Přednáška Svalová tkáň I - rozdělení, stavba, výskyt a funkce Svalová tkáň Základní vlastnost - kontraktilita • 1.příčně pruhovaná kosterní 2.příčně pruhovaná srdeční 3.hladká Charakteristika •Složení tkáně: svalové buňky a vazivo • •Kontraktilita - „kontraktilní“ proteiny (aktin a myosin*) v buňkách •Kontraktilní proteiny – orientované paralelně s dlouhou osou buňky ve směru kontrakce •Kontrakce a relaxace a pohyb • •* - proteinový motor Terminologie • •mys/myos (sval) •myocyt (svalová buňka) • sarx/sarcós (maso): buněčná membrána = sarkolema cytoplazma = sarkoplazma hladké ER = sarkoplazmatické retikulum • Pamatuj! •Základní stavební a funkční jednotkou tkáně je svalová buňka! • –Svalové vlákno příč. pruh. (rhabdomyocyt) –Svalová buňka srdeční (kardiomyocyt) –Svalová buňka hladká (leiomyocyt) Image285 •Vazivo ve svalu •Obsahuje cévy a nervy • • • • Svalová tkáň příčně pruhovaná kosterní •morfologická a funkční jednotka: svalové vlákno (rhabdomyocyt) – mnohojaderný útvar (=syncytium) s jádry uloženými periferně (pod sarkolemou) • •průměr: 25-100 mm •délka: milimetry - centimetry (až 15cm) 0100_0001 Stavba svalového vlákna §sarkolema + T-tubuly §jádra (25-40 na 1mm délky) §sarkoplazma: •Myoglobin (přenos O2) •myofibrily (příčně pruhované 1–2 µm tlusté vláknité útvary) •organely: mitochondrie, Golgiho aparát, sarkoplazmatické retikulum (zásobárna iontů Ca2+ ) •inkluze (glykogen) • Svalová tkáň - 8 Příčně pruhované svalové vlákno Svalová tkáň - 2 Kosterní svalovina •Primární svazek •svalových vláken •(rhabdomyocytů) Rhabdomyocyt • •Sval. vlákno – morfol. a funkční jednotka koster. svalu [Ø 25 – 100 mm] •Myofibrila – strukturní složka sarkoplazmy • [Ø 0.5 – 1.5 mm] •Myofilamentum – aktin a myosin, uspořádání do sarkomer (několik v délce myofibrily) • [Ø 7 and 15 nm] • •Sarkomera – nejmenší kontraktilní jednotka [2.5 mm] • Muscle_Cell_Close-up_1 •Svalové vlákno •(rhabdomyocyt) •myofibrila •myofilamenta •myofilamenta Sarcomere 0101_0001 •Rhabdomyocyty (podélně) Svalová tkáň - 4 Příčně pruhovaný sval •Rhabdomyocyty (podélně) Svalová tkáň - 6 Příčně pruhovaný sval •Rhabdomyocyty (příčně) 005 SkMTHE40 File:Skeletal muscle - cross section, nerve bundle.jpg •Rhabdomyocyty (příčně) •epimysium •nerv 062 •Rhabdomyocyty (příčně) OH_img6-3 Svalová tkáň - 10 Sarkoplasmatické retikulum Svalová tkáň - 9 Kosterní svalovina •T-tubulus •terminální cisterny •TRIÁDA http://cljjang.com.ne.kr/anatomy/PIC45.jpg Stavba myofibril –izotropní úseky (I-proužky) – světlé, Z-linie (telofragma), aktin –anizotropní úseky (A-proužky) – tmavé, M-linie (mezofragma), H-zóna, myozin –Sarkomera – úsek mezi dvěma Z-liniemi 0100_0001 M line sarkomer%20in%20vivo • •sarkomera •Z-linie M-linie Z-linie • • • •I – proužek A – proužek I-proužek • aktin aktin + myozin aktin •H - zóna Myofilamenta •tlustá: pouze v rozsahu A-proužku, myozin, tloušťka 15 nm, délka 1,6–1,8 µm •tenká: v rozsahu I-proužku (zasahují i do anizotropních úseků), aktin a regulační proteiny, tloušťka 7 nm, délka 1,5 µm •zkrácení myofibril při kontrakci se děje na principu posuvného mechanizmu, délka tenkých a tlustých filament se nemění 0100_0001 Stavba myofilament •Tlustá myofilamenta - myozin (molekuly tvaru golfové hole - hlavice, ohebný krček a tyčinkovitá násada) • •Tenká myofilamenta - aktin + regulační proteinový komplex troponinu a tropomyozinu • • Tropomyozin obtáčí vlákno aktinu • troponin - 3 podjednotky: • TnC odpovídá za vazbu vápenatých iontů • TnT váže troponin k tropomyozinu, • TnI inhibuje interakci aktinu s myozinem Svalová tkáň - 15 Myofilamenta Aktin •Vlákna aktinu (F-aktin, fibrilární) jsou složena z polymerizovaných molekul globulárního proteinu G-aktinu. •Z-linie = α-aktinin actinfilament berger6 Myosin •Molekula myosinu je podstatně větší •Na povrchu vlákna jsou hlavice spojené s vláknem flexibilním krčkem. •Hlavice mají ATPázovou aktivitu myosin liczba%20RM%20a%20hipertrofia1 •Svalová kontrakce sarkomer%20in%20vivo • •sarkomera •Z-linie M-linie Z-linie • • • •I – proužek A – proužek I-proužek • aktin aktin + myozin aktin •H - zóna muscle1 Kontraktilní jednotka a princip svalové kontrakce •Kontrakce - posun myofilament vůči sobě •Spotřeba ATP •Ca2+ •Regulační proteiny • •Sarkomera = nejmenší kontraktilní jednotka myofibril. Fáze svalové kontrakce –Ca2+ + troponin Þ odkrytí vazebných míst na aktinových filamentech pro myozinové hlavice (ATPáza) – –myozinové hlavice + aktinové filamentum Þ uvolní se energie Þ ohnutí krčku a hlavice Þ posun aktinových vláken ke středu sarkomery – –konec depolarizace: Ca2+ zpět do sarkoplazmatického retikula Muscleslidingfilament1 actin •- Ca2+ + na TpC •- TpT + tropomyozin •- štěpení ATP •- myozin + aktin - kontrakce •Svalová kontrakce mandl-7no11anim • • Kontrakce: Šíření akčního potenciálu ðT-tubulus ð cisterny SR Uvolnění Ca, vazba Ca na troponin Změna konfigurace troponinu a odkrytí vazebných míst pro myozin na aktinu Hlavice myozinu (¯ATP) vazba myozin + aktin, ohnutí krčku hlavice, posun aktinu do středu sarkomery Klasifikace svalových vláken •Červená vlákna ñ myoglobin, mitochondrie, lipidové kapky ò myofibrily, glykogen – pomalá, vytrvalá kontrakce •Bílá vlákna ò myoglobin, mitochondrie, lipid. kapky ñ myofibrily, glykogen – rychlá, krátká kontrakce •Intermediární vlákna – rychlá, vytrvalá kontrakce Svalová tkáň - 7 Příčně pruhovaný sval •Svalová vlákna červená, bílá a intermediární • Charakteristika jednotlivých typů svalových vláken • •Vlákna • • •Červená • • • •Intermediární • • • •Bílá • • •Barva • • •Tmavá (červená) • • •Tmavá (červená) • • •Světlá (bílá) • • •Obsah myoglobinu • • •Vysoký • • •Střední • • •Nízký • • • Počet mitochondrií • • •Hodně malých • • •Hodně velkých • • •Málo malých • • •ATPazová aktivita • • •Nízká • • •Vysoká • • •Vysoká • • •Typ metabolismu • • •Oxidativní • • •Aerobní i anaerobní • • •Anaerobní, •glykolitický • • •Stah • • •Pomalý • • •Rychlý • • •Rychlý • • •Unavitelnost • • •Velmi malá • • •Malá • • •Vysoká • • •Hustota vlásečnic • • •Velká • • •Velká • • •Malá • • • Sval •Masitá část svalu •Šlacha •Nervově-cévní svazek •Pomocná svalová zařízení ThighAnatomyMuscleAnterior Masitá část svalu •Tvar – různý, barva – červenohnědá, schopnost kontrakce • •Vazivo svalu •Jednotlivé rhabdomyocyty •Endomysium (jemné vazivo, kolag. a retikul. vlákna, oj. fibrocyty) • •Snopce (svazky) – 10 – 50 rhabdomyocytů (sval. vláken) •Perimysium (řídké kolag. vazivo, cévy, nervy, tuk. buňky) • •Celý sval •Epimysium (husté kolag. vazivo neuspořádané) •Svalová fascie •Obal svalu • Image285 Šlacha foot_tendon • Šlacha Slacha(HE) •Husté kolag. vazivo uspořádané: • •- svazky kolag. vláken (fibrae tendinae) •- fibrocyty (křídlaté buňky) •Peritenoneum – povrchový obal šlachy lang26 Zásobení a inervace svalu •cévy i nervy se větví ve vazivu svalu •senzitivní nervy končí jako: –nervosvalová vřeténka (délka svalu) –šlachová vřeténka (napětí svalu) –volná nervová zakončení (bolest) •motorické nervy - myelinizované axony motoneuronů z míchy končí ve svalu jako –motorické ploténky X motorická jednotka • •viz dále •Nervosvalové vřeténko Golgiho šlachové vřeténko •- kontroluje délku svalu - kontroluje napětí svalu • image29 Nervová tkáň - 22 Motorická ploténka •Motorická ploténka •(průkaz acetylcholinesterázy) •*subneurální aparát s Ach-receptory •* MOTOR%20END%20PLATES%20SMALL%201 •telodendrie •Sval. vřeténko •Motorická •ploténka •Kosterní •sval. •vlákno •Motorické ploténky v motorické jednotce •Každé sval. vlákno (rhabdomyocyt) má jen jednu motorickou ploténku. •Tato svalová vlákna s kontrahují současně •4. Synoviální tíhové váčky •(bursae synoviales) •Pomocná svalová zařízení – vazivové struktury: • •1. Povázky (fascie), 2. Kladky (trochleae), •3. Šlachové pochvy •(vaginae tendineum) •Vagina fibrosa •vagina viscerální list •synovialis parietální list •kost •mesotenonium •synovie Faszien •Fascia muscularis bursa_tendon http://www.dominika-svehlova.cz/images/nemoci23obr1.gif •podkožní (2) a podšlachový (4) tíhový váček •kladka (trochlea) Související obrázek Svalová tkáň příčně pruhovaná srdeční •morfologická a funkční jednotka: srdeční svalová buňka (kardiomyocyt) – cylindrická buňka s 1 – 2 jádry uloženými centrálně •průměr: 15 mm •délka: 85-100 mm •Buňky jsou spojeny do vláken a prostorových sítí interkalárními disky. Kardiomyocyt •oválné jádro centrálně (1-2) •množství mitochondrií –GER, GA, glykogen, lipidy •kontraktilní struktury - myofibrily •SR - příčně probíhá na úrovni Z-linií –jsou vytvořeny diády (1T-tubulus +1 cisterna) •v síních - granula aurikulinu (natriuretický faktor) •pracovní (kontraktilní) • •vzrušivé • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •řetězec kardiomyocytů kapilára s erytrocyty pure23r pure23r pure23r pure23r •Interkalární disk Svalová tkáň - 17 Srdeční svalovina Svalová tkáň - 20 Srdeční svalovina Interkalární disk •spojení sousedních kardiomyocytů •intercelulární spoje –desmosom –fasciae adherentes –gap junction (nexus) Svalová tkáň - 21 Interkalární disk 016 Svalová tkáň - 18 Srdeční svalovina Svalová tkáň - 22 Myokard •Myokard – kardiomyocyty (HE, příčně) Vzrušivé ( nonkontraktilní) kardiomyocyty •součást převodního /excitomotorického/ aparátu srdce: sinusový a síňokomorový uzlík, Hissův svazek rozdělený na pravé a levé raménko a Purkyňova vlákna •nepočetné myofibrily, zvýšený obsah glykogenu v sarkoplazmě, chybí T-tubuly a interkalární disky, četné nexusy • gr84 Image:Purkinje fibers.jpg •Pracovní •kardiomyocyty •Vzrušivé •kardiomyocyty Svalová tkáň hladká •morfologická a funkční jednotka: svalová buňka (leiomyocyt) – • buňka s 1 jádrem uloženým centrálně • •průměr: 3-10 mm •délka: 20-200 mm Hladká svalová tkáň • • • •Schopnost hypertrofie ( gravidní uterus – až 10x) •Jádro (1) – centrálně •Myofilamenta nejsou uspořádána do myofibril, (buňka nevykazuje příčné pruhování). •Mezibuněčné spoje – nexusy, desmosomy, ZO •Na povrchu buněk lamina basalis •(jsou schopny produkovat kolagen a elastin – např. ve stěně cév) • image006 Leiomyocyt •sarkoplazmatické retikulum: pouze izolované váčky, chybějí terminální cisterny i T-tubuly •kaveoly (mělké jamky ≈ T-tubuly) •aktinová a mysionová myofilamenta uspořádána do složité prostorové sítě, chybí periodické střídání obou typů filament (= nejsou vytvořeny myofibrily) SmoothMuscle Caveolae •Aktinová myofilamenta – fokálně adherují k sarkolemě nebo do denzních tělísek (≈ Z-linie) v sarkoplazmě. •Kalmodulin (≈ troponin) – váže Ca („zvenčí“, z vnitř. zásob) • •Sarkoplazmatické retikulum – jen krátké tubuly; kaveoly • • • • Svalová tkáň - 26 B •Leiomyocyty (2) 011 Svalová tkáň - 28 Hladký sval podélně i příčně •Hladká svalová tkáň (HE, podélně a příčně) 009 010 •Hladká svalová tkáň (HE, příčně) Mechanismus kontrakce •- Ca2+ (vstup do buňky), vazba na kalmodulin -Ca2+-kalmodulin aktivuje myosin-kinázu (přes cAMP) -ATP↓ → ADP •- vazba aktinu na myosin • dále jako u kosterní svaloviny Smooth Muscle Svalová tkáň – shrnutí znak Kosterní tkáň svalová Srdeční tkáň svalová Hladká tkáň svalová Původ mezoderm (myotomy) mezoderm (kardiogenní ploténka) mezenchym Stavební jednotka rhabdomyocyt (svalové vlákno) kardiomyocyt leiomyocyt Velikost tl. 100µm d. mm až cm tl. 10-15 µm d. 85-100 µm tl. 3-10 µm d. 20-500 µm Počet jader mnoho 1(2) 1 Umístění jádra pod sarkolemou uprostřed uprostřed regenerace velmi omezená žádná regeneruje Regenerace svalové tkáně •vysoce diferencovaná tkáň (zejména příčně pruhovaná) •nízká schopnost regenerace • •srdeční sval se hojí jizvou •kosterní sval se hojí jizvou + lehce regeneruje ze satelitových bb. (regenerace, růst) •hladké svalové bb. se dělí a snadno regenerují 0103_0001 0103_0001 0103_0001 •hladká •srdeční •kosterní •svalová tkáň – příčný řez muscle%20tissue muscle%20tissue%203 muscle%20tissue%202 http://www.med.muni.cz/histol/MedAtlas_2/img_low/HP_obr16.jpg Děkuji za pozornost http://www.pohadkar.cz/public/media/Pepek_namonik/obrazky/obrazky-pepek-namornik-5.jpg spindle_muscle Golgiho šlachové vřeténko P1010001 • -na přechodu šlachy ve sval -registrace svalového napětí a tlaku na šlachu 0106_0001 •Z •Z •M • •H • • • •I-proužek •A-proužek •SARKOMERA http://bcs.whfreeman.com/thelifewire8e/content/cat_010/f47020.jpg