Příčně pruhovaná svalovina a její kontrakce

Příčně pruhovaná svalovina, dříve označovaná jako žíhaná svalovina, představuje jeden ze základních typů svalové tkáně. Běžně se označuje jako kosterní svalovina, protože se velmi často upíná na kosti, čímž umožňuje pohyb jednotlivých částí těla.

Kromě upínání na kosti se příčně pruhované svaly vyskytují také ve stěně hltanu, části jícnu a v jazyku. Tato svalovina je ovladatelná vůlí a je klíčová pro pohyb celého těla. Kosterní svaly tvoří přibližně 36 % hmotnosti těla u mužů a 32 % u žen, přičemž u sportovců může být tento podíl vyšší.

Struktura příčně pruhované svaloviny

Stavba kosterního svalu je komplexní a lze ji popsat postupně od makroskopické úrovně až po mikroskopické uspořádání molekul. Základní stavební jednotkou je svalové vlákno, které je ve skutečnosti mnohojadernou buňkou nazývanou rhabdomyocyt. Tato vlákna mohou dosahovat délky až 40 cm.

Uvnitř každého svalového vlákna se nachází cytoplazma (sarkoplazma) obsahující myofibrily. Ty jsou dále příčně rozděleny na základní kontraktilní jednotky zvané sarkomery. Sarkomera je ohraničena Z-liniemi a skládá se z tenkých aktinových a silných myozinových filamentů. Tato uspořádanost aktinu a myosinu způsobuje charakteristické příčné žíhání, které je pod mikroskopem pozorovatelné.

Myofilamenty aktinu a myosinu obsahují specifické proteiny - tropomyosin a troponin. V klidovém stavu tropomyosin brání kontaktu mezi aktinem a myozinem. Troponin pomáhá "chránit" aktivní místa na aktinu před myosinem.

Svalová vlákna jsou obalena řídkou vazivovou pochvou. Vlákna se spojují do snopečků a snopců, které jsou kryty silnějším vazivovým obalem. Snce se pak skládají do celých svalů, které jsou obaleny pevnou a pružnou vazivovou blanou - fascií (povázkou).

Na obou koncích svalu přechází fascie ve šlachy, které jsou pevně napojeny na kosti jako začátky a úpony svalů. Šlachy jsou tvořeny kolagenními vlákny uspořádanými rovnoběžně nebo šroubovitě, což jim dodává pevnost a pružnost. Díky tomuto uspořádání je pravděpodobnější, že se přetrhne sval než šlacha, pokud nedojde k onemocnění svalu nebo jeho podchlazení.

Mechanismus svalové kontrakce

Svalová kontrakce je komplexní proces, který je vyvolán nervovým podnětem. Tento podnět se šíří po nervovém vlákně a na nervosvalové ploténce dochází k uvolnění mediátoru, kterým je acetylcholin.

Acetylcholin se váže na receptory postsynaptické membrány svalového vlákna, což vede ke zvýšení propustnosti membrány pro ionty sodíku (Na+) a draslíku (K+). Tato změna propustnosti vyvolá změnu elektrického potenciálu, která se šíří po povrchu svalového vlákna (sarkolemě) a skrze vchlípeniny (T-tubuly) ovlivňuje sarkoplazmatické retikulum.

Sarkoplazmatické retikulum následně uvolní molekuly vápníku (Ca2+) do sarkoplazmy. Zvýšená koncentrace vápníku působí na troponin, který způsobí odhalení aktivních míst na aktinu. K těmto místům se navážou hlavice myozinu, které se ohnou a tím posunou aktinová a myozinová vlákna vůči sobě. Tento proces vede ke zkrácení sarkomery a tím ke kontrakci svalu.

Pro uvolnění vazby mezi aktinem a myosinem a pro relaxaci svalu je nezbytná spotřeba chemické energie ve formě ATP (adenosintrifosfátu). Po smrti dochází k vyčerpání ATP, což vede k rigor mortis (posmrtné ztuhlosti).

Typy svalových kontrakcí

Existují tři základní typy svalových kontrakcí:

• Koncentrická kontrakce: Sval se při ní zkracuje, což vede ke pohybu. Svalová síla působí ve stejném směru jako pohybující se část těla.
• Excentrická kontrakce: Sval se při ní prodlužuje, což znamená, že úpony svalu se od sebe vzdalují. Tento typ kontrakce se často podílí na zpomalování pohybu.
• Izometrická kontrakce: Sval je aktivován, ale jeho délka zůstává konstantní, nedochází k žádnému pohybu. Napětí ve svalu se však zvyšuje.

Funkce a význam příčně pruhované svaloviny

Příčně pruhovaná svalovina je zodpovědná za širokou škálu funkcí:

• Pohyb: Umožňuje pohyb jednotlivých částí těla a celého organismu, jako je chůze, běh, nebo jemné motorické pohyby.
• Posturální funkce: Udržuje tělo ve vzpřímené poloze proti gravitaci.
• Produkce tepla: Svalová činnost generuje teplo, které pomáhá udržovat tělesnou teplotu. Svalový třes je příkladem této funkce.
• Energetický metabolismus: Svaly hrají důležitou roli v metabolismu těla, zejména v přeměně glukózy na energii.
• Dýchání: Dýchací svaly, jako je bránice a mezižeberní svaly, jsou příčně pruhované a zajišťují dýchání.

Energetika svalové činnosti

Základním zdrojem energie pro svalovou činnost je ATP. ATP je generováno primárně aerobní glykolýzou, která vyžaduje kyslík a probíhá v mitochondriích. Při nadbytku glukózy se může ukládat ve formě glykogenu.

Při intenzivní a krátkodobé zátěži, kdy není dostatek kyslíku, dochází k anaerobní glykolýze, která produkuje laktát (kyselinu mléčnou). Hromadění laktátu je spojeno s únavou a bolestí svalů. Během odpočinku dochází k odplavování těchto odpadních látek.

Dalšími zdroji energie jsou reakce ADP (adenosindifosfátu) s kreatinfosfátem.

Onemocnění a poruchy svalové tkáně

Existuje řada onemocnění a poruch postihujících příčně pruhovanou svalovinu:

• Muskulární dystrofie: Skupina vrozených onemocnění vedoucích k postupné degeneraci svalové tkáně.
• Myasthenia gravis: Autoimunitní onemocnění postihující nervosvalovou ploténku, projevující se svalovou slabostí a únavností.
• Myozitidy: Zánětlivá onemocnění svalů, často autoimunitního původu.
• Rhabdomyolýza: Rozpad svalových vláken, který může vést k akutnímu selhání ledvin.
• Organofosfáty: Látky blokující enzym acetylcholinesterázu, což vede k nadměrným svalovým kontrakcím.
• Botulotoxin: Toxická sloučenina narušující uvolňování acetylcholinu a tím znemožňující svalovou kontrakci.
• Tetanotoxin: Bakteriální toxin způsobující silné svalové kontrakce ovlivněním centrálního nervového systému.
• Nádory: Vzácné nádory z příčně pruhované svaloviny, označované jako rhabdomyomy (benigní) a rhabdomyosarkomy (maligní).

tags: #pricne #pruhovane #svaloviny #kontrakce