Elektrofizjologia komórki pobudliwej i fizjologia mięśni szkieletowych.
ELEKTROFIZJOLOGIA KOMÓRKI POBUDLIWEJ
Czynność bioelektryczna komórki to trzy funkcje:
-transport błony komórkowej: czynny i bierny. Dyfuzja-transport czynny (aktywny-kationy sodowe i potasowe, anion chlorkowy)-odbywa się wbrew gradientowi (różnicy stężeń)-„pod prąd”, odbywa się z nakładem energii. Jony muszą być transportowane, bowiem mają otoczkę hydracyjną i nie mogą się przepchać, „pomaga” im w tym pompa jonowa. Dyfuzja-transport bierny ze stężenia mniejszego do większego, zależy od różnicy stężeń. Jeżeli cząsteczki są duże, to potrzebują nośnika, jest to dyfuzja ułatwiona (np. w przypadku glukozy).
-pompa jonowa -sodowo-potasowa, (mechanizm działania): wyrzuca ona na zewnątrz jony sodowe, a włącza do wewnątrz jony potasowe, jest to transport czynny (aktywny), około 30% całego metabolizmu komórkowego tkanek pobudliwych jest zużywana na napęd pompy jonowej, pompa może ulec zablokowaniu, enzymem tego układu transportowego jest ATP-aza Na+-K+.
-potencjał spoczynkowy i czynnościowy komórki: potencjał spoczynkowy-to różnica potencjału elektrycznego, występująca stale w spoczynku pomiędzy wnętrzem neuronu wraz ze wszystkimi wypustkami i płynem otaczającym, to wartość: -70 do 90 mV, potencjał czynnościowy-bodziec działając na błonę komórkową neuronu zmienia jego właściwości, co z kolei wywołuje potencjał czynnościowy, wyróżniamy bodźce swoiste (adekwatne), tj. najlepiej reagujące i bodźce fizjologiczne (chemiczne, osmotyczne), gdzie musi być odpowiednia siła bodźca.
Pobudliwość komórki nerwowej i mięśniowej oraz jej miary:
Pobudliwość-jest to odpowiedź komórki lub tkanki na bodziec, rozróżniamy dwa rodzaje tkanek pobudliwych: tkankę mięśniową i nerwową, warunkiem pobudliwości jest obecność zmian elektrycznych w błonie komórkowej, błona komórkowa jest półprzepuszczalna (selekcyjna): mogą do niej wchodzić tylko niektóre związki (H2O,O2,CO2), pierwsze kryterium selekcji-to rozmiar cząsteczki, cząsteczka musi mieć mniejszą średnicę, niż rozmiary otworów błony, substancje, które mają duże rozmiary nie przechodzą przez błonę komórkową,( np. białka, jon sodowy i potasowy), wnętrze komórki ma charakter ujemny-jony białczanowe K+ (134 mEp), Na+ (5 mEp), na zewnątrz komórki jest ładunek dodatni-dominują jony sodowe Na+ (142 mEp), K+ (4mEp).
Miarą pobudliwości jest chronaksja-jest to najkrótszy czas trwania bodźca o sile podwojonej reobazy, która prowadzi do wystąpienia reakcji na bodziec, odpowiedzi ustroju na skuteczne bodźce nazywamy reakcjami, –pobudzenie komórki–depolaryzacja błony komórkowej: polaryzacja (spoczynek)-jest to zmiana rozmieszczenia ładunku i potencjału spoczynkowego, rośnie do 0, a potem do +35 miliwoltów (mV),
depolaryzacja (pobudzenie)-jest to zmiana jonów ujemnych na dodatnie, zwiększa się przepuszczalność dla jonów sodowych, następuje ich napływ, depolaryzacji podlegają tylko komórki pobudliwe, w odpowiedzi na konkretne bodźce (chemiczne, termiczne, mechaniczne), repolaryzacja (powrót do stanu spoczynkowego)-jest to powrót do wartości spoczynkowej, spada potencjał, następuje „ucieczka” jonów potasowych, jeżeli potencjał jest niższy od wartości spoczynkowej - następuje hiperpolaryzacja (hamowanie), te trzy stany (depolaryzacja, repolaryzacja i hiperpolaryzacja) – to stany pobudzenia komórki. –rola połączeń synaptycznych i mediatorów chemicznych w przekaźnictwie pobudzeń: miejsce stykania się ze sobą błony komórkowej zakończenia aksonu z błoną komórkową drugiej komórki nosi nazwę synapsy, (np. pojedyncza komórka rdzenia ma około 2000 połączeń synaptycznych), synapsy składają się z: części presynaptycznej-przekazującej impuls, części postsynaptycznej-odbierającej impuls i szpary (szczeliny), oddzielającej od siebie części synapsy, rozróżniamy dwa rodzaje synaps: aksosomatyczną (nerwowo-mięśniową) i aksodendryczną (nerwowo-nerwową), błona komórkowa neuronu przekazująca impuls to błona presynaptyczna, błona komórkowa neuronu odbierająca impuls nosi nazwę błony postsynaptycznej, z zakończeń aksonu w obrębie synapsy wydzielają się przekaźniki (mediatory, transmitery) chemiczne, które zmieniają właściwości błony postsynaptycznej, synapsa elektryczna występuje u zwierząt, w synapsie chemicznej niezbędny jest mediator, jest nim: acetylocholina i noradrenalina, przechodzenie stanu pobudzenia: odbywa się w ten sposób, że mediator chemiczny, wydzielany przez błonę presynaptyczną neuronu przechodzi przez szczelinę (szparę) i działa na błonę postsynaptyczną, odbierającą stan czynny-powodując depolaryzację, mediatory wywołujące depolaryzację błony komórkowej to: mediatory pobudzające, mediatory wywołujące repolaryzację błony komórkowej to: mediatory hamujące-jest to efekt działania mediatorów, im więcej cząsteczek mediatora wiążę się z receptorami w błonie postsynaptycznej, tym większy stopień depolaryzacji, im więcej synaps jest pobudzonych jednocześnie, tym wyższy jest potencjał pobudzający-zachodzi wtedy zjawisko sumowania się przestrzennego impulsów-to jest zjawisko impulsacji.
FIZJOLOGIA MIĘŚNI SZKIELETOWYCH.
1.Submikroskopowa budowa tkanki mięśniowej-m.szkieletowych. Mięsień szkieletowy zbudowany jest z wielu tysięcy włókien mięśniowych tworzących pęczki. Na obu końcach włókna mięśniowe przyczepione są do ścięgien. Włókienko mięśniowe składa się z grubych i cienkich nitek-białek kurczliwych. Nitkę grubą tworzą cząsteczki miozyny, a n.cieńką tworzą cząsteczki aktyny i tropiomiozyny.
Sarkomer-to podstawowa jednostka kurczliwa nici kurczliwych. Obejmuje-jeden cały prążek anizotropowy i sąsiadujące z nim dwie połówki prążka izotropowego. Prążek anizotropowy tworzą cząsteczki miozyny a prążek izotropowy-cz.aktyny które są doczepione do błony granicznej Z.
Układ sarkotubularny-jest strukturą komórkową pośredniczącą w przenoszeniu pobudzenia wewnątrz całej komórki mięśniowej. Układ ten składa się z cewek poprzecznych i siateczki sarkoplazmatycznej. Końce cewek dochodzą do błony komórkowej, wewnątrz komórki mięśniowej zaś znajdują się pomiędzy miofibrylami na granicy prążków izotropowych i anizotropowych.
2. Molekularny mechanizm skurczu m. szkieletowych. Pod wpływem acetylocholiny uwolnionej na synapsach nerwowo-mięśniowych, dochodzi do pobudzenia błony komórkowej, czyli do jej depolaryzacji, dochodzi do aktywacji w błonie komórkowej. Na skutek pobudzenia wydzielane są jony wapniowe, które wiążą się z podjednostką C troponiny i zmniejszają jej powinowactwo do aktyny. Cząsteczki aktyny uwolnione od hamującego wpływu troponiny stykają się z cząsteczkami miozyny. Do połączenia miozyny z aktyną potrzebna jest energia ATP. Nitki cienkie aktyny wsuwają się pomiędzy nitki grube miozyny powodując skracanie się mięśnia poprzecznie prążkowanego i skurcz całego mięśnia.
3. Energetyka skurczu mięśniowego. Bezpośrednim źródłem energii potrzebnej do skurczów mięśnia szkieletowego jest adenozynotrifosforan-ATP. Rozkłada się on w czasie skurczu do adenozynodifosforanu- ADP i fosforanu. Energia do resyntezy ATP czerpana jest w procesie spalania składników odżywczych, aż do końcowych produktów, tj. do CO2 H2O. Całkowity rozpad glukozy dostarcza najwięcej energii do syntezy ATP. Dzieje się to w czasie glikolizy tlenowej , kiedy prężność tlenu w komórce jest dostateczna. W czasie szybko narastającego wysiłku fizycznego, dowóz tlenu do komórek mięśniowych nie nadąża za zapotrzebowaniem na energię i prężność tlenu znacznie się obniża. Dochodzi do dysocjacji mioglobiny, która uwalnia związany tlen. W tym stanie energia do resyntezy ATP czerpana jest w procesie glikolizy beztlenowej.
4. Klasyfikacja włókien mięśni szkieletowych i ich charakterystyka.
A/ Włókna czerwone-włókna wolnokurczliwe ST-wolno się kurczą, zachodzą tu przemiany tlenowe, mogą długo pracować, ponieważ wolno w nich narasta zmęczenie, np.: mięśnie postawy.
B/ włókna białe –włókna szubkokurczliwe FT- bardzo szybko się kurczą, szubko się męczą, nie ma tu przemiany tlenowej, np.: mięśnie gałki ocznej.
5. Rodzaje skurczów mięśni szkieletowych
(teżcowy,pojedyńczy,koncentryczny,ekscentryczny. )
A/ Skurcz pojedyńczy-pojedyńczy bodziec wywołuje pojedyńczy krótkotrwały skurcz po czym mięsień wraca do stanu wyjściowego, jego rodzaje:
1-izotoniczny-komórki mięśniowe skracają się i cały mięsień ulega skróceniu, zaś jego napięcie pozostaje bez zmiany.
2-izometryczny, wzrost napięcia mięśnia bez zmiany jego długości.
3-auksotonicznych-jednoczesne zbliżanie przyczepów i wzrost napięcia.
B/ Skurcz tężcowy-wywołany jest serią impulsów, bodźce jeden za drugim, duża częstotliwość, rodzaje:
1-skurcz tężcowy zupełny-występuje kiedy bodźce pobudzają mięsień w odstępach czasu krótszych niż trwa skurcz pojedyńczy /zjawisko sumowania się bodźców/,
2-s.tęż.niezupełny-rozpoczyna od rozkurczu, ale do niego nie dochodzi i znowu jest skurcz.
3-s.tężcowy izotoniczny-mięsień skraca się, jego napięcie nie ulega zmianie.
4-s.tężcowy izometryczny-wzrost napięcia mięśnia, bez zmniejszenia jego długości.
Najlepsza strona o Kulturze Fizycznej:
www.konspektywf.prv.pl
Aguuul6