Svalová kontrakce je základní fyziologický proces, při kterém svalová vlákna vyvíjejí napětí a mohou se zkracovat, čímž umožňují pohyb a další funkce těla.
Spojení excitace a kontrakce je základem svalové činnosti.
Svaly zajišťují veškeré pohyby umožňující lidskou práci, komunikaci prostřednictvím mimiky, mluveného slova, psaní a ovšem také cirkulaci krve, transport tráveniny GIT, činnost sfinkterů atd.
Nervosvalové spojení (1. Axon, 2. Sarkolema, 3. Synaptické váčky, 4. Acetylcholinové receptory, 5. Dlouhodobé - organofosfáty, neurotoxiny) jsou základem hybné složky pohybového systému.
Kosterní svalovina tvoří asi 40 % hmotnosti těla.
Svalová vlákna obsahují velký počet myofibril, jež jsou tvořeny kontraktilními proteiny - aktinem a myosinem.
Myofibrily jsou členěny na pravidelné úseky - tzv. sarkomery, což jsou základní strukturní a funkční jednotky.
Sarkomera je vzdálenost mezi dvěma Z-liniemi.
Do Z-linií jsou zakotvena tenká filamenta aktinu mezi nimi jsou tlustá filamenta myosinu.
Aktinová a myosinová vlákna se částečně překrývají, tím vzniká typický mikroskopický obraz příčného pruhování, ve kterém se střídají anizotropní (A) a izotropní (I) části.
Izootropní proužek je část sarkomery, kde se filamenta kontraktilní bílkoviny aktinu nepřekrývají s filamentami myozinovými.
Tenké aktinové vlákno je dvoušroubovice vláknitého F-aktinu, tvořené kulovitými jednotkami G-aktinu.
Po obou stranách jsou připojeny molekuly tropomyosinu a troponinu.
Tropomyosin za klidových podmínek kryje aktivní místa.
Každé vlákno tvoří dvě molekuly myosinu, které se kolem sebe obtáčejí (ocas) a na konci se rozšiřují (hlavička).
Část mezi hlavičkou a ocasem má schopnost ohybu (krček).
Hlavička má ATP-ázovou aktivitu a váže se na aktivní místa aktinu.
Tlusté filamentum je tvořeno mnoha molekulami myosinu.
Nervosvalové spojení (1. Axon, 2. Sarkolema, 3. Synaptické váčky, 4. Acetylcholinové receptory, 5. Dlouhodobé - organofosfáty, neurotoxiny) jsou základem hybné složky pohybového systému.
Svalové vlákno je komplexní mnohojaderná buňka, 40-100 mikrometrů silné a až na výjimky 1-40 milimetrů dlouhé.
Od okolí je každé svalové vlákno odděleno buněčnou membránou - sarkolemou, která obklopuje cytoplazmu - sarkoplazmu.
Sarkomery jsou vlastní kontraktilní jednotkou svalových vláken.
Samotná struktura sarkomer je tvořena paralelně umístěnými myofilamenty - aktinem (v průměru 4nm) a myozinem (v průměru 10nm), které se podle míry kontrakce svalu buď částečně, nebo zcela překrývají.
V mikroskopickém obrazu se střídají izotropní (světle) a anizotropní (tmavé) pruhy.
Izotropní proužek je část sarkomery, kde se filamenta kontraktilní bílkoviny aktinu nepřekrývají s filamentami myozinovými.
Svaly jsou pomocí šlach, složených z tuhého fibrosního vaziva, připojeny k hlavní konstrukci těla, kostře.
Colagení vlákna uspořádaná rovnoběžně, nebo šroubovitě se spojují, aby vytvořila šlachy a umožnila mechanickou práci.
Charakteristickým stahem - kontrakcí - se projevuje funkce svalů v pohybu.
Např. pohybová funkce svalů závisí na vnitřní struktuře svalu.
Ve svalu je zapojeno větší množství krátkých svalových vláken ve svalu se zpeřenými snopci.
Sval se může zkrátit o třetinu, někdy až o polovinu délky svých svalových snopců.
Pokud se o třetinu kontrahuje sval s podélnou úpravou snopců, má větší výšku zdvihu, ale menší sílu.
Svaly s podélnými snopci jsou proto zpravidla upnuty dále od osy kloubu (na povrchu), svaly zpeřené blíže k ose kloubu (v hloubce), protože na malé dráze pohybu se musí uplatnit velká síla.
Plocha, jež odpovídá součtu průřezů všech svalových vláken, tj. Aktivní sval se vyznačuje vyšší tuhostí než sval pasivní.
Tuhost svalu roste se stupněm excitace.
Elektromyografie (EMG) je diagnostická metoda zaznamenávající elektrické napěťové změny.
K vlastnímu měření se používají vpichové elektrody, které snímají elektrickou aktivitu určitých motorických jednotek.
Opakovaná intenzivní činnost pohybového aparátu má za následek změny v jeho struktuře v různém rozsahu.
Fyzická zátěž vyvolává funkční hypertrofii svalů (růst svalové tkáně), často doprovázenou i částečnou změnou histo-chemické složky vláken.
Cílenou izometrickou kontrakcí lze dosáhnout plastické modelace svalů.
Na svalový aparát působí řada dalších mechanických faktorů.
Rozlišujeme podněty statické a dynamické.
Většina mechanických faktorů má negativní i pozitivní účinek působení.
Gravitační síla působí mezi Zemí a člověkem neustále.
Zvětší-li se tíhové zrychlení, mluvíme o tzv. přetížení organismu.
Rozlišujeme kladné a záporné přetížení.
V situaci, kdy se dostředivá a odstředivá síla rovnají a působí v opačném směru, nastává tzv. beztížný stav.
Snížení atmosferického tlaku využíváme léčebně v tzv. podtlakových komorách.
Tyto komory mají pozitivní vliv na respirační onemocnění.
Přetlaku atmosferického tlaku využíváme v tzv. přetlakových komorách.
Přetlak se v nich pohybuje v rozmezí 26-54 kPa a jsou vhodné pro léčbu některých plicních onemocnění, otrav, popálenin a těžkých šokových stavů.
Účinek mechanické energie je dán impulzem síly vzájemného působení dvou těles.
Negativní účinek na lidské tělo označujeme jako mechanický úraz.
Pozitivních účinků mechanické energie využíváme v terapeutických metodách a postupech.
Klouby jsou obklopeny různými skupinami svalů.
Souhra agonistů a antagonistů je důležitá pro stabilizaci samotného pohybu.
Působení protichůdných svalových skupin totiž stabilizuje určitou polohu těla a jeho segmenty.
Funkce hlavní: např. Kontrakcí - svalový stah.
Koncentrická kontrakce je kontrakce, při které dochází ke zkracování svalu.
Je typická zvětšením objemu svalového bříška a skutečným zkrácením svalu.
Sval při tomto typu zkrácení vykonává práci a svalová síla působí ve stejném směru jako pohybující se segment těla.
Výsledkem koncentrického smrštění svalu je nejen pohyb prováděný stálou rychlostí, ale i urychlení, akcelerace pohybu.
Excentrická kontrakce je kontrakce, při které dochází k prodlužování svalu.
Svalové úpony se při tomto typu kontrakce vzdalují.
Izometrická kontrakce je kontrakce, během které je sval aktivován, ale není generovaný žádný pohyb.
Při izometrické kontrakci zůstává délka svalu konstantní - vzdálenost začátku a úponu svalu se nemění.
Izometrická kontrakce je často využívána v rehabilitaci pro fixaci kloubů a zvyšování síly bez pohybu.
Isotonické - cvičení dynamického svalového napětí, sval se zkracuje a vzniká svalová kontrakce a pohyb.
Cílem cvičení je zvýšení svalové síly, vytrvalosti a kardiorespirační funkce.
Rehabilitační ošetřování zahrnuje cvičení: Izometrické i izotonické dle potřeb pacienta.
Pacient může cvičit vleže na zádech, na břiše, ve stoje nebo vsedě, záleží na aktuálních možnostech a zdravotním stavu pacienta.
Frekvence cvičení je 2x - 3x denně, s možností využití pomůcek např.: ručník, míček, tužka.
V případě svalové kontrakce, zejména anizometrické, lze dosáhnout výrazné zlepšení funkce svalů a stability kloubů.
Svalová kontrakce - cyklus Cross Bridge, animace.
Sledování průběhu rehabilitace a volba vhodných cvičení vychází z posouzení svalové síly, rozsahu pohybu a stabilizace kloubů.
V praxi se používají cviky zaměřené na posílení agonistů a koordinaci mezi antagonistickými svaly pro lepší stabilitu pohybu.
Izometrickou kontrakcí lze dosáhnout plastické modelace svalů, což je zvláště patrné u sportovců.
Vzhledem k tomu, že excentrická kontrakce zahrnuje prodlužování svalu proti zátěži, je často spojována s vyšším rizikem svalových poranění, a proto by měla být postupně zvyšována v rehabilitačním plánu.
Excentrická kontrakce: Sval se prodlužuje pod zátěží. Příklad: Spouštění činky (biceps se prodlužuje, ale stále vyvíjí sílu proti gravitaci).
Příklad: Držení těžkého předmětu v ruce, tlačení na zeď.
Jedná se o kombinaci izometrické a izotonické kontrakce, kdy se mění jak délka svalu, tak i napětí v něm.
Praktické souhrny a rehabilitační přístupy
Rozlišujeme podněty statické a dynamické.
Fyzická zátěž vyvolává změny v jeho struktuře v různém rozsahu a může vést k hypertrofii svalů.
Cílenou izometrickou kontrakcí lze dosáhnout plastické modelace svalů, zejména u sportovců.
- Izometrické cvičení: statické napětí, bez změny délky svalu, vhodné pro fixaci a stabilizaci.
- Izotonické cvičení: dynamické napětí, sval se zkracuje a vytváří pohyb.
- Excentrické cvičení: sval se prodlužuje pod zátěží, postupně zvyšovat zátěž pro bezpečné posílení.
tags: #anizometricka #kontrakce #svalu