10.5: Aina ya nyuzi za misuli

Malengo ya kujifunza

• Eleza aina ya nyuzi za misuli ya mifupa
• Eleza nyuzi za misuli ya haraka na ya polepole

Vigezo viwili vya kuzingatia wakati wa kuainisha aina ya nyuzi za misuli ni jinsi ya kufunga baadhi ya nyuzi mkataba jamaa na wengine, na jinsi nyuzi kuzalisha ATP. Kutumia vigezo hivi, kuna aina tatu kuu za nyuzi za misuli ya mifupa. Slow oxidative (SO) nyuzi mkataba kiasi polepole na kutumia aerobic kupumua (oksijeni na glucose) kuzalisha ATP. Fast oxidative (FO) nyuzi na contractions haraka na hasa kutumia aerobic kupumua, lakini kwa sababu wanaweza kubadili anaerobic kupumua (glycolysis), unaweza uchovu haraka zaidi kuliko nyuzi SO. Hatimaye, nyuzi za glycolytic (FG) za haraka zina vipande vya haraka na hutumia glycolysis ya anaerobic. FG fiber uchovu haraka zaidi kuliko wengine. Wengi skeletal misuli katika binadamu vyenye (s) aina zote tatu, ingawa kwa idadi tofauti.

Kasi ya contraction inategemea jinsi haraka ATPase ya myosin hidrolyzes ATP kuzalisha hatua ya kuvuka daraja. Fast nyuzi hydrolyze ATP takriban mara mbili kwa haraka kama nyuzi polepole, na kusababisha haraka sana kuvuka daraja baiskeli (ambayo pulls filaments nyembamba kuelekea katikati ya sarcomeres kwa kasi). Njia ya msingi ya metabolic inayotumiwa na fiber ya misuli huamua kama fiber inawekwa kama oxidative au glycolytic. Ikiwa fiber hasa inazalisha ATP kupitia njia za aerobic ni oxidative. ATP zaidi inaweza kuzalishwa wakati wa kila mzunguko wa metabolic, na kufanya fiber zaidi sugu kwa uchovu. Fiber za glycolytic hasa huunda ATP kupitia glycolysis anaerobic, ambayo hutoa ATP chini kwa kila mzunguko. Matokeo yake, nyuzi za glycolytic uchovu kwa kiwango cha haraka.

Fiber oxidative vyenye mitochondria nyingi zaidi kuliko nyuzi za glycolytic, kwa sababu kimetaboliki ya aerobic, ambayo hutumia oksijeni (O ₂) katika njia ya metabolic, hutokea katika mitochondria. Fiber za SO zina idadi kubwa ya mitochondria na zina uwezo wa kuambukizwa kwa muda mrefu kwa sababu ya kiasi kikubwa cha ATP ambazo zinaweza kuzalisha, lakini zina kipenyo kidogo na hazizalishi kiasi kikubwa cha mvutano. SO nyuzi ni sana hutolewa na capillaries damu ugavi O ₂ kutoka seli nyekundu za damu katika mfumo wa damu. Fiber SO pia wana myoglobin, O ₂ -kubeba molekuli sawa na O ₂ -kubeba hemoglobin katika seli nyekundu za damu. Myoglobin huhifadhi baadhi ya O ₂ zinazohitajika ndani ya nyuzi wenyewe (na hutoa nyuzi za SO rangi yao nyekundu). Vipengele hivi vyote vinaruhusu nyuzi za SO kuzalisha kiasi kikubwa cha ATP, ambacho kinaweza kuendeleza shughuli za misuli bila uchovu kwa muda mrefu.

Ukweli kwamba nyuzi za SO zinaweza kufanya kazi kwa muda mrefu bila uchovu huwafanya kuwa muhimu katika kudumisha mkao, kuzalisha vipindi vya kiisometri, kuimarisha mifupa na viungo, na kufanya harakati ndogo zinazotokea mara nyingi lakini hazihitaji kiasi kikubwa cha nishati. Hazizalisha mvutano mkubwa, na hivyo hazitumiwi kwa harakati za nguvu, za haraka ambazo zinahitaji kiasi kikubwa cha nishati na baiskeli ya haraka ya daraja.

Wakati mwingine nyuzi za FO huitwa nyuzi za kati kwa sababu zina sifa ambazo ni kati ya nyuzi za haraka na nyuzi za polepole. Wao huzalisha ATP kwa haraka, kwa haraka zaidi kuliko nyuzi za SO, na hivyo inaweza kuzalisha kiasi kikubwa cha mvutano. Wao ni oxidative kwa sababu huzalisha ATP aerobically, wana kiasi kikubwa cha mitochondria, na hawana uchovu haraka. Hata hivyo, nyuzi za FO hazina myoglobin muhimu, kuwapa rangi nyepesi kuliko nyuzi nyekundu za SO. Fiber za FO hutumiwa hasa kwa harakati, kama vile kutembea, ambazo zinahitaji nishati zaidi kuliko udhibiti wa mkao lakini nishati kidogo kuliko harakati ya kulipuka, kama vile kukimbia. Fiber za FO ni muhimu kwa aina hii ya harakati kwa sababu zinazalisha mvutano zaidi kuliko nyuzi za SO lakini ni sugu zaidi ya uchovu kuliko nyuzi za FG.

FG nyuzi hasa hutumia glycolysis anaerobic kama chanzo cha ATP. Wana kipenyo kikubwa na wana kiasi kikubwa cha glycogen, ambayo hutumiwa katika glycolysis kuzalisha ATP haraka kuzalisha viwango vya juu vya mvutano. Kwa sababu hawatumii kimetaboliki ya aerobic, hawana idadi kubwa ya mitochondria au kiasi kikubwa cha myoglobin na kwa hiyo wana rangi nyeupe. Fiber za FG hutumiwa kuzalisha vipindi vya haraka, vya nguvu ili kufanya harakati za haraka, za nguvu. Fiber hizi uchovu haraka, kuruhusu yao tu kutumika kwa muda mfupi. Misuli nyingi zina mchanganyiko wa kila aina ya fiber. Aina kubwa ya fiber katika misuli imedhamiriwa na kazi ya msingi ya misuli.

Sura ya Mapitio

ATP hutoa nishati kwa contraction misuli. Njia tatu za kuzaliwa upya kwa ATP ni phosphate ya creatine, glycolysis anaerobic, na kimetaboliki ya aerobic. Creatine phosphate hutoa sekunde 15 za kwanza za ATP mwanzoni mwa misuli ya misuli. Glycolysis ya Anaerobic hutoa kiasi kidogo cha ATP kwa kutokuwepo kwa oksijeni kwa muda mfupi. Kimetaboliki ya aerobic hutumia oksijeni kuzalisha ATP zaidi, kuruhusu misuli kufanya kazi kwa muda mrefu. Uchovu wa misuli, ambayo ina mambo mengi yanayochangia, hutokea wakati misuli haiwezi mkataba tena. Deni la oksijeni linaloundwa kama matokeo ya matumizi ya misuli. Aina tatu za nyuzi za misuli ni oxidative polepole (SO), oxidative haraka (FO) na glycolytic haraka (FG). SO nyuzi hutumia kimetaboliki ya aerobic kuzalisha vipindi vya chini vya nguvu kwa muda mrefu na ni polepole kwa uchovu. Fiber za FO hutumia kimetaboliki ya aerobic kuzalisha ATP lakini huzalisha vikwazo vya mvutano zaidi kuliko nyuzi FG nyuzi kutumia anaerobic kimetaboliki kuzalisha nguvu, high mvutano contractions lakini uchovu haraka.

Mapitio ya Maswali

Swali: Uchovu wa misuli unasababishwa na ________.

A. buildup ya ATP na viwango vya asidi lactic

B. uchovu wa hifadhi ya nishati na buildup ya viwango vya asidi lactic

C. buildup ya ATP na viwango vya asidi piruvic

D. uchovu wa akiba ya nishati na buildup ya viwango vya asidi pyruvic

Jibu: B

Swali: mwanariadha angepata uchovu wa misuli mapema kuliko mwanariadha wa marathon kutokana na ________.

A. anaerobic kimetaboliki katika misuli ya sprinter

B. kimetaboliki ya anaerobic katika misuli ya mkimbiaji wa marathon

C. aerobic kimetaboliki katika misuli ya sprinter

D. glycolysis katika misuli ya mkimbiaji wa marathon

Jibu: A

Swali: Ni kipengele gani cha phosphate ya creatine inaruhusu ugavi wa nishati kwa misuli?

A. shughuli AtPase

B. vifungo vya phosphate

C. vifungo vya kaboni

D. vifungo vya hidrojeni

Jibu: B

Swali: Madawa ya kulevya X huzuia kuzaliwa upya wa ATP kutoka ADP na phosphate. Je! Seli za misuli zitajibu dawa hii?

A. kwa kunyonya ATP kutoka kwenye damu

B. kwa kutumia ADP kama chanzo cha nishati

C. kwa kutumia glycogen kama chanzo cha nishati

D. hakuna hata hapo juu

Jibu: D

Maswali muhimu ya kufikiri

Swali: Kwa nini seli za misuli hutumia phosphate ya creatine badala ya glycolysis ili ugavi ATP kwa sekunde chache za kwanza za kupinga misuli?

A. Creatine phosphate ni kutumika kwa sababu creatine phosphate na ADP ni waongofu haraka sana katika ATP na creatine kinase. Glycolysis haiwezi kuzalisha ATP haraka kama creatine phosphate.

Swali: Je, kupumua kwa aerobic zaidi au chini ya ufanisi kuliko glycolysis? Eleza jibu lako.

A. kupumua aerobic ni ufanisi zaidi kuliko anaerobic glycolysis, kutoa ATP 36 kwa molekuli ya glucose, kinyume na ATP mbili zinazozalishwa na glycolysis.

faharasa

glycolytic haraka (FG)

misuli fiber kwamba kimsingi anatumia anaerobic glycolysis

oxidative haraka (FO)

kati ya misuli fiber ambayo ni kati ya nyuzi polepole oxidative na haraka glycolytic

polepole oxidative (SO)

fiber misuli ambayo hasa inatumia kupumua aerobic