Skeletal muscle

Cellulær fysiologi og contractionEdit

I tillæg til actin og myosin komponenter, som udgør den sarcomere, muskel-fibre indeholder også to andre vigtige regulatoriske proteiner, troponin og tropomyosin, der er nødvendige for muskelsammentrækning at forekomme. Disse proteiner er forbundet med actin og samarbejder for at forhindre dets interaktion med myosin. Skeletmuskelceller er e .citerbare og er underlagt depolarisering af neurotransmitteren acetylcholin, frigivet ved det neuromuskulære kryds af motorneuroner.,

Når en celle er tilstrækkeligt stimuleret, frigiver cellen”s sarkoplasmatiske retikulum ionisk calcium (Ca2+), som derefter interagerer med det regulatoriske protein troponin. Calciumbundet troponin gennemgår en konformationsændring, der fører til bevægelse af tropomyosin, der efterfølgende udsætter de myosin-bindende steder på actin. Dette giver mulighed for myosin og actin ATP-afhængig crossbridge cykling og afkortning af musklen.

PhysicsEdit

muskelkraft er proportional med fysiologisk tværsnitsareal (PCSA), og muskel hastighed er proportional med muskel fiber længde., Drejningsmomentet omkring et led bestemmes imidlertid af en række biomekaniske parametre, herunder afstanden mellem muskelindsatser og drejepunkter, muskelstørrelse og arkitektonisk gearforhold. Muskler er normalt arrangeret i opposition, så når en gruppe muskler trækker sig sammen, slapper en anden gruppe af eller forlænger. Antagonisme i transmissionen af nerveimpulser til musklerne betyder, at det er umuligt at stimulere sammentrækningen af to antagonistiske muskler til enhver tid., Under ballistiske bevægelser som kaste virker antagonistmusklerne for at “bremse” agonistmusklerne gennem hele sammentrækningen, især i slutningen af bevægelsen. I eksemplet med at kaste, brystet og forsiden af skulderen (anterior Deltoid) kontrakt om at trække armen fremad, samtidig med at musklerne i ryggen og bagsiden af skulderen (posterior Deltoid) også kontrakt og gennemgå excentriske kontraktion til langsom bevægelse ned for at undgå skade. En del af træningsprocessen er at lære at slappe af antagonistmusklerne for at øge kraftindgangen på brystet og den forreste skulder.,

kontraherende muskler producerer vibrationer og lyd. Langsomme trækfibre producerer 10 til 30 sammentrækninger i sekundet (10 til 30 h.). Hurtige trækfibre producerer 30 til 70 sammentrækninger i sekundet (30 til 70 h.). Vibrationen kan vidne og følte ved stærkt spænde en ” S muskler, som når de foretager en fast knytnæve. Lyden kan høres ved at trykke en stærkt spændt muskel mod øret, igen er en fast knytnæve et godt eksempel. Lyden beskrives normalt som en rumlende lyd. Nogle individer kan frivilligt producere denne rumlende lyd ved at samle tensor tympani-muskelen i mellemøret., Den rumlende lyd kan også høres, når nakke-eller kæbemusklerne er stærkt spændte.

Signaltransduktionsvejeredit

Skeletmuskelfiber-type fænotype hos voksne dyr reguleres af flere uafhængige signalveje. Disse inkluderer veje involveret i den Ras/mitogenaktiverede proteinkinase (MAPK)-vej, calcineurin, calcium/calmodulinafhængig proteinkinase IV og pero .isomproliferator γ coactivator 1 (PGC-1)., Ras/MAPK signalering gangsti links motoriske neuroner og signalsystemer, kobling excitation og transskription regulering for at fremme den nerve, der er afhængige induktion af den langsomme program i regenerere muskler., Calcineurin, en Ca2+/calmodulin-aktiveret fosfatase, der er involveret i nerve aktivitet, der er afhængige af fiber-type specifikation i skeletmuskulatur, direkte kontrol fosforylering tilstand af transskription faktor NFAT, som gav mulighed for at translokation til kernen og fører til aktivering af bremse-type muskel proteiner i samarbejde med myocyte enhancer-faktor 2 (MEF2) proteiner og andre regulatoriske proteiner., Ca2+/calmodulin-afhængige protein kinase aktivitet er også upregulated ved langsom motor neuron aktivitet, muligvis fordi det forstærker de langsomme type calcineurin-genereret svar ved at fremme MEF2 transactivator funktioner og forbedre den oxidative kapacitet gennem stimulering af mitokondriel biogenese.,

Sammentrækning-inducerede ændringer i den intracellulære calcium eller reaktive ilt arter, der leverer signaler til forskellige veje, der omfatter MAPKs, calcineurin og calcium/calmodulin-afhængige protein kinase IV for at aktivere transkriptionsfaktorer, der regulere genekspression og enzym-aktivitet i skeletmuskulatur.,

PGC1-α (PPARGC1A), en transkriptionel coactivator af nukleare receptorer vigtigt, at reguleringen af en række af mitokondrie-gener involveret i oxidativt stofskifte, i et direkte samspil med MEF2 at synergistisk aktivering selektiv langsomme ryk (ST) muskel gener og fungerer også som et mål for calcineurin-signalering., En pero .isomproliferatoraktiveret receptor δ (PPAR))-medieret transkriptionel vej er involveret i reguleringen af skeletmuskelfiberfænotypen. Mus, der harbor en aktiveret form af PPARd vise en “udholdenhed” fænotype, med en koordineret stigning i de oxidative enzymer og mitokondriel biogenese og en øget andel af ST-fibre., Dermed—gennem funktionel genomforskning—calcineurin, calmodulin-afhængige-kinase, PGC-1a, og aktiveres PPARδ danne grundlag for en signalering netværk, der styrer skeletal muscle fiber type transformation og metaboliske profiler, der beskytter mod insulinresistens og fedme.

overgangen fra aerob til anaerob metabolisme under intens arbejde kræver, at flere systemer hurtigt aktiveres for at sikre en konstant tilførsel af ATP til arbejdsmusklerne., Disse inkluderer et skift fra fedtbaseret til kulhydratbaseret brændstof, en omfordeling af blodgennemstrømningen fra ikke-arbejdende til træning af muskler og fjernelse af flere af biprodukterne fra anaerob metabolisme, såsom kuldio .id og mælkesyre. Nogle af disse reaktioner styres af transkriptionel kontrol af fast t .itch (FT) glycolytisk fænotype. For eksempel involverer omprogrammering af skeletmuskulatur fra en st glycolytisk fænotype til en FT glycolytisk fænotype si .1/Eya1-komplekset, der består af medlemmer af Si. – proteinfamilien., Desuden er den hypo .i-inducerbare faktor 1-α (HIF1A) blevet identificeret som en masterregulator for ekspression af gener involveret i essentielle hypo .iske reaktioner, der opretholder ATP-niveauer i celler. Ablation af hif1a i skeletmuskulatur var forbundet med en stigning i aktiviteten af hastighedsbegrænsende enzymer i mitokondrierne, hvilket indikerer, at citronsyre cyklus og øget fedtsyre oxidation kan være at kompensere for nedsat flow gennem glycolytic vej i disse dyr., Imidlertid er hypo .i-medierede HIF-1 responses-reaktioner også knyttet til reguleringen af mitokondriel dysfunktion gennem dannelse af overdreven reaktive o .ygenarter i mitokondrier.

andre veje påvirker også voksen muskel karakter. For eksempel kan fysisk kraft inde i en muskelfiber frigive transkriptionsfaktoren serumresponsfaktor fra det strukturelle protein titin, hvilket fører til ændret muskelvækst.

---