Fizjologia wykład z 6.05
Układ mięśniowy
W organizmie występują 3 rodzaje tkanki mięśniowej:
tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana szkieletowa,
tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana sercowa,
tkanka mięśniowa gładka
Mięśnie szkieletowe zajmują 43% masy dorosłego człowieka. Ultra struktura włókna mięśnia szkieletowego poprzecznie prążkowanego powstaje w życiu płodowym i w wyniku połączenia szeregu macierzystych miocytów, które stanowią zespolenie komórkowe czyli sarkomer.
Średnica 10- 100 mm. Mają one wiele jąder umiejscowionych pod błoną komórkową( sarkolema) oprócz sarkolemy włókna mięśniowe otoczone są błoną podstawową. We wnętrzu włókna znajdują się liczne włókienka kurczliwe- specyficzne organelle. Zbudowane są z 2 rodzajów białek: aktyna i miozyna. W obrębie sarkomera widoczne są powtarzające się odcinki o różnym załamywaniu światła: ciemne: anizotropowe i jasne: izotropowe.
Oprócz aktyny w składniki ciemnych miofilamentów wchodzą tropomiozyna i kompleks propanina (T i C ).
Miofilamenty aktyny i miozyny w obrębie prążka A częściowo wchodzą pomiędzy siebie co umożliwia w przypadku pobudzenia impulsem elektrycznym od motoneuronu, powstanie mostów miozynowych pomiędzy A i M. Tworzenie mostów i ich ruch jest podstawą skręcania się sarkomerów a w rezultacie skurcz włókna mięśniowego.
Ślizgowa teoria skurczu
Włókna mięśniowe są pobudliwe mogą natychmiast reagować na dochodzące do nich pobudzenia.
Pobudliwość wynika z utrzymywania się błonowego potencjału spoczynkowego dzięki kanalikom poprzecznym,pobudzenie przenosi się z błony włókna mięśniowego na zbiorniki brzeżne a przy udziale wydzielanych z tych zbiorników jonów wapnia dochodzi do powstania mostków poprzecznych pomiędzy łańcuchami A i M.
Komórki satelitarne znajdują się na obwodzie włókna mięśniowego pod błona podstawną, mają zdolność do replikacji DNA i podziału mitotycznego. Tym samym biorą udział w procesach wzrostu organizmu w wieku młodzieńczym a u dorosłych decydują o właściwościach regeneracyjnych i plastycznych tkanki mięśniowej i mogą się mnożyć pod wpływem treningu fizycznego.
Podział włókien mięśniowych poprzecznie prążkowanych
I typ włókna wolno kurczące się (typu I lub SO) (czerwono tlenowe)
II szybko kurczące się ( białe)
II A odporne na zmęczenie ( tlenowo glikolityczne) ( typu A albo FOG)
II X podatne na zmęczenie glikolityczne ( II X albo FG)
Większość mięśni człowieka jest heterogeniczna ( zawiera włókna mięśniowe różnego typu)Włókna te są w obrębie mięśnia przemieszczane i pod mikroskopem jest wrażenie mozaiki mięśniowej. Mięśnie z przewagą włókien wolnych określa się jako wolne a mięśnie gdzie dominują włókna szybko kurczliwe jako szybkie.
Proporcjonalny udział włókien szybkich i wolnych w mięśniach jest uwarunkowany genetycznie i jest cechą zmienną osobniczo.
Osoby u których jest więcej włókien wolnych są biologicznie lepiej przygotowane do wysiłku długotrwałwgo a włókna szybkie do treningu siłowego.
Jednostkę ruchową stanowi kompleks złożony z jednego motoneuronu i zespołu włókien mięśniowych unerwionych wyłącznie przez ten motoneuron. Włókna mięśniowe podczas wykonywania ruchu kurczą się tylko wtedy gdy są pobudzane przez motoneurony.
Motoneurony oddziałują na włókna mięśniowe za pośrednictwem synapas nerwowo mięśniowych czyli płytek ruchowych W płytkach tych wydzielana jest acetylocholina. W warunkach prawidłowych fizjologicznych każdy potencjał czynnościowy motoneuronów doprowadza do odpowiedniego wydzielania acetylocholiny. Każdy potencjał nadprogowy pobudza włókno do skurczu. Dzięki temu pojedynczy skurcz włókna mięśniowego ma charakter ,,wszystko albo nic „
Pobudzenie jakie powstaje w okolicy płytki ruchowej szerzy się wzdłuż włókna mięśniowego od płytki do obu końców włókna.
Ze względu na cechy skurczu wyróżnia się:
jednostki ruchowe wolno kurczące się S
szybko kurczące się odporne na zmęczenie FR
kurczące się szybko i męczące się szybko FF
Jednostki wolno kurczące się cechują się długim czasem skurczu, bardzo wysoką odpornością na zmęczenie i mała siłą skurczu, a ich motoneurony mają niski próg pobudliwości.
Jednostki typu FF cechują przeciwne cechy.
Na siłę skurczu wpływa wiele czynników. Siła skurczu mięśnia zależy od jego rozciągnięcia i najwyższe wartości osiąga w silnym rozciągnięciu mięśni. Siła skurczów dowolnych może być regulowana dzięki dwóm podstawowy mechanizmom: rekrutacji odpowiednich liczby jednostek ruchowych oraz zmianą częstotliwości wyładowań czynnych motoneuronów. Rekrutacja jednostek ruchowych odbywa się zwykle w kolejności S-FR-FF. Dlatego jednostki typu S są czynne najdłużej a FF są najrzadziej włączane do skurczu. Włókna mięśniowe jednostek ruchowych podczas wykonywania ruchu znajdują się zwykle w skurczach tężcowych niezupełnych. Zmiana nawet jednego odstępu między kolejnymi wyładowaniami powoduje modulację przebiegu skurczu. Motoneurony generują wyładowania o częstotliwości wywołującej skurcze dzięki korelacji czasu trwania hiperpolaryzacyjnego potencjału następującego z czasem trwania skurczu oraz dzięki hamowaniu zwrotnemu z komórek Renshawa. Trening wywołuje w mięśniach adaplacyjne zmiany przystosowanie cech jednostek ruchowych do realizowanej aktywności fizycznej. Te zmiany zależą od uwarunkowań genetycznych ich stanu wyjściowego, czasu trwania i realizowanej w czasie treningu aktywności, częstotliwości powtarzania ćwiczeń oraz rodzaju skurczu. Adaptacja przejawia się jako zmiany średnicy włókien mięśniowych, ich odporności na zmęczenie powoduje rozwój ich kapilaryzacji oraz przez proces transformacji włókien mięśniowych II X do IIA i odwrotnie.
Dwa podstawowe rodzaje treningu: trening wytrzymałościowy wywołuje wzrastanie potencjału tlenowego, podniesienie progu przemian beztlenowych i progu wentylacyjnego, kapilaryzacja wzrost liczby i gęstości mitochondriów oraz wzrost aktywności enzymów przemiany tlenowej powoduje wzrost stężenia mioglobiny i zwiększenie zasobów glikogenu. Trening wytrzymałościowy nie powoduje wyraźnego wzrostu masy mięśniowej. Trening siłowy powoduje wzrost średnicy włókien mięśniowych- hipertrofia, powiększenie liczby włókien- hiperplazja, wzrost siły skurczu- hipertrofia. Trening siłowy zwiększa potencjał beztlenowy zmniejsza poziom mioglobiny.