> Mgr. Vojtěch Grün Zátěžová Fyziologie Řízení pohybu Nervosvalová Adaptace svalová kontrakce, svalová hypertrofie, vaskularizace, svalové bolesti, DOMS bp4051 Jaro 2023 • Kapounková - přednáška Motorické neurony – MJ motorická jednotka •Motorická jednotka se skládá z jednoho motorického neuronu a určitého počtu svalových vláken, na které přímo působí (inervuje). •Kosterní svaly jsou inervované motorickými nervy, které vycházejí z neuronů, z předních (ventrálních) rohů míšních Motorická jednotka MOTORICKÁ JEDNOTKA MOTONEURON NERVOSVALOVÁ PLOTÉNKA NERVOSVALOVÝ PŘENOS MOTONEURON SARKOLEMA ACH SVALOVÉ VLÁKNO ACH RECEPTOR SARKOPLAZAMTICKÉ RETIKULUM Ca2+ T-TUBUS MYOZINOVÉ HLAVICE AKTIN TROPOMYOZIN TROPONIN Ca2+ 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 Morfologická adaptace svalů •Nárůstu svalové hmoty říkáme Svalová hypertrofie •Hypertrofie – nárůst průřezu svalového vlákna, je způsoben nárůstem počtu kontraktilních proteinů a nárůstem extracelulárního matrixu, čímž je podpořen další nárůst •Ve většině literatury rozlišujeme mezi dvěma typy hypertrofie – Myofibrilární a Sarkoplazmatická •Myofibrilární hypertrofie je způsobena nárůstem, ale i zvýšením počtu kontraktilních a strukturálních elementů, čímž dochází také k paralelnímu nárůstu sarkomer •Sarkoplazmatická hypertrofie je způsobena nárůstem sarkoplazmatického objemu a nekontraktilních proteinů, což může vézt k nárůstu svalové hmoty, bez výrazného vlivu na vliv svalové síly (Schoenfeld, 2010) Illustration HYPERTROFIE SVAL. VLÁKEN PO TRÉNINKU SVALOVÁ HYPERTROFIE SARKOPLAZMATICKÁ MYOFIBRILÁRNÍ -obvyklejší u kulturistů -synonymum: nefunkční hypertrofie (zvětšuje se především objem, ne síla) -zvyšuje se objem sarkoplazmy -zvýšené ukládání svalového glykogenu -růst organel (mitochondrie) -zvýšení nekontraktilních bílkovin -obvyklejší u vzpěračů -synonymum: funkční hypertrofie -růst myofibril (množení kontraktilních bílkovin) MYOFIBRILÁRNÍ HYPERPLAZIE ? Torres-Velarde et al., 2016 A: normální svalové vlákno B: myofibrilární hypertrofie C: sarkoplazmatická hypertrofie D: hyperplazie myofibril ? HYPERTROFIE RŮZNÝCH TYPŮ SVALOVÝCH VLÁKEN http://danogborn.com/underestimating-type-i-fibres/ https://www.bodylifeonline.co.za/pages/you-can-age-with-ease PROCES HYPERTROFIE: 1. STIMULACE ODPOROVÝM TRÉNINKEM → POŠKOZENÍ SVALOVÝCH VLÁKEN → SPUŠTĚNÍ ZÁNĚTLIVÉ REAKCE (podpora zotavení) - DOMS 2. OPRAVA SVALOVÝCH VLÁKEN v průběhu zotavení (satelitní buňky) 3. RŮST SVALU HORMONY A CYTOKINY SPOJENÉ S HYPERTROFIÍ: •TESTOSTERON (↑ glukózy) •RŮSTOVÝ HORMON → IGF 1 •IGF 1 (Insulin-Like Growth Factor) – zvýšení syntézy bílkovin •IL-5, IL-6 (cytokiny: Interleukin-5, Interleukin-6) – protizánětlivé procesy Gharadaghi et al., 2021 Počet opakování pro určitý typ silového tréninku •Kolik týdnů? •Kolikrát týdně? Adaptace svalů na vytrvalostní trénink w↑ počtu/povrchu mitochondrií (+ ↑ enzymů) w↑ respirační aktivity svalových vláken: ↑ obsahu myoglobinu (protein, který váže kyslík) – zvyšuje zásobu O2 ve svalu w↑ vaskularizace (obklopení jednotlivých vláken větším počtem kapilár – zásobování svalů kyslíkem) wpomalejší využití svalového glykogenu a glukózy v krvi, větší závislost na oxidaci tuků a menší produkce laktátu při cvičení dané intenzity Contents Vliv odlišného řízení pohybové aktivity (tréninku) na vlastnosti kosterního svalu VYTRVALOST RYCHLOST SÍLA Počet krevní kapilár ? ? Povrch mitochond. membrán Příčná aera sval. vláken variabilní Ca2+ transportní kapacita ? ? ATP+CP Glykogen Triglyceridy Štěpení makroergních fosfátů ? rychlejší rychlejší Glykolýza Oxidace glycidů Oxidace volných MK ? ? Contents Je možná změna svalových vláken? w Dřívější studie ukázali, že změna vláken není možná, pouze změna jejich vlastností. w Studie křížení inervace ukázali, že nepatrné změny jsou možné. w Možná změna z IIx na IIa, a z IIa na I vytrvalostním tréninkem, a IIx na IIa silovým tréninkem. wKombinací vysoké intenzity silového tréninku a krátké intervaly rychlé práce mohou vést ke konverzi vláken I na IIa. AKTIVITA PRÁCE VE SKUPINĚ (cca 4 lidi) ADAPTACE SVALU NA SILOVÝ A RYCHLOSTNÍ TRÉNINK ADAPATCE SVALŮ NA VYTRVALOSTNÍ TRÉNINK Hypertrofie rychlých sv. vláken (myofibrilární, sarkoplasmatická) + myoglobin, efektivní oxidace volných MK, + počet a velikost mitochondrií + aktivita ATPázy vaskularizace částečná přeměna pomalých sv. vláken na rychlá hypertrofie pomalých sv. vláken nárůst síly a rychlosti kontrakce částečná přeměna rychlých sv. vláken na pomalá + motorické jednotky (efektivita pohybu) + motorické jednotky (efektivita pohybu) AKTIVITA DISKUZE ve dvojicích SVALOVÉ BOLESTI, SVALOVÉ KŘEČE AKUTNÍ BOLEST DOMS (svalová horečka, svalovice) SVALOVÉ KŘEČE NAHROMADĚNÍ ODPADNÍCH LÁTEK PŘI ZATÍŽENÍ PŘEVAŽUJÍCI EXCENTRICKÁ KONTRAKCE BĚHEM ZÁTĚZE DEHYDRATACE A ZTRÁTA MINERÁLŮ OTOK TKÁNÍ STRUKTURÁLNÍ POŠKOZENÍ SVALOVÝCH BUNĚK ZVÝŠENÍ AKTIVITY SVALOVÝCH VŘETÉNEK A POKLES AKTIVITY ŠLACHOVÝCH TĚLÍSEK ZÁNĚTLIVÉ REAKCE UVNITŘ SVALU PŘETRVÁVAJÍCÍ AKTIVITA MOTONEURONŮ ODCHYLUJÍCÍ SE OVLÁDÁNÍM NA ÚROVNI MÍCHY VYVOLANOU PŘETÍŽENÝM A UNAVENÝM SVALEM SVALOVÁ ÚNAVA NA KONCI TRÉNINKU, PŘI ZAČÁTKU ZOTAVENÍ DEN AŽ DVA PO NÁROČNÉM TRÉNINKU PO INTENZIVNÍM POCENÍ BĚHEM NÁROČNÉ SOUTĚŽE, IHNED PO SKONČENÍ SOUTĚŽE BOLESTI SVALŮ PŘI/PO ZATÍŽENÍ – příčiny a časová osa KŘEČE SVALU (cramps) PŘÍČINY - MECHANIZMY •usilovné anaerobní cvičení (anaerobní glykolýza) - izometrické / dynamické (sprint) →↑senzitivita na Ca+ / ↑ koncentrace Ca+ v buňce → [fixace vazby Aktin-Myozin] •vyčerpávající vytrvalostní zátěž, podchlazení, hypohydratace → ↓ prokrvení svalové tkáně → ↓ ATP → přesun K+ z buňky do ECT → myolýza → přesun K+ z buňky do ECT •↓ příjem Mg+, Na+ (iontový nápoj) → ↓ Mg+ v plazmě PROJEVY •dlouhodobá kontrakce svalu (neschopnost relaxace) a •bolest svalu (minuty – hodiny) PRVNÍ POMOC •pasivní natažení svalu •zahřátí, masáž PREVENCE - odstranění příčin Klasifikace akutního poškození svalů podle 2011 Munich Consensus Conference [Müller-Wohlfarth HW. et al. Terminology, classification, patient history, and clinical examination. In: Müller-Wohlfarth HW. et al. (eds.). Muscle Injuries in Sports. Thieme: Stuttgart, 2013: pp. 135-167.] avulsion – odtržení, contusion – zhmoždění, disorder – potíže, fatigue – únava, injuries – poškození, laceration – natržení, overexertion – přetížení, soreness – bolestivost, tear - trhlina Klasifikace akutního poškození svalů podle 2011 Munich Consensus Conference 1/2 [Müller-Wohlfarth HW. et al. Terminology, classification, patient history, and clinical examination. In: Müller-Wohlfarth HW. et al. (eds.). Muscle Injuries in Sports. Thieme: Stuttgart, 2013: pp. 135-167.] FUNKČNÍ POŠKOZENÍ SVALU (trvání s léčbou < týden) bolestivý problém svalu bez zjevného makroskopického poškození vláken (1a) Omezené zvyšující se napětí podél svalu (ztuhnutí) po přetížení - při změně tréninku, povrchu kurtu … SVALOVÁ BOLEST PŘI POHYBU, ZTUHLOST SVALU (1b) Více rozšířená bolestivost po svalu po nezvyklém brždění pohybu s excentrickými kontrakcemi nebo po dlouhotrvajícím metabolickém přetížení SVALOVÁ BOLEST, ZTUHLOST A SLABOST I V KLIDU, (2a) Omezené zvyšující se napětí podél svalu v důsledku funkční nebo strukturální vertebrogenní poruchy (lumbální, sakroiliakální, …) BOLESTIVÁ ZTUHLOST SVALU, TUPÁ AŽ BODAVÁ BOLEST – ZHORŠUJÍCÍ SE SE SVALOVOU AKTIVITOU (2b) Vřetenovitě omezená oblast zvýšeného svalového napětí v důsledku dysfunkce neuro-muskulárního řízení (reciproční inhibice) BOLESTIVOST – ZVYŠUJÍCÍ SE S ROSTOUCÍ SVALOVOU ZTUHLOSTÍ A NAPĚTÍM STRUKTURÁLNÍ POŠKOZENÍ SVALU zjevné makroskopické poranění (3a) Akutní poranění svalu – malé natržení maximálně v rozsahu svalového snopce (< 5 mm; trvání s léčbou 10-14 dnů) NÁHLÁ OSTRÁ BODAVÁ (JEHLOVÁ) BOLEST PO POCITU „PRASKNUTÍ (KŘUPNUTÍ)“ (3b) Akutní poranění – větší natržení větší než snopec (> 5 mm; trvání s léčbou ~6 týdnů) OSTRÁ BODAVÁ BOLEST, ČASTO ZŘETELNÉ NATRŽENÍ V OKAMŽIKU PORANĚNÍ – KŘUPNUTÍ S NÁSLEDNOU NEUTUCHAJÍCÍ BOLESTÍ (4) Akutní poranění – velké natržení až kompletní přetržení svalu s distrakcí jeho bříška a odtržením šlachy (trvání s léčbou > 12 týdnů) NÁHLE VZNIKLÁ TUPÁ BOLEST PO VÝRAZNĚJŠÍM KŘUPNUTÍ Klasifikace akutního poškození svalů podle 2011 Munich Consensus Conference 2/2 [Müller-Wohlfarth HW. et al. Terminology, classification, patient history, and clinical examination. In: Müller-Wohlfarth HW. et al. (eds.). Muscle Injuries in Sports. Thieme: Stuttgart, 2013: pp. 135-167.]