13/10/10
Fiziologia aparatului neuromuscular
Dr. Radu Braga [email protected]://www.fiziologie.ro
Tipuri de muchiaspecte comparative ale esutului muscular scheletic, cardiac i netedProprietateDimensiuni musculare (xlungime) Nuclei Organizare miofilamente Reticul sarcoplasmic Mec. control Sursa Ca2++ Contracie Surs energie
m. scheletic100m x pn la 30 cm Multipli, lng sarcolem n sarcomere, ca miofibrile Cisterne terminale n triade, suprapuse Nervos, prin jonciuni neuromusculare Eliberare din RS Debut rapid, poate tetaniza, oboseal rapid Metabolism aerob la nivele de efort moderat, glicoliz
m. cardiac10-20 m x 50-100 m n general unic, situat central n sarcomere, ca miofibrile Tubulii RS conectate cu tubulii T la liniile Z Automatism (cel. pacemaker) Eliberare din spaiul extracelular i RS Debut lent, nu tetanizeaz, rezistente la efort Metabolism aerob, substrat substrat lipidic sau glucidic
m. neted5-10 m x 30-200 m Unic, situat central mprtiate prin citoplasm Dispersate prin citoplasm, fr tubuli T Automatism (cel. Pacesetter), nervos sau hormonal Eliberare din spaiul extracelular i RS Debut lent, pot tetaniza, rezistente la efort Metabolism principal aerob (anaerob la suprastimulare)
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
1
13/10/10
Structura muchiului
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Structura muchiuluiFibra muscular muscular
2009/2010 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
2
13/10/10
Sarcomerul Unitate funcional
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Sarcomerul Unitate funcional
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
3
13/10/10
Sarcomerul Unitate funcional
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Structura muchiuluiMiofibril
I
Miofibril
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
4
13/10/10
Proprietile Proprietile muchiului Excitabilitate Conductibilitate Contractilitate Tonicitate (+elasticitate) Extensibilitate2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti 2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Excitabilitate, Conductibilitate
mV +30 -70 mV +30
Potenial de aciune al motoneuronului
Timp 2 msec Potenial de aciune muscular Timp
-90
Tensiune
PA muchi scheletic PA muchi cardiacFaz de 0 laten Faz de contracie Faz de relaxare
10
50
100 mse
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
5
13/10/10
Unitatea motorieUnitate motorie 1 Unitate motorie 2 Terminaii axonale la nivelul plcii motorii
Nerv Corp motoneuron alfa Axon neuron motor
Muschi
Fibre Fib musculare l Fibre musculare
(a)Human Anatomy and Physiology, 7e by Elaine Marieb & Katja Hoehn
Ramificaie axonal ctre unitatea motorie (b)Copyright 2007 Pearson Education, Inc., 2010/2011 Dr. Radu Braga publishing as Benjamin Cummings.Bucureti Cat. Fiziologie, UMF
Axon mielinizat neuron motor Potenial de aciune Terminaie axonal la nivelul plcii motorii
Jonciunea neuromuscular (placa motorie)
Sarcolema Nucleu
(a) Buton terminal Buton terminal al neuronului motor Mitocondrie Cheie sinaptic Tubul T Falduri joncionale sarcolemale la nivelul plcii motorii Parte de miofibril (b)Human Anatomy and Physiology, 7e by Elaine Marieb & Katja Hoehn
Ca2+
Vezicul sinaptic
Vezicul sinaptic fuzionnd Molecule de ACh Acid acetic
Cheie sinaptic
Colin
K+ (c)
Acetilcolinesteraz Na+ Legarea Ach la receptor deschide canalul Na+/K+
Receptor nicotinic de acetilcolin
Copyright 2007 Pearson Education, Inc., 2010/2011 Dr. Radu Braga publishing as Benjamin Cummings.Bucureti Cat. Fiziologie, UMF
6
13/10/10
Jonciunea neuromuscular
Receptor nicotinic de acetilcolin2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Jonciunea neuromuscularExcitabilitate
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
7
13/10/10
Jonciunea neuromuscularCuplarea excitaie-contracie excitaie-
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Tubulii T
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
8
13/10/10
ContractilitatemV +30 -70 mV +30 Timp 2 msec Potenial de aciune muscular Timp Potenial de aciune al motoneuronului
-90
Tensiune
Faz de
Faz de contracie Faz de relaxare
0 laten
10
50
100 mse c2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Troponina - Tropomiozina
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
9
13/10/10
Contracia muscular
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Contracia muscular
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
10
13/10/10
Contracia muscular25% din energia consumata = contracie contracie. 75% reprezint cldur degajat
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
This animation by Mike Geeves, Laboratory of Molecular Biology in the UK and the Cambridge Institute for Medical Research
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
11
13/10/10
Contracia muscular
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Curba lungime-tensiune lungime-
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
12
13/10/10
Metabolism muscularConsum energetic n condiii bazale 1. Ficat 27% 2. Creier 19% N REPAUS! 3. Muchi 18% - 54.4 kJ/Kg (13 kcal/kg) n fiecare zi
Substratul energetic Activitate Aerob Oxigen Glucoz Acizi grai
Activitate Anaerob Rapid = for (dar) ( )
Ce este datoria de oxigen?
Creatinfosfat (CrP)
ATP2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
13
13/10/10
Substratul energeticGlucoz AnaerobProdus Net 2 ATP
AerobProdus 2x17 ATP Net 34 ATP
Acizi grai fosforilare oxidativ- Pt. fiecare 2 at. C 5 ATP + AcCoA - Oxidare AcCoA 12 ATP
Total 36 ATP
Total 17 ATP /2C
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Sistemul fosfagen
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
14
13/10/10
Rezerve energetice musculare
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Metabolism muscular
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
15
13/10/10
Utilizarea substratului energeticfunctie de durata i intensitatea exerciiului fizic
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Consumul de oxigen
Crete consumul de O2 de 23x!
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
16
13/10/10
Circulaia muscular
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Circulaia muscular Repaus cca. 1-4 ml/min per 100g (15-20% din DC) Efort fizic - 50 100 ml/min/100g (pn la 80% DC) 50-100 Crete de 20 pn la 50 de ori n vasodilataie maxim (hiperemie activ) Perfuzia n relaxarea muscular Reglare nervoas autonom i local Importan n meninerea TA
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
17
13/10/10
Tipuri de fibre musculare
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Tipuri de fibre musculareFibre roii Tip ICelule mici Multe mitocondrii RS redus Multe capilare Rata aerob crescut Nivel d mioglobin Ni l de i l bi Rata glicolitic Sistem tampon Rezerve de glicogen ATPaz miozinic lent Contracie lent
Oxidative lente1/4 - 1/3 din dimensiunea fibrelor albe; efort uor spre moderat pe perioade prelungite de timp
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
18
13/10/10
Tipuri de fibre musculare Fibre intermediareTip IIa, Oxidative rapide intermediare Fib albe Tip IIb Fibre lb Celule f. mari Puine mitocondrii RS slab dezvoltat Puine capilare Nivele de mioglobin Rat aerob Rat glicolitic crescut Sistem tampon Rezerve de glicogen ATPaz miozinic rapid Vitez de contracie
Glicolitic Glicoliti e rapide l tice id Obosesc rapid 2-4 X mai mult for! Efort intens de scurt durat cu perioade prelungite de recuperare.
Remodelare!2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
19
13/10/10
Tipuri de contracii musculare contracii Secusa Tetanosul incomplet i complet Contracia sincron / asincron Contracia izotonic Concentric Excentric
Contracia izometric Contracia tonic de repaus2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Secusa muscularLatent Period of period contraction Period of relaxation Percentage of maximum tension Latent period Extraocular muscle (lateral rectus) Gastrocnemius Soleus
g Single 0 stimulus (a)
Percentage of maximum tension
20
40
60 80 Time (ms)
100
120
140
g Single 0 stimulus (b)
40
80
120 Time (ms)
160
200
Human Anatomy and Physiology, 7e by Elaine Marieb & Katja Hoehn
Copyright 2007 Pearson Education, Inc., 2010/2011 Dr. Radu Braga publishing as Benjamin Cummings.Bucureti Cat. Fiziologie, UMF
20
13/10/10
Secus > TetanosFenomenul TreppeCreterea n trepte a tensiunii dezvoltate de secuse
Fenomenul de sumare al secuselor
Tetanosul incomplet
Tetanosul completHuman Anatomy and Physiology, 7e by Elaine Marieb & Katja Hoehn Copyright 2007 Pearson Education, Inc., 2010/2011 Dr. Radu Braga publishing as Benjamin Cummings.Bucureti Cat. Fiziologie, UMF
Contracii sincrone - asincrone
Human Anatomy and Physiology, 7e by Elaine Marieb & Katja Hoehn
Copyright 2007 Pearson Education, Inc., 2010/2011 Dr. Radu Braga publishing as Benjamin Cummings.Bucureti Cat. Fiziologie, UMF
21
13/10/10
Contracii izotonice & izometriceTonicitate / elasticita ateContracia tonic de repaus2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Recrutare neuroni motori
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
22
13/10/10
Activitatea reflex spinal
Reflexul osteotendinos (miotatic) Reflexul de tendon Reflexul de flexie Reflexe Reflexe posturale i de locomoie
2010/2011 Dr. Radu Braga Cat. Fiziologie, UMF Bucureti
Clasificarea tipurilor de neuroniErlanger i Gasser A A Lloyd i Hunt Ia Ib fibrei (m) 10-20 10-20 Viteza (m/s) 50-120 50-120 Rol Motor: motoneuronul somatic alfa Senzitiv: aferene primare de la fusul neuromuscular Senzitiv: organe tendinoase Golgi, tact i presiune Motor: motoneuroni mici pentru fibre intra i extra fusale Senzitiv: aferene fusale secundare, tact epicirtic, presiune i vibraie Motor: motoneuronul gamma g Senzitiv: tact protopatic, durere, temperatur Motor: fibre vegetative preganglionare Motor: fibre vegetative postganglionare C IV
