Fiziologia aparatului locomotor

 Muşchii sunt organe specializate să transforme energia chimică în energie mecanică.

Proprietăţi:

1.Excitabilitatea

- proprietatea fibrei musculare de a răspunde la un stimul printr-un potenţial de acţiune

- baza fizico-chimică o reprezintă polarizarea membranei fibrei musculare

- pentru a produce un răspuns din partea celulei excitantul trebuie să aibă o anumită intensitate numită”pragul de excitabilitate”

- în repaus suprafaţa externă a membranei e încărcată cu sarcini pozitive iar suprafaţa internă cu sarcini negative.Diferenţa de potenţial dintre cele două feţe ale membranei s numeşte potenţial de repaus

- în momentul excitării se produce o depolarizare a membranei (ştergerea diferenţei de sarcini) şi chiar o polarizare inversă, apărând o nouă diferenţă de potenţial numită potenţial de acţiune.

2. Contractilitatea

- proprietatea muşchiului de a dezvolta o tensiune între capetele sale

- baza anatomică o reprezintă sarcomerul

-baza moleculară o reprezintă glisarea filamentelor de actină printre cele de miozină

3. Extensibilitatea

- proprietatea muşchiului de a se alungi pasiv sub acţiunea unei forţe exterioare

- baza anatomică e reprezentată de    àfibrele conjunctive şi elastice din muşchi

                                                           àorganizarea filamentelor de actină şi miozină

4. Elasticitatea

- proprietatea muşchiului de a reveni pasiv la forma de repaus atunci când forţa a încetat să acţioneze

5. Tonusul muscular

- stare de semicontracţie permanentă caracteristică muşchilor ce au inervaţie motorie şi senzitivă intactă

- după denervare tonusul muşchilor scheletici dispare

- e de natură reflexă

Compoziţia chimică  à 80% apă

                                   à 20% substanţă uscată dintre care  à1% anorganică: K, Na, Ca, Mg, P.

                                                                                              à19% organică:

·         Proteinele (16%)

– necontractile-în sarcoplasmă- mioglobinăàmuşchi:

roşii- mai bogaţi în sarcoplasmă se contractă lent

albi- mai bogaţi în microfibrile se contractă rapid

-          contractile –în miofibrile – actina şi miozina. Ele sunt organizate în miofilamente ce se dispun în mod diferit la nivelul sarcomerului: miozina ocupă discul întunecat, actina ocupă discul clar. Aranjamentul spaţial al acestora e foarte ordonat, în special la fibrele musulare striate.Pe o secţiune tansversală a sarcomerului practicată la marginea discului A (întunecat), fiecare filament de miozină e înconjurat de 6 filamente de actină, iar fiecare filament de actină de 3 filamente de miozină.

·         Lipidele(2%) - acizi graşi, fosfatide, colesterol

·         Glucidele(1%) – glucoză, glicogen muscular

·         Compuşi organici fosforaţi (sursa de energie a muşchiului)

- adenozin       à monofosfat AMP

                        à difosfat ADP

                        à trifosfat ATP

- cretinfosfat CP

Contracţia musculară: - 3 tipuri

1. izometrică – lungimea muşchiului rămâne neschimbată, tensiunea din muşchi creşte foarte mult

-          muşchiul nu prestează lucru mecanic, toată energia chimică se pierde sub formă de căldură

-          exemplu: muşchii cefei ce susţin capul în poziţie normală în staţiune bipedă

2. izotonică – lungimea muşchiului variază, tensiunea rămâne aceeaşi

-          se prestează lucru mecanic

-          caracteristică muşchilor scheletici

3. auxotonică – variază şi lungimea şi tensiunea muşchiului

- se prestează lucru mecanic

În timpul unei activităţi obişnuite muşchiul trece prin cele 3 faze.

Mecanismul contracţiei

-          muşchii răspund prin contracţii atunci când sunt excitaţi

-          excitaţia e caracterizată de apariţia potenţialului de acţiune. Între fenomenele de

pe membrană şi contracţia propriu-zisă există un lanţ de reacţii care asigură cuplajul excitaţie-contracţie.Un rol esenţial îl joacă ionii de Ca, care se deplasează spre discul întunecat şi acţionează puterea enzimatică a miozinei favorizând formarea actomiozinei care desface ATP în ADP, o moleculă de acid fosforic şi energie. În timpul acestor reacţii filamentele de actină se încarcă pozitiv, iar cele de miozină negativ. Apar asfel forţe de atracţie electrostatică ce determină glisarea miofilamentelor de actină printre cele de miozină şi îngustarea discurilor clare, fapt ce duce la scurtarea fibrei musculare.Acesta e mecanismul glisant. Îndepărtarea Ca din zona de acţiune a actinei cu miozina determină relaxarea fibrei.

Manifestări ce însoţesc contracţia musculară

1. electrice      – excitarea unei porţiuni de membrană duce la depolarizarea unei zone punctiforme care devine încarcată cu sarcini negative la exterior. În acestă zonă şi cele vecine aflate în repaus apar curenţi locali prin care aria de negativitate se răspândeşte cu mare viteză pe toată suprafaţa membranei depolarizând-o în întregime. Unda de depolarizare e urmată d cea de repolarizare (revine la încărcătura electrică de repaus).

                        - aceste variaţii de potenţial electric se pot înregistra cu electro-miograful rezultând electromiograma(EMG) folosind electrozi ac – implantaţi în muşchi, de suprafaţă aplicaţi pe piele.

2. chimice – sunt iniţiate prin mecanismul de cuplaj-contracţie

- în prima etapă ATP se desface în ADP sub acţiunea actomiozinei

- în a doua etapă moleculele de ATP se refac din ADP pe seama fosfocreatininei care oferă energie şi fosfatul.Astfel sunt puse la dispoziţia muşchiului noi molecule de ATP ce vor asigura în continuare energia necesară. Rezervele de CP se refac pe seama energiei rezultată din glicoliză.

            În timpul fazei anaerobe a glicolizei, se formează în muşchi acid lactic în cantităţi variabile ce depind de gradul de aprovizionare cu oxigen şi intensitatea efortului muscular.

            Contracţia muşchilor de scurtă durată foloseşte aproape în totalitate energia rezultată din reacţii anaerobe. Atunci când se prestează un efort fizic moderat ţi de lungă durată, creşte ponderea reacţiilor aerobe, aprovizionarea cu oxigen a muşchiului echilibrează consumul şi astfel e posibilă activitatea musculară îndelungată. Când nu se stabileţte acest echilibru şi consumul de oxigen a muşchilor depăşeşte aprovizionarea are loc acumularea de acid lactic şi scăderea pronunţată a ATP din muşchi, cauze ale oboselii musculare.

3. mecanice – sunt de mai multe feluri:

·         secusa – contracţie musculară unică, se înscrie grafic ca o curbă „în clopot”, durata 0,1 secunde, având următoarele componente:

-          faza de latenţă 0,01 secunde

-          faza de contracţie 0.04 secunde panta ascendentă

-          faza de relaxare 0,05 secunde panta descendentă

·         tetanosul incomplet – curba se prezintă ca dinţii unui fierăstrău datorită relaxărilor incomplete. Frecvenţa stimulilor 10 pe secundă.

·         tetanosul complet – a cărui curbă apare ca unplatou regulat. Frecvenţa stimulilor 50-100 pe secundă.

Toate contracţiile voluntare ale muşchilor din organism sunt tetanosuri şi nu secuse, mai puţin frisonul şi sistola cardiacă.În timpul scurtării muşchii execută un lucru mecanic.

4. termice – se datoresc fenomenelor biochimice din fibra musculară

-          nu toată energia chimică eliberată din ATP e convertită în lucru mecanic ci o parte se pierde sub formă de căldură

-          muşchii sunt prinvipalii generatori de căldură din organism

-          când suntem expuşi la frig, prin mecanisme reflexe se declanşează contracţii musculare mici şi frecvente (frison termic) care asigură încălzirea corpului

5. acustice – sunt datorate frecării interne dintre diferitele fascicole musculare care se contractă asincron.

Contracţia miocardului este o secusă; este inexcitabil în timpul contracţiei sale şi de aceea nu poate fi tetanizat.

Contracţiile muşchilor netezi sunt lente şi de lungă durată similare tetanosului.

Muşchii striaţi scheletici sunt supuşi contolului motor voluntar, cordul şi muşchii netezi nu. Ei primesc inervaţie vegetativă.

Activitatea musculară voluntară

1. Transmiterea neuro-musculară – este chimică, comanda motorie se transmite de la terminaţia axonului la fibra musculară într-un punct numit placă motorie (acţiune neuro-musculară), unde se eliberează din terminaţia nervoasă acetilcolina care în contact cu sarcolema produce depolarizarea acesteia urmată de contracţie.
2. Unitatea motorie

–    axonul unui motoneuron se ramifică şi formează plăci motorii cu mai multe fibre musculare

-          totalitatea fibrelor musculare inervate de un singur motoneuron formează împreună cu acesta o unitate motorie

-          contracţia voluntară este sumaţie de contracţii ale unităţilor motorii

3. Tonusul muscular

-          muşchii scheletici prezintă o stare de tensiune permanentă de rezistenţă activă la întindere

-          natura sa e reflexă:

      -  receptorii – fusurile neuro-musculare

            - calea aferentă – fibre proprioceptive inconştiente care dau o colaterală spre coarnele anterioare ale măduvei, unde are loc sinapsa cu motoneuronul.

            - calea eferentă – axonul motoneuronilor care distribuie la fibrele unităţii motorii

Reflexele tonice medulare sunt controlate de centrii situaţi în trunchiul cerebral şi cerebel.

4. Oboseala musculară

-          unii muşchi activează tot timpul vieţii (inima, muşchii vaselor şi ai viscerelor)

-          în cazul eforturilor voluntare intense, oboseala se instalează după câteva minute

-          nu există o oboseală izolată locală a muşchiului ci o oboseală neuromusculară, fenomen în care sunt implicate toate structurile ce asigură comanda, controlul şi execuţia mişcării

-          în cazul activităţii musculare de intensitate redusă dar îndelungată, oboseala se instalează în special în centrii nervoşi

-          în cazul unei activităţi intense predomină oboseala musculară locală:

·         scăderea bruscă a rezervelor energetice (ATP, CP, glucoză)

·         acumularea acidului lactic

·         oboseala plăcii motorii

Rolul muşchilor:-reprezintă 50% din masa individului.

1.      menţinerea staţiunii bipede

2.      locomoţie

3.      executarea de diverse travalii

4.      mimică

5.      limbaj, scris

6.      ventilaţie pulmonară

7.      activitatea aparatului cardio-vascular

8.      activitatea motorie a tubului digestiv

9.      activitatea motorie a căilor urinare

10.  termoreglare