Kararteristike mišića

SKELETNI SRCANI GLATKI

Pojedinacna vlakna sa pojedinacnom inervacijom i funkcijom

sincicijum sincicijum

Poprecna ispruganost

Poprecna ispruganost

Nema poprecne ispruganosti

Voljna inervacija

Inervacija preko sprovodnog sistema i VNS

Inervacija preko VNS, hormona, fizickih i hemijskih faktora

Posturalnost i lokomocija

pumpaTonus zida organa, propulzija sadrzaja, sfinkteri

Prosta misicna kontrakcija

Latentna faza

Fazakontrakcija

Faza relaksacije

Motorna jedinica

Sumacija misicnih kontrakcija

Potpuni tetanus

Sumacija misicnih kontrakcija

Nepotpuni tetanus

Neuromuskularna veza

Supstance koje mijenjaju transmisiju na neuromuskularnoj vezi

Nervni

impuls

A

ACh

B

depolarizacija AChE repolarizacija

Novi impuls

C

ANeuromuskularni blok se postize inhibicijom sinteze ili izlucivanja ACh /prokain/

BNeuromuskularni blok se postize kompetitivnom inhibicijom ACh receptora – nedepolarisuci miorelaksanti /d-tubokurare/

C 1. Neuromuskularni blok se postize produzenom depolarizacijom – depolarisuci miorelaksanti /leptosukcin/

2. Inaktivacij AChE /fizostigmin, neostigmin/

ACh receptori

Veza ekscitacije i kontrakcije / Ca++

Ca++

Veza ekscitacije i kontrakcije / Ca++

Ca++

DHP dihidropiridinski receptor / voltažni senzor

RyR rianodinski receptor

kalsekvestrin++

+++ +--

- -

-

--

+

+--

Aktinska i miozinska vlakna

Kontraktilni proteini

miozin

aktin

tropomiozin

troponin

Kontraktilni proteini

miozin

aktin

Tropomiozin – troponin kompleks pokriva aktivno mjesto

Kontraktilni proteini

miozin

aktin

Tropomiozin – troponin kompleks pokriva aktivno mjesto

Ca++ se vezuje za troponin i otkriva aktivno mjesto

Ca++

Mehanizam kontrakcije

ADP + PiVisokoenergetski nivo

ATP hidrolizovan

Energija konzervisana u polozaju glavice

Vezivanje glavice za aktivno mjesto

Zamah – koristi se energija ATP-a

Pomak aktinskog filamenta

ATP Glavica dolazi u nepovoljan polozaj – odvaja se, vezuje ATP

Niskoenergetski nivo

ADP + PiATP se hidrolizuje, oslobadja se energija,

Glavica se vraca na

Visokoenergetski nivo

Uloga ATP -a

• dovodjenje glavice na visokoenergetski nivo

• kacenje glavice za aktin – hemijska energija ATP-a prelazi u mehanicku energiju - kontrakcija

• ATP se vezuje za glavicu i dovodi do njenog odvajanja od aktina – relaksacija

• ATP-aza pumpa Ca++ u sarkoplazmatski retikulum

Sarkomera u kontrakciji

Razvijanje napetosti u zavisnosti od dužine sarkomere

0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

100 %

Izometrijska i izotonična kontrakcija

SEK

PEK

KKIzometrijska kontrakcija:

Skraćivanje KK

Istezanje SEK

Porast tenzije

Porast tenzije se suprotstavlja daljoj promjeni dužine KK – maksimalna tenzija uz minimalnu brzinu

Izotonična kontrakcija:

Skraćivanje KKIstezanje SEKPorast tenzije

P > od teretaP konstantnoSkraćivanje KK – maksimalna brzina

Izvori energije za mišićni rad

• Mirovanje, lagani rad :

slobodne masne kiseline, glukoza

• Naporni rad: glukoza / iskoristi se za nekoliko minuta/

masti

• Srčani mišić / aerobni uslovi/:

slobodne masne kiseline, ketonska tijela,

glukoza, laktat

GLIKOLIZAcitosol

KREBSOV CIKLUSmitohondrije

OKSIDATIVNAFOSFORILACIJA

mitohondrije

ENERGIJA

Ugljeni hidrati

Mastiproteini

masti Koenzim-2H

O2

H2O

CO2

Piruvat laktat

ADP

ATP

redoslijed aktivisanja i kapacitet izvora energije

Izvor energije Ukupna kolicina

Trajanje maksim. rada

Brzina nastanka ATP

ANAEROBNI PROCESI

ATP = ADP + Pi 4 mmol/l 1-2 sekunde 4

CP + ADP = ATP + C 20 mmol/l 5 – 6 sec.

Glikogen – anaerobna glikoliza

(2 ATP) – laktat (2 ATP)

1.3 – 1.6 minuta

2.5

AEROBNI PROCESI 1

Slobodne masne kiseline>100 Dok ima hranjivih supstrata

Glukoza 38 ATP neograniceno

Fosfageni sistem

• 1. CP + ADP + C

• 2. 2 ADP AMP +

kreatin fosfokinaza

ATP

miokinaza ATP

Anaerobni procesi - glikoliza

glikogen

Glukozo 1-fosfat

Glukozo 6-fosfat

fruktozo 1,6- bifosfat

triozofosfati

Fosfoenol piruvat

piruvat laktatAcetil CoA

Krebsovciklus

Fosfofruktokinaza

glicerol

Masne kiseline

ATPcitrat

Piruvat - laktat

piruvat laktat+ NADH2 NAD +

fosfogliceraldehid1,3 fosfoglicerinska

kiselina NAD ++ NADH2

ATP

GLUKOZA

fosfogliceraldehid1,3 bifosfoglicerinska

kiselinaNADH + H+

piruvat

NAD+

laktatanaerobno

Krebsov ciklus

aerobno

ATP

Krebsov ciklus

Acetil koenzim A

CITRAT

IZOCITRAT

ALFA-KETOGLUTARAT

CO2

SUKCINILKOENZIM A CO2

SUKCINAT

ATP

FUMARAT

MALAT

OKSALACETAT

Oksidativnafosforilacija

NADH + H+

NADH + H+

NADH + H+

FADH2

RESPIRATORNI LANAC

vanjska membrana mitohondrijaUnutrasnja membrana mit.

NADH + H+

NAD+ + 2H+

2e-

H+

ADP

Pi ATP

FADH2FAD + 2H+

2e- 2e-

ADP

Pi ATP

ADP

Pi ATP

H+H+

matriks½ O2 + 2H+

H20

Citohromi u lancu transporta elektrona

Ukljucivanje izvora energije u radovima maksimalnog intenziteta

10” 30” 60” 120” 5 min

100%

Kapacitet

ATP + CP

GLIKOLIZA

kiseonicki deficit i kiseonicki dug

Kolicina O2 potrebnog za rad

O2 dug

O2 deficit

Mirovanje Rad oporavak

Baz.Mir.Lag. rad

Teski rad

Kiseonicki dug – potrosnja O2 za vrijeme oporavka

• 1. Alaktacidni kiseonicki dug:

resinteza fosfagenog sistema / brza komponenta sa poluvremenom od 30 sec i punom resintezom za 3 min.

• 2. Laktacidni kiseonicki dug: resinteza laktata u glikogen – 80%, oksidacija

laktata do CO2 i H2O – 20 %

• 3. Popunjavanje rezervi kiseonika: a) obnova O2 u mioglobinu do vrijednosti u mirovanju b) uspostavljanje nivoa venskog oksihemoglobina c) popunjavanje rezervi rastvorenog O2 u tkivnim tecnostima

Rezerve kiseonika u organizmu: - 500 ml u vazduhu koji se nalazi u plucima - 250 ml rastvoren u tjelesnim tecnostima - 1000 ml vezan za hemoglobin - 300 ml vezan za mioglobin

• 4. Povecanje temperature u toku teskog

rada: stvara povecanu potrebu za O2

• 5. Povecanje kardiovaskularne i

respiratorne funkcije:

u radu i oporavku stvaraju povecanu potrebu

za O2

• 6. Povecano izlucivanje kateholamina:

u radu i oporavku stvara povecanu potrebu

za O2

Energetski sistemi koji se koriste u razlicitim sportovima

• Gotovo potpuno fosfageni sistem: sprint na 100 m skok u dalj dizanje tegova

• Fosfageni sistem i sistem glikogen – laktat

sprint na 200 m kosarka sprint u hokeju na ledu

• Uglavnom sistem glikogen – laktat sprint na 400 m plivanje na 100 m tenis, fudbal

• Glikogen – laktat i aerobni sistem sprint na 800 m plivanje na 200 m i 400 m klizanje na 1500 m trcanje na 1500 m

• Aerobni sistem klizanje na 10 000 m maraton /42.2 km/ skijasko trcanje u prirodi

Vrste mišićnih vlakana

BRZA VLAKNA /

bijeli mišići

SPORA VLAKNA /

Crveni mišići

Veća, razvijaju veću snagu kontrakcije

Tanja

Inervisana debljim nervnim vlaknima

Inervisana tanjim nervnim vlaknima

Manji broj mitohondrija Veći broj mitohondrija

Enzimi anaerobne glikoliza

Aerobni procesi

Razvijen sarkoplazmatski retikul.

/ Ca++/

Visok sadržaj mioglobina /

Rezerva kiseonika

Slabija perfuzija krviOksidativni metabolizam nije dominantan

Razvijen sistem krvnih sudovaOksidativni metabolizam je dominantan

Prilagodjavanje na prolongiranu aktivnost hipertrofijom

Prilagodjavanje na prolongiranu aktivnost

preoblikovanjem

Razlike izmedju glatkog i skeletnog mišića

Latentna faza

Faza kontrakcije

50 – 100 msec 10 msec

Faza opuštanja

500 msec 30 msec

1000 – 2000 msec 60 msec

Maksimalna sila kontrakcije 4 – 6 kg/cm2 3 – 4 kg/cm2

2/3Skraćivanje dužineu istegnutom stanju 1/3

Aktivacija Nervna, hormonskaIstezanje, hemijska

nervna

Potrošnja energije

1/300 1

Fenomen zakljucavanja

• Ekscitacija kontrakcijaSmanjenje ekcitacije prati odrzavanje kontrakcije na

istom nivou

Produzava se vrijeme vezivanja miozinskih glavica za aktinske filamente

Stres relaksacija

Istezanje kontrakcija

Nastavak istezanja smanjenje sile

kontrakcije

Gradja glatkih misica

visejedinicni

Aktinski filament

Gusto tijelo

Miozinski

filament

Jednojedinicni -visceralni

kaveole

Električni potencijali glatkog mišića

• Membranski potencijal:

fluktuirajućeg karaktera, - 50 do - 60 mV

• Sporotalasni potencijal:

lokalno stanje hipopolarizacije vezano za

rad Na+/K+ pumpe

• Akcioni potencijal:

struja Ca++, oblik: šiljak, plato

Aktivacija procesa kontrakcije glatkog mišića

Uslov za aktivaciju procesa kontrakcije je porast koncentracija Ca++ u citosolu

Glatki mišić ima slabo razvijen sarkoplazmatski retikulum

Kalcijum ulazi iz ekstracelularnog prostora pod uticajem:

1. Aktivacije voltažno zavisnih kanali za kalcijum akcionim potencijalom / AP je struja Ca++

2. Aktivacije ligand zavisnih kanala za Ca++ / hormonima, transmiterima ...

Kalcijum ulazi iz sarkoplazmatskog retikuluma pod uticajem IP3: hormonima / transmiterima aktiviše se PLC, iz IP2 nastaje IP3

Aktivacija procesa kontrakcije glatkog misica

• Nastaje pod uticajem:

1. akcionog potencijala

2. depolarizacije bez akcionog potencijala depolarizacija se širi preko električnih sinapsi

3. vezivanjem hormona i transmitera: a) za ekscitatorne receptore sa promjenom polariteta

membrane i ulaskom Ca++ u ćeliju b) za receptore bez promjene polariteta membrane, sa

nastankom II glasnika

Uslov za aktivaciju procesa kontrakcije je porast koncentracija Ca++ u citosolu

Mehanizam nastajanja akcionog potencijala

• 1. direktna nervna stimulacija / VNS

• 2. oscilacija sporotalasnog potencijala

- do kritične tačke depolarizacije

• 3. istezanje membrane

– kombinacija sporotalasnog potencijala i

konformacione promjene proteina kanala

• 4. vezivanje hormona za receptor

- nastanak hipopolarišućeg potencijala

Oblici akcionog potencijala glatkih misica

0 50 100 msec 0 10 20 30 sec

0 0.1 0.2 0.3 0.4 sec

Hormonska kontrola kontrakcije glatkog mišića

Hormon – receptor kompleks moze da pokrene dva tipa odgovora:

1. promjena permeabiliteta membare za jone

– nastaje lokalna hipopolarizacija / AP/ ili

hiperpolarizacija

2. pokretanje mehanizma drugog glasnika:

cAMP, cGMP, IP3, DAG

* drugi glasnik oslobadja Ca++ iz

sarkoplazmatskog retikuluma / IP3/

* drugi glasnik aktiviše protein kinaze koje

aktivišu enzime pumpe ili fosforilišu kanale

Mehanizam kontrakcije glatkog mišića

kontrakcija

Ca++Ca++KM

Fosforilacija miozin kinaze

Fosforilacija regulatornog lakog lanca miozinske glavice

Miozinska glavica stiče sposobnostda se vezuje za aktinski

filamentATP SE TROŠI ZA VEZIVANJE MIOZINSKE GLAVICE ZA AKTIN

Porast koncentracije Ca++ u citosolu

Mehanizam kontrakcije glatkog mišića

relaksacija

Ca++Ca++

aktivacija miozin fosfataze

defosforilacija regulatornog lakog lanca miozinske glavice

Miozinska glavica se odvaja od aktinskog filamenta

Pad koncentracije Ca++ u citosolu