สรีรวิทยาของกล้ามเนื้อคืออะไร?

สรีรวิทยาของกล้ามเนื้อคือการศึกษาการทำงานของกล้ามเนื้อ กล้ามเนื้อเป็นมัดของเส้นใยที่หดตัวเพื่อสร้างความร้อนท่าทางและการเคลื่อนไหวทั้งอวัยวะภายในหรือของร่างกาย สรีรวิทยาของกล้ามเนื้อศึกษาลักษณะทางกายภาพทางกลและชีวเคมีของกล้ามเนื้อในการพัฒนาโครงสร้างเส้นใยโครงสร้างของกล้ามเนื้อการหดตัวและการสร้างความแข็งแรง

ร่างกายมีกล้ามเนื้อสามประเภท: การเต้นของหัวใจเรียบและโครงกระดูก กล้ามเนื้อโครงร่างเป็นกล้ามเนื้อโดยสมัครใจหรือกล้ามเนื้อที่สามารถควบคุมได้อย่างมีสติโดดเด่นด้วยการขีดหรือแม้แต่ลาย กล้ามเนื้อโครงกระดูกยึดติดกับกระดูกเพื่อให้เกิดการเคลื่อนไหวของโครงกระดูกเพื่อจุดประสงค์เช่นท่าทางและการเคลื่อนไหว กล้ามเนื้อเรียบเป็นกล้ามเนื้อโดยไม่สมัครใจซึ่งมีรอยขาดเกิดขึ้นซึ่งส่งผลต่อการเคลื่อนไหวของอวัยวะภายใน กล้ามเนื้อหัวใจเป็นกล้ามเนื้อโดยไม่สมัครใจที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งประกอบด้วยหัวใจและทำให้เกิดการหดตัวหรือการเต้นของหัวใจ

การทำความเข้าใจสรีรวิทยาของกล้ามเนื้อของกล้ามเนื้อโครงร่างนั้นต้องมีความเข้าใจพื้นฐานของโครงสร้าง กล้ามเนื้อโครงร่างมักจะยึดติดกับกระดูกผ่านเอ็นกล้ามเนื้อและมักจะปรากฏในคู่ที่เป็นปรปักษ์กันดังนั้นเมื่อกล้ามเนื้อหนึ่งหดตัว กล้ามเนื้อนั้นประกอบด้วยมัดหรือฟาสซิสต์ของเซลล์ทรงกระบอกยาวที่เรียกว่าเส้นใยกล้ามเนื้อ แต่ละเส้นใยประกอบด้วยโครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายสตริงจำนวนมากที่เรียกว่า myofilaments ซึ่งอยู่ภายใน sarcoplasm ซึ่งเป็นของเหลวที่คล้ายกับไซโตพลาสซึมซึ่งถูกยึดไว้โดย sarcolemma หรือเยื่อหุ้มเซลล์ myofilaments มีโครงสร้างที่หดตัวที่เรียกว่า myofibrils ซึ่งองค์ประกอบจะทำซ้ำทางเรขาคณิตเพื่อสร้างหน่วยการทำงานที่เรียกว่า sarcomeres

แต่ละ sarcomere ประกอบด้วยเส้นใยหนาที่ทับซ้อนกันประกอบด้วยโมเลกุล myosin และเส้นใยบาง ๆ ประกอบด้วย actin, troponin และ tropomyosin molecules ทฤษฎีเส้นใยเลื่อนของการหดตัวเสนอว่าในระหว่างการหดตัว myosin จะจับกับโมเลกุลของเส้นใยบาง ๆ เพื่อดึงเส้นใยบาง ๆ เหนือหรือใต้เส้นใยหนา sarcomere สั้นลงโดยรวมแม้ว่าจะไม่มีองค์ประกอบของไฟเบอร์ที่หดขนาด การรวมตัวกันของโมเลกุลที่รับผิดชอบในการหดตัวนี้จะถูกกระตุ้นโดยการปลดปล่อยของแคลเซียมไอออนจาก sarcoplasm แคลเซียมจะถูกปลดปล่อยออกมาเพื่อตอบสนองต่อแรงกระตุ้นไฟฟ้าที่เรียกว่า ศักย์การกระทำที่ ส่งมาจากเซลล์ประสาทไปยังกล้ามเนื้อผ่านทางประสาทและกล้ามเนื้อ

สรีรวิทยาของกล้ามเนื้อเรียบต่างจากสรีรวิทยาของกล้ามเนื้อโครงร่างเพราะกล้ามเนื้อเรียบไม่มี sarcomeres อธิบายการขาด striations ในกล้ามเนื้อเรียบ แทนการทำสัญญากล้ามเนื้อเรียบเป็นหน่วยเดียวโดยมีแรงกระตุ้นไฟฟ้าถูกสื่อสารจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งผ่านทางรอยต่อช่องว่าง แรงกระตุ้นไฟฟ้าเหล่านี้สื่อสารโดยเซลล์ประสาทที่เกิดจากระบบประสาทอัตโนมัติ กล้ามเนื้อเรียบบางตัวอาจหดตัวเองโดยไม่ต้องมีการกระตุ้นจากเซลล์ประสาทเนื่องจากมีเซลล์ของเครื่องกระตุ้นหัวใจซึ่งสามารถสร้างแรงกระตุ้นไฟฟ้าได้ เช่นเดียวกับกล้ามเนื้อโครงร่างการหดตัวเกิดขึ้นจากการยึดและเลื่อนของเส้นใยหนาที่มีเส้นใยบาง ๆ เพื่อตอบสนองต่อการปลดปล่อยแคลเซียมภายในเส้นใยกล้ามเนื้อ

สรีรวิทยาของกล้ามเนื้อหัวใจคล้ายกับสรีรวิทยาของกล้ามเนื้อโครงร่างในหลายวิธี กล้ามเนื้อหัวใจหดตัวเพื่อตอบสนองต่อแคลเซียมในระดับสูง ระบุว่ามันยังใช้ sarcomeres เป็นหน่วยหดตัว เช่นเดียวกับกล้ามเนื้อเรียบและไม่เหมือนกับกล้ามเนื้อโครงร่างกล้ามเนื้อหัวใจไม่จำเป็นต้องรับความรู้สึกที่ทุก ๆ เส้นใยเพราะมันสามารถสื่อสารสัญญาณไฟฟ้าจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งได้ การสื่อสารนี้เกิดขึ้นได้ผ่านแผ่นอุกกาบาตซึ่งเป็นคุณลักษณะเฉพาะของกล้ามเนื้อหัวใจ