Fyziologie

O svalech - Mikroskopická stavba

Středa, 05 Květen 2010 08:53

Mikroskopická stavba

Teď ale pojďme opravdu trochu do hloubky, kosterní sval tvoří různě dlouhá, válcovitá svalová vlákna od několika milimetrů až v krejčovském svalu změřenému 40 cm kousku dlouhá. Svalové vlákno je v podstatě jediná velká buňka s tím rozdílem, že po celém svém obvodu má spousty jader takže mluvíme o tzv.rhabdomyocytu. Tato mnohojaderná buňka je obalena cytoplasmatickou membránou sarkolemou, ta je ještě chráněna membránou skládající se z kolagenních vláken a polysacharidů.

Sarkolema se místy jakoby zařezává dovnitř buňky a vytváří transverzální tubuly (T-tubuly), které umožňují nervovému vzruchu z míchy nebo mozku proniknout dovnitř vlákna.

Základním stavebním kamenem příčněpruhované kosterní svaloviny je myofibila, dlouhé vlákno tvořené kontraktibilními proteiny tzv.myofilamentami- aktinem,titinem,myosinem a nebulinem. Aktin a myosin jsou dlouhou dobu známé bílkoviny.

Myofibrily jsou ve svalu rozloženy podélně a rovnoběžně vůči sobě, teprve na vlastním vlákně lze rozeznat příčné pruhování, způsobené právě kontraktibilními bílkovinami aktinem a myosinem.

Dalším cizím slovem se, kterým se seznámíme je sarkomera. Sarkomera je základní funkční jednotkou svalového vlákna. Samotná sarkomera je ohraničena tzv. Z liniemi- což lze výborně pozorovat pod elektronovým mikroskopem.

Mezi myofibrilami leží v řadách uspořádané mitochondrie. Cytoplazma (nitrobuněčná hmota) obsahuje molekuly glykogenu (zásobního cukru) a myoglobin, který dává svalu červenou barvu a plní také roli jakéhosi akumulátoru kyslíku, což je nezbytné pro udržování vysoké hladiny O2,důležité pro oxidativní fosforylaci. Oxidativní fosforylace je druh energetického systému, za přístupu kyslíku (jde o oxidaci vodíku, při níž nejsou atomy vodíku odnímány přímo glukóze, ale jednodušším látkám vznikajícím jejím odbouráváním). Tato problematika patří jinam a my proto pojďme zpět dovnitř svalového vlákna k mitochondriím. Mitochondrie jsou lidově řečeno, elektrárny každé buňky, kde se formou buněčného dýchání tvoří svalové palivo ATP.

Další nesmírně důležitou buněčnou organelou obsaženou ve svalu, je sarkoplasmatické retikulum, kde jsou uskladněny vápenaté ionty, nezbytné pro fungování svalu a funkcí sarkoplasmatického retikula je vlastně měnit koncentraci Ca+, čímž se přímo podílí na kontrakci svalu. Funkce související s touto problematikou si popíšeme níže. Tady bychom mohli skončit z popisem svalového vlákna a přejít k jeho funkci a strukturaci.

Přenesme se nyní na hrací plochu, na zelený trávník, který máme všichni tak rádi. Hrajeme v utkání právě se nám podařilo vsítit branku. Úžasné. Kolik to stálo dřiny a odříkání, těch tréninků…………., ale také naše svaly právě vykonaly to pro co jsou stvořeny. Samozřejmě nejprve oči, rovnovážný orgán ve středním uchu(vestibulární aparát), intelektové funkce mozku, zaznamenaly vše co se kolem děje - mám míč, nic mi nebrání – kopni! - poručí motorická oblast v mozku a vysílá elektrický impuls , který je přenášen do příslušného místa zodpovědného za například zanožení.To znamená, že při signalizaci o změně polohy vychází podnět z vestibulárního aparátu do retikulární formace v mozku a do mozečku a současně drahou do motoneuronu v míšním segmentu, odkud se aktivuje svalová skupina, která provede určený pohyb, tedy vstřelí branku.Takže teď se nacházíme v míše a nervovou drahou přecházíme do svalu . Impuls se přenáší do synapse mezi nervovou buňkou a svalem. Tam dochází k velmi důležitým biochemickým a fyziologickým procesům.

Takže el. nervový impuls se šíří k synapsi mezi svalem a nervovou buňkou . Tady dochází k uvolnění acetylcholinu (Ach) který způsobí místní přechodný vzestup propustnosti cytoplazmatické membrány. Dochází ke změně polarity a vzruch se šíří k T- tubulům.Přes T- tubuly,což jsou zářezy v sarkolemě se akční potenciál přenáší přímo do svalového vlákna. Tam se ze sarkoplasmatického retikula ze zásobních cisteren uvolní vápníkové ionty Ca+ a prostupují do cytoplazmy. Vápenaté ionty se navážou na troponin a tím jakoby otočí klíčem a odemkne takzvaný troponin-tropomyosinový komplex, který za klidového stavu brání aktinu a myosinu k vzájemnému propojení. Tropomyosin je posunut a dochází k odkrytí vazebných míst pro spojení aktinu a myosinu. Tato postupná aktivita je nezbytná ke štěpení ATP, jenž se navazuje na myosinovou hlavu a tím dochází k uvolnění potřebné energie rozkladem ATP na ADP a fosfor. Tato energi slouží k pohybu myosinové hlavy a tím dochází k posunu vzájemně na sebe navázaných aktinu a myosinu.Lépe řečeno myosinová hlava pohybuje aktiniovým vláknem, myofilamenta se vzájemně propojují a sarkomera se zkracuje H proužek se zužuje a I proužek na okamžik zaniká. A to je svalový stah- jednoduché ne? Ale vážně to vše probíhá, každou vteřinu našeho života a vlastně rigor mortis – tedy posmrtné stuhnutí je jen vymizením funkce svalů stahovat se.

Teď se přesuňme od mikro až nanometrických dějů a podívejme se na sval tak, jak ho vidí třeba anatom při pitvě nebo jeho jeho studenti.“ Člověče vždyť vy jste ho přeříz“ – pamatuje si snad každý z nás scénu z Básníků. Tam Štěpán přeřízl nervus fibularis. My se stáváme odborníky takže nás nebude pro tentokrát zajímat nervus, ale musculus.