1

Fiziologia aparatului Fiziologia aparatului neuromuscularneuromuscular

Dr. Radu BragaDr. Radu Braga

radu.braga@univermed-cdgm.ro

Tipuri de muşchiTipuri de muşchi

• Cardiac • ScheleticCardiac– Striat– Conţine sarcomere– Impuls nervos intrinsec– Contraţie spontană

unitară

Scheletic– Striat– Conţine sarcomere– Necesita impuls nervos

pentru contracţie– Forţa contracţiei depinde

de recrutarea fibrelor motorii• Neted

– Fără sarcomere– Prezintă actină & miozină

motorii

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

2

ProprietProprietăţile muşchiuluiăţile muşchiului

Excitabilitate• Excitabilitate

• Contractilitate

• ExtensibilitateExtensibilitate

• Elasticitate

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Structura muşchiuluiStructura muşchiului

Periost

TendonFascieMuşchi

scheleticEpimisiumPerimisium

Fascicul

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Fascicul

Endomisium

Fibră musculară (celulă)

3

Structura muşchiuluiStructura muşchiuluiFibra muscularăFibra musculară

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Structura muşchiuluiStructura muşchiului

I

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

4

Sarcomerul Sarcomerul –– Unitate funcţionalăUnitate funcţională

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Sarcomerul Sarcomerul –– Unitate funcţionalăUnitate funcţională

2007 / 2008– Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

5

Sarcomerul Sarcomerul –– Unitate funcţionalăUnitate funcţională

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Unitatea motorieUnitatea motorieMoto-neuron α

Ramuri ale neuronului motor

Miofibrile

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Fibră musculară

6

Interacţiune neuroInteracţiune neuro--muscularămusculară

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Joncţiunea neuromuscularăJoncţiunea neuromusculară

2005 / 2006 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

7

Joncţiunea neuromuscularăJoncţiunea neuromuscularăExcitabilitateExcitabilitate

2005 / 2006 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Joncţiunea neuromuscularăJoncţiunea neuromuscularăCuplarea excitaţieCuplarea excitaţie--contracţiecontracţie

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

8

Contracţia muscularăContracţia muscularăMecanismul alunecării filamentelor în contracţia musculară

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Troponina Troponina -- TropomiozinaTropomiozina

Boron & Boulpaep:Medical Physiology,.2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

9

Tropomiozină Tropomiozină –– ActinăActină

Relaxat Ca-Activat Rigor Ca-Activat

Situs miozinicCraig & Lehman.. 2001. J. Mol. Biol 311: 1027.

2007 /2008–

Dr. R

adu Braga

Cat. de Fiziologie, U

MF B

ucureşti

Contracţia muscularăContracţia musculară

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

10

Contracţia muscularăContracţia musculară

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Contracţia muscularăContracţia musculară

25% din energia consumata contracţie25% din energia consumata = contracţie. 75% reprezintă căldură degajată

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

11

This animation by Mike Geeves, Laboratory of Molecular Biology in the UK and the Cambridge Institute for Medical Research

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Curba lungimeCurba lungime--tensiunetensiune

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

12

Proteinele sarcomeruluiProteinele sarcomerului

Alberts et al.. Molecular Biology of the Cell.2007/ 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Substratul energeticSubstratul energetic• Activitate Aerobă

– OxigenOxigen– Glucoză– Acizi graşi– 30-32 ATP

• Activitate AnaerobăCe este datoria de oxigen?

– Rapidă = forţă (…dar) – 2 ATP/glucoză

• Creatinfosfat (CrP) ATP2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

13

Sistemul fosfagenSistemul fosfagen

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Utilizarea substratului energeticUtilizarea substratului energeticfunctie de durata şi intensitatea exerciţiului fizicfunctie de durata şi intensitatea exerciţiului fizic

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

14

Rezerve energetice musculareRezerve energetice musculare

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Consumul de oxigenConsumul de oxigen

Creşte consumul de O2 de 23x!

2007/ 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

15

Circulaţia muscularăCirculaţia musculară

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Metabolism muscularMetabolism muscular

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

16

National G

eographic, Sept. 2000 "The U

nbeatable Bodyy:

Pushing the Lim

it"

Tipuri de fibre musculareTipuri de fibre musculare

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

17

Tipuri de fibre musculareTipuri de fibre musculare

Fibre roşii – Tip I Oxidative lente

•Celule mici•Multe mitocondrii•RS ↑•Multe capilare•Rata aerobă crescutăNi l ↑ d i l bi ă

1/4 - 1/3 din dimensiunea fibrelor albe; efort uşor spre moderat pe perioade prelungite de timp

•Nivel ↑ de mioglobină•Rata glicolitică ↓•Sistem tampon ↓•Rezerve ↓ de glicogen•ATPază miozinică lentă•Contracţie lentă 2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Tipuri de fibre musculareTipuri de fibre musculare

Fib lbFib lb TTii IIbIIb GlGlii lliititi idid

•• Fibre intermediareFibre intermediare––Tip IIa, Oxidative rapideTip IIa, Oxidative rapide

•• Fibre albe Fibre albe –– TTiip IIbp IIb• Celule f. mari• Puţine mitocondrii• RS slab dezvoltat• Puţine capilare• Nivele ↓ de mioglobină

Rată aerobă ↓

GlGliicolcoliitictice rapidee rapide• Obosesc rapid• 2-4 X mai multă forţă!• Efort intens de scurtă durată

cu perioade prelungite de recuperare.

• Rată aerobă ↓• Rată glicolitică crescută• Sistem tampon ↑• Rezerve de glicogen ↑• ATPază miozinică rapidă• Viteză de contracţie ↑

Remodelare!2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

18

Distribuţia relativă a izoformelor miozinice (Typ I & Tip II)Tip I (lent) Tip II (rapid) Tip IIa Tip IIxTip I (lent) Tip II (rapid) Tip IIa Tip IIx

Om obişnuit 50% 50% 40% 10%Leziune spinală 4% 96% 48% 48%

Sprinter 20% 80% 45% 35%“couch potato” 40% 60% 30% 30%

Alergător 80% 20% 20% 0%maraton 80% 20% 20% 0%

Tipuri de contracTipuri de contracţii musculareţii musculare

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

19

Contracţii izotonice Contracţii izotonice && izometriceizometrice

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Recrutare neuroni motoriRecrutare neuroni motori

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

20

Activitatea reflexăActivitatea reflexă

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Fusul neuromuscularFusul neuromuscular

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

21

Fusul neuromuscularFusul neuromuscular

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Fusul neuromuscularFusul neuromuscularContracţie voluntară Reflex de întindere

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

22

Organul tendinos GolgiOrganul tendinos Golgi

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Organul tendinos GolgiOrganul tendinos Golgi

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

23

Activitate reflexă medulară

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Facilitare reflexă medularăFacilitare reflexă medulară

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

24

Oboseala muscularăOboseala musculară

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti

Oboseala muscularăOboseala musculară

Surse ale oboselii musculare

Centrale

Feedbackaferent

Motivaţie psihologică

Periferice

Transmisie nervoasă

Transmisiemusculară

Contracţie musculară

Propagare PA Propagare PA

2007 / 2008 – Dr. Radu Braga

Cat. de Fiziologie, UMF Bucureşti