Contractility and Fatigue of Skeletal Muscle

Report 12 Downloads 203 Views
Lab #3: Contractility and Fatigue of Skeletal Muscle (iWorx) Study Questions: 1. During muscle contraction, the binding of an ATP molecule to the head of a myosin molecule  results in the dissolution of the bond between actin and myosin. What role does this dissociation  between actin and myosin have in muscle functioning? •

ATP­binding decreases actin­binding affinity of myosin, allowing it to leave the rigor  state 



Once myosin is detached from actin, ATPase hydrolyzes ATP into ADP and P i which  provides much energy for the myosin head



It is now able to bind to actin again, power stroke, bring the Z­lines closer together, and  contract ­  once troponin removes tryptomyosin 



Without the dissociation, muscles would be unable to contract and would stay in the rigor  state, however there is always ATP in our muscles and therefore this dissociation will  always occur, unless you are dead

2. Does the amplitude of the EMG signal and the force of contraction, as measured by the absolute  areas, increase because a finite number of fibers are firing more often, or because more fibers are  recruited to fire as the intensity of signals in the motor neurons increases, or a combination of  these two? •

Strength of a contraction is directly proportional to the intensity of electrical activity in the muscle.  As frequency of action potential increases, force of contraction increases. If stimuli occur closer  together, summation can occur which is able to create maximal tension (tetanus)



The strength of a muscle contraction is related to the number of motor units in the muscle that are  activated during the contraction

3. What is a “motor unit”? •

A motor unit is a basic unit of contraction in an intact skeletal muscle 



Composed of a group of muscle fibers that function together and the somatic motor  neuron that controls them



One somatic neuron innervates multiple fibers, each muscle fiber is innervated by only a  single neuron



All muscle fibers in a single motor unit are of the same fiber type



AP from a somatic motor neuron will cause contraction of all muscle fibers in the motor  unit (all­or­none)

4. What roles do potassium ions have in the functioning of skeletal muscle? •

When a muscle is worked hard, K+ ions come out of the fibers and make the membranes  less excitable 



K+ ions come out of all electrically­active cells, including muscle fibers, in the second  half of each electrical impulse, this causes the muscle fiber to repolarize

5. What role does phosphocreatine have in the functioning of skeletal muscle? •

Amount of ATP in a muscle fiber only sufficient for about 8 twitches



Muscles contain phosphocreatine as a backup energy source



High­energy phosphate group of phosphocreatine is transferred to ADP, creating more  ATP to power the muscles



Resting muscle stores energy from ATP in the high­energy phosphate bonds of  phosphocreatine (ATP + Creatine  ADP + Phosphocreatine)



Working muscle then uses that stored energy (Phosphocreatine + ADP  Creatine + ATP)

6. What causes fatigue in living human skeletal muscle? •

Fatigue – reversible condition in which a muscle is no longer able to generate or sustain  expected power output



Central Fatigue o Control neurons in CNS o Subjective feelings of ‘tiredness’



Peripheral Fatigue o Somatic motor neurons o Within muscle fibre: •

Increased Pi concentration will slow Pi release from myosin, which  will slow power stroke



Ion imbalances: Increased K+ ions in t­tubules will alter excitability of  muscle membrane



Depletion of glycogen will affect Ca2+ release

Recommend Documents