Svalová soustava Svalová tkáň Svalová soustava Svalová tkáň – tvoří svaly Svalová soustava – soubor svalů (sval = orgán) Sval – vysoce specializovaný orgán • pohyb jako odpověď na vlivy okolí • pohyb v prostoru • pohyb částí těla vzhledem tělu Body builder 2 - Click image to download. Fyziologické vlastnosti svalu •excitabilita (vzrušivost) – schopnost reagovat •kontraktilita (stažlivost) – schopnost zkrácení •elasticita (pružnost) – shopnost návratu pův. délky •stálý svalový tonus (napětí) Zákl. vlastnost - kontraktilita • •Kontraktilita - „kontraktilní“ proteiny v buňkách (aktin a myosin - vlákna) •Kontraktilní proteiny – orientované paralelně s dlouhou osou buňky ve směru kontrakce •Kontrakce a relaxace a pohyb • Svalová tkáň - typy 1.příčně pruhovaná kosterní 2.příčně pruhovaná srdeční 3.hladká Složení tkáně: svalové buňky a vazivo (cévy, nervy) •Základní stavební jednotkou svalové tkáně je svalová buňka! • –Svalové vlákno příč. pruh. (rhabdomyocyt) –Svalová buňka srdeční (kardiomyocyt) –Svalová buňka hladká (leiomyocyt) Terminologie • •mys/myos (sval) •myocyt (svalová buňka) • sarx/sarcós (maso): buněčná membrána = sarkolema cytoplazma = sarkoplazma hladké ER = sarkoplazmatické retikulum • Image285 Vazivo ve svalu Obsahuje cévy a nervy Svalová tkáň příčně pruhovaná kosterní •morfologická a funkční jednotka: svalové vlákno (rhabdomyocyt) – mnohojaderný útvar (=syncytium) s jádry uloženými periferně (pod sarkolemou) • •průměr: 25-100 mm •délka: milimetry až centimetry (až 15 cm) 0100_0001 Kosterní sval Fasciculus – svazek svalových vláken (cca 20) Svalové vlákno (rhabdomyocyt) Myofibrila Sarkomera Svalová tkáň - 2 Kosterní svalovina Primární svazek svalových vláken (rhabdomyocytů) Stavba svalového vlákna (rhabdomyocytu) §sarkolema + T-tubuly §jádra (25-40 na 1mm délky) §sarkoplazma: •myoglobin (přenos O2) •myofibrily (příčně pruhované 1–2 µm tlusté vláknité útvary) •organely: mitochondrie, Golgiho aparát, sarkoplazmatické retikulum (Ca2+ ) •inkluze (glykogen) Rhabdomyocyt = svalové vlákno (buňka) • •Sval. vlákno – morfol. a funkční jednotka koster. svalu [Ø 25 – 100 m] •Myofibrila – strukturní složka sarkoplazmy • [Ø 0,5 – 1,5 m] •Myofilamentum – aktin a myosin, uspořádání do sarkomer (několik v délce myofibrily) • [Ø 7 a 15 nm] • •Sarkomera – nejmenší kontraktilní jednotka [2,5 mm v klidu] Muscle_Cell_Close-up_1 Svalové vlákno (rhabdomyocyt) myofibrila myofilamenta myofilamenta Sarcomere anatom9 RHABDOMYOCYT mitochondrie myofibrila jádro buňky triáda: t-tubulus termální cisterny ER sarkoplazma ER sarkolema Æ 20-100 mm anatom18 Z-linie Z-linie M- linie sarkomera Aktinové vlákno Myosinové vl. H -zóna A-proužek I-proužek SARKOMERA Svalová tkáň - 8 Příčně pruhované svalové vlákno 0101_0001 Svalová tkáň - 4 Příčně pruhovaný sval Svalová tkáň - 6 Příčně pruhovaný sval 005 SkMTHE40 File:Skeletal muscle - cross section, nerve bundle.jpg 062 OH_img6-3 Svalová tkáň - 10 Sarkoplasmatické retikulum Sarkoplazmatické retikulum = hladké endoplazmatické retikulum (rezervoár Ca iontů) T-tubulus = invaginace sarkolemy (šíření vzruchu do buňky) Terminální cisterna T – tubulus triáda Terminální cisterna Tubuly SR Svalová tkáň - 9 Kosterní svalovina T-tubulus terminální cisterny Stavba myofibril –izotropní úseky (I-proužky) – světlé, Z-linie (telofragma) –anizotropní úseky (A-proužky) – tmavé, M-linie (mezofragma), H-proužek –Sarkomera – úsek mezi dvěma Z-liniemi 0100_0001 Myofilamenta •tlustá: výlučně v rozsahu A-proužku, myozin, tloušťka 15 nm, délka 1,6–1,8 µm •tenká: v rozsahu I-proužku (zasahují i do anizotropních úseků), F-aktin a regulační proteiny, tloušťka 7 nm, délka 1,5 µm •zkrácení myofibril při svalovém stahu se děje na principu posuvného mechanismu, délka tenkých a tlustých filament se při kontrakci nemění 0100_0001 0100_0001 Stavba myofilament •Tlustá myofilamenta - myozin (molekuly ve tvaru golfové hole) • •Tenká myofilamenta - aktin + • regulační proteinový komplex • tropomyozinu (obtáčí vlákno aktinu) • a troponinu (3 podjednotky: TpT váže troponin k tropomyozinu, TpI inhibuje interakci aktinu s myozinem a TpC odpovídá za vazbu vápenatých iontů • • nebulin – filamenta asociovaná s aktinem, • titin – filamenta asociovaná s myosinem • oba typy filament brání přpnutí sarkomery Svalová tkáň - 15 Myofilamenta Aktin •Vlákna aktinu (F-aktin, fibrilární) jsou složena z polymerizovaných molekul globulárního proteinu G-aktinu o průměru 5,6nm. •Z-linie = α-aktinin actinfilament berger6 Myosin •Molekula myosinu je podstatně větší •Na povrchu vlákna jsou hlavice spojené s vláknem flexibilním krčkem. •Hlavice mají ATPázovou aktivitu myosin 0106_0001 liczba%20RM%20a%20hipertrofia1 Svalová kontrakce Kontraktilní jednotka a princip svalové kontrakce •Za kontrakci svalové buňky zodpovídají proteiny, které se vůči sobě za spotřeby ATP a účasti dalších látek (Ca2+, regulační proteiny) posouvají. •Tyto proteiny jsou uspořádány do specifických útvarů (tvaru válce) nazývaných myofibrily. •Myofibrila se dá dále rozčlenit na menší úseky, které nazýváme sarkomery. •Sarkomera je nejmenší funkční jednotkou myofibril. muscle1 myozin Myofibrila – myofilamenta – sarkomera vlakno mandl-7no11anim Fáze svalové kontrakce –přenos vzruchu depolarizace sarkolemy • –depolarizace sarkolemy postupuje prostřednictvím T-tubulů do oblasti triád, přestup na membrány sarkoplazmatického retikula výstup Ca2+ do sarkoplazmy – –Ca2+ se váže na troponin C odkrytí vazebných míst pro myozinové hlavice na aktinových filamentech – Fáze svalové kontrakce –myozinové hlavice se přikládají k aktinovému filamentu, uvolní se energie, která způsobí ohnutí krčku a hlavice, což vede k posunutí aktinových vláken ke středu sarkomery – –po ukončení depolarizace jsou Ca2+ pumpovány ze sarkoplazmy nazpět do sarkoplazmatického retikula mandl-7no11anim Muscleslidingfilament1 actin Klasifikace svalových vláken •Červená vlákna ñ myoglobin, mitochondrie, lipid. kapky, O2 ò myofibrily, glykogen – pomalá, vytrvalá kontrakce •Bílá vlákna ò myoglobin, mitochondrie, lipid. kapky ñ myofibrily, glykogen – rychlá, krátká kontrakce •Intermediární vlákna – rychlá, vytrvalá kontrakce Charakteristika jednotlivých typů svalových vláken Vlákna Červená Intermediární Bílá Barva Tmavá (červená) Tmavá (červená) Světlá (bílá) Obsah myoglobinu Vysoký Střední Nízký Počet mitochondrií Hodně malých Hodně velkých Málo malých ATPazová aktivita Nízká Vysoká Vysoká Typ metabolismu Oxidativní Aerobní i anaerobní Anaerobní Stah Pomalý Rychlý Rychlý Unavitelnost Velmi malá Malá Vysoká Hustota vlásečnic Vysoká Vysoká Nízká Svalová tkáň - 7 Příčně pruhovaný sval Svalová vlákna červená, bílá a intermediární Sval •Masitá část svalu •Šlacha •Nervově-cévní svazek •Pomocná svalová zařízení ThighAnatomyMuscleAnterior svaly_obecne Masitá část svalu •Tvar – různý, barva – červenohnědá, schopnost kontrakce • •Primární snopce – 10 – 50 rhabdomyocytů (sval. vláken) •Endomysium (jemné vazivo, kolag. a retikul. vlákna, oj. fibrocyty) •Sekundární snopce •Perimysium (řídké kolag. vazivo, cévy, nervy, tuk. buňky) •Terciární snopce (svazek) – celý sval •Epimysium (husté kolag. vazivo neuspořádané) •Svalová fascie Obal svalu muscle_spindle Šlacha foot_tendon Přenos svalového tahu •Na koncích svalových vláken • tah (zkrácení) se z intracelulárních proteinů (aktin, myosin) přenáší na extracelulární proteiny (kolagen) • ve vazivu šlachy • + inegriny •Laterální ukotvení do vaziva • zajištěno cytoskeletem (aktin, desmin) • + integriny Knee Hamstring Injuries Anatomy: Musculotendinous Complex Spojení šlacha - sval Danen-Mayer Šlacha Slacha(HE) Husté kolag. vazivo neuspořádané: - svazky kolag. vláken (fibrae tendinae) - fibrocyty (křídlaté buňky) Peritenonium – povrchový obal šlachy Zásobení svalu •cévy i nervy se větví ve vazivu svalu •senzitivní nervy –nervosvalová vřeténka (délka svalu) –šlachová vřeténka (napětí svalu) –volná nervová zakončení (bolest) •motorické nervy, motorická jednotka –myelinizované axony motoneuronů v míše –motorické ploténky • Golgiho šlachové vřeténko P1010001 -na přechodu šlachy ve sval -registrace svalového napětí a tlaku na šlachu Nervová tkáň - 22 Motorická ploténka Motorická ploténka (průkaz acetylcholinesterázy) MOTOR%20END%20PLATES%20SMALL%201 telodendrie sval. vřeténko motorická ploténka kosterní sval. vlákno Motorické ploténky v motorické jednotce – 1 motoneuron každé sval. vlákno (rhabdomyocyt) má jen jednu motorickou ploténku. tato svalová vlákna s kontrahují současně 4. Synoviální váčky (bursae synoviales) Pomocná svalová zařízení – vazivové struktury: 1. Povázky (fascie), 2. Kladky (trochleae), 3. Šlachové pochvy (vaginae tendineum) Vagina fibrosa vagina viscerální list synovialis parietální list kost mesotenonium synovie Faszien Fascia muscularis bursa_tendon Trochlear nerve TROCHLEA+HAECCE+1D Svalová tkáň příčně pruhovaná srdeční •morfologická a funkční jednotka: srdeční svalová buňka (kardiomyocyt) – cylindrická buňka s 1 – 2 jádry uloženými centrálně •průměr: 15 mm •délka: 85-100 mm •Buňky jsou spojeny do vláken nebo prostorových sítí interkalárními disky. řetězec kardiomyocytů kapilára s erytrocyty pure23r pure23r pure23r pure23r Interkalární disk Svalová tkáň - 17 Srdeční svalovina Kardiomyocyty Kardiomyocyty •jednojaderná bb. - oválné jádro centrálně •množství mitochondrií –GER, GA, glykogen, lipidy •kontraktilní aparát - jako v kosterním svalu •terminální cisterny SR a T-tubuly tvoří diády na úrovni Z-linií •v síních granula aurikulinu (natriuretický faktor) pracovní (kontraktilní) vzrušivé Svalová tkáň - 20 Srdeční svalovina Kardiomyocyt -Kratší sarkomery -Diády - T-tubulus kolem Z-linie, jen v komorách (ne v síních Interkalární disk •schodovité spojení sousedních kardiomyocytů •intercelulární spoje –desmosom –fasciae adherentes –gap junction (nexus) Svalová tkáň - 21 Interkalární disk 016 Svalová tkáň - 18 Srdeční svalovina Svalová tkáň - 22 Myokard Vzrušivé ( nonkontraktilní) kardiomyocyty •součást převodního /excitomotorického/ aparátu srdce: sinusový a síňokomorový uzlík, Hissův svazek rozdělený na pravé a levé raménko a Purkyňova vlákna •malý počet myofibril, zvýšený obsah glykogenu v sarkoplazmě, chybění T-tubulů a interkalárních disků a hojné spoje typu nexusů • gr84 Image:Purkinje fibers.jpg Pracovní kardiomyocyty Vzrušivé kardiomyocyty Myokard Svalová tkáň hladká •morfologická a funkční jednotka: svalová buňka (leiomyocyt) – • buňka s 1 jádrem uloženým centrálně • •průměr: 3-10 mm •délka: 20-200 mm Hladká svalová tkáň • • •Schopnost hypertrofie (gravidní uterus) •Jádro – centrálně •Myofilamenta nejsou uspořádána do myofibril, (buňka nevykazuje příčné pruhování). •Mezibuněčné spoje – nexusy, desmosomy, ZO •Na povrchu buněk lamina basalis (jsou schopny produkovat kolagen a elastin – např. ve stěně cév) • image006 Leiomyocyt •sarkoplazmatické retikulum: pouze izolované váčky, chybějí terminální cisterny i T-tubuly •kaveoly (≈ T-tubuly) •tenká (aktinová) a tlustá (mysionová) myofilamenta uspořádána do složité prostorové sítě, chybí periodické střídání obou typů filament (= nejsou vytvořeny myofibrily) SmoothMuscle Caveolae Aktinová myofilamenta – fokálně adherují k sarkolemě nebo do denzních tělísek (≈ Z-linie) v sarkoplazmě. Kalmodulin (≈ troponin) Sarkoplazmatické retikulum – jen krátké tubuly; kaveoly – přesun Ca 2+ Svalová tkáň - 26 B Části 2 leiomyocytů 011 Leiomyocyty - ELM Svalová tkáň - 28 Hladký sval podélně i příčně 009 010 Mechanizmus kontrakce •- Ca2+ (vstup do buňky), vazba na kalmodulin -Ca2+-kalmodulin aktivuje myosin-kinázu (přes cAMP) -ATP↓ → ADP •- vazba aktinu na myosin • dále jako u kosterní svaloviny Smooth Muscle spacer Fig7_smooth_muscle_cell_structuref Svalová tkáň – shrnutí znak Kosterní tkáň svalová Srdeční tkáň svalová Hladká tkáň svalová Původ mezoderm (myotomy) mezoderm (kardiogenní ploténka) mezenchym Stavební jednotka rhabdomyocyt (svalové vlákno) kardiomyocyt leiomyocyt Velikost tl. 100µm d. mm až cm tl. 10-15 µm d. 85-100 µm tl. 3-10 µm d. 20-500 µm Počet jader mnoho 1(2) 1 Umístění jádra pod sarkolemou uprostřed uprostřed regenerace velmi omezená žádná regeneruje Regenerace svalové tkáně •vysoce diferencovaná tkáň (zejména příčně pruhovaná) •nízká schopnost regenerace - srdeční sval se hojí jizvou - kosterní sval se hojí jizvou + lehce regeneruje ze satelitových bb. - hladké svalové bb. se dělí a snadno regenerují •hypertrofie (zvětšení bb.) •hyperplazie (zmnožení bb.) •dystrofie, atrofie Děkuji za pozornost http://www.pohadkar.cz/public/media/Pepek_namonik/obrazky/obrazky-pepek-namornik-5.jpg 0103_0001 0103_0001 0103_0001 hladká srdeční kosterní svalová tkáň – příčný řez muscle%20tissue muscle%20tissue%203 muscle%20tissue%202 sarkomer%20in%20vivo sarkomera Myofibrila Mus1ani Sarkomera - aktinová + myosinová myofilamenta I- proužek (izotropní) aktin A-proužek (anizotropní) aktin + myosin Z-linie M-linie H-zóna (jen na nekontrahované sarkomeře) Image285