Az izomműködés élettana

1. Az izomműködés élettana

2. Tartalom w Áttekintjük a vázizomban előforduló különböző rosttípusokat. w Megbeszéljük az izomrostok fizikai teljesítőképességben betöltött szerepét. wMegnézzük hogyan fejtenek ki erőt az izmok, és hogyan mozgatják a csontokat.

3. Izombiopszia • Ezzel a technikával egy kis darab izomszövet laboratóriumi vizsgálata végezhető el. wA mintavételezés után a szövetdarabot lefagyasztják, majd vékony metszeteket készítve, és megfestve mikroszkóp alatt tanulmányozzák. wAz izombiopszia segítségével megállapítható, hogyan változik az izomrostok összetétele pl. gyors fizikai terhelés, vagy különböző edzésformák hatására.

4. Az izomrostok típusai wA vázizmokat alkotó rostok morfológiai, mechanikai, biokémiai, stb. tulajdonságaikban eltérnek egymástól. wAz izmokat külső megjelenésük alapján vörös, illetve fehér izmokra bonthatjuk. wAz izom összehúzódásának és elernyedésének a sebessége eltér a különböző típusok esetén. wA fehér izmok gyors összehúzódásra és elernyedésre képesek. w A vörös izmok egy részénél a kontrakció sebessége hasonló a fehérekéhez, másik részük viszont lassúbb működésre képes.

5. Az izomrostok típusai Gyors rostok Lassú rostok Fehér izmok Vörös izmok Vörös izmok w A gyors rostok hirtelen, nagy erőkifejtésre, a lassú rostok tartósabb izommunkára képesek. w Ezek a rostok egy izmon belül genetikailag meghatározott arányban, keverten helyezkednek el. w Ez az arány befolyásolja az izom tulajdonságait, pl. a gyorsaságot, robbanékonyságot, kitartó aktivitást.

6. Lassú izomrostok wMagas aerob kapacitás és fáradtságtűrő képesség. wAlacsony anaerob kapacitás és kis erejű motoros egységek. wLassú összehúzódási sebesség w 10 - 180 izomrost motoneurononként. wGyengén fejlett szarkoplazmatikus retikulum.

7. Gyors izomrostok wAlacsony aerob kapacitás és fáradtságtűrő képesség. wNagy anaerob kapacitás és erős motoros egységek. • Gyors izom-összehúzódási sebesség w 300 - 800 izomrost motoneurononként. wFejlett szarkoplazmatikus retikulum.

8. Az izomrostok típusai Gyors, fehér Gyors, vörös Lassú

9. Lassú és gyors izomrostok fénymikroszkópos képe egy izom keresztmetszetén Az ábrán jól látható, hogy az izom különböző típusú rostok keverékét tartalmazza. fekete: lassú fehér: gyors, (oxidatív) szürke: gyors, (glikolitikus)

10. Tudtad…? gerincvelő A gyors és a lassú motoros egységek közötti izomerő különbségnek az az oka, hogy egy lassú és egy gyors motoneuron különböző számú izomrostot idegez be és nagyobb a gyors izomrostok átmérője. motoros egység 1. motoros egység 2. ideg motoneuron axon izom izomrostok

11. Mitől függ a rost típusa? wGenetikailag meghatározott, hogy milyen típusú motoneuron idegzi be az egyes izomrostokat. wAz izomrost az őt beidegző motoneuron szerint specializálódik. wÁllóképességi edzés, erőedzés és az izominaktivitás mind kis változásokat idézhet elő a gyors és lassú rostok arányában (kevesebb mint 10%). • Az állóképességi edzés csökkenti a gyors fehér és növeli a lassú vörös rostok arányát. • Az öregedés változásokat okoz a lassú és gyors rostok arányában.

12. Összegzés Lassú és gyors izomrostok wA vázizomzat lassú és gyors rostokat is tartalmaz. wA gyors rostokban az ATP-áz aktívabb, így gyorsabban szolgáltat energiát az izomműködéshez, mint a lassú rostokban. wA gyors rostokban fejlettebb a szarkoplazmatikus retikulum, amely Ca2+ forrásként szolgál.

13. Összegzés Lassú és gyors rostok wA gyors rostok motoros egységei nagyobbak, mint a lassú rostoké, így szükség esetén több rost lép működésbe. wA lassú rostoknak nagy a tartós aerob munkavégző képessége, és így alkalmasak alacsony és közepes intenzitású állóképességi aktivitásra. wA gyors rostok alkalmasabbak anaerob vagy hirtelen, gyors aktivitásra.

14. A minden vagy semmi törvénye wAhhoz, hogy egy motoros egység aktiválódjon, az idegi impulzusnak el kell érnie, vagy meg kell haladnia egy küszöbértéket. wHa ez bekövetkezik, a motoros egység összes rostja maximálisan összehúzódik. wHa az inger nem éri el a küszöböt, egyetlen rost sem lép működésbe.

15. Motoros egységek aktiválódási sorrendje wA motoros egységek meghatározott sorrendben aktiválódnak. wA lassú rostok, melyeknek kisebb motoneuronjaik vannak előbb aktiválódnak, mint a gyors rostok.

16. Gyors glikolitikus Gyors oxidatív A különböző rostok hozzájárulása az erőkifejtéshez Lassú Gyenge Maximális Erőkifejtés A rostok fokozatosan növekvő számban történő bekapcsolódása a kontrakcióba Gyenge erőkifejtéskor túlnyomó részben a lassú rostok aktiválódnak. Az erő növekedésével párhuzamosan, egyre nagyobb számban kerülnek ingerületbe a gyors rostok is.

17. Az izmok funkcionális csoportosítása • Szinergisták: együtt működők. Egy mozdulat kivitelezésénél azonos mozgást végeznek. Pl. hajlítók, feszítők • Antagonisták: ellentétesen működők. Egy mozdulat kivitelezésénél ellentétes mozgást végeznek. Pl. hajlító-feszítő. • Mivel egy izom csak egy irányba tud erőt kifejteni, ezért az izmok (általában) párban helyezkednek el, hogy a mozdulatot oda-vissza végbe tudjuk vinni. Így egy izom lehet agonista is, és lehet antagonista is, de egyszerre a kettő soha. • Jó példa erre a kar behajlítása: mikor a kinyújtott karunkat behajlítjuk, a bicepszünk összezsugorodik, ez végzi a mozgást, ő lesz az agonista izom. Vele szemben van a tricepszünk, ami ekkor megnyúlik, így ő az antagonista. Mikor újra kinyújtjuk a karunkat, a bicepszünk elernyed, a tricepsz megfeszül, munkát végez, így ő lesz az agonista izom.

18. Koncentrikus izomaktivitás: Izomrövidülés (dinamikus) m. biceps brachii (agonista) Statikus izomaktivitás: az izomhossz nem változik m. brachialis (agonista) m. triceps brachii (antagonista) Excentrikus izomaktivitás: Nő az izomhossz (dinamikus) m. brachioradialis (szinergista) Az izomkontrakció típusai Agonista, antagonista és szinergista izmok karhajlításnál

19. Az izomerőt befolyásoló tényezők wAz ingerületbe került motoros egységek száma. wAz aktiválódott motoros egységek típusa (gyors vagy lassú). wAz izom mérete. wAz izom összehúzódás előtti hossza. wAz ízület szöge. wA hosszváltozás sebessége.

20. wAz erőkifejtés nő az ingerületbe került motoros egységek számával. (folyt. köv.) Összegzés Az izmok működése wA mozgásban közreműködő izmok lehetnek agonisták, antagonisták és szinergisták. wAz izomműködés lehet koncentrikus, statikus és excentrikus.

21. Összegzés Az izmok működése wMinden ízületnek van egy optimális szöge, amelynél az őket átívelő izmok a legnagyobb erőt tudják kifejteni. wA maximális erő szöge függ az izomnak a csonton való tapadási helyétől és az izom terhelésétől. wA hosszváltozás sebessége befolyásolja az izomerőt.

22. Az izomkontrakció típusai Izometriás kontrakció: az izom hossza nem változik, csak a feszülése. Izotóniás kontrakció: az izom feszülése nem változik, csak a hossza. Auxotóniás kontrakció: az izom hossza és feszülése is változik. Izometriás kontrakció Izotóniás kontrakció

23. Az izomrost hossz/feszülés kapcsolata wAz izom kontrakciója egyaránt jelentheti a hossz és/vagy a feszülés változását. wA vázizom feszülése a rostokban lévő rugalmas elemekkel magyarázható. wA nyugalmi állapotban is különböző mértékben nyújtott vázizomnak ún. passzív feszülése van. wAz összehúzódással összefüggő feszülés növekedés az aktív feszülés.

24. trifoszfát nagy energiájú kötések adenozin kreatin-foszfokináz Kreatin-P + ADP Kreatin + ATP Az izomműködés energiaforrása wAz izomkontrakció közvetlen energiaforrása az ATP. wAz izomrostok energiatartaléka a kreatin-foszfát, melyből a felhasznált ATP pótolható.

25. Az izomműködés energiaforrása wTovábbi energia az izomban tárolt glikogénből képződik anaerob glikolízis útján. Ekkor energetikailag gazdaságtalan az ATP-termelés. wA folyamat során az izomban felhalmozódott tejsavat a vér a májba szállítja, ahol visszaalakul glükózzá, s így újrahasznosulhat - Cori-kör. wKönnyű munkavégzés esetén a vörös izomrostok aerob úton bontják a glükózt, mely lehetővé teszi az izom tartós működését. wA vázizomzat fáradásában az ATP készlet csökkenése, valamint a tejsav felhalmozódása is szerepet játszik.

26. 1. 2. 3. Az izom energiaszolgáltató folyamatainak időbeli lefutása 3. 1. 2. 1. ATP és kreatin-P 2. Anaerob glikolízis (tejsavképződés) 3. Aerob lebontás

27. Különböző erősségű fizikai terhelés alatt a képződött tejsav mennyisége is eltérő edzetlen és edzett egyének esetén. A munkavégzés időtartama alatt az aerob és anaerob úton nyert energia aránya jelentős mértékben megváltozik.

28. Az oxigénadósság wAz izom összehúzódása következtében az erek összenyomása miatt a vérellátás minimális lesz. wA felhalmozódott tejsav a májba kerülve arra vár, hogy glikogén képződjön belőle. wAz ehhez szükséges oxigént a szervezet már csak a munkavégzés után képes biztosítani, így oxigénadósság alakul ki. wEgy felnőtt ember maximális oxigénadóssága 12-15 liter lehet.

29. Izomműködés alatt megnő a szervezet oxigénigénye. Edzett egyén gyorsabban tudja az oxigént felvenni, kisebb az oxigénhiány. A munkavégzés során fellépő oxigénigény teljes kielégítése az izomműködés befejezése után történik meg.

30. Az izom hőtermelése wAz izom működése során a kémiai energia mechanikai munkává történő átalakulása jelentős hőtermeléssel jár. wA munkavégzés mértékétől függően az energia akár 50%-a is hővé alakulhat. wA felszabadult hő fontos szerepet játszik a szervezet hőszabályozásában.

31. Köszönöm a figyelmet....