Rörelsesystemet Flashcards
Beskriv skelettmuskelns makroskopiska uppbyggnad och förklara vad som menas med skelettmuskelfiber, fascikel, bindvävshinnor, fascia och senor.
Skelettmuskulaturen är en vävnad som byggs upp av skelettmuskelceller. Den är en högspecialiserad cell som avviker från den ”genomsnittliga” cellen. Den är tunn och avlång och kan bli upp till 30 cm lång (kan löpa igenom hela skelettmuskeln från ena änden till andra) Skelettmuskelcellen kallas även för skelettmuskelfiber. Skelettmuskelfiber är organiserade i skelettmuskelfiberbuntar, dessa kallas fascikel (kan innehålla 10-100 enskilda muskelfiber). Skelettmuskeln omfattar ett flertal fasciklar. Alla fasciklar paketeras i en grov bindvävshinna som heter epimysium. Epimysium omger hela skelettmuskeln. Bindvävshinnan som ligger utanför epimysium heter fasica. Den avgränsar muskeln från närliggande strukturer. Den har en glatt yta som minskar friktion vid rörelse, när musklerna glider längst varandra. När muskeln tunnas ut blir det mer och mer bindväv för att till slut vara det enda som finns kvar, och det är det som kallas för senan. Senor är de strukturer som fäster muskulaturen i skelettets olika delar.
Beskriv sarkomerens uppbyggnad (Använd begreppen aktinfilament, myosinfilament, M-linje och Z-band.
Skelettmuskelfibern omges av ett cellmembran (sakrolemman). Inuti skelettmuskelfibern finns cytosolen. Nästan hela cytosolen är fylld med tättpackade myofibriller (myo=muskel). Myofibriller är strukturer som bygger upp skelettmuskelfiberna och varje enstaka skelettmuskelfiber är uppbygga av många och tätt packade myofibriller. Myofibrillerna, som kan liknas vid långa trådar, löper genom hela muskelfibern och har förmågan att förkortas (kontraktion). När de förkortas drar de i cellmembranet. Som följd kontraherar hela skelettmuskelfibern.
Myofibriller är sammansatta av små funktionsenheter, sarkomer. Vid skelettkontraktion förkortas alla sarkomerer längs hela myofibrillen. Därmed kontraheras hela myofibrillen. Sarkomeren avgränsas från varandra via Z-disken (Z-band) (ett proteinnätverk). En Z-disk delas mellan två intilliggande sarkomerer och förankrar aktinfilamentet (tunna proteintrådar) Varje sarkomer innehåller två uppsättningar med aktinfilament som ligger mitt emot varandra. En uppsättning med mysoinfilament (tjocka proteintrådar) ligger i sarkomerens mittparti. Dessa är förankrade i M-linjen (ett proteinnätverk).
Automatiskt genererad beskrivningKontraktionsprocess: Förklara processen som sker i sarkomeren när skelettmuskeln kontraheras. Förklara också betydelsen av ATP och kalcium för kontraktionsprocessen (Använd begreppen: aktin, myosinhuvud, bindningsställe, proteinkomplex, kalcium, ATP, glidfilamentmekanism.
Sarkomeren är skelettmuskelfiberns kontraktionsenhet: Sarkomeren genomför kontraktionen när myosin och aktinfilamenten glider längst varandra. Vid kontraktion glider de två uppsättningar av aktinfilament i varje sarkomer mot varandra respektive mot m-linjen (glidfilametmekanism). Området med överlappning mellan aktin och myosinfilamenten ökar. De två z-disken närmar sig varandra och sarkomeren förkortas.
Myosinfilamenten är sammansatta av stavformade myosinmolekyler. Dessa ser ut ungefär som en golfklubba med en rak stav och en böjd ände som slutar med ett tjockare huvud (myosinhuvud). Myosinhuvuden kan binda till aktinfilamenten. Hos aktinfilamenten finns speciella bindningsställen där myosinhuvuden passar in (som en nyckel passar i ett lås).
I vila är myosin- och aktinfilamenten inte bundna till varandra utan det är när kontraktionen uppkommer som myosinhuvuden binder till aktinfilamenten. När de binder till sitt bindningsställe böjs huvudet. Huvudet genomför en rörelse som utövar kraft på aktin och drar aktinfilamenten mot m-linjen. Därmed förkortas sarkomeren och skelettmuskeln kontraherar.
Kraften som myosinfilamenten utövar på aktinfilamenten kostar energi i form av ATP. Myosinhuvuden genomför en rörelse som kostar kemisk energi: förbrukar ATP när aktinet dras mot M-linjen.
När muskeln är avslappnad är bindningsstället för myosinhuvudena blockerat av ett proteinkomplex. För att muskeln ska kunna kontraheras måste som tidigare nämnt bindningstället vara tillgängligt för myosinhuvudena. I samband med en aktionspotential (nervimpuls) ökar kalciumet i cytosolen. Kalcium binder till proteinkomplexen och dessa ”knuffas ner” vilket leder till att bindningsstället för myosinhuvudena blir tillgängligt.
Beskriv (steg för steg) processen som börjar med acetylkolinfrisättningen och resulterar i en ökad kalciumkoncentration i skelettmuskelfiberns cytosol (Använd begreppen neuromuskulär förbindelse resp. neuromuskulär synaps, aktionspotential, synapsklyfta,
acetylkolin, acetylkolinreceptor, spänningsstyrd natriumkanal,
T-tubuli, sarkoplasmatiskt retiklet)
När axonet, från motorneuronet (nervcell), kommer fram till muskelfibern förgrenar det sig i ett flertal axonterminaler. Varje axonterminal står i kontakt med olika delar av muskelfibern. Denna förbindelse mellan nerv och muskelfiber benämns som den neuromuskulära förbindelsen. Nerv och muskelfiber står inte direkt i kontakt med varandra, utan det finns ett litet gap mellan dem, den så kallade synapsklyftan. I axonterminalerna finns vesikler fyllda av acetylkolin, ACh.
En bild som visar text, bok, Tryck, papper
Automatiskt genererad beskrivningNär en aktionspotential (nervimpuls) når axonterminalen frisätts ACh, som diffunderar över den synaptiska klyftan och binder till specifika ACh-receptorer på muskelfiberns membran. Receptorerna är kopplade till jonkanaler som är genomsläppliga för natrium- och kaliumjoner. När ACH binder till receptorerna öppnas jonkanalerna och natriumjoner flödar in, vilket förändrar spänningen över membranet, det sker en så kallad depolarisation. Den förändrande spänningen i membranet påverkar andra närliggande spänningsstyrda natriumkanaler. När dessa jonkanaler släpper in natrium startar en aktionspotential i muskelfibern. Aktionspotentialen förflyttas längst cellmembranet med hjälp av de spänningsstyrda natriumkanalerna, som med en diminoeffekt öppnar och släpper in natrium i cellen. Aktionspotentialen förflyttas via T-tubuli djupt in i skelettmuskelfibrens centrala delar. Kalcium frisätts från SR (sarkoplasmatiska retiklet, en lagringsplats för kalciumjoner) och kalciumkoncentrationen i skelettmuskelfibrens cytosol ökar.
(Koncentrationen är kalciumjoner är oberört hög i SR när muskeln inte arbetar, omkring 10 000 gånger högre än i cytosolen. När muskeln kontraheras frisätts kalciumjonerna från
Varför verkar curare och Esmeron som skelettmuskelavslappnande?
(Använd begreppen neuromuskulär synaps, acetylkolin och acetylkolinreceptor, aktionspotential. Obs.: nikotinreceptor och muskarinreceptor är andra begrepp för acetylkolinreceptor).
Eftersom Curare binder till acetylkolinreceptorn utan att jonkanalerna öppnas i membranet gör det att de acetylkolinreceptorerna som är ”upptagna” av Curare inte kan binda acetylkolin. Detta medför då att receptorerna inte öppnas och inget natrium kommer in som bidra till hela processen. Muskeln kontraheras inte utan är i stället avslappnad. Detta medför bland annat att andningsmuskulaturen inte kan utföra sitt arbete
Förklara begreppet motorisk enhet.
För att skelettmuskelceller ska kontraheras krävs stimulering i form av nervimpulser från nervsystemet. Signaler skickas från hjärnan, via ryggmärgen till nervtrådar som går till skelettmuskelcellerna. Ett motorneuron, det vill säga en nervcell, kan stå i kontakt med några få muskelfibrer eller med flera hundra. Ett motorneuron och de muskelfiber den står i kontakt med kallas för motorisk enhet (motor unit). En motorisk enhet är alltså den förbindelsen som gör att rörelser kan utövas.
En motorisk enhet består av ett motorneuron och det antal skelettmuskelfiber det stimulerar.
örklara hur biceps brachii varierar sin skelettmuskelkraften när vattennivån i hinken succesivt stiger och hinkens tyngd ökar.
Först tas de minsta motoriska enheterna i bruk, när ett fåtal motoriska enheter aktiveras är kontraktionerna svaga därmed är muskelkraften liten vilket möjliggör små krafter och exakta rörelser. Vid gradvis ökande av kontraktionskraften, till exempel när vattenglaset fylls på med vatten så aktiveras allt fler och större motoriska enheter, det kopplas på fler motoriska enheter för att orka lyfta glaset.
Förklara vilken funktion glykogen har i skelettmuskelfibern. (Använd begreppen polysackarid, hög resp. låg blodglukosnivå).
Glykogen är en stor polysackarid som är uppbyggd av monosackariden glukos som kroppen använder för att lagra glykogen. Den totala mängden glykogen som lagras i skelettmuskulaturen är större än mängden glykogen som lagras i levern (omkring ett halvt kilo glykogen i skelettmuskulaturen).
Automatiskt genererad beskrivningGlykogen finns i skelettmuskelfiberns cytosol. Glykogen byggs upp när blodglukosnivån ökar. Detta resulterar i att glukosnivån i blodet minskar. Vid fysisk aktivitet ökar skelettmuskelfiberns ATP-behov. Fysisk aktivitet leder till ökad glykogennedbrytning.
Förklara vilken funktion kreatinfosfat har i skelettmuskelfibern?
När man påbörjar en fysisk aktivitet förbrukas den befintliga ATP-mängden inom 2–6 sekunder. Syntes av nytt ATP sker initialt genom kreatinfosfat. Kreatinfosfatförrådet räcker till 10 sekunders högintensivt arbete (till exempel när en löparrunda startas). När ATP behovet är något lägre (till exempel under vila) genereras skelettmuskelcellen kreatinfosfatförrådet. Vid ökat ATP-behov (till exempel när en löprunda startas) utgör kreatinfosfatförrådet det snabbaste sättet att framställa ATP: kreatinfosfat avger en fosfatgrupp. Fosfatgruppen överförs till ADP och ATP genereras. Kräver inget syre (anaerob)
(I skelettmuskelfibern bryts kreatin ner till kreatinin. Kreatinin är en slaggprodukt som filtreras i njuren och utsöndras via urinen. Kreatininkoncentrationen i blodplasman beror på njurfunktionen och skelettmuskelmassan).
Beskriv den anaeroba delprocessen som ingår i denna ATP-tillverkning. (Använd begreppen glykolys, pyruvat och laktat.
Som tidigare nämn ökar skelettmuskelfiberns ATP-behov vid fysiskt aktivitet. Fysik aktivitet leder till ökad glykogennedbrytning. Kreatinfosfat är mycket begränsad och det räcker till ungefär 10 sekunders högintensivt arbete. När kreatinfosfat tar slut, alltså efter 10 sekunder, glykolysen tagit över i tillräckligt stor utsträckning för att kunna bemöta skelettmuskelfiberns ATP-behov.
Under glykolysen bryts glukos ner till två mindre energirika pyruvatmolekyler. Glykolysen genererar två ATP-molekyler. Glykolysen sker i cytosolen. Pyruvat omvandlas till laktat. Glykolysen är anaerob och dominerar om skelettmuskelfiberns behov av syre inte överstiger tillgången (omkring 40 sekunder vid högintensivt arbete). En fördel är att glykolysen snabbt kan producera ATP utan tillgång till syre men en nackdel kan vara att den bara genererar två ATP per glukosmolekyl.
Glukosnerbrytningen möjliggör att ATP kan tillverkas i skelettmuskelfibern. Beskriv den aeroba delprocessen som ingår i denna ATP-tillverkning (Använd begreppet mitokondrier, pyruvat, vatten och koldioxid
Efter ungefär 40 sekunder av fysisk aktivitet kompenserar cirkulatoriska och respiratoriska anpassningar för ökat syrebehov. ATP-framställning via aerob glukosnedbrytnong i mitokondrierna tar över. Pyruvat bryts ner till koldioxid och vatten. Detta i sin tur genererar 34 ATP-molekyler per glukosmolekyl. Detta är det effektivaste sättet att framställa ATP.
