Skeletni misici

SKELETNI MIŠIĆI
Skeletni mišići su efektori somatskog nervnog sistena. Oni izvršavaju naredbe koje putem motornih neurona stižu iz različitih delova CNS.
Svojstva mišićnih ćelija
Mišićne ćelije imaju osobinu kontraktilnosti zahvaljujućl prisustvu kontraktilnog aparata. Druga osobina im je ekscitabilnost, tj membrana mišićne ćelije može da generiše i sprovodi akcioni potencijal. Raspored jona u mišićnoj celiji i izvan nje sličan je kao kod neurona, pa su i električna zbivanja i jonski tokovi u mišiću u osnovi isti kao kod nervne ćelije. Razlike postoje u intenzitetu i trajanju promena. Potencijal mirovanja membrane mišećne ćelije je oko -9 0 mV.
Mišići u celini imaju i osobinu elastičnosti. Elastičnost omogućava mišiću da se posle kontrakcije vrati na dužinu u mirovanju. Ova osobina je naročito važna kod skeletnih mišića uključenih u disanje.
Nervno mišićna sinapsa
U fiziološkim uslovima skeletni mišić se kontrahuje samo ako je stimulisan motornim neuronom. To je eferentni neuron koji potiče iz sive mase CNS, prednih rogova sive mase kičmene moždine za skeletne mišiće trupa i ekstremiteta ili iz motornih jedara glavenih živaca za skeletne mišiće glave i vrata. Motorni neuroni su Aα tipa.
Veza između motornog neurona i mišićne ćelije je nervno-raišićna sinapsa. Transmiter je Ach i ova sinapsa je uvek ekscitatorna.
Membrana mišićnog vlakna ispod aksonskog završetka je modif ikovana i naziva se završna (motorna) ploča. Ona je udubljena i u tom udubljenu koje se zove primarna sinaptička pukotina leži aksonski završetak. Pošto je aksonski završetak veoma mali, a mišićno vlakno može da bude vrlo dugačko, površina sinaptičkog kontakta se povećava formiranjem invaginacija sarkoleme u primarnoj sinaptičkoj pukotini i nastaje sekundarna sinaptička pukotina.
Ach oslobođen iz presinaptičkog završetka motornog neurona difunduje kroz sinaptičku pukotinu do receptora na motornoj ploči a to su receptori nikotinskog tipa. Vezivanjem dva molekula Ach za α subjedinice receptora otvara se kanal koji propušta Na, K, ali i Ca jone. Neto efekat je umerena depolarizacija regiona završne ploče. Ta depolarizacija se naziva potencijal završne ploče i iznosi na oko -15 mV. Potencijal završne ploče je prolazan, jer delovanje ACh kratko traje. Ach razlaže acetilholinesteraza pričvršćena za bazalnu laminu sarkoleme u sekundarnoj sinaptičkoj pukotini.
Membrana završne ploče ne može da generiše akcioni potencijal zato što ne sadrži voltažno-zavisne kanale za Na odgovorne za generisanje akcionog potencijala. Potencijal završne ploče se zato širi pasivno do susednih segmenata sarkoleme koji ne učestvuju u sinapsi i kada se njihov membranski potencijal smanji do nivoa praga nastaje akcioni potencijal. Amplituda akcionog potencijala skeletne mišićne ćelije je slična amplitudi akcionog potencijala neurvnog vlakna, samo duže traje. Akcioni potencijal se propagira slično kao kod nemijeliniziranih nervnih vlakana. Pošto se nervno-mišićna sinapsa nalazi na sredini mišićne ćelije, akcioni potencijal se sarkolemom širi na obe strane.
Akcioni potencijal tokom svog prostiranja aktivira kontraktilni mehanizam i taj proces se naziva:
Povezivanje ekscitacije i kontrakcije
Proces kojim depolarizacija membrane mišićnog vlakna dovodi do kontrakcije naziva se povezivanje ekscitacije i kontrakcije. Akcioni potencijal koji se širi sarkolemom, prelazi i na sistem T-tubula, jer one predstavljaju invaginacije sarkoleme, otvara kanale za Ca u njihovoj membrani i Ca iz ECT u neposrednoj blizini ulazi u ćeliju. Međutim, ključna promena nije taj ulazak Ca, već promena konformacije kanala za Ca u membrani T-tubula. Promena konformacije tih kanala izaiva promenu u konformaciji drugog tipa kanala za Ca u membrani sarkoplazminog retikuluma u neposrednoj blizini i oslobađanja velikih količina Ca iz sarkoplazminog retikuluma, tako da se intracelularna koncentracija ovog jona se povećava oko 1000x.
Povećanjem koncentracije Ca započinje kontrakcija, a njen intenzitet e srazmeran koncentraciji Ca u citosolu. Ca se odmah vezuje za troponin C, što ima za posledicu pomeranje tropomiozina sa aktina i otkrivanje vezujućih mesta na aktinu za glave miozina. Tada mogu da se uspostave poprečni mostovi ili veze između miozinskih glava i subjedinica aktina. Veza se uspostavlja prvo pod uglom od 90° u odnosu na aktin. Formiranjem poprečnih mostova istovremeno se aktivira ATP-aza u miozinskim glavama i hidrolizuje ATP do ADP i PO4 . Energija koja se pri tome oslobađa omogućava obrtanje miozinske glave i smanjenje ugla poprečne veze na 45°, što opet rezultuje klizanjem tankih aktinskih filamenata po miozinu. Pošto su filamenti aktina jednim krajem pričžvršćeni za Z linije koje predstavljaju granice sarkomere, sarkomere se skraćuju, a time i mišićno vlakno. Poprečni most se zatim cepa i ako ima dovoljno ATP i Ca, miozinska glava uspostavlja novu vezu sa sledećim G-aktinom. Jedno uspostavljanje poprečne veze, smanjivanje ugla i cepanje veze naziva se ciklus poprečnih veza. Jedan ciklus skraćuje mišić svega oko 1%. Aktivno skraćivanje mišića i do 60% izazvano je brzim uspostavljanjem i cepanjem velikog broja sukcesivnih veza.
Odmah nakon oslobađanja Ca iz sarkoplazminog retikuluma počinje suprotan proces – vraćanje Ca u cisterne sarkoplazmatičnog retikuluma. Povećanje koncentracije Ca u sarkoplazmi aktivira pumpu Ca-ATP-azu koja ubacuje Ca u sarkoplazmin retikulum i, ukoliko ne stigne sledeći akcioni potencijal, vrlo brzo se uspostavlja relaksirano stanje. U sarkoplazminom retikulumu nalaze se Ca-vezujući proteini kalsekvestrin i kalretikulin koji vezuju veliki broj jona Ca i na taj način smanjuje koncentraciju slobodnog Ca u unutrašnjosti sarkoplazminog retikuluma, pa i gradijent koncentracije nasuprot koga pumpa u membrani sarkoplazminog retikuluma ubacuje Ca. Kada se koncentracija Ca u sarkoplazmi smanji ispod jedne kritične vrednosti, prekida se veza između aktina i miozina, relaksirajući proteini se vezuju za aktin i nastupa relaksacija. Energija je neophodna i za relaksacju, odnosno za rad pumpe koja transportuje Ca u sarkoplazmin retikulum. Jedan molekul ATP se troši za transport 2 jona Ca. Ako energije za ovaj proces nema, ne dolazi do relaksacije mišića. Ekstremni primer je rigor mortis – mrtvačka ukočenost.