POHYBOVÁ SOUSTAVA SVALY A TYPY SVALOVÝCH VLÁKEN skenovat0002 Illustration STRUKTURA KOSTERNÍHO SVALU KOST ŠLACHA SVAL SVALOVÁ VLÁKNA SVALOVÉ VLÁKNO MYOFIBRILA JÁDRA SVALOVÝ SNOPEC 20640Bv Illustration SVALOVÉ VLÁKNO (buňka) MITOCHONDRIE SARKOPLAZMA JÁDRO SARKOLEMA MYOFIBRILA OTEVŘENÉ T-TUBULY TRIÁDA Key Points Důležité w Svalová buňka se nazývá svalové vlákno. w Svalové vlákno je ohraničeno plazmatickou membránou nazývanou sarkolema. Svalové vlákno w Cytoplazma svalového vlákna se nazývá sarkoplazma. w Uvnitř sarkoplazmy, T-tubuly umožňují transport aktivních látek ke svalovému vláknu. w Sarkoplazmatické retikulum obsahuje kalcium. Illustration USPOŘÁDÁNÍ FILAMENT AKTIN MYOZIN SARKOMERA A-PROUŽEK I-PROUŽEK Illustration USPOŘÁDÁNÍ FILAMENT V SARKOMEŘE AKTIN MYOZIN TROPONIN TROPOMYOZIN M-LINIE MYOZINOVÉ VLÁKNO AKTINOVÉ VLÁKNO Illustration AKTINOVÉ VLÁKNO TROPONIN AKTIN TROPOMYOZIN Illustration MOTORICKÁ JEDNOTKA MOTORICKÁ JEDNOTKA MOTONEURON NERVOSVALOVÁ PLOTÉNKA Key Points Důležité w Myofibrily jsou kontraktilní jednotky kosterních svalů, sval tvoří několik stovek až tisíc myofibril. w Sarkomera se skládá z vláken dvou bílkovin, myozin a aktin, které jsou zodpovědné za svalovou kontrakci. Myofibrily w Myozin je tenké vlákno s kulovitými hlavičkami na jednom konci. w Aktinové vlákno tvoří: aktin, tropomyozin, a troponin (připojeno k Z disku). w Myofibrily se skládají ze sarkomer, nejmenších funkčních jednotek svalu. Contents 1. Motoneuron, vysílající signály z mozku nebo míchy, uvolňuje mediátor (neurotransmitér) tzv. acetylcholin (Ach) z nervosvalové ploténky. 2. Navázáním ACh na receptor způsobí v membráně otevření kanálů pro sodné ionty, a vyvolá tak vznik akčního potenciálů svalové buňky. Podráždění/Kontrakce 3. Akční potenciál se šíří po sarkolemě a skrz T-tubuly k sarkoplazamtickému retikulu, pak se do sarkoplazmy vylijí ionty Ca2+. 4. Ca2+ ionty se váží na troponin na aktinovém vláknu, troponin změní svoji prostorovou konfiguraci a umožní tropomyozinu zanořit se mezi vlákna aktinu, a odkrýt tak jeho aktivní místa. Contents 5. Po těchto aktivních místech se „natahují“ hlavy myozinu, kloužou po nich a vytvářejí spojení neboli můstky mezi aktinem a myozinem. 6. Myozinové vlákno tak aktivně přitahuje dvě aktinová vlákna zakotvená do protilehlých Z-proužků, a tím k sobě tyto proužky přitahuje. 7. Výsledkem je zkrácení sarkomery, zkrácení myofibrily, a tím i zkrácení svalu čili svalový stah. Podráždění/Kontrakce 8. Na konci svalové akce jsou vápenaté ionty aktivně pumpována zpět do plazmatického retikula, kde zůstanou uskladněna do příchodu dalšího akčního potenciálu. Illustration NERVOSVALOVÝ PŘENOS MOTONEURON SARKOLEMA ACH SVALOVÉ VLÁKNO ACH RECEPTOR SARKOPLAZAMTICKÉ RETIKULUM Ca2+ T-TUBUS MYOZINOVÉ HLAVICE AKTIN TROPOMYOZIN TROPONIN Ca2+ Illustration KONTRAKCE SVALOVÉHO VLÁKNA UVOLNĚNÉ SVALOVÉ VLÁKNO KONTRAKCE MAXIMÁLNÍ KONTRAKCE skenovat0010 Key Points skenovat0010 Illustration mso90BB msoAC9F1 msoE982F mso1CABD msoA051B spojení aktin-myozin klouzavý pohyb odpojení hlavic narovnání hlavic Key Points Důležité w Svalová práce je zahájena nervovým impulsem. Činnost svalového vlákna w Ca2+ ionty se váží na troponin, který zvedá tropomyozinové molekuly a tím odkrývá aktivní místa na aktinu, kde se mohou potom vázat hlavy myozinových vláken (můstky). w Nerv uvolňuje ACh, který následně propouští sodíkové ionty a depolarizuje buňky. Jakmile jsou buňky úspěšně depolarizovány nastane akční potenciál s uvolněním Ca2+ iontů. Key Points Důležité w „Klouzání“ myozinových hlav po aktinovém vlákně umožňuje zasouvání vláken a vede ke kontrakci svalové buňky. w Svalová práce končí jakmile vápník je pumpován zpět ze sarkoplazmy do darkoplazamtického retikula, kde je uskladněn. Činnost svalového vlákna w Hlavy odstupující z myozinového vlákna mají ATPázovou aktivitu (jsou schopné štěpit ATP) a zajišťují energii pro svalový stah. Contents w Vysoká aerobní (oxidativní) kapacita a odolnost vůči únavě w Nízká anaerobní (neoxidativní, glykolitická) kapacita a svalová síla w Pomalá kontrakce (110 ms/svalový tah) a myozinová ATPáza Pomalé (červené) svalové vlákno (I) Slow-Twitch (ST) Muscle Fibers SLOW OXIDATIVE (SO) w 10–180 vláken v motorické jednotce Skier Contents w Střední aerobní (oxidativní) kapacita a odolnost vůči únavě w Vysoká anaerobní (neoxidativní, glykolitická) kapacita a svalová síla w Rychlá kontrakce (50 ms/svalový stah) a myozinová ATPáza Rychlé (červené) svalové vlákno (IIa) Fast-Twitch (FTa) Muscle Fibers FAST OXIDATIVE GLYCOLYTIC (FOG) w 300–800 vláken v motorické jednotce Hurdler Contents w Nízká aerobní (oxidativní) kapacita a odolnost vůči únavě w Vysoká anaerobní (neoxidativní, glycolytická) kapacita s svalová síla w Rychlá kontrakce (50 ms/svalový stah) a myozinová ATPáza Rychlé (bíle) svalové vlákno (IIx/IIb) Fast-Twitch (FTb/FTx) Muscle Fibers FAST GLYCOLYTIC (FG) w 300–800 vláken v motorické jednotce Hitter Contents Základní vlastnosti sval. vláken (I, IIa, IIx) Typ I – angl. SO pomalé červené Typ IIa – angl. FOG rychlé červené Typ IIx – angl. FG rychlé bílé Rychlost kontrakce Síla kontrakce Odolnost vůči únavě Obsah glykogenu Průměr Hustota mitochodrií Hustota kapilár Aktivita ATP-ázy Glykolytická kapacita Oxidativní kapacita Contents Základní vlastnosti sval. vláken (I, IIa, IIx) Typ I pomalé červené Typ IIa rychlé červené Typ IIx rychlé bílé Rychlost kontrakce pomalá rychlá rychlá Síla kontrakce nízká střední vysoká Odolnost vůči únavě vysoká střední nízká Obsah glykogenu nízký vysoký vysoký Průměr malý střední velký Hustota mitochodrií vysoká vysoká nízká Hustota kapilár vysoká vysoká nízká Aktivita ATP-ázy nízká vysoká vysoká Glykolytická kapacita nízká vysoká vysoká Illustration POMALÁ A RYCHLÁ SVALOVÁ VLÁKNA Contents ► invazivní metoda – svalová biopsie ► magnetická rezonance se současnou analýzou biochemických parametrů snímaného svalu ► 1MR a následné cvičení s 80% < 8 převaha II, 8-12 50%:50%, > 12 převaha I ► výskoková ergometrie DIAGNOSTIKA svalových vláken Contents w Dutou jehlou je odebrán vzorek ze svalu. w Vzorek se zmrazí, nakrájí na úzké plátky a zkoumá se pod mikroskopem. w To umožňuje určit typ svalových vláken. SVALOVÁ BIOPSIE Key Points Důležité w Svaly obsahují tři typy vláken: I, IIa, IIx. w ATPáza v rychlých vláknech rychleji dodává energii pro svalovou práci než ATPáza v pomalých vláknech. Typy svalových vláken w Rychlá vlákna lépe vyvinutá sarkoplazmatická retikula, tudíž mohou uvolnit více vápníku. Key Points Důležité w Pomalá vlákna mají vyšší aerobní kapacitu a jsou potřebná pro vytrvalostní výkon. Typy svalových vláken w Rychlá vlákna jsou lepší pro anaerobní nebo výbušné pohybové aktivity. Contents Agonista – hlavní vykonavatel pohybu Funkce svalů Antagonista – sval vykonávající pohyb v opačném směru Synergista – sval asistující agonistovi, pomáhá vykonávat pohyb ve stejném směru Dancer Proprioreceptory ve svalech nejvýznamnějšími proprioreceptory jsou svalová vřeténka a šlachová tělíska Svalová vřeténka Přenášejí informace o napětí a délce svalu (protažení) čím více je sval protažen, tím více svalových vřetének je drážděno jejich úkolem je ochrana svalů před poškozením podnětem pro jejich podráždění je prudké, rychlé protažení svalu (nevědomé – např. uklouznutí či vědomé – např. švihová cvičení) právě díky podnětu svalových vřetének reaguje sval automaticky stahem, který je obrannou reakcí spindle_organ Šlachová tělíska k jejich aktivaci dochází při napnutí šlachy při svalové kontrakci nebo při zvýšení svalového napětí pro svou reakci potřebují poměrně silný podnět; nejsilnějším podnětem je pro ně izometrický svalový stah jako odpověď se vrací příkaz příslušnému svalu na snížení stahu (resp. snížení i zatížení příslušné šlachy) při určité intenzitě stahu dojde k jejich podráždění a vyšlou signál do mozku čím mohutnější byla předchozí kontrakce, tím větší je následné uvolnění svalu; svalový tonus se na krátkou dobu snižuje dokonce pod normální klidovou úroveň (tzv. ochranný útlum – postizometrická reakce). Illustration TYPY SVALOVÉ KONTRAKCE KONCENTRICKÁ STATICKÁ (IZOMETRICKÁ) EXCENTRICKÁ 19477 9680 b_14_2_3a Contents Hodnocení síly w Maximální síla se měří speciálními dynamometry (izometrickými a izotonickými - e.g., Cybex) w Jedno opakovatelné maximum (1RM) je funkční test, při kterém zjišťujeme jak těžké závaží je člověk schopen uzvednout, stačí uzvednout jedenkrát.