Tkanka mięśniowa
Podział tkanki mięśniowej ze względu na obecność prążków:
Tkanka mięśniowa
Gładka:
- nie występują prążki,
- wrzecionowaty kształt włókien mięśniowych,
- włókna mięsniowe sa jednojądrowe,
- mała szybkość skurczu,
- wyścieła narządy wewnętrzne, Poprzecznie prążkowana:
- skurcz niezależny od naszej woli. - występują prążki,
- cylindryczny kształt komórek,
- wielojądrowe włókna mięśniowe.
Szkieletowa : Serca:
- jądra położone peryferyjnie, - jądra położone centralnie,
- duża szybkość skurczu, - średnia szybkość skurczu
- skurcz zależny od woli, - skurcz niezalezny od woli.
- przyczepione do kości,
- umożliwiają ruch.
Budowa tkanki mięsniowej poprzecznie prążkowanej szkieletowej:
Mięsień zbudowany jest z pęczków mięśniowych.
Pęczki mięśniowe składają się z włókien mięśniowych (miocytów) jeden pęczek zawiera zwykle ok. 20 miocytów.
Włókno mięśniowe składa się z miofibryli.
Miofibryla składa się z miofilamentów.
Miofilamenty zbudowane są w przeważającej części z aktyny i miozyny.
Poprzeczne prążkowanie jest widoczne ponieważ poszczególne części włókna mięśniowego inaczej odbijają światło. Spowodowane jest to uporządkowanym ułożeniem białek: aktyny i miozyny.
Miozyna
- białko fibrylarne,
- tworzy filamenty grube, w którym wystające główki miozynowe tworzą tzw. mostki,
- składa się z dwóch łańcuchów polipeptydowych (łańcuchów ciężkich),
- każdy łańcuch ciężki kończy się strukturą globularną, mającą postać główki.
- pod wpływem czynników proteolitycznych cząsteczka miozyny rozpada się na:
Meromiozynę lekką (końcowy odcinek łańcucha)
Meromiozynę ciężką (kawałek łańcucha+główka)
W obrębie meromiozyny ciężkiej wyróżniamy dwie podjednostki S1 (wykazujące aktywność enzymatyczną) oraz jedna podjednostkę S2 , pozbawioną aktywności enzymatycznej.
Aktyna
- białko globularne (aktyna G),
- może ulec polimeryzacji, dając łańcuchy polipeptydowe aktyny fibrylarnej (aktyny F)
- tworzy filamenty cienkie (jeden filament gruby otoczony jest przez 6 filamentów cienkich),
- każda cząsteczka aktyny G ma miejsce wiążące miozynę.
Poza aktyną i miozyną w skład miofibryli wchodzą także:
titina - łączy filamenty grube z linią Z.
α-aktynina - tworzy linię graniczną Z
nebulina - ciągnąc się od linii Z wzdłuż nitek aktyny określa najprawdopodobniej ich długość.
mamiozyna - łączy pomiędzy sobą cząsteczki miozyny a konkretnie filamenty grube, znajduje się w linii M.
Sarkomer - to podstawowa jednostka strukturalna i funkcjonalna dla mięśni poprzecznie prążkowanych. Utworzony jest przez szeregowo ułożone segmenty włókien mięśniowych. Pojedyncza komórka mięśnia poprzecznie prążkowanego może zawierać do 100 000 sarkomerów.
Z + ½ I + A + ½ I + Z
- Linia Z (błona graniczna Z) - element będący wyznacznikiem sarkomeru.
- Prążek I (izotropowy, jasny) - składa się z filamentów cienkich, przez środek przechodzi linia Z.
- Prążek A (anizotropowy, ciemny) - składa się z filamentów cienkich i grubych.
- Prążek H - występuje w centrum sarkomeru, składa się jedynie z filamentów grubych.
- Linia M- przechodzi przez środek sarkomeru, utrzymuje filamenty we właściwym szyku (do tej linii dochodzą filamenty cienkie podczas skurczu)
Układ sarkotubularny
To zespół kanalików i pęcherzyków otaczających włókna mięśniowe. Składa się z:
cewek poprzecznych T (kanalików T) - powstających na skutek wpuklania błony komórkowej wgłąb włókna mięśniowego.
Funkcja: biorą udział w rozprzestrzenianiu się fali depolaryzacji wgłąb komórki.
Siateczki sarkoplazmatycznej - tworzącej nieregularną sieć kanalików wokół każdego z włókien.
Funkcja: stanowi wewnątrzkomórkowy magazyn jonów dla Ca 2+.
Rola jonów Ca 2+ w skurczu mięśnia.
Błona kanalików T zawiera wrażliwy na zmiany potencjału błony receptor dihydropirydynowy (DHP-receptor), który połączony jest za pomocą stopkowatych wypustek z kanałem uwalniającym Ca 2+ z siateczki sarkoplazmatycznej tworzących receptor ryanodinowy.
Układ zawierający kanalik T oraz przylegające do niego 2 zbiorniki siateczki sarkoplazmatycznej nosi nazwę triady.
Jednostka motoryczna (ruchowa)
To zespół komórek mięśnia szkieletowego unerwianych przez jeden neuron ruchowy (motoneuron)
Liczba włókien mięsniowych unerwianych przez jeden motoneuron zależy od rodzaju mięśnia, a im mniejsza liczba włókien w jednostce, tym większa precyzja ruchu (stąd mało włókien unerwianych przez jeden motoneuron znajduje się np. W oku)
Sprzężenie elektromechaniczne (skurcz mięśnia) - to ciąg procesów w miocycie, od pobudzenia aż do skurczu. Skurcz mięsnia odbywa się kosztem prążka izotropowego.
Skurcz:
wyładowanie motoneuronu.
uwolnienie transmitera (acetylocholiny) z motorycznej płytki końcowej.
połączenie acetylocholiny z cholinergicznym receptorem nikotynowym.
zwiększona przepuszczalność błony motorycznej płytki końcowej dla Na+ i K+
generowanie potencjału czynnościowego ( Na+ do wewnątrz komórki, K+ na zewnątrz)
dochodzi do depolaryzacji błony.
przesuwanie się fali depolaryzacji do wnętrza komórki i dalej do cewek T.
uwalnianie Ca2+ ze zbiorniczków końcowych siateczki sarkoplazmatycznej i dyfuzja Ca2+ pomiędzy nitki grube i cienkie.
aktywacja ATP-azy znajdującej się w głowach miozynowych przez Ca2+ , rozkład ATP i uwolnienie energii.
Połączenie Ca2+ z troponiną C, odsłaniające miozynowe miejsca wiążące na aktynie.
Tworzenie się mostków poprzecznych pomiędzy aktyną a miozyną, wsuwanie się nitek cienkich pomiędzy grube.
Rozkurcz:
wychwytywanie jonów Ca2+ przez siateczkę sarkoplazmatyczną.
odłączanie jonów Ca2+ od troponiny i dezaktywacja ATP-azy.
zaprzestanie oddziaływania pomiędzy aktyna a miozyną.
Stężenie pośmiertne - sztywność mięśni, występująca po śmierci wskutek wyczerpania się energii w mięsniach. Związane jest ono z trwałym połączeniem główek miozyny z aktyną, pozostawiając mięśnie w fazie skurczu.
Potencjał czynnościowy komórki mięsniowej trwa ok. 1-3 ms.
Wykres skurczu - miogram. Skurcz trwa ok. 10-100 ms.
Okres utajenia - opóźnienie wystąpienia skurczu w stosunku do pojawienia się impulsku mięsniowego.
Rodzaje skurczy:
izotoniczny
izometryczny
auksotoniczny
ad.1
izotonia - stałe napięcie
mięsień w czasie skurczu ulega skróceniu przy niezmiennym napięciu. Wynikiem tego skurczu jest ruch.
ad. 2
izometria - stała długość
w mięsniach, prócz elementów kurczliwych, obecne są też elementy sprężyste ułożone szeregowo i róznolegle, które umożliwiają skurcz mięśnia bez zmniejszenia jego długości. Wynikiem tego skurczu jnie jest ruch. Lecz utrzymanie części ciała w danym położeniu.
ad. 3
(skurcz izotoniczny wtórnie obciążony)
Po fazie izometrycznej dochodzi do skurczu izotonicznego.
Inny podział:
skurcz pojedynczy:
- pojedyncze pobudzenie wywołuje ów skurcz.
- w dalszej chwili mięsień staje się znów pobudliwy.
skurcz tężcowy:
niezupełny - występuje, jeżeli następne pobudzenie pojawia się w mamencie, gdy mięsień zaczął się rozkurczać. Szczyt wykresu to linia falista.
zupełny - występuje, jeżeli kolejne pobudzenie wypada na ramieniu wstępującym skurczu (mięsień nie może się rozkurczyć przed następnym pobudzeniem) Szczyt wykresu to linia prosta.
Zmęczenie mięśnia - przejściowa niezdolność mięsnia do pracy na skutek wyczerpania się zapasów energetycznych.
Zmęczenie może być spowodowane:
- brakiem tlenu (krótka, intensywna praca)
- brakiem materiałów energetycznych (długa praca)
- brakiem neurotransmitera (praca statyczna, stałe napięcie)
Praca intensywna doprowadza do długu tlenowego. Pomimo szybszego oddechu tlenu często i tak jest za mało, mięśnie zaczynają pracować w warunkach beztlenowych. W czasie glikolizy (procesu uwalniającego energię) powstaje produkt uboczny - kwas mlekowy.
Dług tlenowy - po krótkim, intensywnym wysiłku pobieramy dodatkową ilość tlenu /9oddychamy szybko) w celu rozłożenia produktów powstałych w warunkach beztlenowych, m.in. kwasu mlekowego.
Materiały energetyczne dla mięśnia:
bezpośrednie:
- ATP,
- fosfokreatyna.
pośrednie:
- węglowodany (glikoliza)
- kwasy tłuszczowe
- białka
(w takiej kolejności spalamy owe substancje w celu uzyskania energii)
5