Fys 1-5 Flashcards
Hvordan er muskelfiberens celler opbygget? Hvilken struktur har myofibriller, og hvad omgiver dem?
Myofibriller udgør ca. 80% af en muskelfiber og ligger parallelt med hinanden. De er omgivet af sarkoplasmatisk retikulum (SR) og t-rør. Muskelfiberen indeholder et veludviklet sarcoplasmatisk retikulum, der danner et netværk omkring myofibrillerne.
Muskelfiberen er omgivet af en cellemembran kaldet sarcolemma.
Cellekernerne i muskelfibrene ligger i overfladen af fibrene. .
Hvad består en sarkomer af, og hvilke dele indgår i dens struktur?
En sarkomer består af kontraktile filamenter, primært aktinfilamenter (tynde) og myosinfilamenter (tykke), som er arrangeret i forlængelse og parallelt ved siden af hinanden.
Sarkomerens dele:
A-bånd: En mørk zone, hvor aktin og myosin overlapper.
H-zone: En lys zone inden for A-båndet, der kun indeholder myosinfilamenter.
M-linje: En smal linje i H-zonen, hvor myosinfilamenterne hæfter i midten.
Z-skive: Sarkomerets grænser, hvor aktinfilamenterne hæfter på hver side.
I-bånd: En lys zone omkring Z-skiven, der kun indeholder tynde filamenter.
Titinfilamenter strækker sig fra Z-skiven til M-linjen og hæfter til myosinfilamenterne.
Hvad sker der under filamentglidning, når en muskel kontraherer?
Under kontraktion glider aktinfilamenterne mod hinanden ind mod midten af A-båndet. Dette får sarcomeret til at forkortes, hvor H-båndet og I-båndet bliver mindre, mens A-båndets længde forbliver uændret.
Hvad er t-rør, og hvad er deres funktion?
T-rør er fordybninger i cellemembranen (sarcolemma), som omslutter hver myofibril. De løber hen over sarcomeren ved overgangen mellem I- og A-båndet. Extracellulærvæsken kan diffundere ind i rørene. T-rørenes membran indeholder:
Spændingsafhængige kanaler (DHPR).
Na+-kanaler og K+-kanaler.
Na+-K+-transportører
Hvad er sarkoplasmatisk retikulum (SR), og hvad er dets funktion? Triade?
Sarkoplasmatisk retikulum (SR) er et intracellulært rørsystem, der omslutter hver myofibril og indholder calciumioner. SR-membranen indeholder:
Ca2+-kanaler (RYR): Frisætter calcium under muskelkontraktion.
Ca2+-transportører (SERCA): Genoptager calcium for at afslutte kontraktionen.
En struktur bestående af et t-rør og SR på begge sider kaldes en triade.
Hvad er en motorisk enhed? Hvor mange fibre kan den innervere? Hvad indeholder den?
En nerveceller og de muskelfibre, som den innerverer. Samme motoriske neuron kan innervere flere muskelfibre. Nerven indeholder synaptiske vesikler med neurotransmitteren acetylcholin.
Hvad er en motorisk endeplade, og hvordan er den opbygget?
En motorisk endeplade er kontaktområdet mellem en motorisk nervefiber og en skeletmuskelfiber.
Nervens grene splittes ud, så én gren innerverer én muskelfiber.
Hver muskelfiber har kun én motorisk endeplade.
Beskriv Irritations-kontraktionskobling
1. Impuls i motor neuron 2. Frigivelse af acetylcholine fra motor neuronen ved den motoriske endeplade 3. Aktionspotential over muskelmembranen 4. Aktionspotentiale ned igennem T-rørene 5. Konformationsændring af DHPR 6. DHPR-RYR interaktion 7. Åbning af RYR kanalerne 8. Frigivelse af Ca2+ fra SR via RYR 9. Binding af Ca2+ til troponin C på aktinfilamenterne 10. Tværbrocyklus
*Beskriv Tværbrocyklus
- ATP binder sig til myosinhovedet, som sænker tiltrækningskraften mellem hovedet og aktin, hvormed det giver slip.
- ATP spaltes til ADP og P, og hoved vipper tilbage til sin udgangsposition.
- Når kalcium binder sig til troponin c, vil dette blotlægge myosinhovedernes bindingssted på aktin, hvormed tværbrodannelsen etableres; Myosinhovedet griber igen fat i aktin og med frigivelsen af P, laver det en nikkebevægelse og trækker dermed aktin mod midten af sarcomeren.
- Derefter afgives ADP. Så længe Ca²⁺ fortsat er bundet til troponin C, forbliver bindingsstederne på aktin eksponeret, og et nyt ATP-molekyle kan binde sig til myosinhovedet, hvilket initierer en ny cyklus.
Beskriv Relaksation
- Ca2+ pumpes tilbage til det sarcoplasmatiske reticulum via SERCA
- Afgivelse af Ca2+ fra troponin C
- Ophør af interaktionen mellem aktin og myosin
Hvilke to mekanismer kan nervesystemet bruge til at regulere kraftudvikling?
Nervesystemet kan regulere kraftudvikling ved hjælp af:
Fyrringsfrekvens: Regulering af muskelfibrenes kraftudvikling ved at ændre antallet af nerveimpulser pr. sekund.
Rekruttering: Øgning af antallet af aktive motoriske enheder og dermed antallet af aktive muskelfibre.
Hvad betyder fyringsfrekvens, og hvordan måles den?
Fyringsfrekvens refererer til frekvensen af aktionspotentialer (AP) og måles i Hertz (Hz), som angiver antallet af AP pr. sekund. For eksempel, hvis der sendes 10 AP pr. sekund, er fyringsfrekvensen 10 Hz.
Hvad er forskellen på maksimal twitchkraft og maksimal tetanisk kraft?
Den maksimale twitchkraft (kraften ved et enkelt AP) er cirka 1/4 af den maksimale tetaniske kraft, som opnås ved høj fyringsfrekvens.
Hvad er en twitch?
Den kraft, der fremkaldes af et enkelt aktionspotentiale (AP).
Hvordan påvirker høj fyringsfrekvens kraftudviklingen (takket tetanus)?
Ved en øget fyringsfrekvens frisættes calcium fra SR, før kraften fra det tidligere aktionspotentiale er nået at falde. Dette får kraften til at stige til et højere niveau. Musklerne har en latenstid, fra aktionspotentialet udbredes, til kraften stiger, hvilket skyldes, at titin og sener skal udspændes. Ved en øget fyringsfrekvens er denne latensperiode overstået, og kraftudviklingen kan derfor nå et højere niveau.
Hvorfor stiger kraften med stigende fyringsfrekvens?
Kraften stiger med stigende fyringsfrekvens, fordi:
- Øget myoplasmisk Ca2+ koncentration
- Kraftudviklingsraten er langsommere end Ca2+ frisætningsraten (Fordi musklen ikke kan nå at slappe af mellem aktiveringerne (på grund af den hurtige frigivelse af calcium), bliver den ved med at udvikle mere og mere kraft)
- Den lange latensperiode er overstået
Hvad er latensperioden, og hvad sker der under denne periode?
tid der går fra AP til at kraft registreres i musklen
* Primært udspænding af elastiske elementer
(bindevæv, sener, titin)
Hvad er “time to peak”, og hvad påvirker den?
tid der går fra AP til den maksimale relative kraftudvikling
* Muskelfibertype
* Calcium frisætningsrate fra SR
* Calcium diffusionstid fra frisætning til binding med troponin C
Sammenhængen mellem antallet af aktive muskelfibre og kraft?
Hvis der er flere muskelfibre der er aktive under kontraktionen, så er kraften i kontraktionen større
Beskriv Hennemans størrelsesprincip. Hvor styres rekruttering?
Hennemans størrelsesprincip beskriver rækkefølgen motoriske enhederne rekrutteres under en muskelkontraktion. De mindste motoriske enheder rekrutteres først ved både lav og høj kraft. Hvis der er behov for mere kraft, så rekrutteres større enheder gradvist i tillæg til de allerede rekrutterede enheder. Dette styres af rygmarven, hvor størrelsen på dendritområdet bestemmer, om motorneuronen aktiveres. Et større dendritområde skal modtage et større irritament for at blive aktiveret.
Hvad karakteriserer en mindre motorisk enhed?
En mindre motorisk enhed består af et alfa-motorneuron, der innerverer relativt få muskelfibre. Den har en lav innervationstærskel og er lettere at excitere. Små motoriske enheder rekrutteres først, både ved lav og høj kraft. Små motoriske enheder er langsomme, Type 1 fibre, MHC1, langsom myosin ATPase, langsom tværbrocyklus, lav effekt, høj udholdenhed
Hvornår rekrutteres små motoriske enheder?
Små motoriske enheder rekrutteres først ved lav kraft. Ved høj kraft rekrutteres de også først og derefter rekrutteres større enheder hvis nødvendigt. De er langsommere og udholdende, hvilket gør dem ideelle til aktiviteter, der kræver langvarig muskelaktivitet.
Hvad karakteriserer en større motorisk enhed?
En større motorisk enhed består af et alfa-motorneuron, der innerverer relativt mange muskelfibre. De har en høj innervationstærskel, sværere at excitere og rekrutteres, når der er behov for højere kraft, som ved løft af tunge objekter. De store motoriske enheder består af hurtigere muskelfibre (Type 2 fibre), MHC2, hurtig myosin ATPase, hurtig tværbrocyklus, høj effekt, lav udholdenhed.
Hvordan påvirker længden af musklen kraftudviklingen?
Musklens længde har en betydning for, hvor meget kraft den kan generere.
Hvad er aktiv spænding, og hvordan opstår den?
Aktiv spænding opstår, når musklen stimuleres elektrisk. Denne kraft afhænger af tværbro-dannelsen. Graden af overlap mellem aktin- og myosinfilamenterne bestemmer den aktive spænding.
Definer Isometrisk kontraktion
Definition: Musklen har samme længde under hele kontraktionen. Hvis begge ender af en muskel er fikseret og de involverede led ikke bevæges.
Definer Koncentrisk kontraktion
Definition: En kontraktion hvor musklen forkortes., dvs. kraftudviklingen i tværbroerne er større end den ydre belastning.
Definer Excentrisk kontraktion
Definition: Hvis den ydre belastning er større end den kraft tværbroerne kan udvikle, vil musklen forlænges af den ydre belastning, mens musklen arbejder imod forlængelsen.
Definer effekt
Kraft * Hastighed = Effekt
Hvad er musklens evne til at udvikle kraft afhængig af, når forkortningshastigheden er lav
Musklens evne til at udvikle kraft er størst, når forkortningshastigheden er lav.
Hvad sker der, når kraften er på 100% i forhold til forkortningshastigheden?
Svar: Når kraften er på 100%, er hastigheden 0, hvilket svarer til en isometrisk kontraktion, hvor vægten holdes stille.
Hvad sker der, hvis vi øger forkortningshastigheden i forhold til tværbroernes bidrag til kraftudviklingen?
Svar: Hvis forkortningshastigheden øges, vil færre tværbroer nå at bidrage til kraftudviklingen, hvilket reducerer kraften.
Hvornår vil kraftudviklingen være lavest i forhold til hastigheden?
Svar: Kraftudviklingen vil være lavest ved maksimal forkortningshastighed (100% af hastigheden).
Hvad er effekten ved isometrisk kontraktion?
Svar: Effekten er 0 ved isometrisk kontraktion.
Hvad er effekten ved maksimal forkortningshastighed?
Svar: Effekten er 0 ved maksimal forkortningshastighed.
Hvornår opnås den maksimale effekt?
Svar: Den maksimale effekt opnås ved 1/3 af den maksimale forkortningshastighed.
Hvordan kan de forskellige muskelfibre kategoriseres?
Myosin heavy chain isoform, Kontraktionshastighed, Myoglobinindholdet
Nævn nogle af forskellene mellem de forskellige muskelfibretyper
