Cellen

1. Cellen Skjematisk framstilling av en celle.

2. Generelt om cellen • Et menneske består av en million milliard celler • Alle er utviklet fra den befruktede eggcellen • Alle livsprosessene i kroppen vår skyldes de kjemiske reaksjonene som skjer i cellene • Kroppen vår er en organisme, og levende organismer består av celler. • Cellene i kroppen skiller seg fra hverandre i størrelse, utseende og egenskaper eks; epitelvev, nervevev, støtte – og bindevev og muskelvev (blod er flytende vev) • Et organ blir dannet når vevstyper med ulike oppgaver går sammen og utgjør en funksjonell enhet. Eksempler er huden, muskler, lungene, hjertet etc • Organsystem er organer som samarbeider som for eksempel nervesystemet, åndedrettssystemet, sirkulasjonssystemet etc.

3. Cellens innhold • Vann (70%) løsemiddel for de kjemiske reaksjonene • Proteiner er byggesteiner og enzymer • Karbohydrater energikilde for cellene + byggesteiner • Fett (lipider) Hovedbestanddel i cellemembranen + i andre membraner • Uorganiske stoffer (positive og negative ladede atomer)

4. Cellens oppbygning • Cellekjerne – alle cellene inneholder en eller flere cellekjerner (cellene i skjelettmuskulaturen inneholder flere). Her ligger arvestoffet (46 kromosomer DNA deoksyribonukleinsyre) • Cytoplasma – omgir kjernen og inneholder geleaktig cellevæske. Består av organeller som f.eks mitokondriene, ribosomer og danner cellens reisverk. • Cellemembranen – omgir cellen. Utenfor og mellom cellene ligger vevsvæsken, som cellene kan ta opp stoffer fra og avgi stoffer til. (bygd opp fett og proteiner som har evnen til å velge ut de stoffene som kan passere membranen) • Mitokondrier – ligger rundt i cytoplasmaet og bryter ned næringsstoffer og frigjør energi som cellen trenger for å arbeide (kraftstasjon som produserer ATP) • Ribosomer – små korn som kobler sammen aminosyrene til nye proteinmolekyler. • Endoplasmatiske nettverk – nettverk av ribosomer inne i cytoplasma. Viktig for transporten og lagringen av proteiner, lipider og kalsium i cellen.

5. Bestanddeler • Golgiapparatet – pakke – og ferdiggjøringssentralen for stoffer som skal skilles ut fra cellen • Lysosomer – små blærer i cytoplasma som inneholder mange ulike enzymer som til sammen kan bryte ned alt som blir til overs i cellen • Ekstracellulærvæsken – omgir cellen • Cytosolen – væsken som omgir organellene • Metabolisme – stoffskiftet (nedbryting av proteiner) skape energi ATP • Nedbryting av næringsstoffer: karbohydrater (sukker) glukose. Ved lagring: glykogen (lagring av glukose i blodbanen)

6. Cellens egenskaper • Evne til å ta opp næringsstoffer gjennom cellemembranen • Evne til å skille ut stoffer (CO2, hemoglobin og myoglobin) • Evne til irritabilitet (sansecellene i huden fanger opp signaler) • Evne til å lede impulser (muskel – og nervecellene) • Evne til å trekke seg sammen (muskelcellene) • Evne til å dele seg (erstatte)

7. Transport gjennom cellemembranen • Passiv diffusjon (krever ikke energi) – diffusjonen skjer fra den siden som har størst konsentrasjon, til den siden som har lavest. Der gjelder fettløselige molekyler og gasser som oksygen og karbondioksid • Diffusjon ved hjelp av transportproteiner trenger konsentrasjonsforskjeller mellom de to sidene av membranen. Større vannløselige molekyler som glukose og aminosyrer blir transportert inn i cellen på denne måten. • Aktiv transport er uavhengig av konsentrasjonsforskjellene, og foregår ofte fra lav til høy. Selve transporten foregår gjennom proteinkanaler i cellemembranen og det trengs energi for å få transporten i gang.

8. Skjelettsystemet

9. Fakta om skjelettsystemet • Ca 200 større og mindre knokler (bein) • Ca 20 % av kroppsvekten • Holder kroppen oppreist og beskytter indre organsystemer • Deles inn i rør –(bære kroppen), flate –(feste for muskler og beskytte indre organer), korte – og uregelmessige knokler • Forbindelsen mellom to knokler blir kalt ledd

10. Ulike typer ledd • Ekteledd ledd som muliggjør bevegelser (kuleledd, hengselledd og dreieledd og eggledd) • Uekteledd forbindelse mellom to ledd der det er liten eller ingen mulighet til bevegelse. Eksempel er forbindelsen mellom skinnbeinet og leggbeinet.

11. Ulike ledd Skulderleddet: • Kuleledd = stor bevegelsesfrihet • Stabiliseres av musklene

12. Hofteleddet • Kuleledd • Dyp leddskål som gir plass til nesten hele leddhodet på lårbeinet • Leddkapselen er stram (3 bånd forsterker kapselen + ett bånd inne i selve leddet) • Leddbåndet på forsiden er kroppens sterkeste • Noen av de største og sterkeste musklene går over leddet = stabilitet

13. Albueleddet • Tre leddforbindelser som kan utføre to bevegelser uavhengig av hverandre • Bøye - og strekkebevegelser mellom overarmsbeinet og albue – og spolebeinet (hengselsledd) • Innenfor leddkapselen er det en forbindelse mellom spole – og albuebeinet = rotasjonsbevegelser (dreieledd) • Slimposer smører og demper slag, fall etc

14. Kneleddet • Hengselsledd • Bøye – og strekkebevegelser + en liten rotasjonsbevegelse • Oppbygning: A: To halvmåneformede bruskskiver (menisken) mellom leddflatene på lårbeinet og skinnebeinet støtdempere og gir økt passform B: Indre – og ytresideleddbånd stabilisere leddet C: Fremre og bakre korsbånd hindre lårbeinet til å bevege seg framover eller bakover i forhold til skinnebeinet D: Kneskjellet er en liten knokkel som er vevd inn i senen fra den 4 hodede knestrekkeren (slimpose ligger untenfor for å dempe støt fra framsiden av kneet) E: Slimposer F: Leddkapsel fiberkapsel og synovialhinne.

15. Ankelleddet • Hengselledd der det er forbindelse mellom skinnebein og leggbeinet og ristbeinet • Kan bøyes og strekkes + innover – og utoverføring • Holdes stabilt med 3 leddbånd på utsiden og ett bånd på innsiden • Leddkapselen stabiliserer leddet sideveis

16. Virvelsøylen/ryggraden • 33/34 uregelmessige knokler • Bevegelig del 7 halsvirvler, 12 brystvirvler og 5 lendevirvler • Ubevegelig del 5 sammenvokste virvler i korsbeinet og 4-5 små sammenvokste virvler i halebeinet • Dobbel S – form • Forskjellig størrelse og utseende på virvlene • Virvel virvellegeme (bein), virvelbuen (her springer tverrtaggene og ryggtaggene ut), ryggtaggene og tverrtaggene (tjener som festepunkter for muskler og sener) og virvelkanalen (SNS) • Mellomvirvelskiver brusk som muliggjør bevegelser i ryggen og oppgaven er å fordele trykk og skaper leddforbindelsen mellom virvellegemene. Ryggmargsnervene går ut igjennom mellomvirvelhullene

17. Støtte – og bindevev Hvordan er knokler, leddflater og leddbånd bygd opp? Støtte – og bindevev er en samlebetegnelse for beinvev, bruskvev og bindevev Knoklene består av: beinvev og bruskvev Bindevevet: binder sammen knoklene Felles for alle typer vev er at de består av celler og en intercellulære substans (grunnsubstans og fiber) Vi skiller mellom kollagene og elastiske fibrer (bygd opp av proteiner)

18. Beinvev • Kollagene fiber m/ kalsium sørger for at beinvevet blir hardt og sterkt • Knoklene får blodforsyningen sin fra beinhinnen som kler knoklene utvendig • Inne i knokkelen går blodårene i kanaler som er omgitt av lag med beinvev. • Rørknoklene er bygd for å være sterke, men lette • I skaftet har rørknoklene (diafysen), et hulrom av kompakt vev i dette hulrommet ligger beinmargen • I knokkel endene (epifysene) ligner oppbygningen av beinvevet en svamp. Beinlamellene er tynne og krysser hverandre slik at knokkelen danner et solid reisverk • I hulrommene produseres det røde blodceller • Hormonet østrogen stimulerer til nydannelse av beinvev = fysisk aktivitet gjør at beinvevet holder seg friskt og sterkt

19. Bruskvev • Leddflatene på enden av knoklene i ekte ledd er kledd med brusk • Vevet er smidig og elastisk og tåler trykkpåvirkning • Finnes ikke blodårer eller nerver i brusken • Bruskcellene som er plassert i små hulrom i brusken, får næring fra blodårer i bindevevet som ligger rundt brusken + leddvæsken (synovia) Tre ulike typer av brusk: 1. Hyalinbrusk ledd, ribbein og i luftveiene (inneholder kollagen) 2. Fiberbrusk  mellomvirvelskivene i ryggraden og leddskivene (menisken) er bygd opp av fiberbrusk 3. Elastisk brusk  finnes i ørene og i strupen

20. Bindevev • Mest utbredt i koppen • Deles inn i fast og løst bindevev • Fibroblastene er bindevevsceller med kjerner og har evnen til å danne fiber. Fast bindevev binder sammen og støtter opp annet vev mest kollagene fiber (tåler strekkpåvirkning) egnet i leddbånd (stabiliserer ledd slik at bare bestemte bevegelsesbaner og retninger tillates), muskelhinner (omslutter hele muskelen) og sener (utgjør forbindelsen mellom muskel og knokkel – fibrene ligger ordnet parallelt i lengderetningen) Oppgaven til senen er å overføre kraft fra muskelen til knoklene. Finnes også elastin i bindevevet tøylighet Løst bindevev i innvollsorganene og oppgaven er å holde organene på plass og tillater dem til å gli mot hverandre (har rik blodtilførsel)

21. Muskelenes oppbygning • Bygd opp av muskelceller, som også kalles muskelfiber • Fibrene er ofte lange og tynne • Ligger samlet i bunter fra 20 til 60 fiber i hver • Bindevevshinner som går over i muskelsenene ligger rundt hver enkelt muskelfiber, muskelbunten og selve muskelen • Muskelfascien ligger utenpå bindevevshinnen, og er glatt som gjør av muskelen kan bevege seg i forhold til vevet. • Bindevevet utgjør 30 % av den totale muskelmassen

22. Muskelfiberens indre oppbygning: • muskelvev • bindevev (holder vevet på plass og overfører kraft til senen) • nervefibrer/motorisk endeplate (starter kontraksjonen) • kapillærer (tilfører O2, sukker, fett etc til muskelfiberen) • En celles bestanddeler • Myoglobin • Glykogen og fett er lagret i cytoplasma + ATP og CP • Enzymer • 70 – 80 % av muskelvevet består av noen proteintråder som kalles myofibriller (myo= muskel).

23. Myofibrillene består i hovedsak av to typer myofilamenter; Proteinene aktin og myosin. Det er ved en kjemisk reaksjon mellom disse proteinene at en får en kontraksjon. • Et aktinfilament består av to tynne tråder som er tvunnet rundt hverandre og er festet til Z - linjene. På et myosinfilament (hoder) går det 6 aktinfilamenter. • Når muskelfiberen blir stimulert av elektriske impulser fra nervesystemet (motorisk enhet), blir tverrbroer dannet mellom myosinhodene som strekker seg ut til aktinfilamentene. • Aktinet og Z – linjene blir da trekt inn mot midten av myosinfilamentet, slipper taket, strekker seg mot aktinet igjen, tar nytt tak, slipper, osv.

24. Det betyr at aktin – og myosinfilamentene glir i forhold til hverandre, slik at avstanden mellom Z – linjene blir kortere. Når dette skjer samtidig i mange sarkomerer, myofibriller og muskelfibrer, forkorter hele muskelen seg (kontraksjon). • Myofibrillene er inndelt i helt regelmessige oppbygde enheter som blir kalt sarkomerer. I hver ende blir de avgrenset av en ankerstruktur, såkalte Z – linjer. Det betyr at det i hver myofibrill ligger flere sarkomerer etter hverandre i serier.

25. Kraftutviklingen i en muskel er avhengig av • Antall fibrer som er aktive antall myosinhoder som til en hver tid er i inngrep med aktinfilamentene, som er avgjørende for den kraften en muskel kan utvikle. Ved styrketrening øker ikke antall fibrer, men hver enkelt fiber blir tykkere. Vi får flere myofibriller, myosiner og aktiner. • Jo flere muskelfibrer som er i aktivitet, desto flere bindingsmulighter oppstår mellom aktin og myosin (tverrbroer) • Muskelens utgangslengdeI alle muskler er det en bestemt sarkomerlengde som gir størst mulighet for å utvikle kraft.

26. Denne lengden har vi ved hvilelengden (statisk arbeid) til muskelen (A). Her kan flest myosinhoder gripe tak i aktinfilamentene og trekke i dem. • Er muskelen strukket ut mot ytterstilling eller sterkt sammentrukket (B), har færre myosinhoder mulighet til å få kontakt med aktinet, og dermed blir kraften dårligere. • Når muskelen er strukket til ca. 1,8 ganger hvilelengden (C), er det ingen kontakt mellom aktin – og myosinfilamentene. • I noen tilfeller kan allikevel kraften øke når muskelenes utgangslengde øker utover hvilelengden. Det skyldes at bindevevet skaper motstand mot strekkingen å utvikle elastiske krefter. • 3 Musklenes forkortningshastighet (hill – kurven) • Ved statisk arbeid er forkortningshastigheten lik null, og alle myosinhodene har god tid til å gripe tak i aktinfilamentene og utvikle kraft. Her er kraftutviklingen maksimal (100 %)

27. Ved dynamisk konsentrisk arbeid avtar kraftutviklingen i muskelfiberen i takt med økningen i forkortningshastigheten. Det skyldes at færre myosinhoder klarer å gripe fatt i aktinfilamentene når muskelfiberen forkorter seg raskere. • Jo større forkortningshastighet = desto flere myosinhoder er i ferd med å skifte tak (færre tverrbroer)

28. Ved dynamisk eksentrisk arbeid er kraftutviklingen størst. Det skyldes elastiske egenskaper i myosinfilamentene, som gjør at de blir tøyd før de slipper taket i aktinfilamentene. På samme tid er det noen myosinhoder som er klare til å ta tak, og andre som ikke har sluppet. • Ved plyometrisk arbeid er kraftutviklingen størst. Da oppnår vi en strekning av muskelen i den eksentriske fasen, og strekkingen samtidig skjer hurtig og umiddelbart før det konsentriske arbeidet, utnyttes fjæreffekten i musklene. Forlengelsene er ikke så stor at myosinhodene slipper tak, og det blir lagret ekstra energi i tverrbroene og i bindevevet.