1.
2. Określ fazy pobudliwości komórki nerwowej po jej pobudzeniu
- okres refrakcji bezwzględnej – nie można pobudzić komórki żadnym bodźcem
- okres refrakcji względnej – można pobudzić komórkę bodźcem o odpowiednio dużej wartości
a) okres supernormalny – w zależności od szybkości przechodzenia kanałów sodowych do postaci aktywnej komórka może wykazywać zwiększoną pobudliwość ( gdy czas ten jest krótki) lub zmniejszoną pobudliwość ( gdy czas jest długi)
b) okres subnormalny – komórka w fazie hyperpolaryzacji, czyli b. mało pobudliw
3.Wyjaśnij, jakie czynniki endogenne decydują o stężeniu jonów potasowych w komórce nerwowej.
• W stanie spoczynkowym kanały potasowe są bardziej przepuszczalne niż kanały sodowe
• Stężenie jonów Ca++ wpływa na przewodność błony dla K+
• pompa sodowo-potasowa reguluje stężenie K+ w komórce
4. a) Jakie zmienne określają pobudliwość komórki?
b) Co oznacza termin: reobaza?
a)
- próg pobudliwości
- chronaksja
- reobaza
- czas użyteczny
b)
reobaza – minimalna wartość siły bodźca niezbędna do pobudzenia komórki
•
5.a) Co oznaczają terminy: czas użyteczny, chronaksja?
b) Po co wyznacza się chronaksję?
• a)
• To najkrótszy czas potrzebny do pobudzenia włókna nerwowego za pomocą maksymalnego bodźca.
• chronaksja- miara pobudliwości komórki wyrażana przez czas potrzebny do osiągnięcia siły bodźca równej podwójnej reobazie
• Chronaksja służy do określania stopnia pobudliwości włókien nerwowych
6.
7. Wyjaśnij wpływ zmian stężenia jonów potasowych w płynie pozakomórkowym na
pobudliwość włókna nerwowego.
Dzieje się tak, ponieważ jony te przepływają zgodnie z gradientem stężeń do wnętrza komórki , częściowo znosząc jej polaryzację- następuje „mała depolaryzacja” , przez co komórkę łatwiej jest pobudzić.
8.Wyjaśnij zjawisko torowania i okluzji zachodzące w układzie nerwowym i ich związek z konwergencją lub dywergencją
Okluzja – zmniejszenie spodziewanej odpowiedzi, spowodowane istnieniem połączeń neuronów presynaptycznych ze ‘wspólnym(i)’ neuronam(i) postsynaptycznym(i) [konwergencja]
Torowanie – proces występujący gdy neuron jest łatwiej pobudzany za sprawą otrzymywania stymulacji od więcej niż jednego neuronu ( torowanie=sumowanie przestrzenne)
Torowanie ma ścisły związek z konwergencją ( 1 neuron pobudzany przez przynajmniej 2 neurony); następuje sumowanie przestrzenne potencjałów pobudzających
Okluzja ma związek z dywergencją ( 1 neuron ‘impulsuje’ przynajmniej 2 inne) i konwergencją; odpowiedź na jednoczesną stymulację 2 ‘równorzędnych’ neuronów presynaptycznych, które pobudzają przynajmniej 1 wspólny neuron, jest mniejsza niż odpowiedź na stymulację tychże neuronów osobno ( gdyby nie pobudzały ‘wspólnego’ neuronu).
9. Neurotransmiter, neuromodulator, kotransmiter – wyjaśnij pojęcia, podaj odpowiednie
przykłady.
Neurotransmitery – związki, które są syntetyzowane w neuronach i po uwolnieniu z neuronów w synapsach chemicznych działają na specyficzne receptory w błonie innego neuronu lub w błonie komórki narządu docelowego.
Wyróżniamy następujące neurotransmitery:
a) Neurotransmitery ‘’klasyczne’’ (acetylocholina, adrenalina, noradrenalina, serotonina, dopamina)
b) Neuropeptydy (enkefaliny, endorfiny, somatostatyna)
c) Aminokwasy (glicyna, glutaminiany)
Neuromodulator – niektóre neuropeptydy, które nie pobudzają i nie hamują neuronu bezpośrednio lecz za pośrednictwem receptorów metabotropowych aktywują przekaźniki wtórne, których działanie powoduje zwiększenie lub zmniejszenie wrażliwości neuronu na inne neuroprzekaźniki.
Kotransmisja – współdziałanie w synapsie dwóch różnych związków wytwarzanych przez ten sam neuron – związki te określamy mianem kotransmiterów – najczęściej jednym z nich jest neuroprzekaźnik klasyczny, a drugi – ATP lub neuropeptyd.
10. Wyjaśnij termin: „refrakcja bezwzględna komórki nerwowej”
Okres refrakcji bezwzględnej – moment, w którym komórka nerwowa jest niewrażliwa na działające bodźce. Okres ten trwa od momentu narastania iglicy potencjału do około 1/3 czasu trwania repolaryzacji.
Im większa siła bodźca, tym większa częstotliwość występowania pobudzeń , przy czym wartość samego potencjału błonowego przy depolaryzacji nie ulega zmianie
12. a) Wyjaśnij na przykładzie jonów sodowych i potasowych pojęcie „potencjał równowagi
dla danego jonu”
b) jakie czynniki i w jaki sposób wpływają na wartość tego potencjału?
potencjał równowagi to taki potencjał błony komórkowej, przy którym ilość jonów wypływających z komórki i napływających do niej jest równa. np. dla Na+ wynosi on +60mV, a dla K+ -90mV.
przepuszczalność błony dla danego jonu (poprzez właściwości kanałów jonowych), oraz działania pompy sodowo-potasowej, poprzez wpływ na gradient jonów
13. Jak wpływa zmiana temperatury na:
a) amplitudę potencjału czynnościowego motoneuronu
b) okres jej refrakcji
c)napięcie zaopatrywanych włókien mięśniowych
a) spadek temperatury zwiększa amplitude potencjału czynnościowego
b) -II- wydłuża okres refrakcji
c) -II- powoduje upośledzenie przekaźnictwa nerwowego (za sprawą powyższych następstw), powoduje zatem zwiotczenie mięśni, czyli spadek ich napięcia
14.Zróżnicuj pod względem czynnościowym rodzaje włókien nerwowych.
15.Zróżnicuj pod względem czynnościowym rodzaje włókien mięśni prążkowanych.
- I (ST – slow twitch/’ red’ muscle) – włókna bogate w mitochondria i mioglobinę nadającą im czerwone zabarwienie; bardziej bogate w tlen, utrzymują tlenowy metabolizm, wykazują się małą zdolnością do glikolizy, dużą zdolnością oksydacyjną ( dużo mt, mioglobiny i gęste otoczenie kapilar); wolne narastanie skurczu (80-110 ms), odporne na zmęczenie, np. m. płaszczkowaty ( w 70-90% włókna ST), mięsnie karku
- II (szybkie narastanie skurczu (<7,5ms) :
16. Wymień sprężyste elementy podporowe sarkomeru ułożone:
a) prostopadłe
- Alfa-aktynina – element linii Z
- Desmina – utrzymuje poprzeczne uporządkowanie przestrzenne filamentów rozciągając się od sarkolemy poprzez alfa-aktyninę aż do błony jądra komórkowego
- Dystrofina + laminina – tworzą połączenia sarkolemy i cytoszkieletu komórki mięśniowej z jej macierzą zewnątrzkomórkową
b) równolegle do białek kurczliwych
- Tityna – białko odpowiedzialne za centrowanie filamentów miozynowych
- Nebulina – białko rozciągające się od alfa-aktyniny wzdłuż filamentów F-aktyny tworząc z nią połączenia wapno-zależne. Jest elementem podporowym wyznaczającym maksymalną długość nici.
- Miomezyna – białko łączące filamenty miozynowe z linią M
17. Scharakteryzuj rolę podjednostek troponiny w aktywacji komórek mięśniowych
Podjednostki troponiny:
C – Podjednostka C wykazuje wysokie powinowactwo do jonów wapniowych – ich związanie z troponiną C zmienia ułożenie przestrzenne kompleksu troponin i promuje ruch tropomiozyny na fi lamencie aktynowym powodując odsłonięcie aktywnych miejsc wiązania miozyny
I – Podjednostka I ułatwia zasłanianie miejsc wiązania pomiędzy aktyną a miozyną
T – Podjednostka T troponiny wiąże tropomiozynę odsłaniając w ten sposób miejsca wiązania miozyny na F-aktynie
18. Wyjaśnij dlaczego elementy strukturalne kostameru mają wpływ na siłę skurczu mięśnia prążkowanego
Kostamer jest sprężystym elementem łączącym sarkomer z pozamiocytarną częścią włókna mięśniowego – siły wywierające wpływ na pozamiocytarną część włókna mięśniowego będą oddziaływać na sarkomer poprzez układ laminin i włokien kolagenowych. (co ostatecznie będzie zwiększać siłę skurczu – chyba)
ST => FTa => FTb
20. Wyjaśnij terminy:
a) skurcz ekscentryczny
b) skurcz koncentryczny
c) porównaj dynamikę skurczu ekscentrycznego i koncentrycznego przy takim samym
obciążeniu mięśnia
b) skurcz koncentryczny- mięsień generuje napięcie, skraca się i wykonuje pracę.
21. Zjawisko schodkowania (treppe) – pobudzony mięsień po długim okresie odpoczynku nie jest w stanie wygenerować skurczu o spodziewanej, optymalnej sile. Stałe pobudzenia o takich samych wartościach powodują za każdym razem skurcz nieco silniejszy od poprzedniego, aż do uzyskania pożądanej wartości, która następnie nie zmienia się.
Powodowane jest to rosnącym stężeniem jonów wapniowych w sarkoplazmie, które osiągają z czasem odpowiednio wysokie stężenie do najbardziej efektywnego tworzenia mostków poprzecznych w sarkomerach. Ponadto pracujący mięsień wyzwala ciepło, które powoduje zwiększanie się elastyczności mięśnia i wzrost wydajność działania enzymów, co również przekłada się na generowanie większej siły skurczu. Zjawisko to jest fizjologicznym uzasadnieniem istotności rozgrzewki przedtreningowej.
22. a) jednostka ruchowa (jednostka motoryczna) - stworzona przez wszystkie mięśnie unerwione przez jeden motoneuron (w obrębie jednostki motorycznej mogą być włókna TYLKO jednego rodzaju)
b) ST - typ 1 = slow twitch - czerwone, długotrwała praca, powolny skurcz, narastanie skurczu 100/200ms (długo); dużo naczyń krwionośnych
FTa - typ 2a = fast twitch, glikolityczne/oksydacyjne (pośrednie)
FTb - typ 2b (2x) - szybkie, glikolityczne, niewielki zapas ATP
FTc – słabo zróżnicowane
c) np. m. soleus – 70-90% ST, m. triceps brachii – przewaga FT (ST mają mięśnie długo pracujące, czyli np. nogi, prostowniki grzbietu, FT raczej w mięśniach szybkich, które wykonują krótkie prace np. ramiona )
23. Rekrutacja jednostek ruchowych polega na sterowanym neurogennie angażowaniu kolejnych jednostek ruchowych wprost proporcjonalnie do obciążania mięśnia.
24. a) Zmęczenie mięśnia objawia się zmniejszeniem maksymalnej generowanej siły i szybkości skurczu, przedłużonym czasem relaksacji mięśni oraz bólem w trakcie wysiłku fizycznego lub też krótko po jego zakończeniu.
b) Wrażliwość mięśnia na zmęczenie jest równoznaczna z czasem i intensywnością wysiłku jaki mięsień może podjąć działając z maksymalną dla siebie siłą i szybkością.
25. Obciążenie mięśnia powoduje zmniejszenie szybkości skracania w sposób odwrotnie proporcjonalny, za to wartość wykonanej pracy rośnie wraz ze zwiększeniem obciążenia do pewnego momentu, żeby potem zacząć spadać (wykres jak tęcza, nie wiem jak się to by nazywało ;p)
26. Siła bodźca przekłada się na częstotliwość pobudzeń (zakładamy, że mają siłę co najmniej progową), co z kolei będzie angażowało coraz więcej jednostek motorycznych przekładając się na proporcjonalny do ich ilości wzrost siły skurczu. Co do obciążenia to wydaje mi się, że mięsień w podobny sposób dostosowuje siłę do obciążenia zwiększając napięcie do momentu przezwyciężenia siły obciążenia.
27. Na czym polega skurcz auksotoniczny i jaki jest jego przebieg?
Skurcz auksotoniczny – skurcz przeciwstawiający się pewnemu oporowi, podczas którego zmienia się długość mięśnia. Jest to dwufazowy skurcz mięśnia – w fazie pierwszej przyczepy mięśnia nie zostają przemieszczone, zaś w fazie drugiej mięsień podlega skróceniu. Początkowa faza skurczu auksotonicznego to skurcz izometryczny – mięsień rozwija wówczas siłę równoważącą obciążenie przeciwko któremu ma się skracać (obciążenie to nazywane jest obciążeniem wtórnym). Druga faza skurczu auksotonicznego to faza izotoniczna – siła (napięcie) wytworzona w fazie początkowej się nie zmienia, a mięsień się skraca, pokonując obciążenie wtórne.
28. Porównaj udział jonów wapniowych w skurczu mięśnia gładkiego i prążkowanego.
Zarówno w mięśniach gładkich jak i w mięśniach szkieletowych jony wapnia maja fundamentalne znaczenie w zapoczątkowaniu skurczu, jednak wzrost wewnątrzkomórkowego stężenia jonów Ca2+ w mięśniach szkieletowych powoduje pierwotne zmiany konformacyjne na nici aktyny (zmiana przestrzenna kompleksu troponina-tropomiozyna i odsłonięcie miejsc aktywnych na nici aktyny), natomiast w mięśniach gładkich pierwotne zmiany dotyczą filamentów miozynowych. W komórkach mięśni gładkich w momencie wzrostu stężenia jonów Ca2+ wolne jony są wychwytywane przez białko wewnątrzplazmatyczne, kalmodulinę i pod wpływem kompleksu kalmodulina-Ca2+ dochodzi do aktywacji kinazy łańcuchów lekkich miozyny. Kinaza katalizuje reakcję fosforylacji cząsteczek miozyny, a dokładniej jej łańcuchów lekkich, które następnie zmieniają ułożenie przestrzenne głów miozynowych i aktywują ATP-azę miozynową – doprowadza to do rozkładu ATP i wytworzenia mostka poprzecznego między miozyną a aktyną.
29. Wyjaśnij na czym polega sprzężenie elektromechaniczne w mięśniach szkieletowych.
Wyszczególnij mechanizmy tego sprzężenia.
...
Bleckfear