonów antagonistycznych.

W praktyce wiekszość stopni swobody w stawach jest obsługiwana przez zespoły aktonów.

Liczba stawów nad którymi przebiega dany akton, określa klasę aktonu.

Im wyższa klasa aktonów w biomechanizmach i łańcuchach biokinematycznych, tym mniejsza niezależność ruchowa tych struktur.

Formy pracy mm.

Praca mm nie zawsze prowadzi do ruchu, a co za tym idzie do wykonania pracy w sensie fizycznym- pracy użytecznej.

Praca użyteczna występuje, kiedy jest użyta w celu przemieszczenia ciała człowieka lub ciał obcych. Duża ilość pracy mm szkieletowych zużywana jest na stabilizację ciała i ruchy oddechowe.

Praca użyteczna dzieli się na:

• Pracę dynamiczną- oparta na zmianach długości mm i jego napięcia (skurcz auksotoniczny). W zależności od kierunku zmiany długości rozróżnia się pracę koncentryczną=skracanie mm lub ekscentryczną=wydłużanie mm.

• Praca statyczna- oparta na skurczu izometrycznym.

Wyróżnia się trzy odmiany:

• Utrzymująca-gdy aktywność mm skierowana jest na utrzymanie określonego położenia części ciała wobec sił przeciwstawnych (grawitacja), np. poziomka gimnastyczna,

• Ustalająca- (stabilizującą) gdy człowiek znajduje się w bezruchu. W praktyce taka postawa nie istnieje więc praca mm polega na ciągłym niwelowaniu odchyleń części ciała od pionu.

• Wzmacniająca- gdy na stawy działają siły rozciągające. Praca mm polega na wzmocnieniu działania torebek, więzadeł i ścięgien, tak aby nie doszło do ich uszkodzenia.

Człowiek który zbawił Polskę