neuromuszkuláris csomópontok

a vázizomsejtek összehúzódása a belső raktárakból származó kalciumionok felszabadulása után következik be, amelyet idegi jel kezdeményez. Minden vázizomrostot egy motoros neuron vezérel, amely jeleket vezet az agyból vagy a gerincvelőből az izomba.,

A következő lista áttekintést ad az események sorozata részt az összehúzódás ciklus harántcsíkolt izom:

  1. Az akciós potenciál utazik le a neuron, hogy a preszinaptikus axon terminál.
  2. feszültségfüggő kalciumcsatornák nyílnak és Ca2 + ionok áramlanak az extracelluláris folyadékból a preszinaptikus neuron citoszoljába.
  3. a Ca2 + beáramlása neurotranszmitter (acetilkolin) tartalmú vezikulumokat okoz a preszinaptikus neuron sejtmembránjának dokkolásához és összeolvadásához.,
  4. a Vesicle membrán fúziója az idegsejt membránnal a neurotranszmitter kiürülését eredményezi a szinaptikus hasadékba; ezt a folyamatot exocitózisnak nevezik.
  5. az acetilkolin a szinaptikus hasadékba diffundál, és a motor véglemezében található nikotinos acetilkolin receptorokhoz kötődik.
  6. a nikotinos acetilkolin receptorok ligandumos kationcsatornák, amelyek acetilkolinhoz kötve nyílnak meg.
  7. a receptorok kinyílnak, lehetővé téve a nátriumionok áramlását az izom citoszoljába.,
  8. az izomplazma membránján keresztüli elektrokémiai gradiens a motor véglapjának helyi depolarizációját okozza.
  9. a receptorok megnyílnak, lehetővé téve a nátriumionok beáramlását és a káliumionok áramlását az izom citoszoljából.
  10. az izomplazmamembránon átívelő elektrokémiai gradiens (több nátrium mozog be, mint a kálium) a motor véglemezének helyi depolarizációját okozza.
  11. ez a depolarizáció akciópotenciált kezdeményez az izomrost sejtmembránján (sarcolemma), amely az izomrost felszínén halad.,
  12. az akciós potenciál az izomsejt felszínéről a T tubulusok membránja mentén halad, amelyek behatolnak a sejt citoszoljába.
  13. A T-tubulusok mentén fellépő akciós potenciál hatására a szarkoplazmatikus retikulumban feszültségfüggő kalciumkioldó csatornák nyílnak meg, és Ca2+ ionokat szabadítanak fel a ciszternákban lévő tárolóhelyükről.
  14. Ca2+ ionok diffúz keresztül a citoplazmában, ahol kötődik ultrahangot, végső soron lehetővé teszi a miozin, hogy kölcsönhatásba lépnek a aktin a sarcomere; ez az eseménysorozat az úgynevezett gerjesztő-összehúzódás kapcsolatot.,
  15. amíg az ATP és más tápanyagok rendelkezésre állnak, a összehúzódás mechanikai eseményei jelentkeznek.
  16. eközben a neuromuszkuláris csomópontnál az acetilkolin eltávolodott az acetilkolin receptorról, és az acetilkolinészteráz enzim (kolin-és acetátcsoportokba) lebontja, ami a jel megszűnését okozza.
  17. a kolint újrahasznosítják a preszinaptikus terminálisba, ahol új acetilkolin molekulák szintetizálására használják.,

a neuromuszkuláris csomópont anatómiája és fiziológiája

anatómia

önként stimuláljuk a vázizom összehúzódását. Az agyból a gerincvelőn keresztül érkező elektromos jelek a motoros neuron axonján keresztül haladnak. Az axon ezután az izomon keresztül elágazik, és az egyes izomrostokhoz kapcsolódik a neuromuszkuláris csomópontnál., Az izomrost összehajtogatott szarkolemmáját, amely kölcsönhatásba lép a neuronnal, motoros véglapnak nevezik; a hajtogatott sarcolemma növeli a receptorokkal való felületi érintkezést. Az axon ágainak végeit szinaptikus kapcsoknak nevezik, amelyek valójában nem érintkeznek a motor véglapjával. A szinaptikus hasadék elválasztja a szinaptikus terminált a motor véglapjától, de csak néhány nanométerrel.

A Neuron és az izomrost közötti kommunikáció neurotranszmittereken keresztül történik., A neurális gerjesztés a neurotranszmitterek felszabadulását okozza a szinaptikus terminálisból a szinaptikus hasadékba, ahol ezután kötődhetnek a motor véglemezének megfelelő receptoraihoz. A motor véglapja a sarcolemma-ban van, úgynevezett csomóponti redők, amelyek nagy felületet hoznak létre a neurotranszmitter számára, hogy kötődjön a receptorokhoz. Általában sok redők és behatolások, amelyek növelik a felület, beleértve a csomóponti redők a motor véglemez és a T-tubulusok az egész sejtek.,

Élettan

Az acetilkolin neurotranszmitter szabadul fel, amikor egy akciós potenciál utazik le az axon a motor neuron, ami megváltoztatta permeabilitás a szinaptikus terminál, valamint a beáramló kalcium a neuron. A kalcium beáramlása a neurotranszmittereket tömörítő szinaptikus vezikulumokat a preszinaptikus membránhoz köti, és exocitózissal acetilkolint szabadít fel a szinaptikus hasadékba.

tekintse át ennek a tanfolyamnak a szakaszát a membránokról, ha frissítőre van szüksége.,

az ionok egyensúlya a nyugalmi membránon belül és kívül elektromos potenciálkülönbséget hoz létre a membránon belül. Ez azt jelenti, hogy a sarcolemma belseje teljes negatív töltéssel rendelkezik a membrán külső részéhez képest, amelynek általános pozitív töltése van, ami a membrán polarizációját okozza. Miután felszabadult a szinaptikus terminálisból, az acetilkolin a szinaptikus hasadékon keresztül diffundál a motor véglemezére, ahol kötődik az acetilkolin receptorokhoz, elsősorban a nikotinos acetilkolin receptorokhoz., Ez a kötés az ioncsatornák aktiválódását okozza a motor véglemezében, ami növeli az ionok permeabilitását az ioncsatornák aktiválásával: a nátriumionok az izomba áramlanak, a káliumionok pedig kifolynak. Mind a nátrium -, mind a káliumionok hozzájárulnak a feszültségkülönbséghez, míg az ioncsatornák szabályozzák a sejtbe való és onnan való mozgását. Amint egy neurotranszmitter kötődik, ezek az ioncsatornák kinyílnak, a Na+ ionok pedig belépnek a membránba. Ez csökkenti a feszültség különbségét a sejt belseje és külső része között, amelyet depolarizációnak neveznek., Mivel az acetilkolin kötődik a motor véglemezéhez, ezt a depolarizációt véglemezpotenciálnak nevezik. Ezután a sarcolemma mentén terjed, cselekvési potenciált hozva létre feszültségfüggő (feszültségfüggő) nátriumcsatornákként, amelyek a kezdeti depolarizációs hely mellett vannak nyitva. Az akciós potenciál az egész sejtmembránon mozog, ami depolarizációs hullámot hoz létre.

depolarizáció után a membránt vissza kell állítani nyugalmi állapotába. Ezt repolarizációnak nevezik, amelynek során a nátriumcsatornák bezáródnak, a káliumcsatornák pedig kinyílnak., Mivel a pozitív káliumionok (K+) az intracelluláris térből az extracelluláris térbe mozognak, ez lehetővé teszi a sejt belsejének negatív töltését a külsőhöz képest. A repolarizáció során, majd egy ideig a sejt egy refrakter periódusba lép, amelynek során a membrán nem depolarizálódhat újra. Ennek oka az, hogy egy másik cselekvési potenciál eléréséhez a nátriumcsatornáknak vissza kell térniük nyugalmi állapotukba, ami késleltetéssel közbenső lépést igényel.,

az akciós potenciál terjedése és a szarkolemma depolarizációja a gerjesztés-összehúzódás gerjesztési részét, az elektromos aktivitás összekapcsolását és a mechanikai összehúzódást foglalja magában. A gerjesztés összehúzódáshoz való kapcsolásáért felelős struktúrák A t tubulusok és a szarkoplazmatikus retikulum (SR). A T tubulusok a sarcolemma kiterjesztései, így a hatáspotenciált a felületük mentén hordozzák, a depolarizáció hullámát a sejt belsejébe vezetve. A T tubulusok triádokat alkotnak két SR végével, úgynevezett terminális ciszternákkal., Az SRs, különösen a terminális ciszternák nagy koncentrációjú Ca2 + ionokat tartalmaznak. Mivel az akciós potenciál a T tubulus mentén halad, a közeli terminális ciszternák megnyitják feszültségfüggő kalciumkioldó csatornáikat, lehetővé téve a Ca2+ számára, hogy diffundáljon a szarkoplazmába. A Ca2 + beáramlása növeli a troponinhoz kötődő kalcium mennyiségét. A Ca2 + – hoz kötött Troponin olyan konformációs változáson megy keresztül, amely a tropomyosin mozgását eredményezi az aktinszálon. Amikor a tropomyosin mozog, az aktin myosin kötőhelye fedetlen., Ez addig folytatódik, amíg a Ca2+ felesleg rendelkezésre áll a szarkoplazmában. Ha nincs több szabad Ca2+, amely a troponinhoz kötődik, a összehúzódás leáll. A Ca2+ szintek nyugalmi állapotba való visszaállításához a Ca2+ felesleget aktívan szállítják vissza az SR-be. nyugalmi állapotban a Ca2+ megmarad az SR-ben, alacsonyan tartva a szarkoplazmatikus Ca2 + szinteket. Az alacsony szarkoplazmatikus kalciumszint megakadályozza a nem kívánt izomösszehúzódást.,

Neurotranszmitterek

Acetilkolin, gyakran rövidítve ACh, egy neurotranszmitter által kiadott motoros neuronok, hogy kötődik a receptorok a motor végén-lemez. Ez egy rendkívül fontos kis molekula az emberi fiziológiában. A szinaptikus hasadék neuron oldalán általában 300 000 vezikulum várja, hogy bármikor exocitálják, és mindegyik vezikulum legfeljebb 10 000 acetilkolin molekulát tartalmaz.

az ACh-t acetil-koenzim A (CoA) reakciójával állítják elő kolinmolekulával a neuronsejt testben., Miután csomagolják, szállítják, majd elengedték, kötődik az acetilkolin receptor a motor végén-lemez; ez leromlott a szinaptikus hasadék által az acetilkolineszteráz enzim (Fájdalom) be-acetát (vagy az ecetsav), valamint a kolin. A kolin visszakerül a neuronba. Fájdalom lakik a szinaptikus hasadék, összeomlanak ACh, így nem marad kötve ACh receptorok, amelyek interrupt normal ellenőrzése izom-összehúzódás. Bizonyos esetekben az elégtelen mennyiségű ACh megakadályozza a normális izomösszehúzódást, ami izomgyengeséget okoz.,

A Botulinum toxin megakadályozza az ACH felszabadulását a szinaptikus hasadékba. A motor véglemezén lévő receptoraihoz nem kötődik ACH, nincs hatáspotenciál, az izomösszehúzódás nem fordulhat elő. A Botulinum toxint a Clostridium botulinum termeli, egy baktérium, amelyet néha nem megfelelően konzervált élelmiszerekben találnak. A nagyon kis mennyiségű lenyelés botulizmust okozhat, ami halált okozhat a vázizmok bénulása miatt, beleértve a légzéshez szükséges anyagokat is.

celluláris izomösszehúzódás

az ATP energiát szolgáltat az izomösszehúzódáshoz., Amellett, hogy közvetlen szerepet játszik a Cross-bridge ciklusban, az ATP energiát biztosít az aktív szállítású Na+/K+ és Ca2+ szivattyúk számára is. Az izomösszehúzódás nem fordul elő elegendő mennyiségű ATP nélkül. Az izomban tárolt ATP mennyisége nagyon alacsony, csak elegendő néhány másodpercnyi összehúzódáshoz. Mivel lebomlik, ezért az ATP-t regenerálni kell és gyorsan ki kell cserélni, hogy lehetővé tegye a tartós összehúzódást.

egy ATP egy lépéssel mozgatja az egyik myosin fejét. Ez generálhat három piconewton (pN) izometrikus erő, vagy mozog 11 nanométer., A három pN egy nagyon kicsi erő-az izom által generált emberi harapás 500 billió pN erőt generálhat. A 11 nm pedig nagyon kis távolság-egy hüvelyk 25 millió nanométerrel rendelkezik.

három olyan mechanizmus létezik, amellyel az ATP regenerálható: kreatin-foszfát metabolizmus, anaerob glikolízis és aerob légzés.

A kreatin-foszfát egy foszfagén, amely olyan vegyület, amely foszfátkötéseiben energiát tárolhat. Egy nyugalmi izomban a felesleges ATP (adenozin-trifoszfát) átadja energiáját a kreatinnak, ami ADP-t (adenozin-difoszfátot) és kreatin-foszfátot termel., Amikor az izom elkezd összehúzódni és energiára van szüksége, a kreatin – foszfát és az ADP A kreatin-kináz enzim hatására ATP-re és kreatinra alakul át. Ez a reakció nagyon gyorsan megtörténik; így a foszfagén eredetű ATP az izomösszehúzódás első néhány másodpercét hatja át. A kreatin-foszfát azonban csak körülbelül 15 másodpercnyi energiát képes biztosítani, ekkor egy másik energiaforrásnak rendelkezésre kell állnia.

miután a kreatin-foszfátból rendelkezésre álló ATP kimerült, az izmok glikolízissel ATP-t generálnak., A glikolízis anaerob folyamat, amely lebontja a glükózt (cukrot) az ATP előállításához; a glikolízis azonban nem képes ATP-t generálni olyan gyorsan, mint a kreatin-foszfát. A glikolízisben használt cukrot vércukorszint vagy az izomban tárolt glikogén metabolizálásával lehet biztosítani. Minden glükózmolekula két ATP-t és két piruvát molekulát termel, amelyek aerob légzésben alkalmazhatók vagy tejsavvá alakíthatók.

ha oxigén áll rendelkezésre, piruvinsavat használnak aerob légzésben., Ha azonban oxigén nem áll rendelkezésre, a piruvinsav tejsavvá alakul, ami hozzájárulhat az izomfáradtsághoz és a fájdalomhoz. Ez akkor fordul elő a megerőltető testmozgás során, amikor nagy mennyiségű energiára van szükség, de az oxigént nem lehet elég gyorsan eljuttatni az izomba, hogy megfeleljen az egész igénynek. Az anaerob glikolízis nem tartható fenn nagyon hosszú ideig (körülbelül egy perc izomaktivitás), de hasznos a nagy intenzitású kimenet rövid kitöréseinek elősegítésében., A glikolízis nem hasznosítja nagyon hatékonyan a glükózt, molekulánként csak két ATP molekulát termel, a melléktermék tejsav pedig felhalmozódásakor hozzájárul az izomfáradtsághoz. A tejsavat az izomból a véráramba szállítják, de ha ez nem történik meg elég gyorsan, a tejsav a sejt pH-szintjének csökkenését okozhatja, ami befolyásolja az enzimaktivitást és zavarja az izomösszehúzódást.

Az aerob légzés a glükóz oxigén jelenlétében történő lebomlása szén-dioxid, víz és ATP előállításához., Az aerob légzés az izmok mitokondriumában glikogént használ az izomraktárakból, a vércukorszintből, a piruvinsavból és a zsírsavakból. A pihenéshez vagy mérsékelten aktív izmokhoz szükséges ATP körülbelül 95% – át aerob légzés biztosítja. Az aerob légzés sokkal hatékonyabb, mint az anaerob glikolízis, amely körülbelül 38 ATP molekulát termel glükóz molekulánként. Az aerob légzés azonban nem szintetizálja az ATP-t olyan gyorsan, mint az anaerob glikolízis, ami azt jelenti, hogy az izmok teljesítménye csökken, de az alacsonyabb teljesítményű összehúzódások hosszabb ideig tarthatók.,


az izmok nagy mennyiségű energiát igényelnek, ezért állandó oxigén-és tápanyagellátást igényelnek. Az erek belépnek az izomba a felszínén, majd az egész izomon keresztül eloszlik. Vérerek és hajszálerek találhatók a kötőszövetben, amely körülveszi az izomzatot és a rostokat, lehetővé téve az oxigén és a tápanyagok szállítását az izomsejtekbe, valamint az anyagcsere-hulladék eltávolítását. A szarkoplazmában megtalálható a mioglobin, amely a hemoglobinhoz hasonlóan kötődik az oxigénhez, és vörös színt ad az izomnak.,A különböző energiaforrások kombinációja fontos a különböző típusú izomaktivitáshoz. Analógiaként egy csésze kávé sok cukorral gyors energiát biztosít, de nem túl hosszú ideig. A kiegyensúlyozott étkezés komplex szénhidrátokkal, fehérjékkel és zsírokkal tovább tart, hogy hatással legyen ránk, de tartós energiát biztosít.

az edzés első néhány másodpercét követően a rendelkezésre álló ATP elhasználódik. A következő néhány perc elteltével a sejtes glükóz és a glikogén kimerül. A következő 30 perc elteltével a szervezet glükóz-és glikogénkészlete kimerül., Ezt követően zsírsavakat és más energiaforrásokat használnak az ATP előállításához. Ezért kell több mint 30 percig gyakorolnunk a fogyást (azaz fogyni). Néha az idő fontos.

Sarcomere

a sarcomere anatómiájáról már tanult,összehangolt aktin vékony szálakkal és myosin vastag szálakkal. Ahhoz, hogy egy izomsejt összehúzódjon, a sarcomere-nek lerövidülnie kell egy idegimpulzus hatására., A vastag és vékony szálak nem rövidülnek, hanem egymás mellett csúsznak, így a sarcomere lerövidül, miközben a szálak azonos hosszúságúak maradnak. Ezt a folyamatot az izomösszehúzódás csúszó izzószál modelljének nevezik. A kontrakció mechanizmusa a myozin aktinhoz való kötődésével valósul meg, ami az izzószál mozgását generáló kereszthidak kialakulását eredményezi.

amikor egy sarcomere lerövidül, egyes régiók lerövidülnek, míg mások azonos hosszúságúak maradnak. A sarcomere a két egymást követő Z lemez vagy Z vonal közötti távolság., Amikor egy izom összehúzódik, a Z lemezek közötti távolság csökken. A H zóna, az a zóna központi régiója, csak vastag szálakat tartalmaz, összehúzódás közben lerövidül. Az I sáv csak vékony szálakat tartalmaz, valamint lerövidíti. Az a sáv nem rövidül; ugyanolyan hosszú marad, de a szomszédos sarcomerek sávjai közelebb kerülnek egymáshoz a összehúzódás során. A vékony szálakat a vastag szálak húzzák a sarcomere közepe felé, amíg a Z lemezek megközelítik a vastag szálakat., Az átfedés zónája, ahol a vékony szálak és a vastag szálak ugyanazt a területet foglalják el, növekszik, ahogy a vékony szálak befelé mozognak.

a sarcomere ideális hossza a maximális feszültség eléréséhez akkor fordul elő, ha az összes vastag és vékony szál átfedésben van. Ha egy sarcomere feszített elmúlt ez az ideális hossza a miozin fejek a vastag szálból, nem érintkezik a aktin a vékony szálból, kevesebb a kereszt-híd formájában. Ez azt eredményezi, hogy kevesebb myosin fej húzza az aktint, és kevesebb feszültség keletkezik., Ha a sarcomere lerövidül, az átfedés zónája csökken, mivel a vékony szálak elérik a H zónát, amely myosin farokból áll. Mivel a myosin fejek kereszthidakat képeznek, az aktin nem kötődik a myosinhoz ebben a zónában, ismét csökkentve az izom által termelt feszültséget. Ha a sarcomere tovább rövidül, a vékony szálak elkezdenek átfedni egymással, tovább csökkentve a kereszthíd képződését és a keletkező feszültség mennyiségét. Ha az izom olyan pontig feszül, ahol a vastag és vékony szálak egyáltalán nem fedik egymást, nem keletkeznek kereszthidak, és nem keletkezik feszültség., Ez a nyújtási mennyiség általában nem fordul elő, mivel a kiegészítő fehérjék és a kötőszövetek ellenzik a szélsőséges nyújtást.

nagyszámú viszonylag gyenge molekuláris motorral könnyebben állíthatjuk be az erőt az igényeink kielégítésére. Ellenkező esetben rendszeresen túl kevés vagy túl sok erőt termelnénk a legtöbb feladatunkhoz. Továbbá a molekulák csak molekuláris szerkezetük alapján képesek kis erőket generálni.,

összehúzódás idegi stimulálása

már megtudta, hogy a neuronból származó információk végül izomsejt-összehúzódáshoz vezetnek.

tekintse át a korábbi anyagot a neuromuszkuláris csomópontok áttekintéséhez.

egy mozgási potenciál egy motoros neuronban egy összehúzódást eredményez. Ezt a összehúzódást rángatásnak nevezik. Úgy gondoljuk, hogy az” izomrángások ” olyan görcsök, amelyeket nem tudunk irányítani, de a fiziológiában a twitch egy technikai kifejezés, amely leírja az izomreakciót a stimulációra., Egyetlen rángatás nem okoz jelentős izomösszehúzódást. Több akciópotenciálra (ismételt stimulációra) van szükség az izom összehúzódásához, amely munkát eredményezhet.

a rángatózás néhány milliszekundumtól 100 milliszekundumig tarthat, az izom típusától függően. A feszültség által termelt egyetlen twitch lehet mérni a myogram, amely termel egy grafikon, amely bemutatja a feszültség mennyiségét termelt idővel. Ha egy elektromos jelzéssel kombinálják, a myogram három fázist mutat, amelyeken minden rángatás megy keresztül., Az első periódus a látens periódus, amelynek során az akciós potenciál a membrán mentén terjed, és Ca2+ ionok szabadulnak fel a szarkoplazmatikus retikulumból (SR). Ezen a ponton nincs feszültség vagy összehúzódás, de a kontrakció feltételeit megállapítják. Ez az a fázis, amely alatt gerjesztés és összehúzódás párosul, de összehúzódás még nem fordul elő. A kontrakciós fázis a látens időszak után következik be, amikor a kalciumot kereszthíd képződésének kiváltására használják. Ez az időszak a kontrakció kezdetétől a csúcsfeszültség pontjáig tart., Az utolsó fázis a relaxációs fázis, amikor a feszültség csökken, amikor a kontrakció leáll. A kalciumot a sarcoplazmából szivattyúzzák ki, vissza az SR-be, és a cross-bridge kerékpáros megállókat. Az izom visszatér nyugalmi állapotba. A relaxációs fázis után nagyon rövid refrakter periódus van (Tekintse át az előző anyagot egy neuromuszkuláris csomópont fiziológiájáról)

egyetlen rángatás nem okoz jelentős izomaktivitást egy élő testben. A normál izomösszehúzódás tartósabb, és módosítható, hogy különböző mennyiségű erőt termeljen. Ezt Osztályozott izomválasznak nevezik., A vázizomban keletkező feszültség mind az idegi stimuláció gyakoriságának, mind az érintett motoros neuronok számának függvénye.

az a sebesség, amellyel a motoros neuron cselekvési potenciált biztosít, befolyásolja az izomsejtben termelt összehúzódást. Ha egy izomsejtet stimulálnak, miközben egy korábbi twitch még mindig előfordul, a második twitch nem lesz ugyanolyan erős, mint az első; erősebb lesz. Ezt a hatást összegzésnek vagy hullámösszesítésnek nevezik, mivel az egymást követő idegi ingerek hatásait összegzik vagy összeadják., Ez azért fordul elő, mert a második inger kiadások több Ca2+ ionok, amelyek rendelkezésre állnak, miközben az izom még mindig szerződő az első inger (az első hullám a kalcium ionok megjelent). Ez lehetővé teszi a több kereszt-híd kialakulását és a nagyobb összehúzódást. Mivel a második ingernek az első rángatás befejezése előtt kell megérkeznie, az inger gyakorisága meghatározza, hogy az összegzés megtörténik-e vagy sem.,

Ha a stimuláció gyakorisága addig a pontig növekszik, ahol minden egymást követő inger összegzi az előző inger által generált erőt, az izomfeszültség addig emelkedik, amíg a generált feszültség el nem éri a csúcspontot. A feszültség ezen a ponton körülbelül három-négyszer nagyobb, mint egy rángatás feszültsége; ezt hiányos tetanusznak nevezik. A tetanusz meghatározása folyamatos olvasztott összehúzódás. A hiányos tetanusz során az izom rövid relaxációs fázissal gyors összehúzódási ciklusokon megy keresztül., Ha az inger frekvenciája olyan magas, hogy a relaxációs fázis teljesen eltűnik, a kontrakciók folyamatossá válnak a teljes tetanusznak nevezett folyamatban. Ez akkor fordul elő, amikor a szarkoplazmában a Ca2+ koncentráció eléri azt a pontot, ahol a összehúzódások megszakítás nélkül folytatódhatnak. Ez a összehúzódás addig folytatódik, amíg az izom fáradt, és már nem képes feszültséget okozni.

Ez a fajta tetanusz nem ugyanaz, mint az azonos nevű betegség, amelyet a vázizmok súlyos tartós összehúzódása különböztet meg., A betegséget, amely kezelés nélkül halálos lehet, a Clostridium tetani baktérium okozza, amely a legtöbb környezetben jelen van. A baktériumból származó toxin befolyásolja, hogy a motoros neuronok hogyan kommunikálnak és szabályozzák az izomösszehúzódásokat, ami izomgörcsöket vagy tartós összehúzódásokat eredményez, más néven “lockjaw”.”

kissé eltér a hiányos tetanusztól a Treppe jelensége., Treppe (a német kifejezés a lépés, utalva fokozatos emelkedése összehúzódás), az az állapot, amelyben az egymást követő ingerek készítsen egy nagyobb összeget a feszültség, még ha a feszültség visszatér a nyugalmi között ingerek (a tetanusz, a feszültség nem csökken a nyugalmi között ingerek). A Treppe hasonló a tetanuszhoz, mivel az első rángatás kalciumot bocsát ki a szarkoplazmába, amelyek közül néhányat nem vesznek vissza a következő összehúzódás előtt., Minden inger ezután több kalciumot szabadít fel, de még mindig van némi kalcium a szarkoplazmában az előző stimulusból. Ez az extra kalcium lehetővé teszi több kereszt-híd kialakulását és nagyobb összehúzódást minden további ingerrel addig a pontig, ahol a hozzáadott kalcium nem használható fel. Ezen a ponton az egymást követő ingerek egyenletes feszültséget eredményeznek.

a összehúzódások erejét nemcsak az ingerek gyakorisága, hanem a összehúzódásban részt vevő motoregységek száma is szabályozza., A motoregységet úgy definiálják, mint egy motoros neuront és a megfelelő izomrostokat, amelyeket vezérel. A neurális stimuláció gyakoriságának növelése növelheti az egyetlen motoregység által termelt feszültséget, de ez csak korlátozott mennyiségű feszültséget eredményezhet a vázizomban. A teljes vázizomzat nagyobb feszültségének megteremtése érdekében növelni kell a összehúzódásban részt vevő motoregységek számát. Ezt a folyamatot toborzásnak nevezik.

a motoregységek mérete az izom méretétől függ. A kis izmok kisebb motoregységeket tartalmaznak, amelyek a leginkább hasznosak a finom motoros mozgásokhoz., A nagyobb izmok általában nagyobb motoregységekkel rendelkeznek, mivel általában nem vesznek részt a finom szabályozásban. Még egy izomon belül is a motoregységek mérete változik. Általában, amikor egy izom összehúzódik, a kis motoros egységek lesznek az elsők, akiket izomba toboroznak, nagyobb motoregységekkel, mivel nagyobb erőre van szükség.

az izom összes motoregysége egyszerre aktív lehet, ami nagyon erős összehúzódást eredményez. Ez nem tarthat sokáig az izomösszehúzódás energiaigénye miatt., A teljes izomfáradtság megelőzése érdekében általában egy adott izom motoregységei nem mind egyidejűleg aktívak, hanem egyes motoros egységek pihennek, míg mások aktívak, lehetővé téve az izom egészének hosszabb izomösszehúzódását.

a szívizom pacemaker sejtjei által termelt akciós potenciálok hosszabbak,mint a vázizom összehúzódását serkentő motoros neuronok. Így a szívösszehúzódások körülbelül tízszer hosszabbak, mint a vázizomösszehúzódások., A hosszú refrakter időszakok miatt az új akciós potenciál nem érheti el a szívizom sejtjét, mielőtt belépne a relaxációs fázisba, ami azt jelenti, hogy a tetanusz tartós összehúzódása lehetetlen. Ha tetanusz fordul elő, a szív nem verte rendszeresen, megszakítva a vér áramlását a testen keresztül.

vázizom és rost típusok

az izomösszehúzódások a test legnagyobb energiaigényes folyamatai közé tartoznak, ami nem meglepő, figyelembe véve az izmok folyamatos munkáját., A vázizmok olyan nyilvánvaló módon mozgatják a testet, mint a gyaloglás, kevésbé észrevehető módon, mint például a légzés megkönnyítése. Az izomsejtek szerkezete mikroszkopikus szinten lehetővé teszi számukra, hogy az ATP-ben található kémiai energiát a mozgás mechanikai energiájává alakítsák. Az aktin és a myosin fehérjék nagy szerepet játszanak ennek a mozgalomnak a létrehozásában.

vázizom anatómia

visszahívja az olvasztott vázizomsejt összes struktúráját. Ha szükséges, tekintse át a vázizomsejtekre jellemző organellákat és struktúrákat.,

más sejtorganellákhoz hasonló struktúrák:

  • Sarcolemma—az olvasztott csontváz rost membránja.
  • szarkoplazma-az olvasztott csontváz citoplazmája.
  • Sarcoplasmic reticulum-a fuzionált csontvázszál endoplazmatikus retikuluma.

Speciális struktúrák izomsejtek:

  • Keresztirányú tubulusok (T-tubulusok)—sarcolemma csövek tele extracelluláris folyadék koordináta-vezetés nagy izom sejtek.
  • terminális ciszternák-megnagyobbodott szarkoplazmatikus retikulum szerkezetek kalciumot és térhatású t-tubulusokat tárolnak.,
  • Triad-one T tubulus and two terminal cisternae.

Harántcsíkolt izomrost Típusok

három fő típusa a harántcsíkolt izomrostok (sejtek): lassú, oxidatív (ÍGY), amely elsődlegesen használ aerob légzés; gyors oxidatív (FO), amely egy közbülső lassú, oxidatív gyorsan glycolytic szálak; gyorsan glycolytic (FG), amely elsődlegesen használ anaerob glikolízis. A rostok meghatározása lassú vagy gyors, attól függően, hogy milyen gyorsan összehúzódnak. A kontrakció sebessége attól függ, hogy a myosin ATPase milyen gyorsan képes hidrolizálni az ATP-t, hogy cross-bridge hatást fejtsen ki., A gyors szálak körülbelül kétszer olyan gyorsan hidrolizálják az ATP-t, mint a lassú szálak, ami gyorsabb Cross-bridge kerékpározást eredményez. Az alkalmazott elsődleges metabolikus út meghatározza, hogy a rost oxidatív vagy glikolitikus-e. Ha egy szál elsősorban ATP-t termel aerob útvonalakon keresztül, oxidatív. A glikolitikus rostok elsősorban anaerob glikolízissel hoznak létre ATP-t.,

mivel így a szálak hosszú ideig fáradtság nélkül működnek, a testtartás fenntartására használják őket, izometrikus összehúzódásokat eredményezve, amelyek hasznosak a csontok és ízületek stabilizálására, valamint kis mozgások elvégzésére, amelyek gyakran előfordulnak, de nem igényelnek nagy mennyiségű energiát. Nem termelnek nagy feszültséget, ezért nem használják erős, gyors mozgásokhoz, amelyek nagy mennyiségű energiát igényelnek, valamint gyors Cross-bridge kerékpározáshoz.

A FO szálakat néha köztes szálaknak nevezik, mivel olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek köztes szálak és lassú szálak között vannak., Viszonylag gyorsan, gyorsabban termelnek ATP-t, így viszonylag nagy mennyiségű feszültséget képesek előállítani. Oxidatívak, mert aerob módon termelnek ATP-t, nagy számban rendelkeznek mitokondriumokkal, és nem fáradnak gyorsan. FO rostok nem rendelkeznek jelentős mioglobin, így nekik egy világosabb színű, mint a piros, így szálak. A FO szálakat elsősorban olyan mozgásokhoz használják, mint például a gyaloglás, amelyek több energiát igényelnek, mint a testtartási vezérlés, de kevesebb energiát igényelnek, mint egy robbanásveszélyes mozgás, például a sprintelés., A FO rostok hasznosak az ilyen típusú mozgáshoz, mivel nagyobb feszültséget termelnek, mint a szálak, és fáradtságállóbbak, mint az FG rostok.

az FG szálak elsősorban anaerob glikolízist használnak ATP forrásként. Nagy átmérőjűek, nagy mennyiségű glikogénnel rendelkeznek, amelyet glikolízisben használnak az ATP gyors előállításához; így magas feszültségszintet eredményeznek. Mivel nem elsősorban aerob anyagcserét használnak, nem rendelkeznek jelentős számú mitokondriummal, sem nagy mennyiségű mioglobinnal, ezért fehér színűek., Az FG szálakat gyors, erőteljes összehúzódások előállítására használják, hogy gyors, erőteljes mozgásokat hajtsanak végre. Ezek a szálak azonban gyorsan kimerülnek, lehetővé téve számukra, hogy csak rövid ideig használják őket.

a legtöbb izom (szerv) minden szál (sejt) típusú keverékkel rendelkezik. Az izom domináns rost típusát az izom elsődleges funkciója határozza meg. Az erőteljes mozgásokhoz használt nagy izmok gyorsabb szálakat tartalmaznak, mint a lassú szálak. Mint ilyen, a különböző izmok különböző sebességgel, különböző képességekkel, hogy fenntartsák összehúzódás idővel., Ezeknek a különféle izomrostoknak az aránya különböző emberek között változik, és egy kondicionáló személyen belül változhat.