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UNIT 6 THE MUSCULAR SYSTEM

Date post: 24-Jan-2022
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1 Jan 412:42 PM UNIT 6 THE MUSCULAR SYSTEM Jan 412:43 PM I. Functions of Muscular System A. Produces Movement Internal vs. External « locomotion & manipulation « circulate blood & maintain blood pressure « move fluids, food, baby B. Maintaining Posture C. Stabilizing Joints tendons span across joint D. Generation of Heat ATP ADP + P + Energy
Transcript

1

Jan 4­12:42 PM

UNIT 6 THE MUSCULAR 

SYSTEM

Jan 4­12:43 PM

I.  Functions of Muscular SystemA.  Produces Movement

– Internal vs. External« locomotion & manipulation« circulate blood & maintain

blood pressure« move fluids, food, baby

B.  Maintaining Posture

C.  Stabilizing Joints– tendons span across joint 

D.  Generation of Heat– ATP            ADP + P + Energy

 

2

Jan 4­12:47 PM

II.  Types of Muscle*muscle cells are also called muscle fibers

myo-mys-sarco-

SHAPE Elongated ­ cylinder shape Spindle shape

Cylinder shape w/ branching ends, intercalated disks

NUCLEUS Multi­nucleated Single Single

APPEARANCE Striated, non­branching

Non­striated, arranged in sheets/layers

Striated, Branched ends, Figure 8 look

CONTROLVoluntary (reflex also), by nervous system

Involuntary, nervous system, hormones

Involuntary, nervous system, hormones

CONTRACTIONSlow­Rapid, Great force, Tire easily

Slow sustained contractions

Sustained steady rate, can increase

SKELETAL         SMOOTH CARDIAC

Key Words:

Jan 4­12:51 PM

3

Jan 4­12:51 PM

III.  Gross Anatomy:  Skeletal MuscleA.  Connective Tissue Protection

– Muscle fibers are fragile– Protected by...

« Surrounded by connective tissue« Bundled together

B.  Organization– Endomysium:  Delicate connective 

tissue sheath around individual muscle fibers

– Perimysium:  Coarser membrane wrapped around several fibers (Fasicle)« Fasicle:  Bundle of fibers

– Epimysium: Very tough layer surrounding many fasicles making up entire muscle« Blends together at end to form

» Tendons:  cordlike» Aponeuroses:  sheetlike

*Tendons & Aponeuroses attach muscle to bones, cartilage, or other connective tissue

Dec 21­7:14 AM

III.  Gross Anatomy:  Skeletal Muscle cont'd

> Origin: site of attachment on a fixed bone

> Insertion:  site of attachment on a bone that moves

> Action:  function 

– ex.  

4

Jan 4­12:58 PM

Jan 4­10:38 PM

IV.  Microscopic Anatomy: Skeletal Muscle

A.  Sarcolemma:– plasma membrane of muscle fiber

B.  Myofibril:– organelles that fill up muscle fiber that are made up of smaller units called myofilaments

C.  Myofilaments:– protein filaments that are responsible for the contraction (shortening) of muscle fiber/cell« Myosin:  thick filament w/ projections« Actin:  thin filament

5

Jan 6­10:36 PM

Jan 6­10:33 PM

IV.  Microscopic Anatomy:  Skeletal Muscle cont'd

D.  Sarcoplasmic Reticulum:– smooth ER that surrounds myofibril– stores & releases Ca2+ on demand

E.  T­Tubules:– extensions of sarcolemma that penetrate into cell– passes by each myofibril, conducts impulse– ensures each myofibril contracts at same time

6

Jan 6­11:03 PM

Jan 6­10:52 PM

7

Jan 6­10:55 PM

IV.  Microscopic Anatomy:  Skeletal Muscle cont'd

F.  Sarcomere:– tiny contractile unit linked together making up myofibril– one sarcomere goes from z­line to z­line– gives muscle banded appearance

« A­Band:  appear dark because thick Myosin filaments overlap with thin Actin filaments» except for small space in middle (H­Zone)

« I­Band:  appear light because only thin actin

MYOFIBRIL

Jan 8­4:48 AM

REVIEW:

8

Jan 6­11:03 PM

Jan 6­11:16 PM

Sliding Filament Model:• Actin slides past myosin causing shortening of muscle fiber

• Contracted Sarcomere:> I bands shorten

> Z lines move closer together

> H zone disappears

> Successive A bands move closer together

> A bands stay same length

9

Jan 7­9:21 AM

V.  Muscle Stimulation & Contraction

A.  Terms:> Neurotransmitter:  chemical released from axonal 

terminals

> Acetylcholine (ACh):  neurotransmitter for muscle contractions

> Action Potential:  electrical current caused by changes in ion concentration across a membrane

> Contractility:  ability to shorten/contract

> Irritability:  ability to receive and respond to a stimulus

> Neuron:  nerve cell

> Motor Unit:  motor neuron & all cells it stimulates

> Neuromuscular Junction:  nerve­muscle junction

> Synaptic Cleft:  gap between axonal terminal and sarcolemma

Dec 19­10:06 AM

Motor Unit?

10

Jan 19­8:15 AM

POLARIZED MUSCLE FIBER

RESTING MEMBRANE POTENTIAL

Jan 19­8:15 AM

POLARIZED MUSCLE FIBER

RESTING MEMBRANE POTENTIAL

11

Jan 17­9:40 PM

V.  Muscle Stimulation & Contraction

B.  Contraction:

> Nerve impulse– AP reaches axon terminal– Ca2+ voltage­gated channels open & Ca2+ diffuses in

> Acetylcholine is released from axonal terminal & diffuses across the synaptic cleft– attaches to sarcolemma (receptors on chemically­gated ion channels)

> Sarcolemma becomes permeable to Na+ (leads to change in membrane voltage) – as Na+ diffuses into the cell, depolarization occurs

« opening Na+ voltage­gated channels along sarcolemma– depolarization can lead to an ACTION POTENTIAL

« membrane voltage must reach threshold to generate an AP

– K+ diffuses out, repolarization wave occurs

(Depolarization Action Potential)

(Repolarization)

« Due to a certain change in membrane potential» Na+ voltage­gated channels close» K+ voltage­gated channels open

Jan 17­10:12 PM

DEPOLARIZATION VS REPOLARIZATION

12

Jan 8­7:58 PM

DEPOLARIZATION VS REPOLARIZATION

Jan 17­11:02 PM

Effects of Membrane Potential Changes

13

Jan 17­9:40 PM

V.  Muscle Stimulation & Contraction cont'd

B.  Contraction cont'd:

> As AP travels along sarcolemma & T­tubules:– calcium ions are released from the sarcoplasmic reticulum

> Ca2+ allows myosin heads to attach to actin filaments (forming cross bridges)– Sliding Filament Model

> When action potential ends:– ACh broken down– Ca2+ reabsorbed by SR– Na+/K+ pump restores ion concentrations– muscle cell relaxes and returns to original length

RELAXED SARCOMERE

CONTRACTED SARCOMERE

Role of:> Ca2+

> ATP

Jan 8­8:00 PM

REVIEW:

14

Jan 17­10:13 PM

NEUROMUSCULAR JUNCTION

Jan 17­10:55 PM

Local Depolarization

Depolarization Action Potential

Repolarization

Action Potential: Generation & Propagation

15

Jan 17­11:07 PM

Jan 17­11:04 PM

Cross Bridge Cycle

16

Jan 17­11:12 PM

A.  All­or­None Law:

> Muscle cells contract to their fullest extent when adequate action potential is present

> Degree of contraction (muscle) depends on:– speed of muscle contraction (frequency 

of stimulation)– # of motor units stimulated (recruitment)  

VI.  Performance of Muscle Fibers

Jan 20­3:54 PM

VI.  Performance of Muscle Fibers cont'd

B.  Muscle Tone:> resting tension> some fibers contract in response to stretch receptors in 

muscles– not enough tension to cause movement– helps firm the muscle

– inactivity leads to atrophy

C.  Isotonic vs Isometric Contractions:> Isotonic

– tension > resistance– muscle tension remains constant & muscle shortens

> Isometric– tension < resistance – tension increases, muscle doesn't shorten   

17

Jan 20­10:01 PM

VII.  Energy Sources:  ATP Supplies

A.  Direct Phosphorylation:

> Creatine phosphate is coupled with ADP, then a phosphate is transferred to ADP, creating ATP

> 15­20 second supply (stored ATP & CP reserves)

Jan 21­9:59 PM

VII.  Energy Sources:  ATP Supplies cont'd

B.  Anaerobic Respiration  (glycolysis):

> Glucose broken into pyruvic acid        2 ATP/glucose

> If not enough O2, pyruvic acid              Lactic Acid

> provides energy at a very fast rate, but only for 30­40 seconds

18

Jan 21­10:05 PM

VII.  Energy Sources:  ATP Supplies cont'd

C.  Aerobic Respiration:  with O2 during light activity & rest

> Glycolysis breaks glucose into pyruvic acid

> with O2 present, pyruvic acid enters mitochondria and Krebs cycle then to Electron Transport Chain (ETC)

> results in CO2, H2O, and 36 ATP per glucose

> provides much energy, but at slow rate  


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