Programvaruutveckling koncept

Här är detaljerade studieanteckningar baserade på den tillhandahållna texten:

Grunderna och Klassificering av Muskelvävnad

• Muskelvävnad ansvarar för kroppens rörelser och storleks- och formförändringar i inre organ.
• Muskelvävnad kännetecknas av ansamlingar av specialiserade, långsträckta celler i parallella buntar, primärt för kontraktion.
• Myofilamentinteraktioner orsakar sammandragning i muskelceller.

Typer av Myofilament

• Tunna filament: Består huvudsakligen av aktinproteinet (6-8 nm diameter, 1,0 µm långa).
  • Filamentös aktin (F-aktin): En polymer av globulära aktinmolekyler (G-aktin).
• Tjocka filament: Består huvudsakligen av proteinet myosin II (~15 nm diameter, 1,5 µm långa).
  • Varje tjockt filament innehåller 200-300 myosin II-molekyler.
  • Långa stavformade svansar aggregeras parallellt men förskjutet, medan huvuden sticker utåt i ett spiralmönster.
• Båda typerna av myofilament finns huvudsakligen i cytoplasman (sarcoplasma) i muskelceller (myocyter).
• Aktin och myosin finns även i andra celltyper i mindre mängder och spelar en roll i funktioner som cytokinese, exocytos och cellmigration.
• Muskler klassificeras baserat på utseendet på de kontraktila cellerna som antingen tvärstrimmiga eller släta.

Muskeltyper

• Skelettmuskulatur: Fäster på ben och ansvarar för skelettet och kroppsställning, samt för ögonrörelser.
• Muskelvävnaden klassificeras efter utseendet på de kontraktila cellerna: tvärstrimmig eller glatt muskulatur.
  • Tvärstrimmig muskulatur: Visar tvärgående striationer i elektronmikroskop.
  • Glatt muskulatur: Har celler utan tvärgående striationer.
• Ytterligare klassificering av strimmig vävnad baserat på plats:
  • Tvärstrimmig visceral muskulatur: Morfologiskt identisk med skelettmuskulatur men finns i mjuka vävnader som tunga, svalg, diafragmans länddel och övre delen av matstrupen, vilket spelar en viktig roll för tal, andning och sväljning.
  • Hjärtmuskel: Finns i hjärtväggen och i stora venväggsgrenar.

Skelettmuskulatur

• Varje muskelcell i skelettmuskulaturen utgör ett multinukleärt syncytium som kallas för muskelfiber.
• Muskelfibrer bildas under utvecklingen genom sammansmältning av små individuella muskelceller (myoblaster).
• Mogna multinukleära muskelfibrer är polygonala med en diameter på 10-100 µm.
• Längden varierar från nästan en meter (t.ex. sartoriusmuskeln) till några millimeter (t.ex. stapediusmuskeln).
• Muskelcellkärnorna i skelettmuskulaturen ligger under plasmamembranet (sarcolemma) och består av en plasmamembran, en lamina externa och ett retikulärt lamina.
• Bindväv är oumbärlig för kraftöverföring.
  • Endomysium - Tunt lager av retikulära fibrer som omger enskilda muskelfibrer, tillsammans med små blodkärl och nervändar.
  • Perimysium - Tjockare bindvävslager som omger en grupp fibrer och bildar en bunt eller fascikel, innehållande större blodkärl och nerver
  • Epimysium - Omsluter hela kollektionen av fasciklar som utgör muskeln (även känd som djup fascia makroskopiskt).

Skelettmuskelfibrer

• Kännetecknas av snabbhet i sammandragning, enzymatisk hastighet och metabola aktivitet.
• Klassificeras efter sammandragningshastighet, myosin-ATPashastighet och den metabola profilen.
  • Sammandragningshastigheten bestämmer hur snabbt fibern kan dras samman och slappna av.
  • Myosin-ATPashastigheten indikerar takten med vilken detta enzym kan klyva ATP under sammandragningscykeln.
  • Den metabola profilen hänvisar till förmågan att producera ATP genom oxidativ fosforylering eller glykolys.
• Fibrer med oxidativ metabolism innehåller stora mängder myoglobin och fler mitokondrier.
• Myoglobin lagrar syre i musklerna och tillhandahåller en effektiv källa för muskelmetabolismen.
• Traumatiska skador kan leda till rabdomyolys och frisättning av myoglobin i cirkulationen, vilket kan orsaka akut njursvikt.
• Detektion av myoglobin i blodet är ett känsligt men ospecifikt test för muskelskador. – Tre typer kan särskiljas genom analys av levande färska prover och genom histokemiska reaktioner:
  • Typ I (långsamma oxidativa), Typ IIa (snabba glykolytiska oxidativa) och Typ IIb (snabba glykolytiska)

Olika typer av skelettmuskelfibrer

• Typ I (Långsamma oxidativa fibrer): Små, röda fibrer med många mitokondrier, stora mängder myoglobin samt hög koncentration av mitokondriella oxidativa enzymer, motstår trötthet.
  • Vanligtvis en hög andel i muskler hos långdistansidrottare som maratonlöpare.
• Typ IIa (Snabba glykolytiska oxidativa fibrer): Mellanstora fibrer, mycket mitokondrier och högt hemoglobininnehåll
  • Hittas vanligtvis i hög andel bland idrottare som deltar i medeldistanslöpning och -simning eller hockeyspelare.
• Typ IIb (Snabba glykolytiska fibrer): Stora blekrosa fibrer med mindre myoglobin och mitokondrier jämfört med typ I och IIa, hög anaerob enzymatisk aktivitet
  • Vanligtvis en hög andel i muskler hos idrottare som tävlar i korta distanslöpningar, tyngdlyftare och andra fältidrottare.
• Isolerad strukturell subenhet i muskelfibrerna är myofibrillen.
• En muskelfiber är packad med longitudinella subenheter som kallas för myofibriller.

Myofibriller och Myofilament

• En muskelfiber är packad med longitudinella subenheter som kallas för Myofibriller
• Myofilamenten är individuella filamentösa polymerer av myosin II (tjocka filament) och aktin med tillhörande proteiner (tunna filament).
• Myofilamenten är de verkliga kontraktila elementen i den tvärstrimmiga muskulaturen.
• Tvärgående strieringar är den huvudsakliga histologiska egenskapen hos strimmiga muskler.
• I polarisationsmikroskop eller fas kontrast av levande fibrer uppträder de som alternerande ljusa och mörka band - A-band och I-band.
  • Mörka band är dubbelbrytande (anisotropa), kallas därför A-band.
  • Ljusa band är enkelbrytande (isotropa), kallas därför I-band.

Bandstrukturer

• A-band är uppdelade i två delar av en mindre tät region, även kallad H-band, i sin tur delad av en tunn tät M-linje.
• I-band delas i två av en tät Z-linje, en tunn, zigzaggande struktur.
• Sarkomer: Det avsnittet av myofibrillen som finns mellan två på varandra följande Z-linjer.
  • Sarkomerlängden är 2-3 µm i vilande däggdjursmuskulatur och kan förlängas till över 4 µm eller kortas ner till 1 µm under sammandragning.
  • Myocyter har striationer på grund av att sarkomererna hos intilliggande myofibriller är anpassade till deras Z-linjer.
• Miosinfilament är begränsade till sarkomerens centrala del (A-band).
• Aktinfilament är fästa vid Z linjen och sträcker sig in i A-bandet.
• Z linjen ter sig som en struktur med sik-sak format material som delar de ziggzaggande sektionerna och fäster de tunna filamenten hos intilliggande sarkomerer.
• Matrixmaterialet i Z linjen innehåller stora mängder proteiner (α-aktinin).
• Den faktiska kraftgenererande mekanismen beror på samverkan och rörelse mellan de tjocka och tunna filamenten.

Filamentstruktur

• Tunna filament är gjorda av polymeriserade aktinmolekyler med reglerande proteiner, tropomiosin och troponin ihoprullade.
  • Varje tunt filament består av en dubbel spiral av polymeriserade aktinmonomerer (F-aktin).
  • F-aktinfilament är polära, där plusänden fästs vid Z linjen via α-aktinin och nebulin och minusänden förlängs mot M-linjen och skyddas av tropomodulin
  • Varje G-aktinmolekyl har bindningsställe för myosin, men blockeras av tropomyosinet i vila.
• Tropomyosin består även av en dubbel spiral för varje filament. Förhindrar bindning
• Ett troponinkomplex har tre subenheter, TnC (Ca 2 +), TnT (tropomyosin ), och Tnl (inhiberar aktin).
• Tropomodulin: Behåller och reglerar längden på aktinfilamentet.
• Nebulin: Inelastiskt protein kopplat till Z-linjerna, ger stabilitet till filament.

Tjocka filament och tillhörande proteiner

• Tjocka filament består av myosin II som skapar rörlighet.
• Varje myosin II-molekyl har två tunga polypeptidkedjor, som består av två globulära huvuden som förbinder spakarmarna och en lång svans.
• Miosinhuvudet har specifika bindningsställen för ATP-hydrolys och aktin.
• Tillhörande proteiner reglerar och reglerar avståndet, fästning och anpassning av filamnten inom sarkomeren.

Titer

• Världens största protein, omspänner halva sarkomeren.
• Underlättar centreringen av det tjocka filamentet i sarkomeren och upprätthåller vilolängden.
• Främjar passiv återhämtningskraft för att upprätthålla sarkomerens korrekta längd och förhindra översträckning

α-aktinin

• Ett kort, stavformat aktinbindande protein som organiserar och fäster de tunna filamenten vid Z-linjen.

Desmin

• En intermediärfilamenttyp som bildar ett nätverk runt sarkomeren vid Z-linjerna, förenar dem till plasmamembranet via ankyrinprotein och stabiliserar tvärförband mellan de motsvarande myofibrillerna.

M-linje proteiner

• Multipla myosinbindande proteiner upprätthåller de tjocka filamenten vid M-linjen i bifogade titinmolekyler och tjocka filament. Dessa inkluderar myomesin, M-protein, obscurin och muskelkreatinkinas.

Myosinbindande protein C

• Bidrar till bildandet och stabiliseringen av tjocka filament, interagerar med titinmolekyler.
• Distrofin - binder aktinfilament till laminin i muskelcellens externa lamina.
• När en muskel dras samman kortas sarkomererna och I-bandet av och A bandet förblir konstant .
• Under sammandragning förkortar myosin och aktin och binder till varannan med en omlott som bildar den tvärbildande bryggan.

Klinik

– Minskad distrofina-funktion är relaterad till progressiv muskelsvaghet. – Duchennes muskeldystrofi – X-kromosomlänkad recessiv ärftlig patologi vilket betyder att den i princip bara påverkar män.

Den kontraktila cyc-eln

• I vila tropomyosin hindrar myosinet från att binda aktin
• När Ca2+ blir tillgängligt i sarcoplasma binder det till troponin.
• Detta påverkar sedan tropomyosinet som exponerar myosinets kontaktställe för aktinbindningen.
  • Kontraktionscykeln
    • Vidhäftning: Myosinhuvet fäster starkt till aktinfilamentet
    • Separation Myosinhuvudet minskar dess affinitet till aktin
    • Böjning: Myosinhuvudet hydroliserar ATP till ADP och oorganiskt fosfat
    • Generering av kraft: Sätter igång den fria energin som släpps ut
    • Återmontering: Slutför cykeln genom återbindningen och aktin

Reglering och kontroll av kontraktion

• Under reglering interagerar kalciumjoner och det sarkoplasmatiska retikulumsystemet av tvärgående tubuli
• En ökning av kalciumjoner kan tillåta interaktioner av aktinmyosin
• Innan den slutförda reaktionen måste kalciumjoner avlägsnas.
• De sarkoplasmiska retikulumenheter har en longitudinell serie av anastamoserande rör som bildar ett kollektivt utrymme, en låg koncentration
  • Kalciumbindande proteiner ökar lagringseffektiviteten.
• T-systemet består av invaginationer och sarcolemman som är involverade i cellmembransamverkande exocytos

Motorisk innervation

• Skelettmuskelfibrer som härrör från ryggmärgen och hjärnstammen innerveras av motorneurornas axoner.
• Grenar går ut till fibrerna i muskeln.

Neuromuskularitet

– myelineringen av axonet slutar med att terminalsegmenten förblir täckta av ett tunt lager av neurilemma. - Det förgrenade axonala terminalet är ett presynaptiskt plan och meddelar det utskjutande sarkolemmat vid korsningen. (motorisk slutplatta). - Synaptiskt klyfta - utrymmet åtskiljs för att åstadkomma neuronal kommunikation.

• Frisättningen av acetylkolin inleder spridningen av plasmamembranpolarisation för muskler.

Sensorisk innervation

• Proprioceptorer - utgör en aspekt av kroppens somatosensoriska system som informerar nervsystemet om både graden av muskelförlängning och spänning; utgör rumslig orientering av kroppen.
  • Muskelspolar - Specialiserade sträckreceptorer som innehåller 2 olika typer av modifierade muskelceller = intrafusala fibrer
    • Intrafusaler innerveras av sensoriska och motoriska nervfibrer
    • Golgi senorgan - samma princip som muskelspolar men samverkar med sträckning.
• Båda förmedelsimpulserna till CNS, vilket då modulerar funktionen.

Muskelhistogenes

• Generering av muskelstamcellslinje beror på uttrycket av flera.
• Myoblaster produceras från ett av icke segmenterad paraxial mesoderm eller segmenterad mosoderm hos de somiterade kropparna
  • Under den första embryonala utvecklingen är det en uppvisning av ett Myo-D uttryck.
  • Detta deltar i aktivering av särskilda muskelfunktioner.
  • Myastatin ger en balansering för skelett-, muskelutveckling.
    • Dvs Myo-D kontrollerar företrädesvis uttrycket av migstatingenen.
  • Överuttryckta fenotyper som observerats inaktiverat myostatin hos djur har bekräftat nedärvningen som en negativ utveckling.
  • Skelettmuskulära stamfäder differentierar till: - Tidiga myoblaster - Sena myoblaster

    • Under den senare delen av den fetala utvecklingen ger en population stamceller upphov till satellitcellerna - interpositioner mellan plasmamembran och externa lamina. Satellitceller är orsaken till regenerering, och den åstadkoms genom att gå in i cellcykeln, vilket leder till nya myoblaster.Muskeldystrofier:

      • Kännetecknas av successiv degenerering av benägenhet att kräva en konstant uppsättning satellitceller för att byta ut degenererade fibrer.

Frågor om versionshantering, agil projektledning, designprinciper och testning inom programvaruutveckling. Utforska autentisering och auktorisering. Perfekt för utvecklare.