Budowa i fizjologia mięśni szkieletowych Mięśnie szkieletowe Stanowią około 45% masy ciała zwierząt i zbudowane są zarówno z tkanki mięśniowej, jak i z różnych postaci tkanki łącznej. Charakteryzują się zróżnicowaną budową morfologiczną i funkcją, jaką pełnią w organizmie. Stanowią część aktywną narządów ruchu. Zaopatrzone są w receptory czuciowe. Mięśnie pełnią także funkcję czynnika przetwarzającego otrzymaną przez krew energię chemiczną, która przekształcona jest w 70% w energię cieplną, zaś w 30% w energię mechaniczną. Mięsień pod względem budowy składa się z włókien mięśniowych (miocytów) i w zależności od ich ułożenia rozróżnia się mięśnie proste oraz złożone. W mięśniu prostym włókna mięśniowe ułożone są równolegle do osi długiej mięśnia, zaś w złożonym pod różnym kątem do osi. Skupienie włókien mięśniowych, naczyń krwionośnych i nerwów oraz zrębu łącznotkankowego nazywane jest brzuścem mięśnia. Na przeciwległych końcach mięśnia znajdują się ścięgna, przy pomocy których przyczepiony jest on do kości. Budowa mięśnia wrzecionowatego (dwugłowy) Powięzią nazywamy tkankę łączną otaczającą daną jednostkę mięśniową, lub grupę mięśni. W obrębie powięzi wyróżniamy powięzie powierzchowne i głębokie. Powięzie powierzchowne leżą bezpośrednio pod skórą i oddzielają skórę od całego umięśnienia, powięzie głębokie przymocowują się do odpowiednich kości i spowijają każdy mięsień oraz określone grupy mięśni. Na powierzchni mięśnia znajduje się otaczająca go stosunkowo gruba i silna tkanka łączna wiotka zwana omięsną zewnętrzną (namięsną) epimysium. Od niej wnika w głąb mięśnia tkanka zwana omięsną wewnętrzną perimysium, dzieląc mięsień na różnej wielkości wiązki (pęczki). Pęczki włókien mięśniowych są pogrupowane w sposób uporządkowany. Pęczki liczą od kilkunastu do kilkudziesięciu włókien. Od omięsnej wewnętrznej, otaczającej wiązkę, odchodzą delikatne pasma tkanki łącznej, która wnika między poszczególne włókna mięśniowe. Tkanka ta nazywana jest omięsną własną lub śródmięsną endomysium. Przekrój przez mięsień szkieletowy Ogólny skład chemiczny mięśni ssaków Związek chemiczny Udział procentowy Woda 65 80 Białko 16 22 Glikogen 0,4 3,7 Kreatyna i fosfokreatyna 0,2 0,6 Fosfolipidy 0,4 1,0 Cholesterol 0,03 0,3 Kwas w spoczynku 0,03 mlekowy po skurczu 0,5 Sole mineralne 0,8 1,5 Skurczem mięśnia nazywamy zmiany w długości lub napięciu mięśnia pod wpływem bodzców naturalnych lub sztucznych. Jeżeli w kurczącym się mięśniu zachowane zostaje jednakowe napięcie, a zmienia się jego długość, to taki skurcz nazywamy izotonicznym. Skurcz, który przebiega bez zmiany długości mięśnia, a wzrasta tylko jego napięcie nazywamy izometrycznym. Zazwyczaj oba rodzaje skurczów występują jednocześnie. Równoczesny wzrost napięcia połączony ze skracaniem się mięśnia nazywamy skurczem auksotonicznym. Podstawową jednostką odpowiedzialną za skurcz jest sarkomer, w którym filamenty, dzięki odpowiedniej budowie swych cząsteczek mogą przesuwać się względem siebie, prowadząc do skrócenia lub wydłużenia sarkomeru. Z tej racji opracowano tzw.: ślizgową teorię skurczu (Huxley i wsp., 1969). W reakcji tej biorą także udział jony Ca2+, których odpowiednie stężenie reguluje skurcz i rozkurcz mięśnia. Budowa filamentu aktynowego Budowa główki filamentu miozynowego a rozkurcz; b, c, d kolejne fazy w skurczu mięśnia. 1 maksymalny skurcz; 2 rozkurcz; 3 maksymalne bierne rozciągnięcie. Linie grube filamenty miozynowe, linie cienkie filamenty aktynowe, linie faliste filamenty desminowe. Unerwienie mięśni Mięśnie szkieletowe unerwione są ruchowo i czuciowo. Pobudzenie mięśni zachodzi za pośrednictwem włókien nerwowych ruchowych, które doprowadzają impulsy z brzusznych rogów rdzenia kręgowego, gdzie znajdują się podstawowe ośrodki ruchowe. Neuryt komórki ruchowej dzieli się w mięśniu na cienkie odgałęzienia, z których każde dochodzi do jednego włókna mięśniowego, wpukla się w jego sarkoplazmę tworząc płytkę ruchową (motoryczną). Precyzja skurczu zależy od ilości włókien mięśniowych przypadających na jeden neuron. W mięśniach występują też receptory czuciowe przekazujące informację o stanie ich napięcia lub rozciągnięcia. Receptorami reagującymi na zmiany długości mięśni są tzw. wrzecionka mięśniowe, które składają się z kilku zmodyfikowanych włókien mięśniowych otoczonych wspólną pochewką. Włókna pseudomięśniowe, których zwykle jest 4 6, przyczepiają się jednym biegunem do normalnego włókna mięśniowego, drugim zaś do ścięgna. Przemiany metaboliczne w mięśniu Profil włókien mięśniowych a funkcjonalność mięśnia Zmęczenie mięśni: Jeżeli mięsień poddawany jest długotrwałemu działaniu bodzców w krótkich odstępach czasu bez możliwości odpoczynku, to po szeregu takich skurczów mięsień męczy się. W zmęczonym mięśniu obserwuje się następujące zmiany: 1) wydłuża się kilkakrotnie okres reakcji na pobudzenie, 2) wydłuża się faza skurczu i rozkurczu mięśni, 3) występują przykurcze i mięsień nie wraca do swojej pierwotnej długości, 4) zmniejsza się siła mięśni oraz wykonywana przez niego praca, 5) zwiększa się zawartość wody, na skutek czego występuje lekkie obrzmienie mięśnia. Zmęczenie mięśni jest wynikiem wyczerpania się zapasów energetycznych oraz nagromadzenia się w mięśniach produktów przemiany materii (głównie kwasu mlekowego). Szybciej występuje zmęczenie w synapsach nerwowo-mięśniowych niż w samym aparacie kurczliwym.