Pohybov

1
Pohybová soustava

• seminár pro Septimu A
• 2006

2
Typy svaloviny

• kosterní svalovina (prícne pruhované svaly)
• hladká svalovina
• srdecní svalovina
• myoepitel

3
Kosterní (prícne pruhovaná) svalovina

• tvorí 36 - 40 telesné hmotnosti
• vlákna jsou 10 100 µm a dlouhá až 20 cm
• celková úcinnost svalových vláken je 20 25 ,
  zbytek uniká ve forme tepla

4
Mikrotubuly a mikrofilamena

• živocichové se pohybují pomocí dvou mechanismu
• pohyb mikrtubulu (rasinky, bicíky)
• pohyb mikrofilament (panožky, svaly)

5
Sval se dokáže pouze stáhnout
Funkce antagonistických svalu u cloveka (vlevo) a
sarancete (vpravo)
6
Svaly na exoskeletu
7
Sval se dokáže pouze stáhnout

• aby se sval byl na více než jedno použití, musí
  mít svého antagonistu, jehož stahem se víceméne
  pasivne roztahuje
• napr. m. biceps brachii a m. triceps brachii

8
(No Transcript)
9
Anatomie kosterního svalu
10
Anatomie kosterního svalu
11
Anatomie kosterního svalu
endoplasmatické retikulum je u svalových bunek
zváno sarkoplasmatické retikulum
12
Anatomie prícne pruhovaného (kosterního) svalu

• sval se skládá z tenkých vláken
• každé svalové vlákno je jedna, dlouhá, vláknitá
  bunka s mnoha jádry
• toto vlákno se skládá z mnoha MYOFIBRIL
• myofibrila je tvorena mnoha MYOFILAMENTY
• tato myofilamenta jsou dvojího druhu
• tenká jsou složena ze dvou provazcu aktinu a
  regulacního proteinu
• silná jsou složena z bílkoviny myosinu

13
Anatomie prícne pruhovaného (kosterního) svalu

• tato myofilamenta jsou dvojího druhu
• tenká jsou složena ze dvou provazcu aktinu a
  regulacního proteinu
• silná jsou složena z bílkoviny myosinu

14

• SARKOMERA každá opakující se jednotka prícne
  pruhovaného svalu

15

• sarkomera je ohranicena tzv. Z-linií

16
I zóna

• u uvolneného svalu se tenká a silná vlákna
  neprekrývají zcela
• místo, kde jsou pouze tenká (aktinová) vlákna se
  nazývá I linie (íí linie) (izotropní)

17
H zóna

• u uvolneného svalu se tenká a silná vlákna
  neprekrývají zcela
• místo, kde jsou pouze silná (myosinová) vlákna se
  nazývá H linie

18
A zóna

• u uvolneného svalu se tenká a silná vlákna
  neprekrývají zcela
• místo, kde jsou jak tenká (aktinová) vlákna, tak
  i silná (myosinová) vlákna plus H linie se
  nazývá A linie (anizotropní)

19
(No Transcript)
20
(No Transcript)
21
Pri svalovém stahu se do sebe aktinová a
myosinová vlákna zasunují
22

• pri pohybu svalu se tak vlákna nezkracují, pouze
  se do sebe zasunují
• I linie i H zóna se zmenšují

23
(No Transcript)
24
Aktin a myosin
myosinová molekula je tvorena dlouhým vláknem a
globulární hlavou Hlava je schopna k sobe
navázat ATP a rozložit jej na ADP a fosfát.
Tail se cesky oznacuje jako krk myosinová
vlákna se prikládají jedno k druhému a tvorí
silné filamentum
krk hlava
25
(No Transcript)
26
Biochemie svalového stahu
27
Biochemie svalového stahu
28
Biochemie svalového stahu

• hydrolýza ATP umožní myosinové hlave se natáhnout
  a navázat k aktinu

29
Biochemie svalového stahu

• když se z aktomyosinového komplexu uvolní ADP,
  spojení mezi aktinem a myosinem se stabilizuje a
  vzniká rigorový komplex
• rigor mortis nastává po vycerpání ATP a
  uvolnení veškerého vápníku ze sarkoplasmatického
  retikula, za 3 6 hodin po zástave dodávky
  kyslíku

30
Biochemie svalového stahu
hlava myosinu je zárezem rozdelena na dve cásti
31
Biochemie svalového stahu

• po té se myosinová hlava vrací do své obvyklé
  konfigurace pri pohybu vzad s sebou táhne
  aktinové vlákno
• celý jev ponekud pripomíná záber veslem
• ruzné hlavy myosinu jednoho vlákna však nepracují
  synchronne

32
Biochemie svalového stahu
33
Biochemie svalového stahu

• vazba mezi myosinovou hlavou a aktinem se zruší,
  když se na myosinovou hlavu naváže nová molekula
  ATP

34
Biochemie svalového stahu

• na jednom silném vláknu je asi 350 myosinových
  hlav a každá je schopna vytvorit 5 vazeb (ci
  pohybu, záberu) za vterinu!
• typické svalové vlákno má dostatek ATP jen na
  nekolik kontrakcí
• energie potrebná na opakované kontrakce se
  získává ze dvou látek
• kreatin fosfát
• glykogen

35
Biochemie svalového stahu

• kreatin fosfát je schopen rychle dodat fosfátovou
  skupinu na ADP a tím ji premenit na ATP
• svalové vlákno má zásobu kreatin fosfátu na cca
  15 vterin práce

36
Kreatin fosfát
37
Glykogen

• glykogen ( živocišný škrob) se odbourává na
  glukosu
• z glukosy se tzv. glykolýzou získá energie pro
  asi 1 minutu práce
• nebo se glukosa spálí cestou tzv. aerobní
  respirace a získá se energie pro cca 1 hodinu
  práce

38
Glykogen
39
Role vápníku
40
Role vápníku

• pokud je sval v klidu,protein tropomyosin blokuje
  místa, na které se navazují myosinové hlavy
• aby se sval mohl stáhnout, musí být tato místa
  uvolnena
• ionty vápníku se naváží na regulacní bílkovinný
  komplex zvaný troponin
• troponin kontroluje správné umístení tropomyosinu
  na aktinovém vláknu
• ionty vápníku zmení konformaci troponin-tropomyosi
  n a tím umožní vazbu myosinových hlav a tím
  kontrakci svalu

41
Role vápníku

• pokud koncentrace vápníku klesne, tropomyosin
  zakryje vazebná místa na aktinovém vláknu

42
Role nervového vlákna
43
Role nervového vlákna

• z motorického neuronu se vylévá látka zvaná
  acetylcholin
• acetylcholin zpusobí tzv. akcní potenciál
  (elektrický impuls), který se dostává dovnitr
  svalu pomocí tzv. T tubulu (modré šipky)

44
Role nervového vlákna

• tento impuls zpusobí, že se kanály pro vápník v
  sarkoplasmatickém retikulu otevrou a vápník se
  prudce vyleje do cytoplasmy
• v klidu je vápník pumpován zpet z cytoplasmy do
  sarkoplasmatického retikula

45
Role nervového vlákna

• na jeden akcní potenciál odpovídá sval tzv.
  valovým trhnutím (twitch)

46
vchlípeniny plasmatické membrány, tzv. T tubuly
47
Nervový impuls

• až 80 membrány sarkoplasmatického retikula je
  tvoreno proteiny vápníkové pumpy
• vápníková pumpa cerpá ionty Ca2 zpet do
  sarkoplasmatického retikula (1ATP na dva ionty
  vápníku)

48
Nervová kontrola

• pokud se z motorického neuronu vyleje
  acetylcholin, odpoved svalu je stah (nebo nestah)
  vždy stejné intenzity, nula nebo jednicka
• každodenní zkušenost ale ríká, že svaly se mohou
  ruzne stahovat ruznou silou
• to je zpusobeno
• poctem svalových vláken, které obdržely príkaz
  stah
• ruznými vzorci nervových impulsu k príkazu stah

49
Nervová kontrola

• každé jedno svalové vlákno je napojeno jen na
  jeden neuron
• jeden neuron se ale muže napojit na více vláken

50
Nervová kontrola

• jeden sval muže být inervován stovkami neuronu
• každý neuron má svá svalová vlákna, které
  inervuje jen on a nikdo jiný
• motorická jednotka (motor unit) je jeden neuron a
  všechna svalová vlákna, která inervuje
• u vetšiny svalu je pocet svalových vláken v jedné
  motorické jednotce nekolik až stovky

51
Nervová kontrola

• pri stálém napetí se sval unaví a je produkována
  kyselina mlécná
• která však krom toho, že prispívá ke svalové
  únave, muže mít i príznivý vliv na funkci svalu
• nekteré svaly našeho tela (napríklad ty, které
  drží naše telo vzprímené) jsou témer neustále ve
  stavu mírné kontrakce

52
(No Transcript)
53
Nervová kontrola

• druhým mechanismem jsou ruzné vzorce nervových
  impulsu
• jeden impuls trvá 100 milisekund
• pokud druhý impuls prijde behem této doby, kdy se
  sval ješte nestacil uvolnit, oba impulsy se
  scítají
• pokud pricházejí tesne za sebou nové a nové
  impulsy, sval se nemuže relaxovat a výsledkem je
  jedna hladká, stálá kontrakce zvaná tetanus
  (nezamenovat s nemocí téhož jména)

54
Nervová kontrola

• tetanus je zpusoben tím, že se vápník z
  cytoplasmy nestací vcas vrátit do
  sarkoplasmatického retikula
• svaly savcu pracují formou tetanu

55
(No Transcript)
56
Typy svalových vláken

• rychlá (fast) rychlý, krátký, silný výkon
• pomalá (slow) delší práce, ne tak výkonná (svaly
  držící postoj tela)
• mají méne sarkoplasmatického retikula a vápník se
  pumpuje zpet pomaleji, takže zustává v cytoplasme
  déle
• na jeden nervový impuls tak toto vlákno reaguje
  stahem, který trvá 5x déle než u rychlého vlákna

57
Mitochondrie v srdecní svalovine
58
Srdecní svalovina

• je prícne pruhovaná
• na rozdíl od kosterního svalstva, kde je ke stahu
  nutný nervový impuls je srdce schopno vytvorit
  tzv. akcní potenciál (a tím i stah) bez vlivu
  nervového systému

59
Hladká svalovina

• zejména steny dutých orgánu
• krevní cévy, trávicí trubice
• chybí pruhování, protože aktin a myosin jsou
  nepravidelne usporádány po celé bunce
• je zde méne myosinu
• kontrakce je relativne pomalá, ale sval se stáhne
  mnohem více než u prícne pruhovaného svalu

60
Hladká svalovina

• bunky jsou mnohem menší než u prícne pruhovaných
  svalu
• šírka 2 5 µm
• délka 50 500 µm

61
Hladká svalovina
Bunky hladké svaloviny obsahují každá jen jedno
jádro
62
Hladká svalovina

• významnou roli hraje i vápník z extracelulární
  (mimobunecné) tekutiny
• ohnutí myosinové hlavy je 100 1000x pomalejší
  než u kosterního svalu
• kontrakce proto nastupuje pomaleji, ale za to
  déle pretrvává
• hladké svalstvo má velikou schopnost roztažnosti,
  prodloužení svalových bunek v deloze ci mocovém
  mechýri muže být až desetinásobné!

63
Rízení stahu hladkých svalu

• nervove
• sympatiku, parasympatikus, nervový systém
  gastrointestinálního traktu (GIT)
• humorálne (napr. díky uvolnení regulacních
  proteinu z okolního prostredí)
• hladké svaly reagují i na mechanické podnety
• jsou schopny i zcela autonomní aktivity

64
Svaly bezobratlých

• létací svaly hmyzu jsou v podstate identické s
  kosterními svaly bezobratlých, ale umí se
  stahovat mnohem rychleji než jak pricházejí akcní
  potenciály
• hladké svaly mlžu obsahují tzv. paramyosin za
  minimální spotreby energie umí být ve staženém
  stavu i mesíc

65
Typy svalu
HLADKÉ SRDECNÍ PRÍCNE PRUHOVANÉ
aktin a myosin netvorí sarkomery sarkomery existují sarkomery existují
vretenovité jednojaderné bunky sít bunek s mustky a prícným pruhováním mnohojaderná, dlouhá vlákna s prícným pruhováním
cinnost pomalá, bez únavy, vlastní automacie cinnost rychlá, stálá, bez únavy, vlastní automacie cinnost rychlá, unavitelné
nepodléhá vuli nepodléhá vuli podléhá vuli
trávicí trubice, deloha, cévy srdce kosterní svalovina
66
Choroby svalu

• Amyotrofní laterální skleróza (ALS) motorické
  neurony v mozkovém kmeni a míše degenerují a
  svalová vlákna následne atrofují
• ALS koncí smrtí cca 5 let od prvních príznaku,
  lécba t.c. neexistuje

67
Choroby svalu

• Botulismus zpusobuje bakterie Clostridium
  botulinum, která vylucuje toxin, který zabranuje
  uvolnování acetylcholinu z motorického neuronu
• C. botulinum se vyskytuje v nedokonale
  konzervovaných potravinách (nafouklé konservy)
  konzervový jed
• prvním príznakem nemoci je, že nakažený clovek
  vidí žlute

68
Choroby svalu

• Myasthenia gravis autoimunitní choroba, pri
  které imunitní systém pacienta nicí vlastní
  receptory pro acetylcholin
• pocet receptoru klesá a spojení mezi motorickými
  neurony a svaly nepracují dostatecne úcinne

69
Prehled kosterního svalstva

• podle funkce
• ohybace (flexory)
• natahovace (extensory)
• pritahovace (adduktory)
• odtahovace (abduktory)

70
Prehled kosterního svalstvasvalstvo zad

• kápový (musculus trapezius)
• široký sval zádový (m. latissimus dorsi)
• dlouhé svaly zádové
• meziobratlové svaly

71
Prehled kosterního svalstvasvalstvo hrudníku

• velký prsní sval (m. pectoralis major)
• malý prsní sval (m. pectoralis minor)
• pilovitý svalbocní (m. serratus anterior)
• mezižeberní svaly (mm. intercostales)
• bránice (diaphragma)

72
Prehled kosterního svalstvasvalstvo bricha

• prímý sval brišní (m. rectus abdominis)
• šikmý sval brišní (m. obliquus abdominis)
• prícný sval brišní (m. transversus abdominis)

73
Prehled kosterního svalstvasvalstvo krku

• plochý sval (platysma)
• zdvihac hlavy (m. sternocleidomastoideus)
• nadjazylkové svaly
• podjazylkové svaly

74
Prehled kosterního svalstvasvalstvo hlavy

• kruhové svaly
• ocní (m. orbicularis oculi)
• ústní (m. orbicularis oris)
• mimické svaly
• trubacský (m. buccinator)
• žvýkací svaly
• zevní sval žvýkací (m. masseter)
• spánkový sval (m. temporalis)

75
Prehled kosterního svalstvasvalstvo horní
koncetiny

• deltový sval (m. deltoideus)
• dvojhlavý sval pažní (m. biceps brachii)
• trojhlavý sval pažní (m. triceps brachii)

76
Prehled kosterního svalstvasvalstvo dolní
koncetiny

• sval bedrokycelní (m. iliopsoas)
• hýždové svaly
• m. gluteus maximus (velký)
• m. gluteus medius (strední)
• m. gluteus minimus (malý)
• krejcovský sval (m. sartorius)
• ctyrhlavý sval stehenní (m. quadriceps femoris)
• trojhlavý sval lýtkový (m. triceps surae)