joncțiunile neuromusculare

contracția celulelor musculare scheletice apare după o eliberare de ioni de calciu din depozitele interne, care este inițiată de un semnal neural. Fiecare fibră musculară scheletică este controlată de un neuron motor, care conduce semnale de la creier sau măduva spinării la mușchi.,

lista De mai jos prezintă o imagine de ansamblu a secvenței de evenimente implicate în contracția ciclu de mușchi scheletici:

  1. potențialul De acțiune ajunge la neuron la presinaptice axonul terminal.
  2. canalele de calciu dependente de tensiune se deschid și ionii Ca2 + curg din fluidul extracelular în citozolul neuronului presinaptic.
  3. influxul de Ca2 + determină veziculele care conțin neurotransmițători (acetilcolină) să se conecteze și să fuzioneze cu membrana celulară a neuronului presinaptic.,
  4. fuziunea membranei veziculare cu membrana celulelor nervoase are ca rezultat golirea neurotransmițătorului în fanta sinaptică; acest proces se numește exocitoză.
  5. acetilcolina difuzează în fanta sinaptică și se leagă de receptorii nicotinici ai acetilcolinei din placa de capăt a motorului.
  6. receptorii nicotinici ai acetilcolinei sunt canale cationice ligandate și se deschid atunci când sunt legați de acetilcolină.
  7. receptorii se deschid, permițând ionilor de sodiu să curgă în citozolul mușchiului.,
  8. gradientul electrochimic de-a lungul membranei plasmatice musculare determină o depolarizare locală a plăcii de capăt a motorului.
  9. receptorii se deschid, permițând ionilor de sodiu să curgă și ionilor de potasiu să curgă din citozolul mușchiului.
  10. gradientul electrochimic de-a lungul membranei plasmatice musculare (mai mult sodiu se deplasează decât potasiul) determină o depolarizare locală a plăcii de capăt a motorului.această depolarizare inițiază un potențial de acțiune asupra membranei celulare a fibrei musculare (sarcolemma) care călătorește pe suprafața fibrei musculare.,
  11. potențialele de acțiune se deplasează de pe suprafața celulei musculare de-a lungul membranei tubulilor t care pătrund în citosolul celulei.
  12. potențialele de acțiune de-a lungul tubulilor t determină deschiderea canalelor de eliberare a calciului dependente de tensiune în reticulul sarcoplasmic și eliberarea ionilor de Ca2+ din locul lor de depozitare în cisterne.
  13. ionii Ca2 + difuzează prin citoplasmă unde se leagă de troponină, permițând în cele din urmă miozinei să interacționeze cu actina în sarcomer; această secvență de evenimente se numește cuplare de excitație-contracție.,
  14. atâta timp cât ATP și alți nutrienți sunt disponibili, apar evenimentele mecanice de contracție.
  15. între timp, înapoi la joncțiunea neuromusculară, acetilcolina s-a mutat de pe receptorul acetilcolinei și este degradată de enzima acetilcolinesterază (în grupuri de colină și acetat), provocând terminarea semnalului.
  16. colina este reciclată înapoi în terminalul presinaptic, unde este utilizată pentru a sintetiza noi molecule de acetilcolină.,

Anatomia și Fiziologia sinapsei Neuromusculare

Anatomie

Vom stimula mușchii scheletici contracția în mod voluntar. Semnalele electrice din creier prin măduva spinării călătoresc prin axonul neuronului motor. Axonul se ramifică apoi prin mușchi și se conectează la fibrele musculare individuale la joncțiunea neuromusculară., Sarcolema pliată a fibrei musculare care interacționează cu neuronul se numește placa de capăt a motorului; sarcolema pliată crește contactul cu suprafața cu receptorii. Capetele ramurilor axonului se numesc terminalele sinaptice și nu intră în contact cu placa de capăt a motorului. O despicătură sinaptică separă terminalul sinaptic de placa de capăt a motorului, dar numai cu câțiva nanometri.comunicarea are loc între un neuron și o fibră musculară prin neurotransmițători., Excitarea neuronală determină eliberarea neurotransmițătorilor de la terminalul sinaptic în fanta sinaptică, unde se pot lega apoi de receptorii corespunzători de pe placa de capăt a motorului. Placa de capăt a motorului are pliuri în sarcolemă, numite pliuri joncționale, care creează o suprafață mare pentru ca neurotransmițătorul să se lege de receptori. În general, există multe pliuri și invaginări care măresc suprafața, inclusiv pliurile joncționale la capătul motorului și tubulii T în întreaga celulă.,

Fiziologie

e calciu în neuron. Influxul de calciu declanșează veziculele sinaptice, care împachetează neurotransmițătorii, pentru a se lega de membrana presinaptică și pentru a elibera acetilcolina în fanta sinaptică prin exocitoză.consultați secțiunea acestui curs despre membrane dacă aveți nevoie de o perfecționare.,echilibrul ionilor din interiorul și exteriorul unei membrane de repaus creează o diferență de potențial electric pe membrană. Aceasta înseamnă că interiorul sarcolemului are o sarcină negativă generală în raport cu exteriorul membranei, care are o sarcină pozitivă generală, determinând polarizarea membranei. Odată eliberat din terminalul sinaptic, acetilcolina difuzează prin fanta sinaptică la placa de capăt a motorului, unde se leagă de receptorii acetilcolinei, în principal de receptorii acetilcolinei nicotinice., Această legare determină activarea canalelor ionice în placa de capăt a motorului, ceea ce crește permeabilitatea ionilor prin activarea canalelor ionice: ionii de sodiu curg în mușchi și ionii de potasiu curg. Atât ionii de sodiu, cât și ionii de potasiu contribuie la diferența de tensiune, în timp ce canalele ionice controlează mișcarea lor în și din celulă. Pe măsură ce se leagă un neurotransmițător, aceste canale ionice se deschid, iar ionii Na+ intră în membrană. Aceasta reduce diferența de tensiune dintre interiorul și exteriorul celulei, care se numește depolarizare., Deoarece acetilcolina se leagă la placa de capăt a motorului, această depolarizare se numește potențial de placă finală. Apoi se răspândește de-a lungul sarcolemmei, creând un potențial de acțiune ca canale de sodiu dependente de tensiune (tensiune) adiacente locului inițial de depolarizare deschise. Potențialul de acțiune se deplasează pe întreaga membrană celulară, creând un val de depolarizare.după depolarizare, membrana trebuie readusă la starea de repaus. Aceasta se numește repolarizare, în timpul căreia canalele de sodiu se închid și canalele de potasiu se deschid., Deoarece ionii pozitivi de potasiu (K+) se deplasează din spațiul intracelular în spațiul extracelular, acest lucru permite ca interiorul celulei să devină din nou încărcat negativ față de exterior. În timpul repolarizării și pentru o perioadă de timp după aceea, celula intră într-o perioadă refractară, în timpul căreia membrana nu poate deveni din nou depolarizată. Acest lucru se datorează faptului că, pentru a avea un alt potențial de acțiune, canalele de sodiu trebuie să revină la starea lor de repaus, ceea ce necesită o etapă intermediară cu întârziere.,propagarea unui potențial de acțiune și depolarizarea sarcolemmei cuprind porțiunea de excitație a cuplajului de excitație-contracție, conexiunea activității electrice și contracția mecanică. Structurile responsabile de cuplarea acestei excitații la contracție sunt tubulii T și reticulul sarcoplasmic (SR). Tubulii T sunt extensii ale sarcolemului și astfel poartă potențialul de acțiune de-a lungul suprafeței lor, conducând valul de depolarizare în interiorul celulei. Tubulele t formează triade cu capetele a două SR numite cisterne terminale., SRs, și în special cisterne terminale, conțin concentrații mari de ioni de Ca2+ în interior. Ca un potențial de acțiune călătorește de-a lungul tubilor T, în apropiere de terminal cisternae deschide voltaj-dependente de calciu eliberați canale, permițând Ca2+ pentru a difuza în sarcoplasm. Influxul de Ca2 + crește cantitatea de calciu disponibilă pentru a se lega de troponină. Troponina legată de Ca2+ suferă o schimbare conformațională care are ca rezultat mutarea tropomiozinei pe filamentul actinei. Când tropomiozina se mișcă, locul de legare a miozinei pe actină este descoperit., Aceasta continuă atâta timp cât excesul de Ca2+ este disponibil în sarcoplasmă. Când nu mai există Ca2 + liber disponibil pentru a se lega de troponină, contracția se va opri. Pentru a restabili Ca2+ niveluri înapoi la o stare de repaus, excesul de Ca2+ este transportat activ înapoi în SR. Într-o stare de repaus, Ca2+ este reținut în interiorul SR, păstrând sarcoplasmic Ca2+ niveluri scăzute. Nivelurile scăzute de calciu sarcoplasmic împiedică contracția musculară nedorită.,

Neurotransmitatori

Acetilcolina, de multe ori abreviat ca ACh, este un neurotransmițător eliberat de neuroni motori, care se leagă de receptorii din motor end-placă. Este o moleculă mică extrem de importantă în fiziologia umană. Pe neuron parte din fanta sinaptică, există de obicei 300.000 de vezicule care așteaptă să fie exocytosed în orice moment și fiecare vezicula conține până la 10.000 de molecule de acetilcolină.ACh este produs prin reacția Acetil coenzimei A (CoA) cu o moleculă de colină în corpul celulelor neuronice., După ce este ambalat, transportat și eliberat, se leagă de receptorul acetilcolinei de pe placa de capăt a motorului; este degradat în fanta sinaptică de enzima acetilcolinesterază (AChE) în acetat (și acid acetic) și colină. Colina este reciclată înapoi în neuron. Durerea se află în cleftul sinaptic, descompunând ACh, astfel încât să nu rămână legat de receptorii ACh, ceea ce ar întrerupe controlul normal al contracției musculare. În unele cazuri, cantități insuficiente de ACh împiedică contracția musculară normală și provoacă slăbiciune musculară.,toxina botulinică împiedică eliberarea ACh în fanta sinaptică. Fără legarea ACh la receptorii săi de la placa de capăt a motorului, nu se produce niciun potențial de acțiune și contracția musculară nu poate apărea. Toxina botulinică este produsă de Clostridium botulinum, o bacterie care se găsește uneori în conservele necorespunzătoare. Ingestia unor cantități foarte mici poate provoca botulism, care poate provoca moartea din cauza paraliziei mușchilor scheletici, inclusiv a celor necesari pentru respirație.

contracția musculară celulară

ATP furnizează energia pentru contracția musculară., În plus față de rolul său direct în ciclul cross-bridge, ATP furnizează, de asemenea, energia pentru pompele de transport activ Na+/K+ și Ca2+. Contracția musculară nu are loc fără cantități suficiente de ATP. Cantitatea de ATP stocată în mușchi este foarte scăzută, suficientă doar pentru a alimenta câteva secunde în valoare de contracții. Deoarece este defalcat, ATP trebuie, prin urmare, să fie regenerat și înlocuit rapid pentru a permite contracția susținută.un ATP mută un cap de miozină cu un pas. Aceasta poate genera trei piconewtoni (pN) de forță izometrică sau poate muta 11 nanometri., Trei pN este o forță foarte mică-o mușcătură umană, generată de mușchi, poate genera 500 trilioane pN de forță. Și 11 nm este o distanță foarte mică— un inch are 25 de milioane de nanometri.există trei mecanisme prin care ATP poate fi regenerat: metabolismul fosfatului de creatină, glicoliza anaerobă și respirația aerobă.fosfatul de creatină este un fosfagen, care este un compus care poate stoca energie în legăturile sale de fosfat. Într-un mușchi de odihnă, excesul de ATP (adenozin trifosfat) își transferă energia în creatină, producând ADP (adenozin difosfat) și fosfat de creatină., Când mușchiul începe să se contracte și are nevoie de energie, fosfatul de creatină și ADP sunt transformate în ATP și creatină de către enzima creatin kinază. Această reacție are loc foarte repede; astfel, ATP-ul derivat de fosfagen alimentează primele câteva secunde de contracție musculară. Cu toate acestea, creatina fosfat poate oferi doar aproximativ 15 secunde în valoare de energie, moment în care o altă sursă de energie trebuie să fie disponibile.după ce ATP-ul disponibil din fosfatul de creatină este epuizat, mușchii generează ATP folosind glicoliza., Glicoliza este un proces anaerob care descompune glucoza (zahărul) pentru a produce ATP; cu toate acestea, glicoliza nu poate genera ATP la fel de repede ca fosfatul de creatină. Zahărul utilizat în glicoliză poate fi furnizat prin glucoza din sânge sau prin metabolizarea glicogenului care este stocat în mușchi. Fiecare moleculă de glucoză produce două ATP și două molecule de piruvat, care pot fi utilizate în respirația aerobă sau transformate în acid lactic.dacă este disponibil oxigen, acidul piruvic este utilizat în respirația aerobă., Cu toate acestea, dacă oxigenul nu este disponibil, acidul piruvic este transformat în acid lactic, care poate contribui la oboseala musculară și la durere. Acest lucru se întâmplă în timpul exercițiilor fizice intense, când sunt necesare cantități mari de energie, dar oxigenul nu poate fi livrat mușchilor într-un ritm suficient de rapid pentru a satisface întreaga nevoie. Glicoliza anaerobă nu poate fi susținută foarte mult timp (aproximativ un minut de activitate musculară), dar este utilă în facilitarea exploziilor scurte de ieșire de mare intensitate., Glicoliza nu utilizează glucoza foarte eficient, producând doar două molecule ATP per moleculă de glucoză, iar acidul lactic secundar contribuie la oboseala musculară pe măsură ce se acumulează. Acidul Lactic este transportat din mușchi în sânge, dar dacă acest lucru nu se întâmplă suficient de repede, acidul lactic poate determina scăderea nivelului pH-ului celular, afectând activitatea enzimatică și interferând cu contracția musculară.respirația aerobă este defalcarea glucozei în prezența oxigenului pentru a produce dioxid de carbon, apă și ATP., Respirația aerobă în mitocondriile mușchilor utilizează glicogen din depozitele musculare, glucoza din sânge, acidul piruvic și acizii grași. Aproximativ 95% din ATP necesar pentru mușchii în repaus sau moderat activi este asigurat prin respirație aerobă. Respirația aerobă este mult mai eficientă decât glicoliza anaerobă, producând aproximativ 38 de molecule ATP per moleculă de glucoză. Cu toate acestea, respirația aerobă nu sintetizează ATP la fel de repede ca glicoliza anaerobă, ceea ce înseamnă că puterea de ieșire a mușchilor scade, dar contracțiile cu putere mai mică pot fi susținute pentru perioade mai lungi.,


mușchii necesită o cantitate mare de energie și, astfel, necesită o cantitate constantă de oxigen și nutrienți. Vasele de sânge intră în mușchi la suprafața sa, după care sunt distribuite prin întregul mușchi. Vasele de sânge și capilarele se găsesc în țesutul conjunctiv care înconjoară fasciculele și fibrele musculare, permițând oxigenului și nutrienților să fie furnizați celulelor musculare și deșeurilor metabolice să fie îndepărtate. Mioglobina, care leagă oxigenul în mod similar cu hemoglobina și conferă mușchiului culoarea roșie, se găsește în sarcoplasmă.,Această combinație de surse de energie diferite este importantă pentru diferite tipuri de activitate musculară. Ca o analogie, o ceașcă de cafea cu mult zahăr oferă o explozie rapidă de energie, dar nu pentru foarte mult timp. O masă echilibrată cu carbohidrați complexi, proteine și grăsimi durează mai mult pentru a ne afecta, dar oferă energie susținută.după primele câteva secunde de exercițiu, ATP-ul disponibil este consumat. După următoarele câteva minute, glucoza celulară și glicogenul sunt epuizate. După următoarele 30 de minute, aprovizionarea organismului cu glucoză și glicogen este epuizată., După acest timp, acizii grași și alte surse de energie sunt utilizați pentru a face ATP. De aceea, ar trebui să facem exerciții fizice mai mult de 30 de minute pentru a pierde în greutate (adică pierde grăsime). Uneori, timpul este important.ați învățat deja despre anatomia sarcomerului, cu filamentele sale subțiri de actină coordonate și filamentele groase de miozină. Pentru ca o celulă musculară să se contracte, sarcomerul trebuie să se scurteze ca răspuns la un impuls nervos., Filamentele groase și subțiri nu se scurtează, dar alunecă unul de celălalt, determinând sarcomerul să se scurteze în timp ce filamentele rămân aceeași lungime. Acest proces este cunoscut sub numele de modelul filamentului glisant al contracției musculare. Mecanismul de contracție se realizează prin legarea miozinei de actină, rezultând formarea de punți încrucișate care generează mișcarea filamentului.

când un sarcomer se scurtează, unele regiuni se scurtează, în timp ce altele rămân aceeași lungime. Un sarcomer este definit ca distanța dintre două discuri z consecutive sau linii Z., Când un mușchi se contractă, distanța dintre discurile Z este redusă. Zona H, regiunea centrală A zonei A, conține numai filamente groase și se scurtează în timpul contracției. Banda I conține numai filamente subțiri și, de asemenea, se scurtează. Banda A nu se scurtează; rămâne aceeași lungime, dar benzile de sarcomere adiacente se apropie mai mult în timpul contracției. Filamentele subțiri sunt trase de filamentele groase spre centrul sarcomerului până când discurile Z se apropie de filamentele groase., Zona de suprapunere, unde filamentele subțiri și filamentele groase ocupă aceeași zonă, crește pe măsură ce filamentele subțiri se mișcă spre interior.

lungimea ideală a unui sarcomer pentru a produce tensiune maximă apare atunci când toate filamentele groase și subțiri se suprapun. Dacă un sarcomer este întins peste această lungime ideală, unele dintre capetele de miozină din filamentele groase nu sunt în contact cu actina din filamentele subțiri și se pot forma mai puține punți încrucișate. Acest lucru duce la mai puține capete de miozină care trag actina și se produce mai puțină tensiune., Dacă un sarcomer este scurtat, zona de suprapunere este redusă pe măsură ce filamentele subțiri ajung în zona H, care este compusă din cozi de miozină. Deoarece capetele de miozină formează punți încrucișate, actina nu se va lega de miozină în această zonă, reducând din nou tensiunea produsă de mușchi. Dacă apare o scurtare suplimentară a sarcomerului, filamentele subțiri încep să se suprapună între ele, reducând în continuare formarea punților încrucișate și cantitatea de tensiune produsă. Dacă mușchiul a fost întins până la punctul în care filamentele groase și subțiri nu se suprapun deloc, nu se formează punți încrucișate și nu se produce tensiune., Această cantitate de întindere nu apare de obicei, deoarece proteinele accesorii și țesutul conjunctiv se opun întinderii extreme.

cu un număr mare de motoare moleculare relativ slabe, putem ajusta mai ușor forța pentru a satisface nevoile noastre. În caz contrar, am produce în mod regulat prea puțină sau prea multă forță pentru majoritatea sarcinilor noastre. De asemenea, moleculele sunt capabile să genereze forțe mici pe baza structurii lor moleculare.,ați învățat deja despre modul în care informațiile de la un neuron conduc în cele din urmă la o contracție a celulelor musculare.

revizuiți materialul anterior pentru o revizuire a joncțiunilor neuromusculare.

un potențial de acțiune într-un neuron motor produce o contracție. Această contracție se numește twitch. Ne gândim la „spasme musculare” ca spasme pe care nu le putem controla, dar în fiziologie, un tic nervos este un termen tehnic care descrie un răspuns muscular la stimulare., O singură mișcare nu produce nicio contracție musculară semnificativă. Sunt necesare potențiale Multiple de acțiune (stimulare repetată) pentru a produce o contracție musculară care poate produce muncă.un twitch poate dura de la câteva milisecunde Până la 100 de milisecunde, în funcție de tipul de mușchi. Tensiunea produsă de o singură mișcare poate fi măsurată printr-o miogramă, care produce un grafic care ilustrează cantitatea de tensiune produsă în timp. Atunci când este combinată cu un complot de semnalizare electrică, miograma arată trei faze pe care le suferă fiecare mișcare., Prima perioadă este perioada latentă, în timpul căreia potențialul de acțiune este propagat de-a lungul membranei și ionii Ca2+ sunt eliberați din reticulul sarcoplasmic (SR). În acest moment nu se produce tensiune sau contracție, dar se stabilesc condițiile de contracție. Aceasta este faza în care excitația și contracția sunt cuplate, dar contracția nu a avut încă loc. Faza de contracție apare după perioada latentă în care calciul este utilizat pentru a declanșa formarea punților încrucișate. Această perioadă durează de la începutul contracției până la punctul de tensiune maximă., Ultima fază este faza de relaxare, când tensiunea scade pe măsură ce contracția se oprește. Calciul este pompat din sarcoplasmă, înapoi în SR, iar ciclismul încrucișat se oprește. Mușchiul revine la o stare de repaus. Există o perioadă refractară foarte scurtă după faza de relaxare (revizuiți materialul anterior despre fiziologia unei joncțiuni neuromusculare)

o singură mișcare nu produce nicio activitate musculară semnificativă într-un corp viu. Contracția musculară normală este mai susținută și poate fi modificată pentru a produce cantități diferite de forță. Aceasta se numește un răspuns muscular gradat., Tensiunea produsă într-un mușchi scheletic este o funcție atât a frecvenței stimulării neuronale, cât și a numărului de neuroni motori implicați.rata la care un neuron motor oferă potențiale de acțiune afectează contracția produsă într-o celulă musculară. Dacă o celulă musculară este stimulată în timp ce se produce încă o mișcare anterioară, cea de-a doua mișcare nu va avea aceeași forță ca prima; va fi mai puternică. Acest efect se numește însumare sau însumare a valurilor, deoarece efectele stimulilor neurali succesivi sunt însumate sau adăugate împreună., Acest lucru se întâmplă deoarece al doilea stimul eliberează mai mulți ioni de Ca2+, care devin disponibili în timp ce mușchiul se contractă încă de la primul stimul (primul val de ioni de calciu eliberați). Acest lucru permite formarea mai multor punți încrucișate și o contracție mai mare. Deoarece cel de-al doilea stimul trebuie să sosească înainte de finalizarea primului twitch, frecvența stimulului determină dacă are loc sau nu însumarea.,dacă frecvența stimulării crește până la punctul în care fiecare stimul succesiv se însumează cu forța generată de stimulul anterior, tensiunea musculară continuă să crească până când tensiunea generată atinge un punct de vârf. Tensiunea în acest moment este de aproximativ trei până la patru ori mai mare decât tensiunea unui singur twitch; acest lucru este denumit tetanos incomplet. Tetanusul este definit ca contracție fuzionată continuă. În timpul tetanosului incomplet, mușchiul trece prin cicluri rapide de contracție cu o fază scurtă de relaxare., Dacă frecvența stimulului este atât de mare încât faza de relaxare dispare complet, contracțiile devin continue într-un proces numit tetanos complet. Aceasta se întâmplă atunci când concentrațiile de Ca2+ din sarcoplasmă ating un punct în care contracțiile pot continua neîntrerupt. Această contracție continuă până când oboseala musculară și nu mai poate produce tensiune.acest tip de tetanos nu este același cu boala cu același nume, care se distinge prin contracția severă susținută a mușchilor scheletici., Boala, care poate fi fatală dacă este lăsată netratată, este cauzată de bacteria Clostridium tetani, care este prezentă în majoritatea mediilor. Toxina din bacterie afectează modul în care neuronii motori comunică și controlează contracțiile musculare, ducând la spasme musculare sau contracții susținute, cunoscute și sub denumirea de „lockjaw”.”

ușor diferit de tetanosul incomplet este fenomenul treppe., Treppe (de la termenul German pentru pas, referindu-se la trepte crește în contracție) este o afecțiune în care succesive stimuli produce o cantitate mai mare de tensiune, chiar daca tensiunea revine la starea de repaus între stimuli (în tetanos, tensiunea nu scade la starea de repaus între stimuli). Treppe este similar cu tetanosul prin faptul că primul twitch eliberează calciu în sarcoplasmă, dintre care unele nu vor fi luate înapoi înainte de următoarea contracție., Fiecare stimul eliberează ulterior mai mult calciu, dar există încă un anumit calciu prezent în sarcoplasmă de la stimulul anterior. Acest plus de calciu permite mai mult cross-pod formarea și mai mare contracție cu fiecare stimul suplimentare până la punctul în care Adăugat calciu nu pot fi utilizate. În acest moment, stimulii succesivi vor produce o cantitate uniformă de tensiune.puterea contracțiilor este controlată nu numai de frecvența stimulilor, ci și de numărul de unități motorii implicate într-o contracție., O unitate motorie este definită ca un singur neuron motor și fibrele musculare corespunzătoare pe care le controlează. Creșterea frecvenței stimulării neuronale poate crește tensiunea produsă de o singură unitate motorie, dar aceasta poate produce doar o cantitate limitată de tensiune într-un mușchi scheletic. Pentru a produce mai multă tensiune într-un întreg mușchi scheletic, numărul de unități motorii implicate în contracție trebuie crescut. Acest proces se numește recrutare.

dimensiunea unităților motorii variază în funcție de dimensiunile mușchilor. Mușchii mici conțin unități motorii mai mici și sunt cei mai utili pentru mișcările motorii fine., Mușchii mai mari tind să aibă unități motorii mai mari, deoarece în general nu sunt implicați în controlul fin. Chiar și în interiorul unui mușchi, unitățile motorii variază în funcție de dimensiune. În general, atunci când un mușchi se contractă, unitățile motorii mici vor fi primele recrutate într-un mușchi, cu unități motorii mai mari adăugate, deoarece este nevoie de mai multă forță.toate unitățile motorii dintr-un mușchi pot fi active simultan, producând o contracție foarte puternică. Acest lucru nu poate dura foarte mult din cauza cerințelor energetice ale contracției musculare., Pentru a preveni oboseala musculară completă, de obicei unitățile motorii dintr-un anumit mușchi nu sunt toate simultan active, ci, în schimb, unele unități motorii se odihnesc, în timp ce altele sunt active, permițând contracții musculare mai lungi de către mușchi în ansamblu.potențialele de acțiune produse de celulele stimulatoare cardiace în mușchiul cardiac sunt mai lungi decât cele produse de neuronii motori care stimulează contracția mușchilor scheletici. Astfel, contracțiile cardiace sunt de aproximativ zece ori mai lungi decât contracțiile musculare scheletice., Din cauza perioadelor lungi refractare, noul potențial de acțiune nu poate ajunge la o celulă musculară cardiacă înainte de a intra în faza de relaxare, ceea ce înseamnă că contracțiile susținute ale tetanosului sunt imposibile. Dacă s-ar produce tetanos, inima nu ar bate în mod regulat, întrerupând fluxul de sânge prin corp.contracțiile musculare sunt printre cele mai mari procese consumatoare de energie din organism, ceea ce nu este surprinzător, având în vedere munca pe care o fac în mod constant mușchii., Mușchii scheletici mișcă corpul în moduri evidente, cum ar fi mersul pe jos și în moduri mai puțin vizibile, cum ar fi facilitarea respirației. Structura celulelor musculare la nivel microscopic le permite să transforme energia chimică găsită în ATP în energia mecanică a mișcării. Proteinele actina și miozina joacă roluri mari în producerea acestei mișcări.

Anatomia musculaturii scheletice

amintiți-vă toate structurile celulei musculare scheletice fuzionate. Dacă aveți nevoie, Revizuiți organele și structurile specifice celulelor musculare scheletice.,structuri analoage altor organele celulare: Sarcolema-membrana fibrei scheletice topite.

  • sarcoplasma-citoplasma fibrei scheletice topite.
  • reticulul Sarcoplasmic—reticulul endoplasmatic al fibrei scheletice topite.structuri specializate în celulele musculare:
    • tubuli transversali (tubuli T) – tuburi sarcolemma umplute cu fluid extracelular care coordonează conducerea în celulele musculare mari.
    • cisterne terminale-structurile reticulului sarcoplasmic mărit stochează calciu și înconjoară tubulii T.,
    • Triada-un tub T și două cisterne terminale.există trei tipuri principale de fibre musculare scheletice (celule): oxidativ lent (SO), care utilizează în principal respirația aerobă; oxidativ rapid (FO), care este un intermediar între fibrele glicolitice oxidative lente și rapide; și glicolitic rapid (FG), care utilizează în principal glicoliza anaerobă. Fibrele sunt definite ca lent sau rapid în funcție de cât de repede se contractă. Viteza de contracție depinde de cât de repede ATPaza miozinei poate hidroliza ATP pentru a produce acțiune încrucișată., Fibrele rapide hidrolizează ATP aproximativ de două ori mai repede decât fibrele lente, rezultând o ciclism mai rapid. Calea metabolică primară utilizată determină dacă o fibră este oxidativă sau glicolitică. Dacă o fibră produce în primul rând ATP prin căi aerobe, este oxidativă. Fibrele glicolitice creează în principal ATP prin glicoliza anaerobă.,deoarece fibrele funcționează pentru perioade lungi de timp fără oboseală, ele sunt folosite pentru a menține postura, producând contracții izometrice utile pentru stabilizarea oaselor și articulațiilor și făcând mișcări mici care se întâmplă adesea, dar nu necesită cantități mari de energie. Ele nu produc tensiune ridicată, astfel încât acestea nu sunt utilizate pentru mișcări puternice, rapide, care necesită cantități mari de energie și ciclism rapid cross-bridge.fibrele FO sunt uneori numite fibre intermediare, deoarece posedă caracteristici intermediare între fibrele rapide și fibrele lente., Ele produc ATP relativ repede, mai repede decât fibrele, și astfel pot produce cantități relativ mari de tensiune. Ele sunt oxidative deoarece produc ATP aerobic, posedă un număr mare de mitocondrii și nu obosesc repede. Fibrele FO nu posedă mioglobină semnificativă, oferindu-le o culoare mai deschisă decât fibrele roșii SO. Fibrele FO sunt utilizate în principal pentru mișcări, cum ar fi mersul pe jos, care necesită mai multă energie decât controlul postural, dar mai puțină energie decât o mișcare explozivă, cum ar fi sprintul., Fibrele FO sunt utile pentru acest tip de mișcare, deoarece produc mai multă tensiune decât fibrele SO și sunt mai rezistente la oboseală decât fibrele FG.fibrele FG utilizează în principal glicoliza anaerobă ca sursă ATP. Au un diametru mare și posedă cantități mari de glicogen, care este utilizat în glicoliză pentru a genera rapid ATP; astfel, ele produc niveluri ridicate de tensiune. Deoarece nu utilizează în primul rând metabolismul aerobic, nu posedă un număr substanțial de mitocondrii și nici cantități mari de mioglobină și, prin urmare, au o culoare albă., Fibrele FG sunt utilizate pentru a produce contracții rapide și puternice pentru a face mișcări rapide și puternice. Cu toate acestea, aceste fibre obosesc rapid, permițându-le să fie utilizate numai pentru perioade scurte de timp.majoritatea mușchilor (organelor) posedă un amestec din fiecare tip de fibră (celulă). Tipul predominant de fibre într-un mușchi este determinat de funcția primară a mușchiului. Mușchii mari folosiți pentru mișcări puternice conțin fibre mai rapide decât fibrele lente. Ca atare, mușchii diferiți au viteze diferite și abilități diferite de a menține contracția în timp., Proporția acestor tipuri diferite de fibre musculare va varia între diferite persoane și se poate schimba în cadrul unei persoane cu condiționare.