Bodosi Balázs. Az emberi test 40-45%-a izom.

Átírás

1 Bodosi Balázs AZ EMBERI TEST VÁZIZOMZATA Az emberi test 40-45%-a izom. 1

2 A FELKAR ÉS A VÁLLÖV HÁTULNÉZETBEN scapulacsúcs deltoideus Caput longus Caput lateralis Caput medialis brachioradialis Extensor carpi radialis longus AZ ALKAR HAJLÍTÁSA ÉS FESZÍTÉSE eredés ín A vázizom elsődleges feladata a csontok egymáshoz képest való elmozdítása. (kivételek: záróizmok, rekeszizom, szemizmok, etc.) Izomerő: N/cm 2 Biceps brachii ín HAJLÍTÁS 10/2=5 terület=r 2 Π 5*5*3.14 =78cm 2 78*30 = 2340N = 234Kg??? Triceps brachii tapadás FESZÍTÉS 2

3 csont ín ér A VÁZIZOM RÉSZLETES FELÉPÍTÉSE izom epimysium (az egész izmot veszi körül) perimysium (az izomköteget veszi körül) izomköteg plazmamembrán Izomszál (izomsejt) epimysium (az egész izmot veszi körül) perimysium (az izomköteget veszi körül) A VÁZIZOM RÉSZLETES FELÉPÍTÉSE erek izomköteg izomszál (izomsejt) sejtmembrán 3

4 A HARÁNTCSÍKOLAT MIKROSZKÓPOS KÉPE anizotrop sejtmag izotrop AZ IZOMSEJT FELÉPÍTÉSE Myofibrillum sejtmembrán transzverzális tubulus I csík A sáv Z lemez H zóna terminális ciszterna I csík Z lemez a sarcoplazmás reticulum csövecskéi 4

5 SARCOMER vastag filamentum MYOSIN vékony filamentum AKTIN elernyedés összehúzódás Z lemez A-csík I-csík A VÉKONY FILAMENTUM FELÉPÍTÉSE Troponin I (Inhibition) Troponin C ( ) Troponin T (Tropomyosin) AKTIN TROPOMYOSIN Fej-farok átfedés 5

6 A TRIÁD SZERKEZETE ÉS A CALCIUM ÚTJA sarcolemma akciós potenciál Ca-pumpa rianodinreceptor sarcoplazma terminális ciszterna Dihidropiridin receptor láb transzverzális tubulus calciumcsatorna ATP A eltávolítása a sarcoplazmából: a) aktív visszapumpálás a sarcoplazmás reticulumba b) Na-Ca cserélő a sejtmembránban c) Ca-pumpa a sejtmembránban troponin Elernyedt myosinfej Vastag filamentum Vékony filamentum H-csík I-csík A-sáv I-csík Összehúzódott A-sáv 6

7 A CSÚSZÓFILAMENTUM-TEÓRIA TEÓRIA LÉNYEGE: egyik filamentum hossza sem változik, csak a köztük levő távolság rövidül A myosin mintegy végiglépeget az aktin felszínén 7

8 AZ IZOM BEIDEGZÉSE A NEUROMUSCULARIS JUNCTIO A motoneuront és az általa beidegzett izomrostok összességét motoros egységnek nevezzük. 8

9 A neuromuscularis junctio Ranvier-féle befűződés Schwann-sejt myelinhüvely axon dendrit szinaptikus végkészülék szinaptikus vezikulum neurotranszmitter sarcoplazmás reticulum T-tubulus myofibrillum Idegimpulzus hatására a végkészülék feszültségfüggő csatornái Ca-t engednek be, ami felszabadítja a transzmittert, ez ligandfüggő Na-csatornákat nyit, amely depolarizálja a membránt, majd egy küszöb felett nyílnak a feszültségfüggő Na-csatornák, ez akciós potenciált generál, mely végigterjedve az izomsejt membránján, elér a T-tubulusokba, ott Rianodinreceptorokon át nyitja a SR Cacsatornáit, ez elárasztja a sarcoplazmát Ca ionokkal. SARCOPLAZMÁS RETICULUM IZOMSEJT 9

10 serkenti: Ach Nikotin Acetil-kolin-kötőhely pórus gátolja: Curare Szukcinil-kolin Extracelluláris tér M2 α-helix sejtmembrán kapu Intracelluláris tér A VÁZIZOM ENERGIAFORRÁSAI ATP kreatinfoszfát (ATP regenerálás) szénhidrát- (aerob/anaerob-tejsav) és zsírsav-felhasználás A VÁZIZOM TÍPUSAI fehér izmok (gyors, de fáradékony) vörös izmok (lassúbb,de kitartó, myoglobin) A VÁZIZOM AKTIVÁLÓDÁSA ÉS A SZERVEZET EGÉSZE Kontrakcióerősség befolyásolása: a) akciós pot frekv emeléssel b) több izomrost aktivációjával c) motoneuronok aszinkron tüzelése Oxigénigény kielégítése Anyagcseretermék elszállítása Hőháztartás egyensúlya Fáradás ( izomláz ) A VÁZIZOM HŐTERMELÉSE nyugalmi hő anyagcsere aktivációs hő Ca-felszabadulás rövidülési hő kereszthíd-aktivitás relaxációs hő pumpa regenerációs hő raktárak feltöltése 10

11 A KONTRAKCIÓTÍPUSOK MYOGRAMJAI látens periódus kontrakció relaxáció akciós potenciál A B C D stimulus rángás kontrakciószummáció inkomplett tetanusz komplett tetanusz idő relatív feszülés (%) A VÁZIZOMROST HOSSZ-FESZÜLÉS ÖSSZEFÜGGÉSE 150 teljes feszülés 100 passzív feszülés 50 aktív (izometriás) feszülés sarcomerhossz (µm) 11

12 AZ IZOM KONTRAKCIÓTÍPUSAI kontraktilis rész soros viszkoelasztikus elem mozgás rögzítési pont párhuzamos viszkoelasztikus elem Izometriás Izotóniás Auxotóniás IZOMTÍPUSOK MIKROSZKÓPOS HOSSZMETSZETI KÉPEI harántcsíkolt izom simaizom szívizom 12

13 a) Vázizom b) Simaizom izomszál (izomsejt) izomsejt myofibrillum sejtmembrán sötét testecskék hatszögletű elrendezés sejtmag Sarcomer véletlenszerű elrendezés vastag filamentumok réskapcsolat vékony filamentumok I csík H zóna A sáv Z lemez A VÁZIZOM ÉS A SIMAIZOM ÖSSZEHASONLÍTÁSA VÁZIZOM harántcsíkolat akaratlagosan működtethető idegi stimulusra húzódik össze izomrostok közt nincs anatómiai kapcsolat FELÉPÍTÉSE Kontraktilis elemek AKTIN+tropomyosin MYOSIN (nehéz/könnyű lánc) Regulátorfehérjék Troponin Foszfatázok Struktúrfehérjék Aktinin Dezmin Vimentin MŰKÖDÉSE gyors összehúzódás SIMAIZOM nincs csíkolat autonom módon működik idegi vagy kémiai vagy mechanikai stimulusra húzódik össze izomrostok közt gap junction van FELÉPÍTÉSE Kontraktilis elemek AKTIN+tropomyosin MYOSIN (nehéz/könnyű lánc) Regulátorfehérjék Kalmodulin Miozin-könnyűlánc-kináz Foszfatázok Struktúrfehérjék Aktinin Dezmin Vimentin MŰKÖDÉSE lassú összehúzódás 13

14 A simaizom fehérjéinek molekuláris felépítése tropomyosin caldesmon calponin actin nélkülözhetetlen könnyűlánc szabályozó könnyűlánc myosin A SIMAIZOM ÖSSZEHÚZÓDÁSÁNAK BIOKÉMIÁJA Feszültségfüggő Ca-csatorna IP 3 receptor 14

15 ENDOTHELIUM EREDETŰ RELAXÁLÓ FAKTOR (EDRF) Acetilkolin Acetilkolin Érfal-símaizom (endothel hiányzik) Teljes érfal (endothel ép) Kontrakció Relaxáció A LEGHATÉKONYABB EDRF: A NITROGÉN MONOXID Sildenafil citrát Receptor G q α Calmodulin Arg NOS PLC IP3 Ca Citrullin + NO NO GTP PKG Ca-csökkenés Guanililcikláz cgmp Foszfodiészteráz Inaktiváció RELAXÁCIÓ L-NAME Endothelsejt Simaizomsejt 15

16 NO NOS: NOS-1 (nnos): neurális NOS-2 (inos): phagocyták (nem Ca, hanem cytokin-indukált NOS) NOS-3 (konstitucionális): endothelsejt NO-t aktiválnak: acetilkolin hisztamin (H1) bradykinin VIP (vazoaktív intesztinális peptid) SP (substance P = P anyag) NA (csökkenti az NA-okozta vazokonstrikciót) nyírófeszültség SIMAIZOMRA HATÓ ANYAGOK IZOM ENDOTHEL ET-A IP3/Ca TP 5HT2a Endothelin-1 Kontrakció B1 TXA2 NK2 M1 Szerotonin 5HT2a α1 Bradykinin B1 H1 Neurokinin A NK2 NK1 Kontrakció Acetilkolin M1 α2 Noradrenalin α1 camp A1 Hisztamin H1 Substance P NK1 H2 CGRP? Relaxáció? VIP?? A2 Adenozin PGE2 camp EP1-4 IP PGI2 NO IP3/Ca NO 16

17 IDEG Egyegységes simaizom SIMAIZOMSEJT Többegységes simaizom RELAXÁCIÓ KONTRAKCIÓ KONTRAKCIÓ Többegységes: Egyegységes: idegi hatás miogén idegi humorális I SZÍVIZOM 17

18 A sinuscsomó pacemaker működése nincs nyugalmi potenciál spontán diasztolés depolarizáció (pacemaker potenciál) nyugalmi Na + vezetőképesség az AP-t ionok beáramlása okozza feszültségfüggő kalciumcsatornákon keresztül lassú AP, kis amplitúdó túl magas K + szint depolarizál és gátol túl alacsony K + ektopiás ingereket okoz pl. a Purkinje-rostokban szimpatikus ingerlés vagusingerlés Acetilkolin 18

19 Ca ++ csatornák serkentése és gátlása beta1 receptor serkentő G protein muscarinerg receptor gátló G protein Ca csatorna megnyílik sejtmembrán SZÍVIZOMSEJT Szívizom sajátosságai sarcomerek (2 µm), sarcomer = rost intercalaris lemezek gap junctions (connexon, 6 alegység) gyors hosszanti vezetés functionális syncytium sok mitochondrium kapillárisok (4000/mm 3 ) szarkoplazmás retikulum A szívizomsejtek gap junctionökkel vanak összekapcsolva, ami lehetővé teszi az akciós potenciál gyors sejtről-sejtre terjedését. A myocardium specializált izomsejteket is tartalmaz, melyek a szív ingerületvezető rendszerének alapját képezik, képesek akciós potenciál generálására, majd annak gyorsan az izomsejtekhez való juttatására. 19

20 A platófázisos akciós potenciál Stabil nyugalmi membránpotenciál A depolarizációt az ingerületvezető rendszer által továbbított inger váltja ki két akciós potenciál egyben gyors depolarizáció: gyors feszültségfüggő Na + csatornák platófázis: lassú feszültségfüggő csatornák repolarizáció késői feszültségfüggő K + csatornák I K I Cl A platófázis haszna A hosszú refrakter (ingerelhetetlen) periódus véd a nagy frekvenciájú ingerképzés káros hatásától (szisztémás- és koszorúér keringés) Az akciós potenciál platófázisa során jelentős mennyiségű áramlik a sejtekbe (kontrakció szabályozás) 20

21 Na-Ca cserélő!! Nyitott Ca-csatorna Sarcoplasmás reticulum T-tubulus Ha az extracelluláris szint túl magas, az ion kipumpálása nehezített!!! Gyűszűvirágok Gyapjas gyűszűvirág (Digitalis lanata), Piros gyűszűvirág (Digitalis purpurea) Minkét faj egyedei erősen mérgezőek. Nálunk vadon csak a gyapjas gyűszűvirág fordul elő, a piros gyűszűvirág elsősorban dísznövényként ismert. Digitalis lanata Származás: DK-Európa A tátogatófélék (Scrophulariaceae) családjába tartozó, fokozottan védett növényfaj. Nevét onnan kapta, hogy virágzati tengelye és csészelevelei szőrösek, gyapjasmolyhosak. A virágai dús füzért alkotnak, a virágok pártája fehér vagy sárgásfehér színű, vörösbarnán erezett. Magassága cm, a szár alján nagy, hosszúnyelű, lándzsa alakú tőlevelei vannak. Erősen mérgező növény, levelei gyógyhatású anyagokat tartalmaznak, ezért a növényt termesztik is. Szárított leveléért termesztik. Szívelégtelenség kezeléséhez fontos gyógyszeralapanyag (pl. Digoxin, Isolanid, Neoadigan). Csak orvosi ellenőrzés mellett használható! Digitalis purpurea Digoxin Ouabain Na-K pumpa bénító 21

22 Honnan fedezi a szívizomsejt az energiaszükségletét? szabad zsírsavak glükóz piruvát, ketontestek, aminosavak szabad zsírsavak glükóz tejsav tejsav nyugalomban fizikai munka alatt (200 W folyamatos) szabad zsírsavak lipidek szabad zsírsavak lipidek tejsav tejsav glükóz NAD FAD NADP glükóz glikogén interstitium citrátciklus elektrontranszport glikogén normál kontrakció gyengébb kontrakció citoplazma mitokondriumok Normál anyagcsere Anaerob anyagcsere 22

23 szinaptikus végkészülék szinaptikus vezikulumok 1. Az akciós potenciál eléri a végkészüléket. 2. Calciumionok a végkészülékbe diffundálnak. 3. A szinaptikus vezikulumok acetilkolint (ACh) szabadítanak fel. 4. ACh a sarcolemmában lévő receptorokhoz kötődik. 5. Az ACh receptorokban lévő ioncsatornák megnyílnak. A Na + belép és K + hagyja el a sarcoplasmát egyazon csatornán, létrehozva a véglemez-potenciált (EPP) 6. Az EPP depolarizálja a membránt és feszültségfüggő ioncsatornákat nyit. Na + és K + áramlik a megfelelő csatornákon és létrehozza az izomsejt akciós potenciálját. 7. Az akciós potenciál végigterjed a membránon és a T-tubulusok révén az izomsejt belsejéig is elhatol. 8. A SR terminális ciszternája ionokat szabadít fel a sarcoplasmában. 9. Calcium ionok a troponin C-hez kötődnek. 23

24 10. A troponin-tropomiozin complex elmozdul és felfedi a kötőhelyet. troponin tropomiozin aktív helyek miozin Aktiváció 11. Egy ATP molekula kötődik a miozinfejhez, mely elbomlik ADP-re és P i- -re, ám a miozinhoz kötve marad egyelőre. Kereszthíd-kötések kialakulása Erőgenerálás 12. Aktivált miozin immáron képes lesz az aktinmonomerhez kötődni. 13. A miozin elengedi az ADP-t és a P i -t, a fej meghajlik és magával húzza a vékony filamentumot. 14. A miozinfej behajlítva és az aktinhoz kötve marad egészen egy újabb ATP kötődéséig. 15. Egy új ATP hozzákötődésének hatására a miozin elengedi az aktint és visszatér a korábbi helyzetébe egy újabb ciklusra készen. 16. A motoneuron beszünteti a tüzelést. 17. Acetilkolin (ACh) felszabadulás megszűnik. 18. ACh disszociál a receptorról. 24

25 20. Calcium ionok visszavételre kerülnek a sarcoplasmás reticulumba. 19. A szabad ACh-t a kolinészteráz-enzim bontja, a kolin visszavételre kerül a végkészülék. Az izom ingerlése megszűnik. 21. Calcium ionok disszociálnak a troponinról. 22. A troponin blokkolja az aktin kötőhelyeit, ezzel a kereszthíd-kötések lehetőségét megszünteti. Köszönöm a figyelmet! VÉGE 25