Anatómia Élettan I

A legismertebb jellemzője harántcsíkolt izom képessége, hogy szerződést, mert a mozgás. A vázizmok nemcsak a mozgás előidézésére szolgálnak, hanem a mozgás megállítására is, például a gravitáció ellenállására a testtartás fenntartása érdekében. A vázizmok kicsi, állandó beállítására van szükség ahhoz, hogy a test függőleges vagy kiegyensúlyozott legyen bármilyen helyzetben. Az izmok megakadályozzák a csontok és ízületek túlzott mozgását, fenntartják a vázstabilitást, valamint megakadályozzák a vázszerkezet károsodását vagy deformációját. Az ízületek teljesen eltérhetnek vagy elmozdulhatnak a kapcsolódó csontok húzásával; az izmok azért működnek, hogy az ízületek stabilak maradjanak. A vázizmok az egész testben a belső traktusok nyílásain helyezkednek el, hogy ellenőrizzék a különböző anyagok mozgását. Ezek az izmok lehetővé teszik a funkciók, mint a nyelés, vizelés, székletürítés, hogy önkéntes ellenőrzés alatt. A vázizmok a belső szerveket (különösen a hasi és a kismedencei szerveket) úgy is védik, hogy külső gátként vagy pajzsként hatnak a külső traumára, és támogatják a szervek súlyát.

a vázizmok hőtermeléssel hozzájárulnak a test homeosztázisának fenntartásához. Az izomösszehúzódás energiát igényel, amikor az ATP lebomlik, hő keletkezik. Ez a hő nagyon észrevehető a testmozgás során, amikor a tartós izommozgás a testhőmérséklet emelkedését okozza, szélsőséges hideg esetén pedig a remegés véletlenszerű vázizom-összehúzódásokat eredményez, hogy hőt termeljenek.

1.ábra. A Három Kötőszöveti Réteg. Az izomrostok kötegeit, amelyeket fascicáknak neveznek, a perimysium borítja. Az izomrostokat az endomysium borítja.

minden vázizom olyan szerv, amely különböző integrált szövetekből áll. Ezek a szövetek közé tartozik a vázizomrostok, erek, idegrostok, kötőszövet. Minden vázizom három réteg kötőszövet (az úgynevezett “mysia”), hogy csatolja azt, és biztosítja a szerkezet az izom egészére, valamint compartmentalize az izomrostok belül az izom (1.ábra). Minden izom van csomagolva egy hüvely sűrű, szabálytalan kötőszövet úgynevezett epimysium, amely lehetővé teszi, hogy az izom összehúzódni, mozogni erőteljesen, miközben a szerkezeti integritását. Az epimizium elválasztja az izmokat a terület más szöveteitől és szerveitől is, lehetővé téve az izom önálló mozgását.

minden vázizom belsejében az izomrostok egyedi kötegekbe vannak rendezve, mindegyik úgynevezett fascicle, a kötőszövet középső rétege, a perimysium. Ez a fascicular szervezet gyakori a végtagok izmaiban; lehetővé teszi az idegrendszer számára, hogy az izom egy bizonyos mozgását kiváltsa azáltal, hogy aktiválja az izomrostok egy részét egy kötegben vagy az izom fascicle-ban. Belül minden fascicle, minden izomrost van burkolva egy vékony kötőszöveti réteg kollagén, retikuláris rostok úgynevezett endomysium. Az endomysium tartalmazza az extracelluláris folyadékot és tápanyagokat, hogy támogassa az izomrostot. Ezeket a tápanyagokat vér útján szállítják az izomszövetbe.

a vázizmokban, amelyek inakkal dolgoznak a csontok húzására, a három szövetrétegben (a mysia) lévő kollagén összefonódik az ín kollagénjével. Az ín másik végén a csont periosteum bevonatával összeolvad. Az izomrostok összehúzódásával létrehozott feszültséget ezután a mysia, az ín, majd a periosteum felé továbbítják,hogy a csontot a csontváz mozgásához húzzák. Más helyeken a mysia összeolvadhat egy széles, ínszerű lappal, amelyet aponeurosisnak neveznek, vagy a fascia, a kötőszövet a bőr és a csontok között. A hát alsó részén lévő kötőszövet széles lapja, amelybe a latissimus dorsi izmok (a “lat”) összeolvadnak, egy aponeurosis példája.

minden vázizmot gazdagon szállítanak az erek a tápláláshoz, az oxigén szállításhoz és a hulladék eltávolításához. Ezenkívül a vázizom minden izomrostját egy szomatikus motoros neuron axon ága biztosítja, amely jelzi a rost összehúzódását. Ellentétben a szív-és simaizomzat, az egyetlen módja annak, hogy funkcionálisan szerződést a vázizom keresztül jelzés az idegrendszer.

Vázizomrostok

mivel a vázizomsejtek hosszúak és hengeresek, ezeket általában izomrostoknak nevezik. A vázizomrostok meglehetősen nagyok lehetnek az emberi sejtek számára, átmérőjük legfeljebb 100 µm, hosszuk pedig legfeljebb 30 cm (11,8 in) a felső lábszár Sartoriusában. A korai fejlődés során az embrionális myoblasztok, mindegyiknek saját magja van, akár több száz más myoblaszttal összeolvadnak, hogy a multinukleált vázizomrostokat képezzék. A többszörös mag a gének több példányát jelenti, lehetővé téve az izomösszehúzódáshoz szükséges nagy mennyiségű fehérje és enzim termelését.

az izomrostokkal kapcsolatos egyéb terminológia a görög sarcóban gyökerezik, ami “húst” jelent.”Az izomrostok plazmamembránját sarcolemmának nevezik, a citoplazmát szarkoplazmának nevezik, a speciális sima endoplazmatikus retikulumot, amely tárolja, felszabadítja, és a kalciumionokat (Ca++) lekéri, szarkoplazmatikus retikulumnak (SR) nevezik (2.ábra). Amint hamarosan leírjuk, a vázizomrost funkcionális egysége a sarcomere, a kontraktilis myofilamentumok aktin (vékony szál) és myosin (vastag szál) erősen szervezett elrendezése, más támogató fehérjékkel együtt.

2.ábra. Izomrost. A vázizomrostot egy sarcolemma nevű plazmamembrán veszi körül, amely szarkoplazmát, az izomsejtek citoplazmáját tartalmazza. Az izomrost sok fibrillából áll, amelyek a sejtnek csíkos megjelenését adják.

A Sarcomere

a vázizomrostok csíkos megjelenése az aktin és a myosin myofilamentumainak egymás utáni elrendezésének köszönhető az izomrost egyik végétől a másikig. Ezeknek a mikrofilamentumoknak és szabályozó fehérjéiknek, a troponinnak és a tropomiozinnak (más fehérjékkel együtt) minden egyes csomagját szarkomérnak nevezik.

a sarcomere az izomrost funkcionális egysége. Maga a sarcomere a myofibrilben található, amely az izomrost teljes hosszában fut, és a végén a sarcolemmához kapcsolódik. Ahogy a myofibrilek összehúzódnak, az egész izomsejt összehúzódik. Mivel a myofibrilek átmérője csak körülbelül 1,2 µm, több száz-ezer (mindegyik több ezer sarcomeres) található egy izomrostban. Mindegyik sarcomere körülbelül 2 µm hosszú, háromdimenziós hengerszerű elrendezéssel, és a Z-lemezek (más néven Z-vonalak) által határolt szerkezetek határolják, mivel a képek kétdimenziósak), amelyekhez az aktin myofilamentumok rögzítve vannak (3.ábra). Mivel az aktin és troponin-tropomiozin komplexe (a Z-korongokból a sarcomere középpontja felé vetítve) Olyan szálakat képez, amelyek vékonyabbak, mint a myosin, a sarcomere vékony izzószálának nevezik. Hasonlóképpen, mivel a myosin szálak és több fejük (a sarcomere középpontjából, de nem egészen a Z-lemezek felé) nagyobb tömegűek és vastagabbak, a sarcomere vastag izzószálának nevezik őket.

3.ábra. A Sarcomere. A sarcomere, az egyik Z-vonaltól a következő Z-vonalig terjedő régió a vázizomrost funkcionális egysége.

a neuromuszkuláris csomópont

a vázizom egy másik specializációja az a hely, ahol a motoros neuron terminálja megfelel az izomrostnak—úgynevezett neuromuszkuláris csomópontnak (NMJ). Ez az, ahol az izomrost először reagál a motoros neuron jelzésére. Minden vázizom rost minden vázizom innervált egy motoros neuron a NMJ. A neuronból származó gerjesztési jelek az egyetlen módja annak, hogy funkcionálisan aktiválják a rostot.

gerjesztés-összehúzódás kapcsolás

minden élő sejt membránpotenciálokkal vagy elektromos gradiensekkel rendelkezik a membránokon. A membrán belseje általában -60-90 mV körül van, kívülről nézve. Ezt nevezik a sejt membránpotenciáljának. A neuronok és az izomsejtek membránpotenciáljukkal elektromos jeleket generálhatnak. Ezt úgy teszik, hogy szabályozzák a töltött részecskék, az úgynevezett ionok mozgását a membránokon keresztül, hogy elektromos áramokat hozzanak létre. Ezt úgy érik el, hogy a membránban lévő speciális fehérjéket ioncsatornáknak nevezik. Bár az ezeken a csatornafehérjéken áthaladó ionok által generált áramok nagyon kicsiek, mind az idegi jelátvitel, mind az izomösszehúzódás alapját képezik.

mind a neuronok, mind a vázizomsejtek elektromosan izgatottak, ami azt jelenti, hogy képesek cselekvési potenciált generálni. Az akciós potenciál egy speciális típusú elektromos jel, amely hullámként képes a sejtmembrán mentén haladni. Ez lehetővé teszi a jel gyors és hű továbbítását nagy távolságokon.

bár a gerjesztés-összehúzódás kifejezés összezavarja vagy megijeszti néhány hallgatót, erre a következőre jut: ahhoz, hogy a vázizomrost összehúzódjon, membránjának először “izgatottnak”kell lennie—más szóval ösztönözni kell egy cselekvési potenciál kilövésére. Az izomrost akciós potenciál, amely söpör végig a sarcolemma, mint egy hullám, az “összekapcsolt” a tényleges összehúzódás révén a kiadás a kalcium ionok (Ca++) a SR. Egyszer megjelent, a Ca++ együttműködik az árnyékolás fehérjék, arra kényszerítve őket, hogy félre tehát, hogy az aktin-kötő helyek állnak rendelkezésre a mellékletet által miozin fejek. A myosin ezután húzza az aktinszálakat a központ felé, lerövidítve az izomrostot.

a vázizomzatban ez a szekvencia az idegrendszer szomatikus motorosztásának jeleivel kezdődik. Más szavakkal, a vázizmok” gerjesztési ” lépését mindig az idegrendszer jelzése váltja ki (4.ábra).

4.ábra. Motor Véglemez és beidegzés. Az NMJ-nél az axon terminál felszabadítja az ACh-t. A motor véglemeze az ACH-receptorok helye az izomrost-szarkolemmában. Amikor az ACh molekulák felszabadulnak, a szinaptikus hasadéknak nevezett perctérbe diffundálnak, és a receptorokhoz kötődnek.

A motoros neuronok, hogy mondja meg a harántcsíkolt izomrostok szerződés származnak a gerincvelő, a kisebb szám található, a agytörzsi aktiváló harántcsíkolt izmok az arcát, fejét, nyakát. Ezek a neuronok hosszú folyamatok, az úgynevezett axonok, amelyek speciális továbbítja cselekvési lehetőségek hosszú távolságok— ebben az esetben a gerincvelő, hogy az izom is (amely lehet akár három méter). A több Neuron axonjai összekapcsolódnak, hogy idegeket képezzenek, mint például a kábelbe csomagolt vezetékek.

A jelzés akkor kezdődik, amikor egy neuronális akciós potenciál áthalad egy motoros neuron axonján, majd az egyes ágak mentén, hogy az NMJ-nél megszűnjön. Az NMJ-nél az axon terminál kémiai hírvivőt vagy neurotranszmittert bocsát ki, amelyet acetilkolinnak (ACH) neveznek. Az ACH molekulák a szinaptikus hasadéknak nevezett egyperces térben diffundálnak, és a szinapszis másik oldalán található sarcolemma motor véglemezén található ACh receptorokhoz kötődnek. Miután ACH kötődik, megnyílik egy csatorna az ACh receptorban, és a pozitív töltésű ionok átjuthatnak az izomrostba, ami depolarizálódik, ami azt jelenti, hogy az izomrost membránpotenciálja kevésbé negatív (közelebb a nullához.)

ahogy a membrán depolarizálódik, egy másik ioncsatorna-készlet, amelyet feszültséggátos nátriumcsatornáknak neveznek, kinyílik. A nátriumionok belépnek az izomrostba, és az akciós potenciál gyorsan terjed (vagy “tüzek”) az egész membrán mentén, hogy gerjesztés-összehúzódást kezdeményezzen.

a dolgok nagyon gyorsan történnek az ingerlékeny membránok világában (csak gondoljon arra, hogy milyen gyorsan pattinthatja az ujjait, amint úgy dönt, hogy megteszi). Közvetlenül a membrán depolarizációját követően repolarizálódik, újra létrehozza a negatív membránpotenciált. Eközben a szinaptikus hasadékban lévő ACh-t az acetilkolinészteráz (AChE) enzim lebontja, így az ACh nem tud újra receptorhoz térni, és újra megnyitja csatornáját, ami nem kívánt meghosszabbított izom gerjesztést és összehúzódást okozna.

5.ábra. A T-tubulus. A keskeny t-tubulusok lehetővé teszik az elektromos impulzusok vezetését. Az SR a kalcium intracelluláris szintjének szabályozására szolgál. Két terminál cisternae (ahol kibővített SR csatlakozik a T-csövet), valamint egy T-csövet tartalmaz egy triád—a “hármasban” membránok, azokkal az SR két oldalán, valamint a T-csövet szendvics között.

az akciós potenciál terjedése a sarcolemma mentén a gerjesztés-összehúzódás gerjesztési része. Emlékezzünk vissza, hogy ez a gerjesztés valójában kiváltja a kalciumionok (Ca++) felszabadulását a sejt SR-ben való tárolásából. Ahhoz, hogy az akciós potenciál elérje az SR membránját, a Szarkolemmában periodikus invaginációk vannak, úgynevezett T-tubulusok (a” T “jelentése”keresztirányú”). Emlékeztetni fog arra, hogy az izomrost átmérője legfeljebb 100 µm lehet, így ezek a T-tubulusok biztosítják, hogy a membrán közel kerüljön az SR-hez a szarkoplazmában. A T-tubulus elrendezését az SR membránjaival mindkét oldalon triádnak nevezzük (5.ábra). A triád körülveszi a hengeres szerkezetet, az úgynevezett myofibrilt, amely aktint és myosint tartalmaz.

A t-tubulusok az akciós potenciált a sejt belsejébe juttatják, ami a szomszédos SR membránjában lévő kalciumcsatornák megnyitását váltja ki, ami Ca++ – t okoz az SR-ből és a szarkoplazmába. Ez a Ca++ érkezése a szarkoplazmában, amely az izomrost összehúzódását kezdeményezi kontraktilis egységeivel vagy sarcomerekkel.