Mozgás

1. Mozgás MOZGÁS = viselkedés A mozgás törzsfejlődése: amöboid, csillós, ostoros, izom mozgás Harántcsíkolt, sima és szívizomszövet A muszkuloszkeletáris rendszer csontváz(szkeleton) és izületek inakkal tapadó izmok mozgatóidegek, központi idegrendszer

2. Vázizomzat • Testtömeg 40-50% • Kb 650 izom az emberben • Mozgás aktív szerve • Vázat alkotó elemek • (csontok) elmozdítása egymáshoz képest • Legtöbb izom két csonton tapad (izületekkel áthidalva) • Az izmok a fordított emelő elve szerint működnek: nagy erőt kell, hogy kifejtsenek, de kis elmozdulásuk is nagy végkitérést eredményez. • (erőkar : teherkar = 1:7)

3. Az izomműködés sejttana 1. Harántcsíkolt izom izomrostokból épül fel, amiket sarcolemma vesz körül (ingerlékeny membrán). Az izomsejtek apikális végüknél összeolvadnak, így sok magvú sejt jön létre. A kontraktilis filamentumok (aktin és miozin) kötegekbe rendeződve helyezkednek el az izomsejten belül. A sejtmagok a sejtmembránhoz tapadva helyezkednek el. Az energia biztosításhoz: mitokondriumok, ill a citoplazmában glikolitikus enzimek.

4. A harántcsíkolt izom

5. A harántcsíkolt izom Az aktin és miozinszálak filamentumokká rendeződnek, ezek egyes szakaszai más fénytöréssel rendelkeznek – harántcsíkolat

6. A motoros egység • A vázizom csak a motoros idegen keresztül érkező akciós potenciálok hatására aktiválódik • A gerincvelő mellső szarvában és az agyidegi magvakban elhelyezkedő motoneuronok aktiválják • Motoneuron + beidegzett izomrostok = motoros egység • Egy izomrosthoz egy motoneuron tartozik, de egy motoneuron több izomrostot láthat el - szinkronizált működés. • 1:1 szinaptikus kapcsolat: 1 AP - 1 rángás • Beidegzési arány változó: külső szemizom-10; kéz-100; láb-2000 izomrost/motoneuron. Általában a finomabb mozgást végző izomban több és kisebb motoros egységek vannak.

7. Ideg-izom áttevődés A mozgatóidegen futó akciós potenciál a véglemezhez érkezik. sebessége 2-15m/s A vezikulákból acetilkolin ACh szabadul fel. Nikotinerg receptorokhoz kötődik és Na+ csatornát nyit. Depolarizálja a membránt Akciós potenciál keletkezik. Az AP hatására Ca++ kerül az izomfilamentumok közé, Az aktin és miozin szálak egymás közé csúsznak, az izomrost rövidül.

9. Izomrángás Kontrakciós idő: az inger kezdetétől a maximális összehúzódásig Elernyedési idő: a maximumtól a maximum feléig Latencia: az ingerület végigfut az axonon + az ideg-izom áttevődés szinaptikus késése + az akcióspotenciál végigfut az izomrost felületén. Az izomerő a filamentumsűrűség függvénye.

10. Az izomösszehúzódás ereje Rángás nagysága függ a sarcomer hosszától: A harántcsíkolt izom ereje az in vivo nyugalmi hossz mellett a legnagyobb! (Izolálva rövidebb az izom.)

11. Rángási görbék típusai 1. • Izometriás összehúzódás • A kontrakció ereje nem elegendő a megrövidüléshez • Feszülés fokozódik = izomerő • Sarcomerhossz és ingerlési frekvencia függvénye. • Izotóniás összehúzódás • Megrövidülésnek nincs akadálya • Változatlan feszülés mellett következik be • Külső munkavégzés is folyik • In vivo általában auxotóniás összehúzódás van.

12. Az izomfeszülés szabályozása • Az izomfeszülés szabályozása, gradálható izommozgás: • AP-k frekvenciája - tetanuszos összehúzódás • Recruitment - további motoros egységek bevonása; • A feladattól függően más típusú rostok aktiválódhatnak. • Általában először a kisebbek, mert azoknak a motoneuronja is kisebb és az ingerküszöbük is kisebb. • Nagyobb izommunka esetén a nagyobbak is munkába lépnek. • Edzett embereknek vastagabbak az izomrostjaik: több aktin-miozin fehérje van bennük. Ezért kevesebb motoros egység szükséges adott izomerő eléréséhez.

13. Az izomhossz-frekvenciamoduláció Az izomrostok összehúzódása az efferens kisülési frekvencia függvénye is. A kontrakció szummációja: (in)komplett tetanusz. Tetanizáló frekvencia alatti maximális erejű ingersorozat lépcsősen fokozódó összehúzódást okoz ("lépcső" mechanizmus). A Ca++mennyisége egyre nő az izomszálak között.

14. Az izomhossz-frekvenciamoduláció A netto izomösszehúzódás az elemi izomkontrakciók összege. Az izom által kifejtett erő új motoros egységek behívása által is növelhető. „Recruitment” Az ember mozgásai általában tetanuszos összehúzódások összegződései. (Persze csak adott motoros egységre értve! Az izomban egyidejűleg szinte soha nem aktivált az összes motoros egység!) Az izom ingerlése lehet direkt, vagy az őt beidegző ideg ingerlése által indirekt. Az inger lehet elektromos de akár kémiai vagy hőinger is.

15. Az izomhossz-frekvenciamoduláció

16. A kontrakció energetikája • Izomműködés közben nagyobb véroxigénre lenne szükség, ráadásul a vérerek összepréselődnek, az izom hipoxiás állapotba kerül. • a kreatin foszfátból származó ATP 1-2s-ig elég • a mioglobinban tárolt O2 által lehetséges oxidatív foszforilálás 10-30s-ig biztosít elegendő ATP-t. • a helyben raktározott glükóz maradékából a glikolízis által még 20-30s-ig tartható fenn megfelelő ATP szint. Ennek végterméke tejsav. • Az izomrost maximális összehúzódása legfeljebb 60s-ig lehetséges. • A tejsav a májban glikogénné alakul ehhez energia kell – oxigénadósság. • Az izomműködés hatásfoka kb. 20% • ATP elfogy: hullamerevség

17. Izomrost típusok (emlősőkben) tónusos: izomorsó, extraokuláris izmok, (kétéltű, hüllő, madár testtartás) nincs akcióspotenciál, lassú kontrakció, izometriás feszülés lassú rángás típusú I. (oxidatív): testtartás sok mioglobin (vörösizom), lassú összehúzódás, lassú fáradás gyors rángás típusú oxidatív IIa: (vadon élő madarak repülő izmai) ez is "vörös" izom, sok mioglobin és mitokondrium, jó vérellátás gyors, mégis lassan fárad gyors rángás típusú glikolitikus IIb: Emlős munkaizomzat nagy része (baromfi mellizom, kétéltűek, hüllők) gyors, de gyorsan is fárad Egy motoros egység egyféle rostból áll, de egy izmot (mind beidegzési arány, mind ingerküszöb szerint) többféle motoros egység építhet fel.

18. Biopack: Dinamométer • A készülék segítségével az aktivált motoros egységek által létrehozott elektromos aktivitást (EMG) és az izom által kifejtett erőt párhuzamosan regisztráljuk. • A recruitment jelenségének megfigyelése • A domináns és nem domináns kéz izomerejének ill. izomerő/EMG arányának összehasonlítása. • Egy férfi és egy nő izomerejének ill. izomerő/EMG arányának összehasonlítása. • A fáradás jelenségének megfigyelése • A fenti összehasonlítások ismételt elvégzése.