Vad är muskelfysiologi?

Muskelfysiologi är studien av muskelfunktion. En muskel är ett bunt med fibrer som samarbetar med att producera värme, hållning och rörelse, antingen av inre organ eller själva organismen. Muskelfysiologi studerar de fysiska, mekaniska och biokemiska aspekterna av muskler i utveckling, fiberstruktur, muskelstruktur, sammandragning och styrka.

Kroppen har tre typer av muskler: hjärt, slät och skelett. Skelettmuskeln är en frivillig muskel eller en muskel som medvetet kan kontrolleras, kännetecknas av jämna striationer eller ränder. Skelettmuskeln fästs vid benen för att genomföra rörelse av skelettet för ändamål som hållning och rörelse. Slät muskel är en ofrivillig muskel, präglad av brist på striationer, som påverkar rörelsen i de inre organen. Hjärtmuskler är en ofrivillig, ojämnt striat muskel som komponerar hjärtat och orsakar dess sammandragningar eller slaget av hjärtat.

Förstå muskelfysiologin för skelett MUscle kräver ett grundläggande grepp om dess struktur. Skelettmuskler fäster vanligtvis till ben via senor och förekommer ofta i antagonistiska par, så att när en muskel sammandras, förlängs den andra. Muskeln i sig består av ett paket eller fascikel av långa, cylindriska celler som kallas muskelfibrer. Varje fiber innehåller många strängliknande strukturer som kallas myofilament som sitter i sarkoplasma, en vätska som liknar cytoplasma som hålls i fiberns sarkolemma eller membran. Myofilamenten innehåller kontraktila strukturer som kallas myofibriller, vars element upprepas geometriskt för att skapa funktionella enheter som kallas sarkomerer.

Varje sarkom innehåller överlappande tjocka filament, bestående av myosinmolekyler och tunna filament, bestående av aktin, troponin och tropomyosinmolekyler. Glidande filamentteori om sammandragning föreslår att myosinet under sammandragning binder till molekylerna of tunn filament för att dra de tunna filamenten över eller under det tjocka filamentet. Sarcomeren blir kortare som helhet, även om inget element i fibern faktiskt krymper i storlek. Bindningen av molekyler som är ansvariga för denna sammandragning stimuleras av en frisättning av kalciumjoner från sarkoplasma. Kalciumet frigörs som svar på en elektrisk impuls som kallas en handlingspotential skickad från en neuron till en muskel genom en neuromuskulär synapse.

Slät muskelfysiologi skiljer sig från skelettmuskelfysiologi eftersom glatta muskler inte har sarkomerer, vilket förklarar bristen på striationer i glatt muskel. Istället avtalar glatta muskel som en enda enhet, med elektriska impulser som kommuniceras från cell till cell genom gapskorsningar. Dessa elektriska impulser kommuniceras av neuroner som härrör från det autonoma nervsystemet. Vissa glatta muskler kan sammandras spontant, utan stimulans från en neuron på grund av närvaron av pacemakerceller, som kan CRäter sina egna elektriska impulser. Liksom skelettmuskel inträffar sammandragningar från bindningen och glidningen av tjocka filament med tunna filament som svar på en frisättning av kalcium i muskelfiber.

Hjärtmuskelfysiologi liknar skelettmuskelfysiologi på flera sätt. Hjärtmuskelkontrakt som svar på förhöjda nivåer av kalcium och är också striated; vilket indikerar att den också använder sarkomerer som sin kontraktila enhet. Liksom glatt muskel och till skillnad från skelettmuskeln behöver hjärtmuskeln inte innerveras vid varje fiber eftersom den kan kommunicera elektriska signaler från cell till cell. Denna kommunikation uppnås genom interkalkade skivor, en funktion som är unik för hjärtmuskeln.