Title: DFM2 tenta / Muskler och lite nerver

Q: Förklara varför kraften som en skelettmuskel kan producera är lägre när muskeln förkortas än när längden hålls konstant. (2 p)
A: Under förkortning går en del av korsbryggornas arbete åt till att hämta hem aktinfilamentet, dvs förkorta sarkomeren. Kraften blir därmed lägre än vid isometrisk kontraktion där all korsbryggeaktivitet ger kraft.

Q: Varför minskar inte Ca2+-koncentrationen i skelettmuskelcellernas cytoplasma under kontraktion om den extracellulära Ca2+-koncentrationen minskar? Motivera ditt svar. (2 p)
A: Svar: Under en kontraktion frisätts Ca2+ från det sarkoplasmatiska retiklet (SR) genom att aktionspotentialer aktiverar spänningskännare i t-tubuli (DHPR) som i sin tur aktiverar Ca2+-kanaler i SR (RyR). Denna process är inte beroende av den extracellulära Ca2+-koncentrationen och inget Ca2+ behöver komma in i cellen.

Q: Redogör kort för förloppet från att en aktionspotential startar på ytan av en skelettmuskelfiber fram till att korsbryggorna börjar arbeta och kontraktionen inleds. (2 p)
A: Svarsaspekt: Aktionspotential => aktivering av spänningskännare i t-tubuli (DHPR) => aktivering av SR:s Ca2+-kanaler (RyR) => Ca2+ frisätts till cytoplasman och binder till reglerproteinen troponin och tropomyosin => korsbryggorna (myosinhuvudena) kan binda till aktin => kontraktion.

Q: Vad händer med kraften i en maximalt aktiverad skelettmuskelfiber?
A. Kraften minskar när den förkortas under pågående kontraktion.
B. Kraften minskar pga att dess förmåga att använda anaerob metabolism minskar.
C. Kraften minskar pga att dess förmåga att använda aerob metabolism minskar.
D. Kraften påverkas inte när den förkortas under pågående kontraktion.
E. Kraften ökar när den förkortas under pågående kontraktion.
A: Svar: A. Kraften minskar när den förkortas under pågående kontraktion.

Q: Vid allvarliga sjukdomstillstånd med generell inflammation uppkommer ofta en akut svaghet i skelettmusklerna. Utgå från den intracellulära aktiveringen av kontraktion i en skelettmuskelfiber och ange två möjliga orsaker till en akut minskning av kraftproduktion vid inflammation. (2 p)
A: Exempel på svar:
• försämrad fortledning av aktionspotentialen in i t-tubuli
• minskad Ca2+-frisättning från det sarkoplasmatiska retiklet
• minskad Ca2+-känslighet hos myofibrillerna
• nedsatt förmåga hos korsbryggorna att producera kraft

Q: Vilket av följande påståenden gällande svaghet i en muskel är felaktigt? I en muskel som drabbats av akut svaghet kan man se en minskning av:
A. Den isometriska kraften
B. Effektutvecklingen
C. Förkortningshastigheten
D. Förlängningshastigheten
E. Uthålligheten
A: Svar: D. Förlängningshastigheten
Kommentar: Muskler kan bara förkorta sig. De förlängs av yttre krafter, t.ex. tyngdkraften. Dvs förlängningshastighten beror på yttre krafter och påverkas ej av att muskeln är svag

Q: I tvärstrimmig muskulatur finns huvudsakligen fem typer av muskelreceptorer. Vilken typ av receptor reagerar kraftigast på en muskelkontraktion?
A. Golgis senorgan
B. Muskelspolar
C. Pacini-kroppar
D. Smärtreceptorer
E. Tryckrecptorer
A: Svar: A. Golgis senorgan

Q: Vid snabba rörelser som kräver stor kraft aktiveras IIX muskelfibrer.
Varför är de lämpade för denna typ av kontraktion och i mindre grad för långvariga kontraktioner (t ex att hålla tonus)? (2 p)
A: Svar: De är snabba pga deras korsbryggor cyklar snabbt och de använder snabba anaeroba energisystem. De gör av med mycket energi och har låg aerob kapacitet

Q: Förklara varför det går lättare att cykla på en cykel med flera växlar än en cykel med bara en växel. (2 p).
A: Svar: Genom att man växla kan man hålla belastningen konstant vid c:a 40% av den isometriska kraften där man får ut mest effekt ur muskeln.

Q: Beskriv hur aktiveringen av aktinfilamentet i skelettmuskel styrs av Ca2+-koncentrationen i cytoplasman. (2 p)
A: Svarsaspekt: En ökning i Ca2+-koncentration leder till att Ca2+ binder till troponin som ändrar form och drar med sig tropomyosin (1 p).
Detta leder till att myosinhuvudena kan binda till aktin och kontraktionen startar (1 p).

Q: Vad karakteriserar typ 1 (röda) muskelfibrer?
A. Kan hålla tonus länge, explosiva och oxidativa
B. Många kapillärer och explosiva
C. Snabba, kraftfulla och glykolytiska
D. Stora fibrer, många mitokondrier och tröttas lätt
E. Uthålliga, långsamma och oxidativa
A: Svar: E. Uthålliga, långsamma och oxidativa

Q: På vilket sätt skiljer sig kraftproduktionen mellan hjärt- och skelettmuskulatur under normalfysiologiska förhållanden?
A. Hjärtmuskel kan rekrytera fler muskelfibrer vid behov, men det kan inte skelettmuskel.
B. Hjärtmuskeln kan producera mer kraft genom ökad frekvens av aktionspotentialer, men skelettmuskeln är endast beroende av antalet aktiva motoriska enheter.
C. Hjärtmuskel producerar mer kraft när den blir längre, men kraftproduktionen i skelettmuskel minskar nära maximal längd.
D. Skelettmuskelns kontraktionskraft ökar vid ökat inflöde av extracellulär Ca2+ medan hjärtmuskel endast kan öka kraften med Ca2+ från sarkoplasmatiska retiklet (SR).
E. Skelettmuskel kan producera mer kraft på grund av att den är mer aerob än hjärtmuskel.
A: Svar: C. Hjärtmuskel producerar mer kraft när den blir längre, men kraftproduktionen i skelettmuskel minskar nära maximal längd.

Q: Hodgkin och Huxley klarlade mekanismerna för aktionspotentialen i sina studier av jätteaxoner från en bläckfisk. Mekanismerna visade sig vara mycket likartade i nervceller från ryggradsdjur inklusive människan. Vilken typ av ström och vilken typ av jonkanal orsakar depolarisationen i en nervcell dvs första fasen av aktionspotentialen)?
A. En Ca2+-ström genom spännings-aktiverade jonkanaler
B. En K+-ström genom spänningsaktiverade jonkanaler
C. En K+-ström genom läckkanaler
D. En Na+-ström genom ligand-aktiverade jonkanaler
E. En Na+-ström genom spännings-aktiverade jonkanaler
A: Svar: E. En Na+-ström genom spännings-aktiverade jonkanaler

Q: Ange fyra skillnader som föreligger mellan röda och vita muskelfibrer. (2 p)
A: Svar:

Q: Vilken jon orsakar den inåtgående strömmen under aktionspotentialen i en nervcell och bestämmer därmed aktionspotentialens amplitud?
A. Ca2+
B. Cl-
C. K+
D. Mg2+
E. Na+
A: Svar: E. Na+

Q: Vad utlöser en sträckreflex i en muskel?
A. Aktivitet i muskelns muskelspolar
B. Aktivitet i muskelns Golgi-senorgan
C. Aktivitet i muskelns smärtreceptorer
D. Kontraktion av muskeln
E. Relaxation av muskeln
A: Svar: A. Aktivitet i muskelns muskelspolar