Transcript fiziologija skeletnog mišića

FIZIOLOGIJA
SKELETNOG MIŠIĆA
1
FIZIOLOGIJA SKELETNOG MIŠIĆA:
RAČUNALNA SIMULACIJA
Ciljevi:





Definirati: višestruka sumacija motornih jedinica,
maksimalni podražaj, fenomen stepenice, valna sumacija,
tetanus.
Identificirati dva načina na koje vrsta podražaja može
utjecati na proizvodnju mišićne sile.
Grafički prikazati odnos snage podražaja i sile stezanja
kako bi razjasnili stupnjeviti mišićni odgovor.
Objasniti kako je moguća spora, ujednačena, trajna
kontrakcija skeletnog mišića.
Razumjeti odnose između pasivnih, aktivnih i ukupnih sila
na grafičkom prikazu.
2
Ciljevi:
 Identificirati uvjete pod kojima je mišićna kontrakcija
izometrična ili izotonična.
 Opisati pojmovima duljine i sile prijelaz između
izometričnih i izotoničnih uvjeta tijekom pojedinačnog
mišićnog trzaja.
 Opisati učinke otpora i početne duljine na početnu brzinu
skraćivanja.
 Objasniti zašto mišićna sila ostaje stalna tijekom
izotoničnog skraćivanja.
 Objasniti pokusne rezultate pomoću strukture mišića.
3
Motorna jedinica
•djelatna kontraktilna jedinica
•čine je motorni živac i sva mišićna vlakna koja taj živac
inervira (od 2 do više od tisuću vlakana (stanica)
•prilikom okidanja motornog živca sve mišićne stanice
unutar motorne jedinice kontrahiraju se istodobno
Električni podražaj
•električna struja određenog napona (V)
Razlika simulacije i stvarne kontrakcije in vivo
•simulacija – mišić podražujemo putem elektrode
pričvrćene na površinu mišića
•in vivo – svako mišićno vlakno dobiva pojedinačni podražaj
od vlastitog živčanog završetka
4
Odgovor mišića na podražaj
• podraženi mišić se kontrahira i pritom proizvodi silu i/ili
se skraćuje
• STUPNJEVITI ODGOVOR MIŠIĆA odražava broj
paljenja motornih jedinica u datom trenutku:
• jaka kontrakcija – aktivirano je mnogo motornih jedinica
i sve su maksimalno stegnute
• slaba kontrakcija – aktivirano je malo motornih jedinica,
ali također su maksimalno stegnute
• prve se aktiviraju najmanje motorne jedinice zato što su
njihovi neuroni najmanji pa se membrane takvih neurona
najlakše depolariziraju
• povećanjem napona struje kojom podražujemo mišić
raste i sila proizvedena mišićnom kontrakcijom.
5
• MAKSIMALNA KONTRAKCIJA se događa kad su sve
mišićne stanice aktivirane. Podražaj veći od tog napona
neće više povećati silu kontrakcije.
Višestruka sumacija (novačenje) motornih jedinica
• s povećanjem broja aktiviranih motornih jedinica mišić
može proizvesti postojan porast sile – to nazivamo
SUMACIJA (NOVAČENJE) MOTORNIH JEDINICA –
omogućuje postizanje finih pokreta
Aktivna sila
• Sila koju proizvodi mišić tijekom kontrakcije.
Pasivna sila
• Elastična sila koja ovisi o rastegnutosti mišića (početnoj
duljini mišića u mirovanju).
6
Ukupna sila
•Sila koju mjerimo instrumentima – zbroj aktivne i pasivne
sile.
Mišićni trzaj
•pojedinačna kontrakcija mišićnog vlakna
•tri faze vidljive na grafičkom prikazu (miogramu)
•faza latencije – vrijeme koje protekne od djelovanja
podražaja do početka vidljive kontrakcije, u mišiću se
zbivaju unutarstanične kemijske promjene kao priprema
za kontrakciju
•faza kontrakcije – mišićna vlakna kližu jedna mimo
drugih i mišić se skraćuje
•faza relaksacije – mišić se vraća u početno stanje i
duljinu
7
Miogram
8
FENOMEN „STEPENICA“ (TREPPE)
•kod prve kontrakcije mišića, sila koju mišić može ostvariti
je manja od sile koju će mišić ostvariti u kasnijim
kontrakcijama unutar relativno kratkog vremena
•kod prvih nekoliko trzaja (serija laganih trzaja), svaki
sljedeći podražaj proizvede malo veću silu od prethodnog
sve dok ne dostigne maksimalnu silu. Uvjet je da se mišić
potpuno relaksira između podražaja (stimulacije), a
podražaji su dovoljno blizu jedan drugome
•rezultat je povećane učinkovitosti enzimskog sustava u
stanicama i povećane dostupnosti za unutarstanični kalcij
9
FENOMEN STEPENICA (TREPPE)
10
VALNA SUMACIJA
•postiže se povećavanjem frekvencije stimulacije odnosno
učestalosti podraživanja mišića
•događa se jer je mišić još u djelomičnoj kontrakciji kad do
njega stiže sljedeći podražaj
TETANUS (GRČ)
•ekstreman oblik valne sumacije koji rezultira trajnom,
ravnomjernom kontrakcijom
•mišić se ne relaksira zato što je stimuliran velikom
frekvencijom podražaja
•na grafičkom zapisu se stapaju vrhovi valova sile pa vidimo
gotovo ravan zapis, bez faze relaksacije
11
VALNA SUMACIJA
12
UMOR MIŠIĆA
•mišićno tkivo je izgubilo sposobnost kontrakcije
•umor se pojavljuje kad je potrošnja ATP-a u mišićnim
stanicama veća od proizvodnje (sinteze)
13
IZOMETRIČNA KONTRAKCIJA
• duljina mišića se ne mijenja bez obzira na proizvedenu
silu (iso = jednak, metric = duljina)
•mijenja se zategnutost mišića
•duljina u mirovanju (duljina mišića prije kontrakcije) je
važan činitelj koji određuje iznos sile koju mišić može
ostvariti
IZOTONIČNA KONTRAKCIJA
• duljina mišića se mijenja, ali proizvedena sila ostaje ista
(iso = jednak, tonic = sila)
14