Neuro – fiziologia fibrei Neuro – fiziologia fibrei musculare striatemusculare striate

Sistemul contractilSistemul contractil Sistemul contractil ocupă cea mai mare parte din Sistemul contractil ocupă cea mai mare parte din

spaţiul intercelular al fibrelor musulare striate.spaţiul intercelular al fibrelor musulare striate. El este reprezentat de miofibrile care sunt dispuse El este reprezentat de miofibrile care sunt dispuse

paralel cu axul longitudinal al fibrelor musculare.paralel cu axul longitudinal al fibrelor musculare. Într-o fibră musculară striată există câteva sute de Într-o fibră musculară striată există câteva sute de

miofibrile (care este formată din numeroase miofibrile (care este formată din numeroase segmente, cu dimensiunea cuprinsă între 1,5 şi 3 segmente, cu dimensiunea cuprinsă între 1,5 şi 3 microni, numite sarcomere).microni, numite sarcomere).

Un sarcomer reprezintă partea dintr-o miofibrilă Un sarcomer reprezintă partea dintr-o miofibrilă cuprinsă între două membrane Z (care au forma unor cuprinsă între două membrane Z (care au forma unor plăcuţe şi sunt de natură proteică).plăcuţe şi sunt de natură proteică).

Imaginea unei miofibrile la Imaginea unei miofibrile la microscopul optic apare ca o microscopul optic apare ca o succesiune de discuri clare şi succesiune de discuri clare şi discuri întunecate, care îi discuri întunecate, care îi imprimă aspectul striat, de imprimă aspectul striat, de unde şi numele de fibre unde şi numele de fibre musculare striate pentru musculare striate pentru fibrele musculare scheletice.fibrele musculare scheletice.

Filamentele de actină sunt Filamentele de actină sunt mai subţiri decât cele de mai subţiri decât cele de miozină (membrana Z = miozină (membrana Z = străbătută de 2000 de străbătută de 2000 de filamente de actină). filamente de actină).

Banda H = segment format Banda H = segment format din filamente de miozină, din filamente de miozină, situat la mijlocul discului situat la mijlocul discului întunecat.întunecat.

Membranele se continuă până la periferia miofibrilelor şi vin Membranele se continuă până la periferia miofibrilelor şi vin în contact cu sarcolema, conferind sistemului contractil dintr-o în contact cu sarcolema, conferind sistemului contractil dintr-o fibră musculară striată caracterul de unitate funcţională.fibră musculară striată caracterul de unitate funcţională.

Filamentele de miozină sunt formate din molecule de miozină Filamentele de miozină sunt formate din molecule de miozină (o moleculă miozină este alcătuită din două filamente răsucite (o moleculă miozină este alcătuită din două filamente răsucite unul în jurul celuilalt în spirală).unul în jurul celuilalt în spirală).

Fiecare cap al moleculei de miozină conţine ATP-ază, care Fiecare cap al moleculei de miozină conţine ATP-ază, care este activată de actină şi de ionii de Mg în momentul formării este activată de actină şi de ionii de Mg în momentul formării complexului actomiozinic, ca urmare a eliberării ionilor de Ca complexului actomiozinic, ca urmare a eliberării ionilor de Ca din rezervoarele reticulului sarcoplasmatic şi a creşterii din rezervoarele reticulului sarcoplasmatic şi a creşterii concentraţiei acestuia în sarcoplasmă.concentraţiei acestuia în sarcoplasmă.

Actina se prezintă sub formă de actină globulară şi fibrilară. Actina se prezintă sub formă de actină globulară şi fibrilară. Fiecărui filament de actină îi sunt asociate 2 proteine Fiecărui filament de actină îi sunt asociate 2 proteine reglatoare ale formării punţilor transversale acto – miozinice, reglatoare ale formării punţilor transversale acto – miozinice, tropomiozina şi troponina. În repaus, filamentele de tropomiozina şi troponina. În repaus, filamentele de tropomiozină sunt dispuse astfel încât să acopere locusurile de tropomiozină sunt dispuse astfel încât să acopere locusurile de fixare a capurilor moleculelor de miozină pe actină. fixare a capurilor moleculelor de miozină pe actină.

Sistemul de cuplare a excitaţiei cu Sistemul de cuplare a excitaţiei cu contracţiacontracţia

este reprezentat de reticulul sarcoplasmatic şi de tubulii Teste reprezentat de reticulul sarcoplasmatic şi de tubulii T tubulii T = invaginaţii ale sarcolemei care pătrund adânc în tubulii T = invaginaţii ale sarcolemei care pătrund adânc în

sarcoplasmăsarcoplasmă tubulii T – rol funcţional deosebit pentru că reprezintă calea pe tubulii T – rol funcţional deosebit pentru că reprezintă calea pe

care pătrund în profunzimea fibrelor musculare potenţialele de care pătrund în profunzimea fibrelor musculare potenţialele de acţiuneacţiune

reticulul sarcoplasmatic este format din tubuli cu dispoziţie reticulul sarcoplasmatic este format din tubuli cu dispoziţie longitudinală, deci paraleli cu miofibrilele şi perpendiculari pe longitudinală, deci paraleli cu miofibrilele şi perpendiculari pe direcţia tubulilor Tdirecţia tubulilor T

tubulii reticulului sarcoplasmatic au capetele închise şi tubulii reticulului sarcoplasmatic au capetele închise şi umflate. Numite şi cisterne (rol de rezervor imediat al ionilor umflate. Numite şi cisterne (rol de rezervor imediat al ionilor de Ca)de Ca)

fiecare tubul T pătrunde la un anumit nivel al fiecare tubul T pătrunde la un anumit nivel al sarcoplasmei printre cisternele a doi tubuli sarcoplasmei printre cisternele a doi tubuli longitudinalilongitudinali

ansamblul format din cele două cisterne şi ansamblul format din cele două cisterne şi porţiunea tubului T învecinat cu ele = triadaporţiunea tubului T învecinat cu ele = triada

triadele = au rol în cuplarea excitaţiei cu triadele = au rol în cuplarea excitaţiei cu contracţia deoarece potenţialele de acţiune contracţia deoarece potenţialele de acţiune (excitaţia) care ajung la nivelul triadei (excitaţia) care ajung la nivelul triadei determină eliberarea ionilor de Ca în cisternedetermină eliberarea ionilor de Ca în cisterne

Ca = elementul de legătură dintre fenomenele Ca = elementul de legătură dintre fenomenele electrice (potenţialul de acţiune - excitaţia) şi electrice (potenţialul de acţiune - excitaţia) şi fenomenele mecanice (contracţia)fenomenele mecanice (contracţia)

Mecanismul contracţiei fibrelor Mecanismul contracţiei fibrelor muscularemusculare

un potenţial de acţiune se transmite de la placa motorie în un potenţial de acţiune se transmite de la placa motorie în întreaga sarcolemă, iar prin intermediul tubulilor T pătrunde întreaga sarcolemă, iar prin intermediul tubulilor T pătrunde până la nivelul triadelor, determinând eliberarea ionilor de Ca până la nivelul triadelor, determinând eliberarea ionilor de Ca din reticulul sarcoplasmatic în sarcoplasma miofibrilelor, din reticulul sarcoplasmatic în sarcoplasma miofibrilelor, declanşând interacţiunea dintre ATP şi filamentele groase şi declanşând interacţiunea dintre ATP şi filamentele groase şi subţiri de actină şi miozinăsubţiri de actină şi miozină

ionii de Ca interacţionează cu sistemul de proteine reglatoare, ionii de Ca interacţionează cu sistemul de proteine reglatoare, legându-se de troponină, provocând astfel o schimbare legându-se de troponină, provocând astfel o schimbare conformaţională a tropomiozinei şi a complexului troponinicconformaţională a tropomiozinei şi a complexului troponinic

prin aceste modificări se produce fixarea capului de legătură a prin aceste modificări se produce fixarea capului de legătură a miozinei cu actinamiozinei cu actina

miozin – ATP – aza este activată de actina transformată şi miozin – ATP – aza este activată de actina transformată şi hidrolizează o moleculă de ATPhidrolizează o moleculă de ATP

concomitent se produce o schimbare conformaţională a concomitent se produce o schimbare conformaţională a capului miozinei – modificare care produce o mişcare a punţii, capului miozinei – modificare care produce o mişcare a punţii, determinând mecanismul de cremalieră care deplasează actinadeterminând mecanismul de cremalieră care deplasează actina

pe măsură ce ciclurile se repetă, filamentele de actină pătrund pe măsură ce ciclurile se repetă, filamentele de actină pătrund tot mai adânc pe lângă cele de miozină, iar capetele tot mai adânc pe lângă cele de miozină, iar capetele filamentelor de miozină se apropie tot mai mult de filamentelor de miozină se apropie tot mai mult de membranele Zmembranele Z

prin contracţie, un muşchi îşi poate reduce 50% din lungime, prin contracţie, un muşchi îşi poate reduce 50% din lungime, astfel într-un sarcomer contractat la maximum, capetele astfel într-un sarcomer contractat la maximum, capetele filamentelor de miozină ajung foarte repede de membranele Z, filamentelor de miozină ajung foarte repede de membranele Z, iar capetele filamentelor de actină se pot atinge sau chiar iar capetele filamentelor de actină se pot atinge sau chiar suprapunesuprapune

în timpul contracţiei musculare, lungimea sarcomerelor scade în timpul contracţiei musculare, lungimea sarcomerelor scade de la 3 la 1.5 microni ca urmare a apropierii membranelor Z de la 3 la 1.5 microni ca urmare a apropierii membranelor Z una de altauna de alta

Proprietăţile funcţionale ale Proprietăţile funcţionale ale muşchilormuşchilor

Elasticitatea muscularăElasticitatea musculară elasticitatea musculară = capacitatea muşchilor de a se alungi elasticitatea musculară = capacitatea muşchilor de a se alungi

şi de a reveni la lungimea iniţială o dată cu încetarea întinderii şi de a reveni la lungimea iniţială o dată cu încetarea întinderii lorlor

este determinată de un complex de factori, dintre care cel mai este determinată de un complex de factori, dintre care cel mai important este important este elasticitatea punţilor transversale (a elasticitatea punţilor transversale (a capetelor moleculelor de miozină), elasticitatea capetelor moleculelor de miozină), elasticitatea membranelor Z, precum şi a ţesutului conjunctiv din membranelor Z, precum şi a ţesutului conjunctiv din structura muşchilorstructura muşchilor

elasticitatea şi tonusul elastic micşorează mult inerţia iniţială a elasticitatea şi tonusul elastic micşorează mult inerţia iniţială a mişcărilor, previne ruperea muşchilor în cazul contracţiilor mişcărilor, previne ruperea muşchilor în cazul contracţiilor bruşte şi puternicebruşte şi puternice

sporeşte randamentul activităţilor muscularesporeşte randamentul activităţilor musculare

ExcitabilitateaExcitabilitatea reprezintă proprietatea muşchilor de a răspunde la reprezintă proprietatea muşchilor de a răspunde la

acţiunea excitanţilor prin depolarizare urmată de acţiunea excitanţilor prin depolarizare urmată de contracţiecontracţie

excitantul natural al muşchilor este impulsul nervos excitantul natural al muşchilor este impulsul nervos originar în centrii nervoşi care ajunge la muşchi pe originar în centrii nervoşi care ajunge la muşchi pe calea nervilor motoricalea nervilor motori

excitarea se poate realiza şi prin intermediul excitarea se poate realiza şi prin intermediul excitanţilor artificiali (electrici, mecanici)excitanţilor artificiali (electrici, mecanici)

pentru a provoca un răspuns contractil din partea pentru a provoca un răspuns contractil din partea muşchilor, excitanţii trebuie să îndeplinească muşchilor, excitanţii trebuie să îndeplinească următoarele condiţii: să aibă o intensitate de prag; să următoarele condiţii: să aibă o intensitate de prag; să acţioneze o durată de timp adecvată; să intervină cu acţioneze o durată de timp adecvată; să intervină cu oarecare bruscheţeoarecare bruscheţe

ContractilitateaContractilitatea reprezintă proprietatea muşchilor de a se scurta şi reprezintă proprietatea muşchilor de a se scurta şi

îngroşa consecutiv excitării lorîngroşa consecutiv excitării lor datorită acestei proprietăţi, muşchii asigură atât datorită acestei proprietăţi, muşchii asigură atât

menţinerea anumitor poziţii ale corpului, cât şi menţinerea anumitor poziţii ale corpului, cât şi deplasarea pârghiilor osoase unele faţă de altele, fapt deplasarea pârghiilor osoase unele faţă de altele, fapt ce permite mersul şi manipularea diferitelor obiectece permite mersul şi manipularea diferitelor obiecte

contracţiile izotonice: se caracterizează prin scurtarea contracţiile izotonice: se caracterizează prin scurtarea muşchilor şi menţinerea constantă a tonusuluimuşchilor şi menţinerea constantă a tonusului

contracţiile izometrice: se realizează cu menţinerea contracţiile izometrice: se realizează cu menţinerea constantă a lungimii muşchilor şi creşterea intensă a constantă a lungimii muşchilor şi creşterea intensă a tonusuluitonusului

contracţiile auxotonice: sunt însoţite atât de scurtarea contracţiile auxotonice: sunt însoţite atât de scurtarea muşchilor, cât şi de modificarea tonusuluimuşchilor, cât şi de modificarea tonusului

Contractura şi rigiditatea muscularăContractura şi rigiditatea musculară contractura se poate datora: contractura se poate datora: depolarizării prelungite a membranei fibrelor depolarizării prelungite a membranei fibrelor

musculare, cauzată de mărirea concentraţiei de K în musculare, cauzată de mărirea concentraţiei de K în mediul extracelular, conducând la intensificarea mediul extracelular, conducând la intensificarea eliberării Ca din reticulul sarcoplasmatic şi la eliberării Ca din reticulul sarcoplasmatic şi la inhibarea recaptării lui;inhibarea recaptării lui;

determină scăderea capacităţii de repolarizare a determină scăderea capacităţii de repolarizare a membranelor periplasmatice ale fibrelor musculare, membranelor periplasmatice ale fibrelor musculare, creşterii concentraţiei de Ca şi scăderii pH-ului creşterii concentraţiei de Ca şi scăderii pH-ului (datorită acumulării de acid lactic şi piruvic);(datorită acumulării de acid lactic şi piruvic);

rigiditatea, este consecinţa epuizării rezervelor de rigiditatea, este consecinţa epuizării rezervelor de ATP.ATP.

Oboseala muscularăOboseala musculară oboseala musculară = reducerea reversibilă a capacităţii de oboseala musculară = reducerea reversibilă a capacităţii de

contracţie a muşchilor; se instalează datorită unor activităţi contracţie a muşchilor; se instalează datorită unor activităţi fizice ce depăşesc durata normală de desfăşurare şi nivelul fizice ce depăşesc durata normală de desfăşurare şi nivelul obişnuit de intensitateobişnuit de intensitate

oboseala psihologică = scăderea capacităţii neuronilor motori oboseala psihologică = scăderea capacităţii neuronilor motori din cortexul cerebral de a descărca impulsuri cu o astfel de din cortexul cerebral de a descărca impulsuri cu o astfel de frecvenţă încât să se menţină la un nivel ridicat o activitate frecvenţă încât să se menţină la un nivel ridicat o activitate motorie oarecaremotorie oarecare

poate fi cauzată de suprasolicitare fizică sau psihică, acţiunea poate fi cauzată de suprasolicitare fizică sau psihică, acţiunea nefavorabilă a unor factori fizici de mediu (temperaturi nefavorabilă a unor factori fizici de mediu (temperaturi extreme, zgomote intense, luminozitate redusă), boli, extreme, zgomote intense, luminozitate redusă), boli, subnutriţie, etc.subnutriţie, etc.

oboseala psihologică: scăderea atenţiei, reducerea oboseala psihologică: scăderea atenţiei, reducerea capacităţii de gândire, perturbarea percepţiilor capacităţii de gândire, perturbarea percepţiilor senzoriale, labilitate emoţională, nelinişte, iritabilitatesenzoriale, labilitate emoţională, nelinişte, iritabilitate

oboseala de transmisiune, este provocată de epuizarea oboseala de transmisiune, este provocată de epuizarea rezervelor de acetilcolină din veziculele sinaptice şi rezervelor de acetilcolină din veziculele sinaptice şi incapacităţii neuronilor de a-şi mări producţia de incapacităţii neuronilor de a-şi mări producţia de acetilcolină peste un anumit nivel criticacetilcolină peste un anumit nivel critic

oboseala afectează negativ proprietăţile fiziologice oboseala afectează negativ proprietăţile fiziologice ale muşchilorale muşchilor

forţa de contracţie a muşchilor obosiţi scade datorită forţa de contracţie a muşchilor obosiţi scade datorită reducerii numărului de unităţi motorii care iau parte reducerii numărului de unităţi motorii care iau parte la contracţie şi diminuării capacităţii de scurtare a la contracţie şi diminuării capacităţii de scurtare a tuturor fibrelor muscularetuturor fibrelor musculare

în condiţii de oboseală musculară, scade precizia în în condiţii de oboseală musculară, scade precizia în mişcări, pentru că excitaţia motorie corticală se mişcări, pentru că excitaţia motorie corticală se extinde şi se transmite şi la alte grupe de muşchi în extinde şi se transmite şi la alte grupe de muşchi în afara celor implicaţi în mod normal în realizarea afara celor implicaţi în mod normal în realizarea acelui act motoracelui act motor

o dată cu instalarea oboselii musculare, se reduc o dată cu instalarea oboselii musculare, se reduc rezervele de glicogen din muşchi, scade stocul de rezervele de glicogen din muşchi, scade stocul de compuşi macroergici (creatinfosfat, ATP), creşte compuşi macroergici (creatinfosfat, ATP), creşte conţinutul în acid lactic şi oxigenul devine deficitarconţinutul în acid lactic şi oxigenul devine deficitar

atât în cazul oboselii psihologice, cât şi al celei atât în cazul oboselii psihologice, cât şi al celei musculare, o importantă formă de refacere este musculare, o importantă formă de refacere este repausul activ, care constă în înlocuirea activităţii ce a repausul activ, care constă în înlocuirea activităţii ce a generat oboseala cu o alta, care solicită alte generat oboseala cu o alta, care solicită alte componente anatomice şi funcţionale.componente anatomice şi funcţionale.