BLOK 1.2: Membrantransport, neurologi og biomekanik Flashcards
Beskriv aktivering af en muskelcelle
Myofibriller dannes af peptidkæder (myosin og aktin) og danner sarkomerer, som er sammentrækkende enheder.
T-tubuli er fordybninger i sarkolemma, der modtager Ca2+ ioner fra sarkoplasmatisk reticulum (SR).
Aktionspotentialet udløser frigivelse af acetylcholin (ACh), som binder til transmitterstof-regulerede Na+ ionkanaler og depolariserer membranen.
Når aktionspotentialet når t-tubuli, aktiveres spændingsregulerede Ca2+ ionkanaler, der frigiver Ca2+ i sarcoplasma.
Ca2+ binder til troponin, hvilket ændrer aktinhelixet og blotte aktin proteinernes bindingssteder.
Myosinhovederne på myosinfilamenter binder til aktin og hydrolyserer ATP for at skabe energi til aktivering.
Myosinhovedet trækker aktinfilamentet med sig ved at danne stærke bindinger mellem aktin og myosin.
Efter trækket vender myosinhovedet tilbage til sin passive form, klar til en ny cyklus.
Denne proces gentages, hvilket resulterer i sammentrækning af muskelcellen.
Frigivelse af Ca2+ og ophør af stimuli fører til afslapning af musklen.
Kunne redegøre for calciumkanalerne, deres placering og deres funktioner i forbindelse med muskelkontraktioner
aktionspotientale, strøm, tubuli, hurtig ledningsrtøm over hele muskeln - enformig kontrkation, inhulin i sarcolemma - t tubuler med spændingsreguelrde DHPR L type) koblet til RYR = SR = Ca influx i cytoplasma = ca2+, troponin i tropomyosin, drejer myofilament, aktin binding site, myosin hovedet, myosin , kontraktion via ATP, ADP fraspaltes og myosinhovedet vender tilbage til normal.
Ca2+ pumpes tilbage via SERCA (80%) eller via Ca-ATPase og NCX der udskifter na/ca
____________________
arkoplasmatisk reticulum (SR) er muskelcellens glatte endoplasmatiske reticulum og er i tæt samspil med T-tubuli.
SR har terminal cisternae, hvor den primære udveksling af Ca2+ ioner forekommer.
SR lagrer Ca2+ ioner ved binding til calsequestrin.
Calcium pumperne i SR kaldes SERCA og er ansvarlige for at pumpe Ca2+ ioner ind i SR.
Ved aktionspotentialer åbnes L-Type Ca2+ kanaler i T-tubuli og frigiver Ca2+ i sarkoplasmaet.
Ca2+ ionerne aktiverer RyR-kanaler i SR, som frigiver flere Ca2+ ioner og påvirker muskelsammentrækning.
Fjernelse af Ca2+ ioner fører til muskelafslapning.
I skeletmuskulatur er L-Type Ca2+ kanalerne bundet til RyR-receptorer, hvilket betyder, at aktivering af L-kanaler samtidig aktiverer RyR.
Motor unit
En motorenhed (en.: motor unit), beskrives som en individuel nervefiber, samt muskulaturen der innerveres af denne. EN NERVE OG ALLE DE MUSKLER DEN NERVE HAR KONTAKT TIL.
Motorneurone - fine touch 1-1 nerve to fiber = fingertips
Big muscles = 1-2000 = led muscels = lårmuskler innerveres af flerer tusinde motorneuroner der innerveres af en nerve.
OBS: skeletmuskel har kort refraktærperiode = kan hurtigt restimuleres.
Kunne redegøre for opbygningen af de kontraktile proteiner aktin og myosin
Aktin består af glomerulære G-aktin proteiner der kan polymeriserer og danne F aktinfilamenter. tykke aktintråde består af dobbeltstrengede F aktin filamenter.
AKtin har en ATP binding site der dækeks afd tropomyosinkæder der kun undergår konformationsændirnger ved Ca2+ bindign til troponin.
Myosin proteiner har to ATP hoveder og en lang hale 150 nm lang. Molekylerne er en dimer - deraf to ATP hoveder hvis hale er holdt sammen om hinanden. Muskelkontrkation foregår ved at sarkomeret (der rækker fra Z disk til Z disk) forkortes.
Hvad består en sarkomer af
En sarkomer består af to z-diske, A-bånd (tykke filamenter), I-bånd (tynde filamenter), midterlinje og M-linje.
Z-diske er zigzag-proteinstrukturer, hvor tynde filamenter er bundet sammen.
H-zonen er et område i A-båndet, der kun indeholder tykke filamenter.
De tre muskelfiber typer
FTa (type 2a): Hurtige, hvide muskelfibre. Aktiveres af flere motorenheder (spatial summation) og har høj eksplosiv kraftudvikling (RFD).
ST (type 1): Langsomme, røde muskelfibre. Aktiveres af færre motorenheder end FTa og har lav eksplosiv kraftudvikling (RFD).
FTb (type 2b): Hurtige, hvide muskelfibre. Aktiveres af flere motorenheder end FTa og har meget høj eksplosiv kraftudvikling (RFD).
Isometrisk, koncentrisk, excentrisk
Isometrisk kontraktion er statisk muskelarbejde, hvor muskelfibrene ikke forlænges eller forkortes, og musklerne udsættes for konstant belastning, f.eks. ved at holde noget tungt.
Koncentrisk kontraktion er muskelarbejde, hvor musklen sammentrækkes, og det kræver at musklen producerer mere kraft end belastningen for at opretholde bevægelsen (f.eks. løfte en vægt).
Excentrisk kontraktion er dynamisk muskelarbejde, hvor musklen forlænges, og det sker, når modstanden er større end den kraft, musklen genererer (f.eks. sænke en vægt langsomt).
Hvilken sammentrækningshastighed (SH) giver musklens maksimale kraftudvikling på 100%?
ved en SH på 0 opnås musklens maksimale kraftudvikling på 100%. Hvis belastningen overstiger musklens maksimale kraft, kan kraftudviklingen blive over 100%. Hvis musklen trækkes med en større kraft end det isometriske maksimum, udstrækkes muskelfibrene excentrisk og skaber større spænding, mens SH bliver negativ.
Hvordan opnås den maksimale relative effekt ved koncentrisk muskelsammentræknign
den maksimale relative effekt opnås ved en koncentrisk muskelsammentrækning med en belastning på 1/3 af det isometriske maksimum og 1/3 af SH maksimum. Musklens maksimale kraftudvikling afhænger også af musklens fysiologiske tværsnitsareal, som typisk ligger på 30-40 N/cm2. SH er proportionel med antallet af sarkomerer i musklen og påvirkes også af musklens fibertype. Lange, smalle muskler er hurtige, men kan ikke producere samme relative effekt ved belastning, mens korte og brede muskler er langsommere, men stærkere.
Musklers substratvalg ved arbejdsintensitet
Ved højintensivt arbejde vil kulhydrater derfor være muskelcellernes foretrukne valg af substrat til forbrænding. (Er glykogenforbruget stigende proportionelt med arbejdsintensiteten?).
Ved middel intensivt arbejde vil fedtforbrændingen derimod være højest.
Ved moderat intensivt arbejde vil fordelingen mellem kulhydrats- og fedtforbrænding være 50/50.
Youngs modulus
Youngs modulus er en måling af et materials stivhed eller fleksibilitet. Det fortæller os, hvor meget et materiale strækker sig eller deformeres, når der påføres en kraft på det. Materialer med høj Youngs modulus er stive og svære at strække eller deformere, mens materialer med lav Youngs modulus er mere fleksible og let strækkes eller deformeres.
Koncentisk, eccentrisk og elastisk koncetraktion
Concentric contraction
A muscle contracts and shortens, positive work was done on an external load by the muscle
Eccentric contraction
A muscle contracts and lengthens, the external load does work on the muscle or negative work was done by the muscle
Series elastic components
Found in tendons and other series tissues
Lengthen slightly durin isometric contraction
Store energy when stretched to and explosive shortening.
Beskriv viskoelasticitet og kraftoverførsel
Viskoelasticitet og kraftoverførsel
Muskel og bindevæv har viscoelastiske egenskaber der tillader dem at absrobere og danne kinetisk energi af bevægelse og stød. Bindevævet strækkes og deformeres pga lav youngs modulus og returnere gradvist energi som elasstisk energi = stabilitet og kontrol under bevægelse.
Når muskler sammentrækkes eller strækkes pga stødabsorbtion trækkes i senerne der er hæftet til knoglerne via senehæftepunkter. Når kraften overføres itl knoglen dannes spædning og deformation i knoglen - ved for høj spædning brækker knoglerne pga højt youngs modulus (stivhed)
T tubuli
T-tubuli:
T-tubuli, også kendt som transversale tubuli, er et netværk af rørformede fordybninger, der går dybt ind i muskelcellen og er i kontakt med sarkoplasmatisk retikulum. T-tubuli spiller en afgørende rolle i muskelcellekontraktionen ved at muliggøre en hurtig overførsel af nerveimpulser til hele muskelcellen. Disse tubuli sørger for, at aktionspotentialer når ind i cellens indre og hjælper med at koordinere sammentrækningen af alle muskelfibrene inden for musklen.
Sarkolemma
Sarkolemma er navnet på cellemembranen eller plasmamembranen, der omgiver hver muskelcelle, også kendt som muskelfiber. Den består af en dobbelt lag fosfolipider, som er en lipidholdig struktur, der tillader transport af molekyler ind og ud af cellen. Sarkolemmaet spiller en vigtig rolle i reguleringen af stoftransport, herunder optagelse af næringsstoffer og eliminering af affaldsprodukter fra cellen. Det fungerer også som en barriere og beskytter cellens indhold.