Mușchii scheletici
fiziologia Celulară și contractionEdit
În plus față de actina și miozina componente care constituie sarcomerului, fibrele musculare scheletice conține, de asemenea, alte două proteine reglatoare, de troponină și tropomiozină, care sunt necesare pentru contracția musculară să apară. Aceste proteine sunt asociate cu actina și cooperează pentru a preveni interacțiunea cu miozina. Celulele musculare scheletice sunt excitabile și sunt supuse depolarizării de către neurotransmițătorul acetilcolină, eliberat la joncțiunea neuromusculară de către neuronii motori.,odată ce o celulă este suficient de stimulată, reticulul sarcoplasmic al celulei eliberează calciu ionic (Ca2+), care apoi interacționează cu proteina de reglementare troponină. Troponina legată de calciu suferă o schimbare conformațională care duce la mișcarea tropomiozinei, expunând ulterior locurile de legare a miozinei pe actină. Acest lucru permite ciclismul crossbridge dependent de miozină și actină și scurtarea mușchiului.forța musculară este proporțională cu aria secțiunii transversale fiziologice (PCSA), iar viteza musculară este proporțională cu lungimea fibrei musculare., Cuplul în jurul unei articulații, totuși, este determinat de o serie de parametri biomecanici, inclusiv distanța dintre inserțiile musculare și punctele de pivotare, dimensiunea musculară și raportul de transmisie arhitectural. Mușchii sunt aranjați în mod normal în opoziție, astfel încât atunci când un grup de mușchi se contractă, un alt grup se relaxează sau se prelungește. Antagonismul în transmiterea impulsurilor nervoase către mușchi înseamnă că este imposibil să se stimuleze pe deplin contracția a doi mușchi antagoniști la un moment dat., În timpul mișcărilor balistice, cum ar fi aruncarea, mușchii antagoniști acționează pentru a „frâna” mușchii agoniști de-a lungul contracției, în special la sfârșitul mișcării. În exemplul de aruncare, pieptul și partea din față a umărului (deltoidul anterior) se contractă pentru a trage brațul înainte, în timp ce mușchii din spate și din spatele umărului (deltoidul posterior) se contractă și suferă o contracție excentrică pentru a încetini mișcarea în jos pentru a evita rănirea. O parte a procesului de antrenament este învățarea relaxării mușchilor antagoniști pentru a crește forța de intrare a pieptului și a umărului anterior.,mușchii contractanți produc vibrații și sunet. Fibrele twitch lente produc 10 până la 30 de contracții pe secundă (10 până la 30 Hz). Fibrele rapide twitch produc 30 până la 70 de contracții pe secundă (30 până la 70 Hz). Vibrația poate fi văzută și simțită prin tensionarea puternică a mușchilor, ca atunci când faceți un pumn ferm. Sunetul poate fi auzit prin apăsarea unui mușchi puternic tensionat împotriva urechii, din nou un pumn ferm este un bun exemplu. Sunetul este de obicei descris ca un sunet ciudat. Unele persoane pot produce în mod voluntar acest sunet ciudat prin contractarea mușchiului tensor tympani al urechii medii., Sunetul ciudat poate fi auzit și atunci când mușchii gâtului sau maxilarului sunt foarte tensionați.
calea de transducție a Semnaluluiedit
fenotipul de tip fibră musculară scheletică la animalele adulte este reglat de mai multe căi de semnalizare independente. Acestea includ căi implicate cu Ras/mitogen-activated protein-kinaza (MAPK) cale, de calcineurină, calciu/calmodulin-dependentă de proteine kinaza a IV-a, și proliferare a peroxizomilor γ coactivator 1 (PGC-1)., Calea de semnalizare Ras/MAPK leagă neuronii motori și sistemele de semnalizare, cuplarea excitației și reglarea transcripției pentru a promova inducerea dependentă de nervi a programului lent în regenerarea musculară., De calcineurină, un Ca2+/calmodulin-activat fosfataza implicat în activitatea nervilor dependente de fibre de tip caietul de sarcini în mușchii scheletici, controlează în mod direct fosforilarea stat de factor de transcriere NFAT, permițând translocație la nucleu și care duce la activarea lent-tipul de proteine musculare în cooperare cu miocitelor potențiator de factor 2 (MEF2) proteine și alte proteine reglatoare., Ca2+/calmodulin-dependentă de proteine kinaza este, de asemenea, stimulată de lent neuronului motor activitate, poate pentru că se amplifică încet-tip de calcineurină-a generat răspunsuri prin promovarea MEF2 transactivator funcții și sporind capacitatea oxidativ prin stimularea biogenezei mitocondriale.,
Contracția indusă de modificări în calciu intracelular sau specii reactive de oxigen oferi semnale de la diverse căi care includ MAPKs, de calcineurină și calciu/calmodulin-dependentă de proteine kinaza a IV-a pentru a activa transcrierea factori care reglează expresia genelor și activitatea enzimatică în mușchii scheletici.,
Exercitarea induse de căi de semnalizare în mușchii scheletici care determină specializate ale lent și rapid-tic nervos fibre musculare
PGC1-α (PPARGC1A), un transcripțional coactivator de receptori nucleari important să regulamentului de un număr de gene mitocondriale implicate în metabolismul oxidativ, interacționează direct cu MEF2 sinergic pentru a activa selectiv slow twitch (ST) musculare gene și, de asemenea, servește ca o țintă pentru calcineurină de semnalizare., O cale transcripțională mediată de receptorul activat de proliferator peroxizomilor δ (PPARδ) este implicată în reglarea fenotipului fibrei musculare scheletice. Soareci care port o formă activată de PPARd afișa o „rezistenta” fenotip, cu o coordonată creșterea enzimelor oxidative și biogeneza mitocondrială și un procent crescut de ST fibre., Astfel—prin genomica funcțională-calcineurina, kinaza dependentă de calmodulină, PGC-1α și PPARΔ activate formează baza unei rețele de semnalizare care controlează transformarea tipului de fibre musculare scheletice și profilurile metabolice care protejează împotriva rezistenței la insulină și a obezității.trecerea de la metabolismul aerobic la anaerob în timpul muncii intense necesită activarea rapidă a mai multor sisteme pentru a asigura o aprovizionare constantă de ATP pentru mușchii de lucru., Acestea includ un comutator de grăsime pe bază de carbohidrați pe bază de combustibili, o redistribuire a fluxului sanguin de la odihnă la exercitarea mușchilor și la îndepărtarea mai multe din produsele de metabolism anaerob, cum ar fi dioxidul de carbon și acid lactic. Unele dintre aceste răspunsuri sunt guvernate de controlul transcripțional al fenotipului glicolitic rapid twitch (FT). De exemplu, mușchii scheletici reprogramarea la o ST glicolitice fenotip la un FT glicolitice fenotip implică Six1/Eya1 complex, compus din membri ai celor Șase familie de proteine., Mai mult, factorul 1-α inductibil de hipoxie (HIF1A) a fost identificat ca regulator principal pentru exprimarea genelor implicate în răspunsurile hipoxice esențiale care mențin nivelurile ATP în celule. Ablația HIF-1α în mușchiul scheletic a fost asociată cu o creștere a activității enzimelor mitocondriale care limitează viteza, indicând faptul că ciclul acidului citric și oxidarea crescută a acizilor grași pot compensa scăderea fluxului prin calea glicolitică la aceste animale., Cu toate acestea, răspunsurile HIF-1α mediate de hipoxie sunt, de asemenea, legate de reglarea disfuncției mitocondriale prin formarea de specii reactive excesive de oxigen în mitocondrii.alte căi influențează, de asemenea, caracterul muscular al adulților. De exemplu, forța fizică din interiorul unei fibre musculare poate elibera factorul de răspuns seric al factorului de transcripție din Titina proteinei structurale, ceea ce duce la o creștere musculară modificată.