Muscle Tissue Skeletal Muscle Cardiac Muscle Smooth Muscle 1
Skelettmuskelceller består av flera celler som smält ihop. Varje cell innehåller därför flera cellkärnor. Efter födelsen bildas inte fler skelettmuskelceller. När vi växer ökar istället muskelcellernas storlek. En del muskelceller kan bli upp till 30 centimeter långa. 2
Skeletal Muscle Long cylindrical cells Many nuclei per cell Striated Voluntary Rapid contractions 3
4
Muskelcellerna ligger jämsides med varandra i buntar som hålls ihop av bindväv. Flera buntar bildar tillsammans en muskel. Runt hela muskeln finns en lite tjockare bindvävshinna. Den fortsätter ut i muskelns sena, som är uppbyggd av stram bindväv. Flera muskler kan ligga i muskelfack som avgränsas av bindväv. Muskulaturen får syre och näringsämnen från blodkärl som går in i muskeln. Kärlen följer bindväven mellan muskelcellerna. När muskeln arbetar ökar blodflödet genom den. I bindväven går även nerver som förmedlar information till och från muskeln. 5
Organisation of skeletal Muscle muscle myofibril muscle fibre = muskelcell myofilament Myosin (tjockt) & actin (tunt) 6
7
Runt varje muskelfiber finns en bindvävskapsel som kallas endomysium. Runt varje muskelbunt finns ännu en bindvävskapsel, perimysium. Runt hela muskeln finns ytterligare en bindvävskapsel som kallas epimysium. Alla dessa bindvävskapslar bildar sedan senan som binder i benet.
Varje muskelcell består i sin tur av ett antal (ca 1000st/cell) kontraktila trådar myofibriller som är uppbyggda av sarkomerer. Sarkomererna består av tunna aktinfilament och tjocka myosinfilament. Det sarkotubulära systemet består av T-bubuli (2st/sarkomer) och SR = Sarkoplasmatiskt Reticulum. Varje myofibrill är omgiven av SR. SR innehåller en mycket hög Ca2+ koncentration och i vila är Ca2+ koncentrationen 10 000 ggr högre i SR än i cytoplasman. 9
Skelettmuskelcellens membran kallas sarkolemma (gr. sark = kött, lemma = skal). Cytoplasman består av myofibriller dvs. aggregerade myofilament. Dessa används vid kontraktion. Det som är kvar av cytoplasman kallas sarkoplasma. sarcoplasmatiskt retikulum (SR) specialiserat ER i muskelceller
Microanatomy of Skeletal Muscle 11
12
13
14
15
H Band 16
Binding Site Tropomyosin Troponin Kalcium 17
Myosin 18
Cross-Bridge Formation in Muscle Contraction 19
20
Neuromuscular Junction 21
22
Acetylcholine Opens Na + Channel 23
24
Aktivering Vilomembranpotential ca.80 till.90mv. Tröskelvärde för depolarisation: ca.50mv. Aktionspotentialer i T-tubuli påverkar DHP-receptorer som är spänningskännare och som via en mekanisk koppling påverkar receptorer. Från SR kommer Ca2+ att strömma ut i sarkoplasman. Ca2+ binds till troponin vilket gör att troponin ändrar form och drar med sig tropomyosin, vilket leder till att myosin kan binda till aktin. Relaxation sker genom att Ca2+ pumpas tillbaka in i SR. I vila täcker tropomyosin myosins bindningsställen på aktin. 25
Muscle Contraction Summary Nerve impulse reaches myoneural junction Acetylcholine is released from motor neuron Ach binds with receptors in the muscle membrane to allow sodium to enter Sodium influx will generate an action potential in the sarcolemma 26
Muscle Contraction Continued Action potential travels down T tubule Sarcoplamic reticulum releases calcium Calcium binds with troponin to move the troponin, tropomyosin complex Binding sites in the actin filament are exposed 27
Muscle Contraction Continued Myosin head attach to binding sites and create a power stroke ATP detaches myosin heads and energizes them for another contraction When action potentials cease the muscle stop contracting 28
Motor Unit All the muscle cells controlled by one nerve cell 29
Motor Unit Ratios Back muscles 1:100 Finger muscles 1:10 Eye muscles 1:1 30
Långsamma muskelfibrer muskler: Typ I fibrer Röd muskulatur eftersom där finns många kapillärer. Mycket syre finns också lagrat i myoglobin. Långsamma muskelceller är specialiserade på β-oxidation och Krebs cykeln. Nerver bestämmer vilken fibertyp det blir och dessa blir inte snabbare av träning. Den röda färgen fås av det täta kapillärnätet och myoglobinet.
Snabba muskelfibrer: Typ 2A & B Typ 2B-fibrer: vit muskulatur som har få kapillärer och lite myoglobin. Bryter ner glukos till laktat med hög kapacitet. Kontraktion sker snabbt och kan träns till typ 2A-fibrer. Typ 2A-fibrer: Vit muskulatur som har mer blodkärl och myoglobin. Dessa har därmed en högre oxidativ förmåga är typ 2B, men dock inte lika snabb kontraktionshastighet. Kan bli typ 2B-fibrer med träning.
Muscle Fatique Lack of oxygen causes ATP deficit Lactic acid builds up from anaerobic respiration 33
Tetany Sustained contraction of a muscle Result of a rapid succession of nerve impulses 34
Tetanus 35
Refractory Period Brief period of time in which muscle cells will not respond to a stimulus 36
Refractory 37
Refractory Periods Skeletal Muscle Cardiac Muscle 38
Isotonic and Isometric Contractions 39
Isometric Contraction Produces no movement Used in Standing Sitting Posture 40
Isotonic Contraction Produces movement Used in Walking Moving any part of the body 41