contractia_musculara

8/8/2019 contractia_musculara

1/26

Contracia

muscular

24.XI.2006


2/26

Tipuri de muchi:

muchiul striat (skeletal)

muchiul neted (intestin, vase de snge, uter)

muchiul cardiac

Manifestri eseniale ale organismelor vii:

Motilitatea abilitatea modificrii active a poziiei

Contractilitatea abilitatea de a genera o for


3/26

Se disting dou clase mari de micri:

deplasri n interiorul citoplasmei (curenii citoplasmatici; formarea

fusului nuclear i separarea materialului cromozomial)

deplasri ale celulei n raport cu mediul nconjurtor (micri

amiboidale legate de modificarea vscozitii citoplasmatice;

micarea realizat de fibrele musculare)


4/26

Mecanisme de producere a motilitii: 1/2

actina miozina

interaciunea a dou proteine care, prin hidroliza ATP-ului n

ADP i fosfat anorganic, produce de lucru mecanic

sistemul este implicat n contracia muscular, curenii

citoplasmatici, micarea amiboid


5/26

Mecanisme de producere a motilitii: 2/2

tubulina dineina

micarea flagelilor i a cililor n celulele eucariote, deplasareacromozomilorn timpul diviziunii celulare, etc.

flagelina

neelucidat complet

utilizat de bacterii

spasmina

la unele protozoare

contracie pe baza legrii calciului

energia din ATP servete la pomparea de Ca2+

prin transport activ


6/26

ATP-ul este sursa esenial de energie la nivelul muchiului viu!

Verificare experimental: blocarea reaciilor de sintetizare a ATP-

ului, prin inhibatori enzimatici selectivi

H. H. Weber folosete fibre musculare glicerinate: prin tratamentul cu

glicerol membranele celulare i mitocondriile sunt distruse, iar toate

enzimele celulei sunt eliminate. Se obine astfel o main

muscular, izolati funcional, care se contract numai la adiia de

ATP.


7/26

Se poate studia utilizarea energiei, n condiii mecanice i ionice bine

definite, obinndu-se pentru un ciclu complet contracie-relaxare o

eficien de 50-60%.

Dup epuizarea rezervei energetice, muchiul intr ntr-o stare de

rigor mortis, caracterizat de o cretere a tensiunii i o rigiditate

crescut.


8/26

n muchiul viu nivelul ATP-ului rmne practic constant n timpul

contraciei (310-3M), deoarece o parte din ADP-ul rezultat este refosforilat

cu ajutorul energiei compuilor bogain fosfai.

Procesul de refosforilare a ADP-ului are loc prin:

reacii anaerobice:

reacia Lohman (creatinkinazic) refosforilarea ADP-ului de

ctre creatin fosfat (reacia este monoenzimatic, rapid)

ADP + KrP ATP + Kr


9/26

degradarea glucozei reacie multienzimatic, lent, cu

producere masiv de ATP

cu producere de acid lactic (glicoliza)

C6H12O6 2CH3-CHOH-COOH

cu producere de alcool etilic (glicogenoliza)

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2


10/26

reacia adenilatkinazic monoenzimatic, rapid

2ADP 1 ATP + AMP

reacia aerobic are locn mitocondrii, prin intermediul fosforilrii

oxidative


11/26

Conversia chemo-mecanic de energie


12/26

Mecanica musculari energetic

Rolul fundamental al muchiului este de a converti energia chimicn lucru

mecanic, necesar fie unor deplasri fie unor tensiuni mecanice:

contracia izotonic o greutate este deplasat pe o anumit distan

contracia izometric muchiul susine o greutate, fr s existe o

deplasare


13/26

A. V. Hill, pe baza datelor experimentale, a stabilit relaia:

(F+a)(v+b) = constant = (F0+a)b

de unde rezult viteza de contracie:

v = (F0-F)b/(F+a)

Viteza maxim de contracie este:

vmax = F0b/a


14/26

Structura muchiului striat


15/26

Muchiul striat:

format dintr-un numr mare de celule contractile, fibre musculare

celulele sunt incluse de sarcolem

prin fiecare celul trec miofibrilele (cca. 1000), aranjate n fascicule

paralele cu axa celulei


16/26


17/26

la microscop apare banda ntunecat A, anizotrop, puternic

refractanti banda luminat I, izotrop, slab refractant

cel mai mic element funcional al muchiului este sarcomerul,

cuprins ntre dou linii Z (~2200nm lungimea de repaus, iar la

contracie maxim 1500nm)

un sarcomer constn ~1000 filamente groase (1500nm x 12-15nm) i

~2000 filamente subiri (1000nm x 5-8nm)


18/26

Mecanismul scurtrii

descris de A. F. Huxley (generatori moleculari de for) i

Niedergerke, respectiv de H. E. Huxley (existena punilor

transversale) i J. Hanson

n prezena ATP-ului i cu o concentraie mic de Ca2+ (stare relaxat)

punile transversale (10nm x 5nm) au o orientare de 900 fa de

filamentul gros


19/26


20/26

Miozina


21/26

filamentul gros constn proporie de 90% din miozin o protein

fibroas sub forma unui fir de 130-160nm lungime i 2nm grosime

miozina este capabil de hidroliza ATP-ului, celelalte proteine

contractile fiind enzimatic inactive

miozina este un dimer format din dou lanuri polipeptidice similare,

rsucite pe 90% din lungimea ei; la un capt, cele dou lanuri

mpreun cu dou subuniti proteice uoare altuiesc dou capete

globulare sau elipsoidale, cu diametre de 7-20nm


22/26

prin aciunea proteolitic, moleculele pot fi desfcute n fragmente

mai mici

utiliznd tripsina se obine meromiozina grea (HMM) i uoar

(LMM)

sub aciunea papainei o molecul HMM poate fi scindat n 3

fragmente: dou HMM S1 i o molecul HMM S2, ambele tipuri

fiind solubilen ap, dar numai S1 este implicat n hidroliza ATP-

ului


23/26

lanurile uoare sunt capabile s modifice proprietile enzimatice

ale lanurilor grele

miozina = 6 lanuri polipeptidice = 2 HC (partea filamentoasi cea

mai mare parte din capii globulari) + 4 LC (cte dou pentru fiecare

S1)

HC determin specificitatea imunologic a miozinei

LC sunt eseniale (2, au func

ia ATP-azic

)

i reglatoare (2)


24/26

dpdv a LC, miozina poate fi homodimer ( LC1 sau LC3 n cele dou

capete S1) sau eterodimer (un S1 cu LC1, iar cellalt cu LC3)

Eiki ('86) => toate moleculele de miozin sunt eterodimere, iar cele

dou capete S1 au funcii diferiten contracie


25/26

Sistemul muscular ca sistem cibernetic 1/2

nervul motor conduce mesajul de comand la mrimea comandat

(contracia muscular)

ansamblul receptorilor (mecanoreceptorii/baroreceptorii se gsesc n

muchi, tendoane i n jurul articulaiilor) constituie elementul de

msurare


26/26

Sistemul muscular ca sistem cibernetic 2/2

nervul senzitiv transmite mesajul de reacie

totalitatea fibrelor senzitive a neuronilor de asociaie i a celor motorii

formeaz organul de reglare

contractia_musculara

Documents

Transcript of contractia_musculara