1 Pohybová soustava 1.1 Kosterní svaly Kosterní svaly jsou aktivní složkou pohybového systému a tvoří přibližně 40% tělesné hmotnosti. Základní jednotkou je svalová buňka dosahující délky až 20 cm. Svalová buňka (vlákno) je od okolí oddělena buněčnou membránou (sarkolemou), která obklopuje cytoplazmu (sarkoplazmu). V sarkoplazmě se nachází větší množství buněčných jader, mitochondrie (sarkosomy) a stažlivé vláknité struktury, tzv. myofibrily. Jedno svalové vlákno obsahuje až několik set myofibril a každá myofibrila je rozčleněna liniemi Z do asi 2 µm dlouhých úseků – tzv. sarkomer. Ty jsou tvořeny pravidelně se střídajícími úseky silných (myozinových) a slabých (aktinových) myofilament. Díky pravidelnému uspořádání sarkomer v kosterním svalu můžeme při mikroskopickém vyšetření pozorovat charakteristické střídání světlých a tmavších pruhů, proto také název příčně pruhované svalstvo. Obě sady myofilament jsou do sebe částečně zasunuty. V místech, kde se překrývají, mohou spolu reagovat a vzájemně se proti sobě pohybovat. Tato vazba je podstatou svalového stahu (kontrakce). Aby mohl být svalový stah zahájen, je nutná přítomnost iontů vápníku v cytoplazmě svalové buňky. Pro hladký průběh kontrakce je důležitá dostatečná zásoba energie. Jejím bezprostředním zdrojem je molekula ATP (adenozintrifosfát). Ve svalu je chemická energie přímo přeměňována na energii mechanickou a tepelnou. Sarkoplazma svalového vlákna obsahuje kromě myofibril tukové kapénky, zrníčka glykogenu, kreatinfosfát, myoglobin (červené barvivo ve svalech vážící kyslík) a jiné četné rozpuštěné látky. Svalové kontrakce probíhají proti různě velkému odporu, který ovlivňuje charakter i intenzitu svalové zátěže. Při izotonické kontrakci svalové napětí zůstává stejné, sval mění svou délku. Při zkrácení hovoříme o koncentrické kontrakci, při prodloužení o excentrické kontrakci. Dochází k pohybu v kloubu, proto zátěž označujeme jako dynamickou. Při izometrické kontrakci roste svalové napětí, sval nemění svou délku, generuje (produkuje) sílu. Nedochází k pohybu v kloubu, svalovou zátěž označujeme jako statickou. Při provádění pohybů v přirozených podmínkách se oba typy kontrakcí současně na různé úrovni kombinují. Obr. č. 1 Sarkomera – nejmenší kontraktilní jednotka a vzájemná interakce mezi myofilamenty aktinu a myozinu. (modifikováno podle: Silbernagl, S., Despopoulos, A., 1993) 1.2 Nervový systém Zodpovídá spolu se systémem humorálním a imunitním za udržení stálosti vnitřního prostředí (homeostázu) a koordinaci funkcí celého organismu. Základní strukturní a funkční jednotkou nervového systému jsou nervové buňky – neurony. Typický neuron se skládá z těla a dvou sad výběžků, jednoho axonu a několika dendritů. Prostřednictvím dendritů přijímá neuron informace od jiných neuronů. Axon zpracovanou informaci předává dalším buňkám (neuronům anebo svalovým, popřípadě žlázovým buňkám). Spoje neuronů mezi sebou i jinými buňkami se nazývají synapse. Informace se šíří po výběžcích a tělech neuronů pomocí změn elektrického napětí na buněčné membráně – akčního potenciálu. Mezi jednotlivými nervovými buňkami je přenos informace zajištěn u člověka prostřednictvím chemických látek. Když akční potenciál dorazí axonem až na jeho konec, uvolní se v presynaptické části přenašeč a naváže se na příjmovou molekulu (receptor) v postsynaptické části. Ke stejným jevům dochází v místě spojení axonu motorického neuronu se svalem v tzv. motorické ploténce. Navázání přenašeče na receptor v postsynaptické části vyvolá další akční potenciál, který se šíří po membránách svalových buněk a vyústí ve sled nitrobuněčných dějů, které vedou ke svalovému stahu. Veškeré pohyby jsou řízeny motorickými centry. Nejvyšším centrem je mozková tkáň, která hodnotí a odpovídá na nejrůznější vnější i vnitřní podněty. Ke své činnosti vyžaduje průběžné informace o orientaci těla a končetin v prostoru, i o stupni kontrakce kosterních svalů. Nervosvalová vřeténka informují o délce a rychlosti změny svalu, ve kterém jsou umístěna. Golgiho tělíska registrují napětí ve šlachách. Hierarchicky nejvýše postavená motorická centra jsou v mozkové kůře. Z nich přichází základní impuls k provedení pohybu včetně jeho intenzity a rychlosti. Vlastní provedení je řízeno reflexně z míchy. Základními cestami, kterými jsou vzruchy vedeny, jsou pyramidová a extrapyramidová dráha. Pyramidová dráha probíhá v předních míšních rozích. Tam jsou umístěny velké motoneurony (alfa), které zásobují rychlá bílá vlákna a malé (gama) neurony zásobující pomalá červená vlákna. Souborem extrapyramidových drah je kontrolován stoj a svalový tonus. Podnět míšního reflexu přichází přívodným (aferentním) vláknem do senzorického neuronu. Jeho výběžky vstupují zadními míšními kořeny do míchy, kde se spojují s výběžky přestupního (intermediárního) neuronu. Dendrity tohoto neuronu postupují do předních rohů k neuronům motorickým, které vydávají bezprostřední impuls ke svalové kontrakci (Máček, 1997). Mozeček se zúčastňuje udržování rovnováhy, vzpřimování, koordinuje cílené pohyby. 1.3 Autonomní-vegetativní nervový systém Základní funkcí autonomního nervového systému je řízení činnosti vnitřních orgánů. Ovládá srdce, žlázy, hladké svalstvo, a na rozdíl od výše zmíněného somatomotorického („tělesněpohybového“) systému je v naprosté většině jeho činnost vůlí neovlivnitelná. Sestává se z oddílu sympatického a parasympatického. Odpověď obou systémů bývá ve velké většině případů protichůdná. Oba systémy jsou však v jisté funkční rovnováze. V konkrétních situacích však může některá ze složek převažovat. Za klidových podmínek zejména u sportovců je v převaze systém parasympatický. Při pohybové aktivitě převládá aktivita sympatiku se zvýšenou tvorbou a vyplavováním katecholaminů (adrenalin a noradrenalin) z dřeně nadledvin. Tyto hormony jsou uvolňovány nejen při zátěži fyzické, ale i psychické. Typické je zvýšení tonu (napětí) sympatiku při „mobilizaci organismu“ v rámci předstartovních stavů. 1.4 Pasivní komponenty pohybového systému Pasivní složku pohybového aparátu tvoří kosti, šlachy a vazy. Kosti nemají jen opěrnou a ochrannou funkci. Jsou po celou dobu života metabolicky aktivní. Podílí se na udržování stálé hladiny vápníku v krvi a jsou jeho rezervoárem (asi 97 % je vázáno v kostech). Fyzická zátěž podporuje růst kostí. Dlouhodobě neúměrné zatěžování během tréninku může naopak vést ke snížení kostní hustoty (denzity) a vývoji osteoporózy včetně závažných komplikací. – 1.5 Dělení svalstva z funkčního hlediska Z funkčního hlediska dělíme svaly na svaly posturální a fázické. Posturální svaly udržují základní polohu těla, jsou tedy v neustálém napětí a mají tendenci ke zkrácení. Svaly fázické jsou vykonavateli pohybů. Snadněji se unaví a mají tendenci k oslabování (hypotonii). Obě skupiny svalů se navzájem ovlivňují a musí být v rovnováze, jinak může docházet ke svalovým dysbalancím. Svalové dysbalance mohou vyústit do závažných degenerativních a nevratných změn svalové tkáně se zmnožením vaziva, sekundárně pak i k patologickým změnám šlach a kloubů. K těmto změnám může dojít u sportovců s trvalejším a intenzivnějším zatěžováním jen určitých svalových skupin. Proto jsou nezbytná kompenzační (vyrovnávací) cvičení – řízená pohybová činnost na základě posouzení změn svalového aparátu na podkladě dobrých znalostí pohybových projevů člověka (kineziologie). 2.7 Charakter odpovědi organismu na zátěž Reakce je bezprostřední odpověď řady orgánových systémů na svalovou práci. Závisí na druhu, intenzitě a délce trvání zátěže. Adaptace je schopnost orgánových systémů funkčně i morfologicky se přizpůsobovat mnohonásobně opakovaným, dlouhodobým vlivům. Opakování zátěží vede k postupnému slábnutí odpovědi na ně. Má-li být odpověď dostatečně velká, musí se intenzita podnětů postupně zvyšovat. Výsledkem je zvýšení výkonnosti. Také adaptace je závislá na druhu, frekvenci, intenzitě a době působení fyzické aktivity. Dezadaptace je podmíněna vynecháním či oslabením pravidelných podnětů. Tato skutečnost vede k poklesu či vymizení projevů adaptace. Maladaptace je důsledkem neadekvátní, dlouhotrvající nadměrné zátěže, která může vést ke strukturálním změnám i funkčním poruchám (Placheta ,1999).