A vzrendszer, az izomkontrakci alapjai, az izomsejtek tpusai s

mkdsk

bels csontos vz

Az ember csontvza s izomrendszere

a vzizmokat beidegzidegek eredete

vzizomrendszervzizomzat tmege a teljes testtmeg 40-45 %-a felnttbenfizikai munka (edzettsg) s nem befolysolja azizomtmegetmozgs aktv szerve test vznak (a csontoknak)egymshoz kpesti elmozdtsalegtbb izom kt klnbz csonton tapad inakkal, kzbenthidal egy vagy tbb zletet is

motoros agyidegmagvak fej izmai

gerincveli motoneuronok trzs s vgtagok izmai

A csontok tpusai

hossz, csves csontok(pl. felkarcsont)

lapos csontok(pl. szegycsont)

rvid, kbs csontok(pl. kztcsontok)

szablytalan csontok(pl. csigolyk)

mag alak csontok(pl. trdkalcs-csont)

A csontok felptse, funkciik I.A csves csontok felptse

a sejtkztti llomny mineralizldik (kalcium-foszft) kemnysg, tart-tmaszt kpessg

a sejtkztti llomny szerves rsze (ktszveti rostok, ms fehrjk, proteogliknok) a csont rugalmassgt adja

kerek-ovlis csontegysgek (osteon), centrumukban halad a vrerekkel kitlttt Havers-csatorna, krltte a sejtkztti llomny prhuzamos lemezei (kollagn rostok proteoglikn alapllomnyban)

a lemezek kztt regecskkben csontsejtek (oszteocitk)

csonthrtya (periosteum) vd s tpll rzkszervi funkci a csontsrls nagyon

fjdalmas szerepe van vastagsgbeli nvekedsben elengedhetetlen a csont regenercijhoz

szivacsos llomny a terhelsnek megfelelen tpl a csontfal

sejtek (oszteoklasztok) ltal

A csontok ltalnos szerkezete

A lapos csontok felptseA csves csontok nvekedse (chondralis csontosods)

A csontok felptse, funkciik II.

o csak tmr s szivacsos csontllomny

o agykoponya csontjai, szegycsont

a legtbb csont porcos telepknt kezd el fejldni s fokozatosan alakul t csontt

hossz csves csontok: test rsz = diafziss zletet kialakt vgrsz (2db) = epifzis

a hossznvekedst az epifzis porckorongok biztostjk (sejtjeik osztdnak s a csonttelep hosszt nvelik)

A csontok kapcsoldsa

gmbizlet3 (sok) tengely

tojszlet2 tengely

hengerzlet1 tengely

Porcos kapcsolds- hialinporc vagy vegporc

- kollagnrostos porc

porckorong

csigolyatest

rezgscsillapts

Ktszvetes kapcsoldsVarratos kapcsolds(koponya)

sszeolvads (keresztcsont)

Az zletek felptse,mozgsi lehetsgei

A gerincoszlop felptse

keresztcsont(5)

farokcsont(4-6)

nyakcsigolyk(7)

htcsigolyk(12)

gykcsigolyk(5)

A csontvz elemei

A szegycsont s a bordk

A koponya csontjai

lapocka

kulcscsont

felkarcsont

orscsont

singcsont

kztcsontok

kzkzpcsontok

ujjpercek

A vgtagok csontjai

lbtcsontok

lbkzpcsontok

ujjpercek

combcsont

spcsont

szrkapocscsont

trdkalcs

A fels vgtag csontjai Az als vgtag csontjai

medencecsont

keresztcsont

Az izomszvet

szvettanilag eltr tpusok (sima, vz- s szvizom), de azonos sszehzdsi mechanizmus: aktin-miozin rendszer

(testtarts- s mozgsszablyozs, lgzizmok, arc mimikai izmai, kls zrizmok, szemizmok, stb ....)

VzizomVzizom

SimaizomSimaizom

SzvizomSzvizom

1) elszr elektromos aktivci - akcis potencil (fekete)2) aztn adott ksssel ( latencia) mechanikai munka (piros)

elektromos aktivci utni mechanikai aktivci ltrejtte elektromechanikai csatols

A klnbz izomszvetek aktivcija

szvettani kp

A vzizom felptse

csont

n

izomkteg

izomrost (izomsejt)

miofibrillum

izomplya

filamentum

mozgat ideg

kapillris

sejtmag

harntcskolat

szarkoplazmaszarkolemma

miofibrillum

izomrost (izomsejt)

izomkteg

ktszvetes burok

csont

n

izomkteg

izomrost (izomsejt)

miofibrillum

izomplya

filamentum

mozgat ideg

kapillris

sejtmag

harntcskolat

szarkoplazmaszarkolemma

miofibrillum

izomrost (izomsejt)

izomkteg

ktszvetes burok

vzizom: nnal csonthoz rgzl

miofilamentum: aktin (vkony) s miozin (vastag) filamentumok

miofibrillum: szarkomra szerkezet, harntcskolat

izomrost: sokmagv izomsejt (szinccilis) izomkteg: izomplya (ktszvetes burok + erek, idegek) bortja

- szarkolemma burkolja

- szarkoplazma (izomsejt citoplazmja)

- belsejben sszehzdsra kpes fehrjerendszer

(testtarts- s mozgsszablyozs, lgzizmok, arc mimikai izmai, kls zrizmok, szemizmok, stb ....)

A vzizomsejtek felptse

retlen mioblaszt

sejtek fzija

egy izomkteg rszlete

egy izomrost (izomsejt) rszlete

sejtmag

szarkoplazmaszarkolemma

mitokondrium

mitokondrium

ktszvetes burok

izomrost miofibrillum

miofibrillum

sejtmag

szarkolemmaszarkoplazma

vastag filamentum (miozin)

vkony filamentum (aktin)

Z-vonal

miofibrillum

szarkomer

T-tubulusszarkoplazms

retikulum

retlen mioblaszt

sejtek fzija

egy izomkteg rszlete

egy izomrost (izomsejt) rszlete

sejtmag

szarkoplazmaszarkolemma

mitokondrium

mitokondrium

ktszvetes burok

izomrost miofibrillum

miofibrillum

sejtmag

szarkolemmaszarkoplazma

vastag filamentum (miozin)

vkony filamentum (aktin)

Z-vonal

miofibrillum

szarkomer

T-tubulus

retlen mioblaszt

sejtek fzija

egy izomkteg rszlete

egy izomrost (izomsejt) rszlete

sejtmag

szarkoplazmaszarkolemma

mitokondrium

mitokondrium

ktszvetes burok

izomrost miofibrillum

miofibrillum

sejtmag

szarkolemmaszarkoplazma

vastag filamentum (miozin)

vkony filamentum (aktin)

Z-vonal

miofibrillum

szarkomer

T-tubulusszarkoplazms

retikulum

az izom teljes hosszban nyl, sokmagv sejt (szincicilis sejt)

szarkolemma (sejthrtya) burkolja, belsejben szarkoplazma(citoplazma)

szarkolemma betremkedsek: T-tubulus rendszer + szarkoplazms retikulum

sok mitokondrium, hosszanti rendezettsg miofibrillumok

A miofibrillum felptse, a szarkomera

harntcskolat: hossztengely mentn anizotrp (A, ketts fnytr, stt) s izotrp (I, gyengn fnytr, vilgos) svok vltakozsa

szarkomer: kett Z lemez kztti egysg

Z-korong Z-korong

Z-korongZ-korong

M-vonal

M-vonal

vastag fil.

(miozin)

vkony fil.

(aktin)

vastag fil. (miozin)

vkony fil. (aktin)

titin

szarkomer

szarkomer

I-sv I-svA-sv

tfedszakasz

tfedszakaszH-sv

Z-korong Z-korong

Z-korongZ-korong

M-vonal

M-vonal

vastag fil.

(miozin)

vkony fil.

(aktin)

vastag fil. (miozin)

vkony fil. (aktin)

titin

szarkomer

szarkomer

I-sv I-svA-sv

tfedszakasz

tfedszakaszH-sv

miofibrillumokglikogn szemcsk

M-vonal M-vonalZ-lemez Z-lemez Z-lemez

I-sv I-sv I-sv

A-sv A-sv

szarkomer szarkomer

rvidls irnya

Z-korong Z-korong

Z-korongZ-korong

M-vonal

M-vonal

vastag fil.

(miozin)

vkony fil.

(aktin)

vastag fil. (miozin)

vkony fil. (aktin)

titin

szarkomer

szarkomer

I-sv I-svA-sv

tfedszakasz

tfedszakaszH-sv

Z-korong Z-korong

Z-korongZ-korong

M-vonal

M-vonal

vastag fil.

(miozin)

vkony fil.

(aktin)

vastag fil. (miozin)

vkony fil. (aktin)

titin

szarkomer

szarkomer

I-sv I-svA-sv

tfedszakasz

tfedszakaszH-sv

M-vonal

aktin troponin tropomiozin

miozin kthely (tropomiozin fedi)

A miofilamentumok szerkezete

vastag filamentum: miozin molekulk

vkony filamentum: aktin molekulk

- gyngysorszer struktra

miozin farok miozin fej

M-vonal- "golft": hossz farok, kt fej (ATPzaktivits)

- 2 irny rendezds, kzpen M vonalhoz rgzl

- miozin kthelyet alapllapot-ban a tropomiozin fedi

- tropomiozinhoz a troponin kapcsoldik (Ca2+ szint rzkels)

titin molekulk- a szarkomera rugja; Z vonal s M-

vonal kztt

Az izomkontrakci alapja: a szarkomera rvidlse

az A sv vltozatlan, mg az I sv rvidl

Z vonal

Z vonal

Z vonal

Z vonalI sv A sv

M vonal

I sv A sv I sv

elernyedt izom

rszlegesen sszehzdott izom

teljesen sszehzdott izom

aktin miozin

Az izomkontrakci alapja: a Ca2+-szint szablyozsa a citoplazmban I.

plazmalemmaszarkoplazms

retikulum

feszltsg

fgg Ca2+

csatorna

Ca2+ ionpumpa

Ca2+

T t

ub

ulu

s

T t

ub

ulu

s

aktin miozin

troponin

tropomiozin

citoplazmban nyugalomban alacsony Ca2+ szint: folyamatosan mkd ionpumpk

aktinon a miozin kthelyeket a tropomiozin fedi

szarkoplazms retikulum: bels Ca2+ raktr

Az izomkontrakci alapja: a Ca2+-szint szablyozsa a citoplazmban II.

plazmalemmaszarkoplazms

retikulum

feszltsgfgg

Ca2+-csatorna Ca2+ ionpumpa

Ca2+T t

ub

ulu

s

T t

ub

ulu

s

aktin miozin

Ca2+ + troponin

tropomiozin

Ca2+

akcis potencil ingerlet -> izomsejt membrnjn akcis potencil

feszltsgfgg Ca2+-csatornk nyitnak

intracellulris Ca2+-szint emelkedik

troponin + tropomiozin elmozdul

miozinfej aktinhoz kt, sszehzds

helyrellts: Ca2+-ionpumpk visszaszlltjk a Ca2+ ionokat a szarkplazmatikus retikulumba

A nyugalmi hossz %-a

Az

sszehz

ds

mrt

ke (a m

axim

um %

-ban)

Az izomsszehzds ereje

Ingerlettvitel az ideg-izom szinapszisban

izomssze-hzds

beidegz motoneuronon akcis potencilaxon vgbunkban feszltsg-fgg Ca2+-csatornk nylnak

vezikulkbl ACh rls

ACh izomsejt membrnjn az AChR-hoz kt

loklis Na+-beramls, EPSP kialakuls

EPSP elegend mrtke esetn az izomsejt membrnjn akcis potencil terjed vgig

[Ca2+ ]IC n az izomsejtben

mozgat ideg

izomsejt

ideg-izom szinapszis

szinaptikus vezikula acetilkolin

(ACh)

acetilkolin receptor (AChR)

akcis potencilNa+

Az akcis potencil s az izomkontrakci idbeli lefutsa a vzizomban

idbeli ksleltets:1. akcis potencil (~1-5 ms)

2. intracellulris Ca2+-szint emelkeds (~5-20 ms)

- visszalltst Ca2+-pumpk vgzik

vzizom szvizom

akcis potencil

izom kontrakci

vzizom szvizomvzizom szvizom

akcis potencil

izom kontrakci

id (ms)

me

mb

rn

po

ten

ci

l

er

3. egyedi rngs, izomsszehzds (~100-300 ms)

ngyszgingerls

idkalibrl jel (100 ms)

izomsszehzds

sejten belli Ca2+ -konc.

membrnpotencil vlt.

Az izmok mkdse

statikus munkavgzs: kzvetlenl az izmok erejtl fgg nagyobb sly felemelshez

vagy hordozshoz nagyobb er szksges

dinamikus munkavgzs: szintn lnyeges tnyez az izomer, de bizonyos intenzits

mellett a munkavgzst a szervezet oxignfelvev kpessge hatrozza meg

Izomrngs tpusai

Izotnis sszehzds Izometris sszehzds

megrvidlsnek nincs akadlya vltozatlan feszls mellett kvetkezik be

izomer s a megrvidlsi sebessg kztt fordtott arnyossg van

kls munkavgzs is folyik olyankor jelentkezik, amikor az izom konstans terhelsnek van kitve, pl. slyemel emeli a slyt

a kontrakci ereje nem elegend a megrvidlshez

csak a feszls fokozdik nincs mechanikai munka szarkomerhossz s ingerlsi frekvenia fggvnye

izomsszehzds

egyedi

rngs

egyedi inger egymst kvet akcis potencilokid (ms)

akcis potencil

(motoneuron)

Az izomsszehzds sszeaddsa

- a vzizom normlis mkdse alatt is!

tbbszrs inger a beidegz motoneuronon

gyakori akcis potencil az izomsejten

sszeadd intracellulris Ca2+ szint emelkeds egyre nagyobb mrtk izomsszehzds

ha az egyes sszehzdsok kztt rszleges elernyeds van: inkomplett tetanusz

ha az egyes sszehzdsok kztt nincs elernyeds: komplett tetanusz (grcss sszehzds)

rszleges sszeolvads

(inkomplett tetanusz)

teljes sszeolvads

(komplett tetanusz)

izomsejt

ideg-izom szinapszis

gerinc-

velmozgat

neuron

mells gykr

hts gykr

rz neuron

mozgatideg

rz ideg

agy

rz

receptor

A motoros egysg

egy izomrosthoz egy motoneuron tartozik, de egymotoneuron tbb izomrostot lthat el - szinkronizltmkds

az ingerls frekvencijnak vltoztatsa - tetanuszossszehzds mrtknek/idtartamnak belltsa

1 akcis potencil - minden beidegzett izomsejten 1 rngs

egy motoros egysg egyfle rostbl ll, de egy izomrostot (mind beidegzsi arny, mind ingerkszb szerint) tbbfle motorosegysg pthet fel

beidegzsi arny (motoros egysg mrete) vltoz: kls szemizom-10; kz-100; comb, far-2000 izomrost/motoneuron

az izomfeszls szablyozsa, a vltoztathat mrtk izommozgsalapja a szervezetben:

toborzs (recruitment) - tovbbi motoros egysgek bevonsa; a feladattl fggen ms-ms tpus rostok aktivldhatnak

Motoros egysg: egy motoneuron s az ltala beidegzett izomrostok funkcionlis egysge

A vzizom energetikja

kreatin-foszft (rvid ideig)

aerob glikolzis: szabad zsrsavak,

aminosavak s glkz oxidatv

lebontsa (nyugalomban s kisebb

munkavgzsnl)

anaerob glikolzis: piruvtbl

tejsav (intenzv munkavgzs;

izomlz; O2- adssg)

ATP, foszfokreatin-raktr

kimerlse: ld. hullamerevsg

f energiaigny:

miozin ATPz aktivitsa

Ca2+ pumpk (intracellulris Ca2+

szint visszalltsa)

vr izomsejt

kreatin-foszft

kreatin

glkz

piruvt

tejsav

mitokondrium

terminlis

oxidci

anaerob

glikolziskreatin

energiaraktr

Az izomrosttpusokjellemzi

ST (lass, oxidatv)

FT 1(gyors, oxidatv,

glikolitikus)

FT 2(gyors, glikolitikus)

Mitokondrium tartalom nagy kicsi kicsi

Protoplazma mennyisg nagy kicsi kicsi

Vastagsg kicsi nagy nagy

Szarkoplazmatikus retikulum Ca 2+ felvev s lead kpessg

kicsi kzepes nagy

Mitokondrilis oxidatv anyagcsere

nagy kzepes kicsi

Mitokondrilisglikolitikus anyagcsere

kicsi kzepes nagy

Kontrakci sebessg kicsi nagy nagy

Fradkonysg kicsi kzepes nagy

ST FT 1 FT 2

az edzs hatsra trtn talakuls

Az izomrostok tpusai

A szvizomszvet "specialitsai"

pitvari

kamraiegymstl szeparlva az annulus fibrosus-al

a pitvarrl a kamrra az ingerlet csak adott tvonalon s mdon

terjedhet r (tvezets)

munkaizomzat (kontrahl)

nodlis izomzat (ingerletet kelt s vezet)

funkcionlis szinccium

A szvizomzat funkcionlis felosztsa

A munkaizomrostok egy sejtmagv, "valdi" sejtek, Y alak

az aktin/miozin kontrakci mechanizmusa a vzizomhoz hasonl

akcis potencil hatsra Ca2+-szint emelkeds, a Ca2+ nemcsak a szarkoplazms retikulumbl, hanem az extracellulris trbl is szrmazik

SER kevsb, T tubulus jobban fejlett, mint vzizomban

dezmo-szmk

szarkolemma

mitokondrium

sejtmagizomrost

T tubulus nylsa

Eberth-fle vonal

gap junction

dezmo-szmk

szarkolemma

mitokondrium

sejtmagizomrost

T tubulus nylsa

Eberth-fle vonal

gap junction elektromos szinapszis = gap

junction; funkcionlisszinccium (a pitvarok s a kamrk kln-kln egysgek!)

SERT tubulus

akcis potencil indtsa az n. pacemaker (ritmusgenerl) sejtekbl

A szvizomzat akcis potencilja I.A spontn ingerkpzs alapja

Ingerkpzs alapja: spontn diasztols depolarizci (pacemaker potencil)1.lass ntrium-csatornk nylnak ki2.egy kszb potencil (~ -40 mV) elrse utn a depolarizci gyors

felfutsa Ca2+ csatornk (ICa) megnylsval3.repolarizci: klium kiramlsa

Ingerkpzs frekvencijnak szablyozsa:vegetatv beidegzs: szimpatikus serkent; paraszimpatikus gtol

(rvid tv)hormonlis hatsok (hossz tv)

emls szinuszcsom sejt membrnpotenciljnak vltozsa a

szvciklus sorn

A szvizomzat akcis potencilja II.A szvkamra munkaizomzatnak akcis

potencilja

Kamrai szvizomsejt akcis potencilja emls szvben

O: depolarizci gyors bemen Na-ram (feszltsgfgg Na-csatornk, INa)

1: korai repolarizci: Na-csatornk zrnak, korai K-csatornk s klorid-csatornk nyitnak (klium kifel, klr befel)

2: platfzis kalcium-csatornk nyitnak, klium-csatornk nyitnak (kalcium befel, klium kifel)

3: repolarizci: ksi klium csatornk nyitnak (klium kifel, IKr)

4: nyugalmi llapot fenntartsa: inward rectifier K-ram (IK1) s acetilkolin-aktivlt klium-ram (IKACh)

A szvizomzat akcis potencilja III.

refrakter peridus ingerelhetetlensg a szvizom NEM TETANIZLHAT (nem vlthat ki sorozatos, grcss sszehzds

vzizomnl igen!)

abszolt refrakter peridus platfzis alatt (0,25-0,3 s a kamrnl)relatv refrakter peridus kb. 0,05 s (csak nagyon ers ingerekre

reagl)

A simaizomszvet "specialitsai"

A simaizomszvet

nem harntcskolt; aktin filamentumok a plazma stt testjeihez vagy a membrnhoz kapcsoldnak

aktivci pacemaker sejtek, hormonok, loklisan felszabadul meditorokhatsra

szarkoplazms retikulum gyengn fejlett; kevesebb mitokondrium, ltalban nagyonlass kontrakci

rs kapcsolatok csak az n. egyegysges simaizomban

nincs gyors Na+ csatorna, akcis potencil nem mindig alakulki; kontrakci a citoplazma Ca2+ szintjnek nvekedse miatt

stt test

sejtmag

miozin

aktin

szarkolemma

zsigeri (egy-egysges) simaizom

sokegysges simaizom

blideg-

rendszer

sejtmag

izomsejt

A simaizom tpusai

fzisos- alap llapotban elernyedt, az reges szerv trfogat-nvekedsre

(ingerre) hzdik ssze (nyelcs, hgyhlyag)

tnusos

- lt. sszehzott llapotban (zrizmok, lgutak, erek)

motilits biztostsa: zsigerek

reges szerv alakjnak, trfogatnak biztostsa: pl. hlyhlyag

1. mkds szerint

2. funkci szerint

- ltalban akcis potencil vltja ki az sszehzdst

- lt. nincs akcis potencil; az sszehzott llapot fenntartshozalacsony energia-igny

A simaizom tpusai

3. mkds/felpts szerintsokegysges

nll sejtek kln-klnbeidegzssel

egyegysges elektromos szinapszis (gap junction) -

sszehangolt sszehzds

pl. pupilla - iris izmai; vas deferens

kls s hormonlisbeidegzs

beidegzs csak a sejtek egy rszre hat kzvetlenl

bels szervek falban (mh, bl, hgyhlyag)

sokegysges egyegysges

variko-zitsok (transz-mitterek)

autonm vagy blidegrendszer

parakrin hats, diffzi

hormon receptor

rs kapcsolatok neurotransz-mitter receptor

kering hormonok, diffzi

kapillris

ingerle

tterje

ds izomssze-

hzds szablyoz-st ld. tpcsatorna fejezetben

zsigeri (egy-egysges) simaizom

sokegysges simaizom

blideg-

rendszer

sejtmag

izomsejt

zsigeri (egy-egysges) simaizom

sokegysges simaizom

blideg-

rendszer

sejtmag

izomsejt