Mechanizmus kontrakcie svalov a myofibríl

Svalové tkanivo zohráva v organizme kľúčovú úlohu pri zabezpečovaní pohybu, udržiavaní stability a vykonávaní rôznych fyziologických funkcií. V tomto článku sa zameriame na štruktúru a mechanizmus kontrakcie svalov, s dôrazom na myofibrily, základné stavebné jednotky svalových vlákien.

Štruktúra svalového tkaniva

Svalové tkanivo sa delí na tri hlavné typy:

• Hladké svaly: Nachádzajú sa v stenách vnútorných orgánov, ako sú žalúdok, črevá, maternica a cievy. Ich kontrakcie sú pomalé, vytrvalé a riadené autonómnym nervovým systémom a hormónmi.
• Priečne pruhované (kostrové) svaly: Sú pripojené ku kostiam a umožňujú pohyb tela. Ich kontrakcie sú rýchle, silné a riadené vôľou prostredníctvom motorických nervov.
• Srdcový sval (myokard): Tvorí steny srdca a zabezpečuje jeho rytmické kontrakcie. Jeho štruktúra je podobná priečne pruhovaným svalom, ale kontrakcie sú automatické a regulované autonómnym nervovým systémom.

Kostrové svaly sú tvorené svalovými snopcami, ktoré sú obalené jemnými väzivovými blanami. Tieto snopce sa skladajú zo svalových vlákien, ktorých základnou funkčnou zložkou sú myofibrily.

Myofibrily: Základné stavebné jednotky svalových vlákien

Myofibrily sú jemné bielkovinové vlákna, ktoré prebiehajú pozdĺžne cez svalové vlákno. Sú zložené z opakujúcich sa jednotiek nazývaných sarkoméry, ktoré sú ohraničené Z-membránami. V strede sarkoméry sa nachádza M-membrána.

Sarkoméra: Funkčná jednotka myofibrily

Sarkoméra je základnou funkčnou jednotkou myofibrily a je zodpovedná za svalovú kontrakciu. Je tvorená tenkými aktínovými filamentami a hrubými myozínovými filamentami, ktoré sa čiastočne prekrývajú.

Prečítajte si tiež: Súvislosť medzi kontrakciami a mechúrom počas tehotenstva

• Aktínové filamenty: Sú ukotvené v Z-membránach a prebiehajú smerom do stredu sarkoméry. Sú zložené z aktínu, tropomyozínu a troponínu.
• Myozínové filamenty: Sú uložené v strede sarkoméry a obsahujú myozínové hlavy, ktoré sa viažu na aktínové filamenty počas kontrakcie.

V oblasti A-úseku sarkoméry dochádza k prekrývaniu tenkých a hrubých filamentov.

Mechanizmus kontrakcie svalu

Mechanizmus kontrakcie svalu je založený na klznom pohybe aktínových filamentov medzi myozínovými filamentami. Tento proces je riadený nervovým systémom a vyžaduje prítomnosť ATP (adenozíntrifosfátu) a vápnika.

1. Nervový impulz: Nervový impulz prichádza k nervovosvalovej platničke, čo je miesto spojenia nervového vlákna so svalovým vláknom.
2. Uvoľnenie acetylcholínu: Na nervovosvalovej platničke sa uvoľňuje acetylcholín, ktorý depolarizuje sarkolému (membránu svalového vlákna).
3. Uvoľnenie vápnika: Depolarizácia sarkolémy vedie k uvoľneniu vápnika zo sarkoplazmatického retikula (vnútrobunkového zásobníka vápnika).
4. Väzba vápnika na troponín: Vápnik sa viaže na troponín, čo spôsobí zmenu konformácie tropomyozínu a odkryje väzbové miesta na aktíne.
5. Väzba myozínových hláv na aktín: Myozínové hlavy sa viažu na odkryté väzbové miesta na aktíne a vytvárajú priečne mostíky.
6. Klzanie aktínových filamentov: ATP sa hydrolyzuje na ADP a fosfát, čo uvoľní energiu, ktorá spôsobí klzanie aktínových filamentov po myozínových filamentoch. Sarkoméra sa skracuje a sval sa kontrahuje.
7. Uvoľnenie myozínových hláv: Nová molekula ATP sa viaže na myozínovú hlavu, čo spôsobí jej uvoľnenie z aktínu.
8. Opakovanie cyklu: Cyklus sa opakuje, pokiaľ je prítomný vápnik a ATP.
9. Relaxácia svalu: Keď nervový impulz prestane, vápnik sa vráti späť do sarkoplazmatického retikula, tropomyozín zakryje väzbové miesta na aktíne a myozínové hlavy sa uvoľnia. Sarkoméra sa predĺži a sval sa uvoľní.

Typy svalovej kontrakcie

Existujú rôzne typy svalovej kontrakcie, ktoré sa líšia podľa zmeny dĺžky svalu a napätia:

• Izotonická kontrakcia: Dĺžka svalu sa mení, ale napätie zostáva konštantné.
  • Koncentrická kontrakcia: Sval sa skracuje.
  • Excentrická kontrakcia: Sval sa predlžuje.
• Izometrická kontrakcia: Dĺžka svalu sa nemení, ale napätie sa zvyšuje.
• Auxotonická kontrakcia: Mení sa dĺžka svalu aj jeho napätie.

Energetické zdroje pre svalovú prácu

Svalová kontrakcia vyžaduje energiu, ktorá sa získava z ATP. ATP sa tvorí rôznymi spôsobmi:

• Aeróbny metabolizmus: Spaľovanie tukov a cukrov za prítomnosti kyslíka.
• Anaeróbny metabolizmus: Spaľovanie glukózy bez prítomnosti kyslíka.
• Kreatínfosfátový systém: Rýchly zdroj energie, ktorý sa využíva na krátkodobé intenzívne výkony.

Svalové vretienka

Vo svaloch sa nachádzajú svalové vretienka, ktoré slúžia ako snímače napätia svalu. Prebiehajú paralelne k svalovým vláknam a pozostávajú z 3-6 svalových vlákien, ktoré nemajú kontraktilné elementy v strede.

Prečítajte si tiež: Svalová kontrakcia: Typy a mechanizmy

Svalová sústava a šport

Svalová sústava je funkčný komplex tkanív, ktorý zabezpečuje pohyb, držanie tela, produkciu tepla a jemnú motoriku. Tvorí približne 40-50 % telesnej hmotnosti dospelého človeka. Optimálna stimulácia proteosyntézy vyžaduje adekvátny energetický príjem a proteín 1,6-2,2 g/kg/deň s distribúciou v dávkach (20-40 g) obsahujúcich leucín (~2-3 g). Sacharidy podporujú glykogén, tuky hormonálnu rovnováhu. Hydratácia a mikroživiny sú tiež dôležité.

Zmeny svalovej hmoty

Svalová hmota priemerného muža tvorí 36 % celkovej hmotnosti, u ženy 32 %. Svaly môžu byť zmenšené (atrofované) alebo zväčšené (hypertrofované). S vekom sa znižuje citlivosť svalových buniek na rastové faktory, čo vedie k ochabnutiu končatín. Svalová atrofia z nečinnosti je vratný proces, pri ktorom sa svalové bunky zmenšujú, ale nehynú.

Svalové poranenia

Svalové poranenia tvoria približne tretinu všetkých zranení v športe. Základom je preťaženie nedostatočne trénovaného svalstva a nekoordinovaný pohyb.

Druhy športových zranení

• Svalový kŕč: Pravdepodobne vzniká ako následok chemickej nerovnováhy v svalstve. Nedostatok horčíka vedie k zníženej produkcii ATP, ktorý sa považuje za "uvoľňovač" väzieb myozínových hlavičiek na aktín. Ku kŕčom prispieva aj nedostatok draslíka a vitamínov skupiny B.
• Svalová horúčka: Vzniká vtedy, keď dôjde k strate vnútrosvalovej alebo medzisvalovej koordinácie v dôsledku pohybov, na ktoré nie sme zvyknutý, alebo pri svalovej únave.
• Pomliaždeniny: Vznikajú pôsobením vonkajšej sily.
• Natrhnutie svalu: Typická je náhle vystreľujúca bolesť.

Prečítajte si tiež: Všetko o CTG a kontrakciách pred pôrodom

tags: #kontrakcie #svalu #myofibrily