NARZĄDY RUCHU - mięśnie (anatomia dla poczatkujących)

18+

"Filmik przedstawiony w tym materiale 'Anatomia dla początkujących' przeznaczony jest dla ludzi o naprawdę mocnych nerwach.
Jego gospodarzem jest Dr Gunther von Hagens, niemiecki lekarz, patomorfolog i anatom, wynalazca
plastynacji - lepiej znany jako Doktor Śmierć.Dr Gunther von Hagens to twórca Plastinarium
- ośrodka preparacji zwłok metodą plastynacji, znajdującego się w niemieckim mieście Guben. Program nagrano w Instytucie Plastynacji w Heidelbergu  w Niemczech w obecności dawców ciał i studentów. Wszystkie wykorzystane ciała były przekazane  przez ich właścicieli na cele naukowe."


  Żeby zrozumieć działanie i choroby danego układu w organizmie człowieka, najpierw należy dokładnie poznać jego budowę i mechanizm działania.

UKŁAD MIĘŚNIOWY

Tkanka mięśniowa to podstawowa tkanka wszystkich zwierząt. Składa się z włókien mięsniowych zbudowanych z MIOCYTÓW (zespół komórek mięśniowych) posiadających zdolność do aktywnego kurczenia się.
MIOCYT- włókno mięśniowe, wydłużony pojedynczy element tkanki mięśniowej. Pęczki miocytów otoczone osłonką tworzą mięsień.

Tkanki mięsniowe dzielimy na:

1. Mięśniową gładką- nie spełnia funkcji lokomotorycznych ale współtworzy ściany narządów wewnętrznych, występuje też w skórze i w przewodach wyprowadzających dużych gruczołów. Mięśnie gładkie charakteryzują się małą siłą i szybkością skurczu. Są odporne na zmęczenie , a ich skurcz jest niezależny od naszej woli.

Mięśnie gładkie występują w takich miejscach jak:
- skóra (mięsnie przywłosowe)
- naczynia (limfatyczne i krwionośne)
- narządy wewnętrzne (trzewne) - układ pokarmowy, moczowy, płciowy wewnętrzny, oskrzela)
- ściany naczyń
Komórki tej tkanki mają w zgrubiałej cześci środkowej pałeczkowate jądro i zaostrzają się ku końcom. W cytoplaźmie mają bardzo mało białek kurczliwych, a ich ułożenie nie jest regularne.

Mają wrzecionowaty kształt i tak jak napisałam wcześniej- posiadają jedno jądro w grubszej części środkowej. Układają się tworząc błony. Wewnatrz komórki znajdują się nitki , którą się kurczą- zbudowane z AKTYNY I MIOZYNY.
AKTYNA- kurczliwe białko budujące
MIOZYNA- białko wchodzące  w skład kurczliwych włókien w komórkach (zwłaszcza mięśniowych)
Aktyna i miozyna w czasie skurczu mięśnia nasuwają się na siebie przez co mięsień skraca się i grubieje. Zmienia się także napięcie mięśnia.
Skurcz mięśni gładkich oraz tkanki mięśniowej typu sercowego odbywa się bez udziału woli, jednak niższe elementy ośrodkowego układu nerwowego wywierają znaczny wpływ na powstawanie i modyfikację siły skurczu.

1. Skurcz inicjowany jest przez napływ jonów wapnia do wnętrza komórki, które następnie łączą się z białkiem kalmoduliną.
2. Kompleks wapń-kalmodulina łączy się i aktywuje kinazę lekkich łańcuchów miozyny.
3. Kinaza lekkich łańcuchów miozyny dokonuje fosforylacji lekkich łańcuchów miozyny, przez co zmienia ich konfigurację przestrzenną, umożliwiając przyłączenia się filamentów aktynowych. Następuje skurcz.

 Kalmodulina- białko aktywowane przez cztery jony wapnia Ca2+ . Stymuluje działanie wielu enzymów, m.in. kinazę
Kinazy- grupa enzymów. Kinaza to enzym transferowy, katalizujący (przyspieszający) reakcje przeniesienia grup fosforanowych ze związków wysokoenergetycznych, np. ATP do łańcuchów białkowych (miozyny)
Fosforylacja- reakcja przyłączenia reszt fosforanowych do danego związku chemicznego

Pod względem czynnościowym mięśnie gładkie można podzielić na:
- wielojednostkowe mięśnie gładkie- poszczególne komórki kurczą się niezależnie i pobudzenie nie przechodzi z jednej komórki na drugą. Występują w ścianach naczyń krwionośnych i tęczówce.
- trzewne mięśnie gładkie- stanowią warstwy lub pierścienie równolegle ułożonych komórek, w których pobudzenie przenosi się z jednej komórki na drugą dzięki połączeniom szczelinowym. Tworzą tym samym czynnościowe syncytia. Występują w ścianach przewodu pokarmowego, w moczowodach, pęcherzu moczowym i macicy.

CZYNNIKI POBUDZAJĄCE MIĘSIEŃ DO SKURCZU


1. samoistne pobudzenie
2. przekaźniki chemiczne wydzielane przez AKSONY (komórki nerwowe)- autonomiczny układ nerwowy
3. miejscowy czynnik mechaniczny lub chemiczny np. rozciaganie mięsnia, zmiana pH, zmiana pręzności tlenu
4. przekaźniki chemiczne wytwarzane w układzie hormonalnym np. hormony rdzenia nadnerczy (dopamina, noradrenalina, adrenalnina)

Do skurczu mięsnia niezbędne są jony wapnia, na skurcz nie mamy w tym przypadku wpływu. Rozkurcz mięśnia odbywa się dzięki obecności magnezu.

2. TKANKA MIĘŚNIOWA POPRZECZNIE PRĄŻKOWANA

mięśnie szkieletowe, serce, wyrazowe (mimiczne)

rodzaj tkanki mięśniowej, zbudowany z silnie wydłużonych, walcowatych komórek, zawierających wiele położonych obwodowo jąder. W centrum komórki występują liczne i rozciągające się na całą jej długość miofibryle zbudowane z ułożonych naprzemiennie (na długość) filamentów cienkich składających się głównie z aktyny i filamentów grubych składających się głównie z miozyny. Białka aktyna i miozyna, z których zbudowane są filamenty, maja zdolność do kurczenia się. składa się z prążków, z których ciemniejsze, ze względu na anizotropię optyczną miozyny, są filamenty grube.
MIOFIBRYLE-  włókienka kurczliwe filamentów w postaci mini pałeczek. Filamenty ułożone w nich są bardzo regularnie, zachodzą na siebie w układzie sześciokątnym (co widać na przekroju poprzecznym)
FILAMENTY-  włókna białkowe znajdujące się w cytoplazmie (cienkie z aktyny, grube z miozyny) Aktynowe łączą sarkomery, miozynowe nie są nigdzie przyczepione między sarkomerami.

Filamentami są pęczki zbliżonej długości włókien białkowych, przy czym włókna aktynowe są ze sobą połączone w środkowej części (zakotwiczone), a ich wolne końce mogą „wnikać” pomiędzy włókna miozynowe sąsiednich filamentów. Włókna aktynowe są znacznie cieńsze od miozynowych i stąd pochodzą nazwy: filament cienki i filament gruby. Filament gruby wraz z połówkami sąsiadujących z nim filamentów cienkich tworzy jednostkę czynnościową mięśnia poprzecznie prążkowanego zwaną sarkomerem.

SERCE

Tkanka zbudowana jest z włókien mających jedno jądro , rzadko dwa, zwykle centralnie położone jądro. Włókna są widlasto rozgałęzione łączące się ze sobą komórki mięśniowe tworzą przestrzenną
sieć , w której skurcz elementów prowadzi do zmniejszenia objętości jam serca. Włókna są silnie ukrwione, wykazują poprzeczne prążkowanie ale ułożenie mikrofibryli jest inne niż w mięsniach szkieletowych.
Skurcz jest niezależny od naszej woli.

TKANKA MIĘŚNIOWA SZKIELETOWA

Buduje aktywną część układu ruchu, czyli mięśnie szkieletowe.
Włókna tej tkanki przypominają wydłużone walce , które ułożone w mięśniu równolegle do siebie zwiększają siłę skurczu. Spłaszczone jądra komórkowe , których liczba jest dość duża w jednym włóknie ,położone są peryferycznie co dodatkowo zwiększa efektywność skurczów.
Skurcz mięśni szkieletowych zależy od naszej woli.
We włóknach mięśniowych układ filamentów cienkich i grubych jest bardzo regularny - zebrane są w pęczki , w których FILAMENTY zachodzą na siebie.
Prążki jasne widoczne pod mikroskopem zawierają fibryle aktynowe, zaś ciemne - fibryle miozynowe.
Mięśnie są pobudliwe tak jak tkanka nerwowa, tzn. na skutek zadziałania bodźca przechodzą od stanu spoczynku (rozkurczu)  do stanu pobudzenia (skurczu).
Bodźce można podzielić na: elektryczne, termiczne, chemiczne (kwasy, zasady, hormony, osmotyczne)
W organizmie na mięśnie poprzecznie prążkowane działają głównie nerwy ruchowe.

Komórka mięśniowa:  budowa

Komórka (MIOCYT) zawiera wewnątrz włókna mięsniowe (miofibryle). Włókienko zawiera białka kurczliwe. Długość komórki wynosi do kilkudziesięciu centymetrów. Ułożone są w pęczki otoczone omięsną, natomiast pęczki tworzą mięśnie otoczone powięzią.
Komórka mięsniowa pod mikroskopem ma ciemne i jasne prążki. Jest wielojądrzasta.
Jednostką czynnościaową mięsnia jest SARKOMER zbudowany z cienkich nitek AKTYNY i grubych MIOZYNY.
SARKOMER - podstawowa jednostka czynnościowa mięśnia poprzecznie prążkowanego oraz podstawowa jednostka kurczliwa budującą miofibryle
MIOCYT- włókno (komórka) mięśniowe , wydłużony pojedynczy element strukturalny tkanki mięsniowej (cylindryczne twory wielojądrowe w mięśniach poprzecznie prążkowanych)
OMIĘSNA - błona łącząca pęczki włókien mięśniowych
POWIĘŹ- nieruchoma część , błona pokrywająca wiążki mięśniowe i mięśnie

Skurcz mięśnia – zmiana długości lub napięcia mięśnia, wywierająca siłę mechaniczną na miejsca przyczepu mięśnia lub wokół narządu otoczonego przez mięsień okrężny (np.mięsień okrężny ust). Poruszanie się organizmu możliwe jest dzięki synchronizowanemu skurczowi różnych grup mięśniowych.

W przypadku mięśni szkieletowych skurcz jest efektem potencjałów powstałych w mózgu w korze. Skurcz mięśni gładkich oraz tkanki mięśniowej typu sercowego odbywa się bez udziału woli, jednak niższe elementy ośrodkowego układu nerwowego wywierają znaczny wpływ na powstawanie i modyfikację siły skurczu.

Mechanizm działania: skurcz i rozkurcz

Sarkomer ograniczony jest liniami Z, środek zajmuje miozyna, natomiast brzegi aktyna. W okresie rozkurczu
 wyróżniamy w nim prążek anizotropowy A , który jest ciemny. Tworzą go miozyna i aktyna.
Sama miozyna tworzy prążek H, natomiast aktyna to prążek jasny izotropowy I.
W czasie skurczu nitki aktyny wsuwają się między nitki miozyny (czasem sięgają do przeciwległej połowy), zanika tym samym prążek H i mięsień ulega skróceniu.

UKŁAD SARKOTUBULARNY

składa się z cewek poprzecznych i siateczki sarkoplazmatycznej. Cewki leżą na granicy prążków A i I. W miejscu styku z siateczką leży zbiornik końcowy z dużą ilością jonów wapnia. Wpływ jonów powoduje skurcz mięśni.

NA SKURCZ I ROZKURCZ MIĘSNIA WPŁYWA WAPŃ (WARUNKUJE GO) I MAGNEZ (WARUNKUJE ROZKURCZ). 

 Płytka nerwowo-mięśniowa, inaczej płytka motoryczna, płytka ruchowa – miejsce połączenia synaptycznego pomiędzy aksonem neuronu ruchowego a komórką mięśniową (tkanka mięśniowa, mięśnie). Przekaźnikiem synaptycznym jest tu acetylocholina wydzielana z kolbki synaptycznej aksonu, a receptor dla acetylocholiny obecny na błonie komórki mięśniowej należy do receptorów jonotropowych.

 W organizmie mięsień pobudzany jest za pośrednictwem nerwu ruchowego kończącego się na włóknie mięśniowym tak zwaną płytką motoryczną.
Składa się ona z jednego włókna nerwowego i z większej liczby włókien mięsniowych. Włókno nerwowe w pobliżu zakończenia traci osłonkę i dzieli się na kilka gałązek , z których każda unerwia jedno włókno mięśniowe.

SYNAPSA NERWOWO MIĘŚNIOWA

Impuls nerwowy dochodzi do błony presynaptycznej  (zakończenia włókna nerwowego) gdzie znajdują się pęcherzyki z neuroprzekaźnikiem (acetylocholina) ACH.
Pęcherzyki wyrzucają przekaźnik do szczeliny synaptycznej . ACH drażni błonę mięśniową wywołując w niej pobudzenie (depolaryzację) po czym przekaźnik wraca do kolby. Fala depolaryzacji rozchodzi się w obu kierunkach jednocześnie.
EFEKTEM DEPOLARYZACJI JEST SKURCZ MIĘŚNIA
Potem mięsień ulega REPOLARYZACJI (rozkurczowi) .
Skurcz mięśnia dzieli się na 3 etapy
1. LATENCJA - utajone podrażnienie- dokonują się wówczas przemiany chemiczne
2. SKRACANIE - kurczenie się
3. ROZKURCZ

RODZAJE SKURCZÓW

1. pojedyncze
-Skurcz izotoniczny - dochodzi do zmiany długości mięśnia przy niezmienionym napięciu
-Skurcz izometryczny- zmienia się w mięśniu napięcie, a długość jego pozostaje niezmieniona
-Skurcz auksotoniczny (mieszany) - zmienia się zarówno długość i napięcie mięśni.
Skurcze auksotoniczne najczęściej występują w organizmie. 

2. Sumowane
Jesli kolejny bodziec zadziała zanim mięsień całkowicie się rozkurczy , wówczas skurcze nakładają się na siebie tworząc SKURCZE TĘŻCOWE. Napięcie ich jest cztery większe niż pojedynczego.

Jeżeli kolejny bodziec zadziałał w fazie kurczenia się mięśnia powstaje skurcz tężcowy zupełny, który jest ciągły, a linia wykresu prosta.
Jeżeli następne pobudzenie wystąpi w momencie gdy mięsień zaczął się rozkurczać pojawiają się okresy niecałkowitego skurczu, a wykres jest linia falistą.
............................................................................................................

Jesli ciężko było zrozumieć dotychczasowe informacje to niżej podaję konkrety bardziej uporządkowane :

1.  budowa komórki mięśniowej
-cytoplazma - zawiera czerwony barwnik MIGLOBINĘ (białko z zapasem tlenu)
-liczne mitochondria
-liczne pęczki włókienek białkowych  (MIOFIBRYLE) między nimi jest siateczka śródplazmatyczna gdzie gromadza się jony wapnia
- miofibryle to dwa rodzaje filamentówbiałkowych: aktynowe i miozynowe
- prążek ciemny miozynowy w pęczku mięśniowym , prążek jasny aktynowy
- w połowie długości prążka jasnego jest cienka ciemna linia Z- błona rozdzielająca włókno mięsniowe na części zwane SARKOMERAMI

2. skurcz włókna mięśniowego
Zjawisko skurczu mięsni jest efektem wsuwania się filamentów aktynowych między miozynowe. Końcowy efekt skurczu włókna mięśniowego jest wynikiem sumy skurczów sarkomerów
Sarkomer to podstawowa jednostka czynnościowa włókna mięsniowego.

3. przebieg skurczu
a) pod wpływem impulsu nerwowego dochodzi do zmian w obrębie błony komórkowej włókna mięśniowego. Potem zmiany te są przenoszone na błony siateczki śródplazmatycznej . Efektem jest uwolnienie zgromadzonych tam jonów wapnia do cytoplazmy
b) obecność jonów wapnia w sąsiedztwie miofibryli powoduje zmianę ułożenia miozyny. Zmiana ta wymaga nakładu energii , której źródłem jest ATP.

W zależności od czasu pracy mięsni ATP może być uzyskiwany z różnych źródeł:
- fosfokreatyna- aminokwas z dołączoną resztą fosforanową. Pewna jego ilość zawsze znajduje się w mięśniu i pełni rolę podręcznego magazynu energii. Jest podstawowym źródłem ATP w nagłych , krótko trwających ruchach (np. unik) lub w pierwszych sekundach wysiłku fizycznego.
Pozyskiwanie ATP z fosfokreatyny polega na przeniesieniu reszty fosforanowej na ADP
fosfokreatyna+ADP = kreatyna+ ATP
- oddychanie tlenowe - to podstawowy proces, w wyniku którego wytwarza się ATP w mięśniach
Jako źródło energii wykorzystywane są:

glukoza: na samym początku wysiłku (2-3 minuty) glukoza ulega rozkładowi beztlenowemu. Po tym czasie zaczyna się przemiana tlenowa w mitochondriach komórek. Energia pozyskiwana z glukozy wystarcza na kilkanaście minut wysiłku

glikogen: gdy wyczerpuje się glukoza , glikogen zaczyna być rozkładany dostarczając nowych jej porcji. Pewna ilość glikogenu magazynowana jest w mięśniach , poza tym rozkładany też jest glikogen znajdujący się w wątrobie. Ten czas energii wystarcza na około 1 godzinę wysiłku.

kwasy tłuszczowe: są wykorzystywane jako źródło energii podczas długiego wysiłku.

WARUNKIEM  sprawnie działających przemian tlenowcyh jest odpowiednie zaopatrzenie mięsni w tlen. Pewna jego ilość magazynowana jest w tkance mięśniowej przez znajdującą się tam mioglobinę.

- oddychanie beztlenowe  (cechy zmęczonego mięsnia)
Przy słabej kondycji fizycznej do mięsni nie jest doprowadzana odpowiednia ilość tlenu. Zapasy z miglobiny też się kończą. Sytuację braku tlenu w mięśniach nazywa się DŁUGIEM TLENOWYM .
Energia potrzebna do ich dalszej pracy powstać może jedynie w procesie oddychania beztlenowego. W tej przemianie w wyniku rozkładu glukozy powstaje KWAS MLEKOWY .
Gromadzący się w mięśniach produkt zakwasza środowisko  zakłócając funkcjonowanie włókien mięsniowych- stają się one sztywne , a ich ruch sprawia bół (powstają zakwasy).
Kwas mlekowy jest odprowadzany do wątroby i tam rozkładany . Proces ten trwa ok 2 dni. ( kwas mlekowy i sól= mleczan)

W czasie wysiłku fizycznego następuje przetwarzanie energii chemicznej powstającej w czasie metabolizmu komórkowego w energię mechaniczną dla pracy mięśni.

W układzie ruchu bierne są kości, czynne mięśnie

mięsnie szkieletowe składają się z brzuśca i ściągna

ŚCIĘGNA zbudowane są z kanki łącznej zbitej i są zakończeniem mięsnia (przyczepione do kości)
BRZUSIEC - tworzą go pęczki włókien mięsniowych . Kazdy pęczek jak i cały mięsień otoczone są łącznotkankową błoną tzw. OMIĘSNĄ
Niektóre mięsnie mają więcej niż jeden brzusiec (dwu-, trój- i czterogłowe)

ODNERWIENIE MIĘŚNIA

zapalenie mięśni na zakończeniach nerwowych - powoduje odnerwienie przy zaburzeniach funkcji ruchowych

BIAŁKA WYSTĘPUJĄCE W MIĘŚNIACH

-mioglobina- białko z zapasem tlenu
-aktyna - białko kurczliwe cienkie
- miozyna- białko kurczliwe grube

CECHY WYTRENOWANEGO MIĘŚNIA

-dobrze dotleniony
-prawidłowe skurcze mięsniowe
-zdolność regeneracji
-większa pojemność minutowa utrzymania energii





ŹRÓDŁO
„Fizjologia człowieka”. Podręcznik dla studentów medycyny. Red. Stanisław J. Konturek, Elservier Urban&Partner 2013
własne notatki z różnych szkół medycznych