fizio-curs2
Post on 14-Feb-2015
15 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
13/10/10
1
Fiziologia aparatului Fiziologia aparatului neuromuscularneuromuscular
Dr. Radu BragaDr. Radu Braga
radu.braga@univermed-cdgm.ro
http://www.fiziologie.ro
Tipuri de muşchiTipuri de muşchiaspecteaspecte comparative ale comparative ale ţesutului muscular scheletic, cardiac şi netedţesutului muscular scheletic, cardiac şi neted
Proprietate m. scheletic m. cardiac m. netedDimensiuni musculare (Øxlungime)
100µm x până la 30 cm 10-20 µm x 50-100 µm 5-10 µm x 30-200 µm
Nuclei Multipli, lângă sarcolemă În general unic, situat central Unic, situat central
Organizare miofilamente În sarcomere, ca miofibrile În sarcomere, ca miofibrile Împrăştiate prin citoplasmă
Reticul sarcoplasmic Cisterne terminale în triade, suprapuse
Tubulii RS conectate cu tubulii T la liniile Z
Dispersate prin citoplasmă,fără tubuli T
Mec. control Nervos, prin joncţiuni neuromusculare
Automatism (cel. pacemaker) Automatism (cel. Pacesetter), nervos sau hormonal
Sursa Ca2++ Eliberare din RS Eliberare din spaţiulextracelular şi RS
Eliberare din spaţiulextracelular şi RS
Contracţie Debut rapid, poate tetaniza, Debut lent, nu tetanizează, Debut lent, pot tetaniza,
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Contracţie Debut rapid, poate tetaniza, oboseală rapidă
Debut lent, nu tetanizează,rezistente la efort
Debut lent, pot tetaniza,rezistente la efort
Sursă energie Metabolism aerob la nivele de efort moderat, glicoliză
Metabolism aerob, substrat substrat lipidic sau glucidic
Metabolism principal aerob(anaerob la suprastimulare)
13/10/10
2
Structura muşchiuluiStructura muşchiului
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Structura muşchiuluiStructura muşchiuluiFibraFibra musculamuscularără
2009/2010 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
3
Sarcomerul Sarcomerul –– Unitate funcţionalăUnitate funcţională
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Sarcomerul Sarcomerul –– Unitate funcţionalăUnitate funcţională
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
4
Sarcomerul Sarcomerul –– Unitate funcţionalăUnitate funcţională
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Structura muşchiuluiStructura muşchiuluiMiofibrilă
I
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Miofibrilă
13/10/10
5
ProprietProprietăţile muşchiuluiăţile muşchiului
• Excitabilitate
• Conductibilitate
• Contractilitate
• Tonicitate (+elasticitate)
• Extensibilitate2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Excitabilitate, Conductibilitate
-70
+30
-90
+30
mV
mV Timp
2 msec Potenţial de acţiune muscular
Potenţial de acţiune al motoneuronului α
Tens
iune
Timp
Fază de latenţă
Fază de contracţie Fază de relaxare0 10 100 mse50 2010/2011 Dr. Radu Braga
Cat. Fiziologie, UMF Bucureşti
PA muşchi scheletic
PA muşchi cardiac
13/10/10
6
Nerv
Unitate motorie 1
Unitate motorie 2
Terminaţii axonale la
Unitatea motorieUnitatea motorie
Corp motoneuron alfa
MuschiFib l
Nerv
Axon neuronmotor
nivelul plăcii motorii
Human Anatomy and Physiology, 7eby Elaine Marieb & Katja Hoehn
Copyright © 2007 Pearson Education, Inc.,publishing as Benjamin Cummings.
(b)(a)
Ramificaţie axonală către unitatea motorie
Fibre musculareFibre musculare
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Potenţial de acţiuneTerminaţie axonală la nivelul plăcii motorii
Sarcolema
Axon mielinizat neuron motor
Joncţiunea Joncţiunea neuromuscularăneuromusculară
(placa motorie)(placa motorie)
(a)
Buton terminal al neuronului motor
Mitocondrie
Cheie sinaptică
Molecule de ACh
Veziculă sinaptică fuzionând
Veziculă sinaptică
Acid acetic
Buton terminal
Nucleu
Ca2+
Human Anatomy and Physiology, 7eby Elaine Marieb & Katja Hoehn
Copyright © 2007 Pearson Education, Inc.,publishing as Benjamin Cummings.
(b) (c)
Falduri joncţionale sarcolemale la nivelul plăcii motorii
Parte demiofibrilă
Tubul T
Legarea Ach lareceptor deschidecanalul Na+/K+
Acetilcolinesterază
Cheie sinaptică
Colină
Na+K+
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Receptor nicotinicnicotinic de acetilcolină
13/10/10
7
Joncţiunea neuromuscularăJoncţiunea neuromusculară
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Receptor nicotinicnicotinic de acetilcolină
Joncţiunea neuromuscularăJoncţiunea neuromuscularăExcitabilitateExcitabilitate
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
8
Joncţiunea neuromuscularăJoncţiunea neuromuscularăCuplarea excitaţieCuplarea excitaţie--contracţiecontracţie
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Tubulii TTubulii T
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
9
Contractilitate
+30mV
Potenţial de acţiune al motoneuronului α
-70
-90
+30mV Timp
Timp
2 msec Potenţial de acţiune muscular
Potenţial de acţiune al motoneuronului α
Tens
iune
Fază de latenţă
Fază de contracţie Fază de relaxare0 10 100 mse
c50
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Troponina Troponina -- TropomiozinaTropomiozina
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
10
Contracţia muscularăContracţia musculară
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Contracţia muscularăContracţia musculară
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
11
Contracţia muscularăContracţia musculară
25% din energia consumata contracţie25% din energia consumata = contracţie. 75% reprezintă căldură degajată
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
This animation by Mike Geeves, Laboratory of Molecular Biology in the UK and the Cambridge Institute for Medical Research
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
12
Contracţia muscularăContracţia musculară
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Curba lungimeCurba lungime--tensiunetensiune
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
13
Metabolism muscular
Consum energetic în condiţii bazale
1. Ficat – 27%2. Creier – 19%3. Muşchi – 18% ÎN REPAUS!ÎN REPAUS!
- 54.4 kJ/Kg (13 kcal/kg) în fiecare zi
Substratul energeticSubstratul energetic• Activitate Aerobă
– OxigenOxigen– Glucoză– Acizi graşi
• Activitate Anaerobă– Rapidă = forţă (…dar)
Ce este datoria de oxigen?
ţ ( )
• Creatinfosfat (CrP) ATP
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
14
Substratul energeticSubstratul energeticGlucoză
AnaerobProdus Net 2 ATP
AerobProdus 2x17 ATPNet 34 ATP
Acizi graşi – fosforilare oxidativă- Pt. fiecare 2 at. C → 5 ATP + AcCoA- Oxidare AcCoA → 12 ATP
Total 36 ATP Total 17 ATP /2C
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Sistemul fosfagenSistemul fosfagen
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
15
Rezerve energetice musculareRezerve energetice musculare
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Metabolism muscularMetabolism muscular
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
16
Utilizarea substratului energeticUtilizarea substratului energeticfunctie de durata şi intensitatea exerciţiului fizicfunctie de durata şi intensitatea exerciţiului fizic
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Consumul de oxigenConsumul de oxigen
Creşte consumul de O2 de 23x!
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
17
Circulaţia muscularăCirculaţia musculară
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Circulaţia muscularăCirculaţia musculară• Repaus cca. 1-4 ml/min per 100g (15-20% din DC)• Efort fizic 50 100 ml/min/100g (până la 80% DC)• Efort fizic - 50-100 ml/min/100g (până la 80% DC)• Creşte de 20 până la 50 de ori în vasodilataţie maximă
(hiperemie activă)• Perfuzia ↑ în relaxarea musculară• Reglare nervoasă autonomă şi locală
• Importanţă în menţinerea TA
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
18
Tipuri de fibre musculareTipuri de fibre musculare
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Tipuri de fibre musculareTipuri de fibre musculare
Fibre roşii – Tip I Oxidative lente
•Celule mici•Multe mitocondrii•RS redus•Multe capilare•Rata aerobă crescutăNi l ↑ d i l bi ă
1/4 - 1/3 din dimensiunea fibrelor albe; efort uşor spre moderat pe perioade prelungite de timp
•Nivel ↑ de mioglobină•Rata glicolitică ↓•Sistem tampon ↓•Rezerve ↓ de glicogen•ATPază miozinică lentă•Contracţie lentă
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
19
Tipuri de fibre musculareTipuri de fibre musculare
Fib lbFib lb TTii IIbIIb GlGlii lliititi idid
•• Fibre intermediareFibre intermediare––Tip IIa, Oxidative rapideTip IIa, Oxidative rapide
•• Fibre albe Fibre albe –– TTiip IIbp IIb• Celule f. mari• Puţine mitocondrii• RS slab dezvoltat• Puţine capilare• Nivele ↓ de mioglobină
Rată aerobă ↓
GlGliicolcoliitictice rapidee rapide• Obosesc rapid• 2-4 X mai multă forţă!• Efort intens de scurtă durată
cu perioade prelungite de recuperare.
• Rată aerobă ↓• Rată glicolitică crescută• Sistem tampon ↑• Rezerve de glicogen ↑• ATPază miozinică rapidă• Viteză de contracţie ↑
Remodelare!
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
20
TipuriTipuri de de contraccontracţii musculareţii musculare
• Secusa• Tetanosul incomplet şi complet• Contracţia sincronă / asincronă• Contracţia izotonică
• Concentrică• Excentrică• Excentrică
• Contracţia izometrică• Contracţia tonică de repaus
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Latentperiod
Period ofcontraction
Period ofrelaxation
Latent period
Extraocular muscle (lateral rectus)
Secusa muscularăSecusa musculară
period contraction relaxation
Perc
enta
ge o
fm
axim
um te
nsio
n
0 200 40 60 80 100 120 140Single
Extraocular muscle (lateral rectus)
GastrocnemiusSoleus
Perc
enta
ge o
fm
axim
um te
nsio
n
0 400 80 120 160 200Single
Human Anatomy and Physiology, 7eby Elaine Marieb & Katja Hoehn
Copyright © 2007 Pearson Education, Inc.,publishing as Benjamin Cummings.
Time (ms)(a)
gstimulus Time (ms)
gstimulus(b)
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
21
Secusă Secusă > > TetanosTetanosFenomenul TreppeCreşterea în trepte a tensiunii dezvoltate de secuse
Fenomenul de sumare al secuselor
Tetanosul incomplet
Human Anatomy and Physiology, 7eby Elaine Marieb & Katja Hoehn
Copyright © 2007 Pearson Education, Inc.,publishing as Benjamin Cummings.
Tetanosul complet
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Contracţii sincrone Contracţii sincrone -- asincroneasincrone
Human Anatomy and Physiology, 7eby Elaine Marieb & Katja Hoehn
Copyright © 2007 Pearson Education, Inc.,publishing as Benjamin Cummings.
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
22
Contracţii izotonice Contracţii izotonice && izometriceizometriceat
eTo
nici
tate
/ el
astic
ita
Contracţia tonică de repaus
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Recrutare neuroni motoriRecrutare neuroni motori
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
23
Activitatea reflexă spinalăActivitatea reflexă spinală
•Reflexul osteotendinos (miotatic)
•Reflexul de tendon
•Reflexul de flexie
•Reflexe posturale şi de locomoţie
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Reflexe posturale şi de locomoţie
Clasificarea tipurilor de neuroniClasificarea tipurilor de neuroniErlanger şi Gasser
Lloyd şi Hunt
Ø fibrei(µm)
Viteza (m/s)
Rol
Motor: motoneuronul somatic alfaAα Ia 10-20 50-120 Senzitiv: aferenţe primare de la fusul
neuromuscular
Aα Ib 10-20 50-120 Senzitiv: organe tendinoase Golgi, tact şi presiune
Aβ II 4-12 25-70
Motor: motoneuroni mici pentru fibre intra şi extra fusale
Senzitiv: aferenţe fusale secundare, tact epicirtic, presiune şi vibraţie
Aγ 2 8 10 50 Motor: motoneuronul gammaAγ 2-8 10-50 g
Aδ III 1-5 3-30 Senzitiv: tact protopatic, durere, temperatură
B 1-3 3-15 Motor: fibre vegetative preganglionare
C IV <1 <2Motor: fibre vegetative postganglionare
Senzitiv: durere temperatură2010/2011 Dr. Radu Braga
Cat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
24
ROT ROT –– Fusul neuromuscularFusul neuromuscularMotor MotorSenzitiv
TeacăButon terminal motoneuron α
Buton terminal motoneuron γ
Fibre extrafusale
Fibre intrafusale
Terminaţie secundară
Terminaţie primară
Fluid cavitar
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Fibre cu sac nuclear(intrafusale)
Fibre cu lanţ nuclear(intrafusale)
Fibre tip IaAferenţă primară
Fibre tip IIAferenţă secundară
Fibre eferente motorii γ dinamice
Fibre eferente motorii γ statice
Terminaţie în placă
Terminaţie în bandă
ROT ROT –– Fusul neuromuscularFusul neuromuscularNeuronul senzitiv este stimulat tonic
Fibre musculare extrafusale l l i d
Centru reflex spinal
Fibre intrafusale ale fusului neuromuscular
la lungime de repaus
Terminaţii neuronale senzitive
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Neuronii motori alfa pentru fibrele extrafusale sunt stimulaţi tonic
Creşte tonusul muscular în fibrele extrafusale
13/10/10
25
ROT ROT –– Fusul Fusul neuromuscularneuromuscularAdaptarea la contracţia voluntară Reflex de întindereCoactivarea alfa-gama la stimularea activităţii motorii gama
Întindere muşchi
Contracţie muşchi
Scade rata de descărcare pe aferenţa neuronului senzitiv
Creşte stimularea eferentă a
motoneuronilor alfa
Creşte stimularea aferentă spinală
ţ g
1. Stimulare concomitentă a motoneuronilor
alfa şi gama
2.Contracţie
muşchi
2.Capetele fibrelor intrafusale se contractă şi se scurtează
1. Stimulare motoneuron gama
3. Este întinsă zona centrală a fusului, astfel încât rata de descărcare pe aferenţa sezitivă nu se modifică
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Întindere muşchi
Contracţie muşchi
Timp
Potenţial membranaral
neuronului senzitiv
Lungimemuşchi
Potenţial membranaral
neuronului senzitiv Contracţie muşchi
Timp
Rata de descărcare rămâne constantă
Lungimemuşchi
Muşchiul se contractă dar fibrele intrafusale se alungesc
Bucla gamaBucla gama
corn anterior medular
fibrele musculare intrafusale(prin gama dinamic sau static)
terminaţiile anulospirale ale fusuluifibre musculare extrafusale
Celulă Renshaw
Motoneuron gamaMotoneuron alfa
corn anterior medular
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
aferenţele senzitive ale fusului, fibre Ia
neuroni intercalari medulari
Tonus motor- Repaus- Postural- Acţiune
13/10/10
26
Facilitarea Facilitarea reflexă medularăreflexă medulară
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Reflexul de tendonReflexul de tendonOrganul tendinos GolgiOrganul tendinos Golgi
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
27
Reflexul de tendonReflexul de tendonOrganul tendinos GolgiOrganul tendinos Golgi
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Reflexul de flexorReflexul de flexor
•Reflexul de flexor•Reflexul de extensor încrucişat
•Legile iradierii (Eduard Pflüger,1851)• Localizării• Unilateralităţii• Simetriei• Iradierii
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
• Iradierii• Generalizării
13/10/10
28
Reflexe posturale şi de locomoţieReflexe posturale şi de locomoţie
• R. statice locale– R de întindere – menţine postura împotriva gravitaţieiR. de întindere menţine postura împotriva gravitaţiei– R. de susţinere pozitivă – proprioceptori plantă, centru
lombosacrat– R. de susţinere negativă (magnet/suplimentar de extensie) –
împreună cu RSP în mers
• R. de redresare (echilibrare)• R. supraspinalep p
– R. tonice ale gâtului– R. oculocefalogire
• R. Statokinetice
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Oboseala muscularăOboseala musculară
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
13/10/10
29
Oboseala muscularăOboseala muscularăSurse ale oboselii musculare
Centrale
Feedbackaferent
Motivaţie psihologică
Periferice
Transmisie nervoasă
Transmisiemusculară
Propagare PA Placă motorie
2010/2011 Dr. Radu BragaCat. Fiziologie, UMF Bucureşti
Contracţie musculară
p g
Ischemic Epuizare metabolicăMecanism Ca/Pi
Mesaje de luat acasăMesaje de luat acasă• Înţelegerea structurii muşchiului, a fibrei musculare şi a sarcomerului
din punct de vedere funcţional• Care sunt proprietăţile funcţioale ale muşchiului?• Ce este unitatea motorie?• Particularităţi morfologice şi funcţionale ale plăcii motorii• Particularităţi morfologice şi funcţionale ale plăcii motorii• Cuplarea excitaţiei cu contracţia• Ciclul contractil• Importanţa curbei lungime-tensiune• Metabolism muscular (aerob, anaerob, sistem fosfagen)• Particularităţi ale circulaţiei musculare• Tipuri de fibre musculareTipuri de fibre musculare• Tipuri de contracţii ale fibrei musculare• Fenomenul de recrutare motorie• Reflexul osteotendinos, bucla gama• Reflexul de tendon (organ tendinos Golgi)• Alte tipuri de reflexe (generalităţi)• Oboseala musculară 2010/2011 Dr. Radu Braga
Cat. Fiziologie, UMF Bucureşti
top related