Praca mięśni - 3 LO

Skurcz mięśnia szkieletowego jest procesem aktywnym i wymaga nakładu energii, której bezpośrednim źródłem jest ATP. Zapas ATP w wypoczętym mięśniu wystarcza na ok. 1–2 s, dlatego ten związek musi być stale odnawiany. Zmęczenie mięśni, poza subiektywnym odczuciem, przejawia się spadkiem szybkości i siły ich skurczu. Mechanizm zmęczenia mięśni nie został w pełni wyjaśniony, ale decydującą rolę wydają się odgrywać dwa czynniki: kumulacja protonów (spadek pH) w sarkoplazmie włókien mięśniowych oraz spadek zawartości ATP na skutek znacznej przewagi jego zużycia nad produkcją. Na podstawie: Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, pod red. W.Z. Traczyka i A. Trzebskiego, Warszawa 2001.

a) Oceń, czy poniższe informacje dotyczące procesów zachodzących podczas skurczu mięśnia szkieletowego są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

b) Podaj przyczynę spadku pH (kumulacji protonów) w sarkoplazmie włókien mięśnia szkieletowego.

Zdolność komórek mięśniowych do skurczu wynika z ich szczególnej budowy. Wnętrze komórek wypełniają włókienka białkowe (filamenty: grubsze – filamenty miozynowe i cieńsze – filamenty aktynowe). Podstawową jednostką kurczliwą komórki tkanki mięśniowej poprzecznie prążkowanej jest sarkomer. Na poniższych schematach przedstawiono: I – sarkomer w rozluźnionym i rozciągniętym mięśniu i II – sarkomer podczas skurczu.

Na podstawie analizy schematów uzupełnij poniższe zdania – wpisz w wyznaczone miejsca odpowiednie oznaczenia literowe.

Podczas skurczu w obrębie sarkomeru, wskutek przesuwania się względem siebie filamentów aktynowych i miozynowych, skróceniu ulegają prążki.......................... oraz prążek .............................. . Nie zmienia się natomiast długość prążka.............................................. , gdyż same filamenty nie zmieniają swojej długości. Efektem tych zmian jest skrócenie sarkomeru.

Skurcz mięśni wymaga energii i dlatego mięśnie bywają nazywane „maszyną zmieniającą energię chemiczną w pracę mechaniczną”.

Uzupełnij poniższe zdania, wpisując właściwe określenia.

Wybierz je spośród wymienionych: aktyna,     ATP,     fosfokreatyna,     glikogen,     ADP

Bezpośrednim źródłem energii koniecznej do skurczu mięśni jest.......................................... powstający w czasie metabolizmu tłuszczów lub węglowodanów, np. ................................................. W komórkach mięśniowych zmagazynowany jest również inny związek wysokoenergetyczny –....................................................... , który przez krótki czas może dostarczać energii do skurczu mięśnia.

Na rysunku przedstawiono trzy organy: biceps, serce i jelito, różniące się rodzajem tworzącej je tkanki mięśniowej.

Regularna aktywność fizyczna ma korzystny wpływ na funkcjonowanie całego organizmu, w tym również układu ruchu (m.in. przez zwiększanie wydolności i masy mięśniowej). Podobne efekty fizjologiczne w mięśniach wywołują środki dopingujące, ale ich stosowanie powoduje wystąpienie wielu skutków ubocznych.

a) Zaznacz zdania poprawnie opisujące skutki aktywności fizycznej.
A. Systematyczne ćwiczenia powodują wzrost ilości węglanów wapnia i fosforanów wapnia w kościach.
B. Aktywność fizyczna przynosi zawsze korzystne skutki, niezależnie od jej intensywności.
C. Umiarkowana aktywność fizyczna powoduje zwiększenie wydolności i przerost mięśnia sercowego.
D. Intensywne ćwiczenia powodują wzrost wydzielania testosteronu, co może prowadzić do bezpłodności.
E. Regularna aktywność fizyczna zmniejsza skutki stresu i napięcia nerwowego.
F. Aktywność fizyczna nie wpływa na ryzyko wystąpienia osteoporozy.

b) Podaj trzy negatywne skutki przyjmowania steroidu anabolicznego – testosteronu.

c) Wyjaśnij, dlaczego testosteron bywa stosowany jako środek dopingujący.

Poniżej podano etapy skurczu mięśnia szkieletowego.

A. Głowy miozyny są pochylone, a tropomiozyna blokuje miozynie dostęp do aktyny.

B. Głowa miozyny przyłącza cząsteczkę ATP i odłącza się od aktyny.
C. Jony wapnia wiążą się z troponiną, dzięki czemu miozyna wiąże się z aktyną.
D. Następuje rozpad ATP i powtórzenie cyklu, a miozyna znajduje się pod kolejnym fragmentem włókna aktyny.
E. Odłączenie ADP od miozyny umożliwia zgięcie się głowy miozyny z równoczesnym pociągnięciem za sobą włókna aktynowego.

Ustal poprawną kolejność etapów skurczu mięśnia szkieletowego – zacznij od punktu A.