1 BIOCHEMIE SVALOVÉ ČINNOSTI 14 Svaly - typy, morfologické rozdíly, struktura myofibril, filamenta a jejich proteinové komponenty. Energetika svalové kontrakce. Biochemická diagnostika infarktu myokardu. Uspořádání filament v příčně pruhovaném svalu 1. Charakterizujte buňky kosterního svalu. 2. Ve schématu sarkomery vyznačte charakteristické úseky a linie (zóna H, proužky A, I a M, Z-linie) a popište jejich složení. 3. Jak se mění délka sarkomery během kontrakce a relaxace? 4. Jaké změny nastávají při kontrakci? Které úseky sarkomery se zkracují při kontrakci? 5. Jaké je vzájemné uspořádání tlustých a tenkých filament na příčném řezu sarkomerou? 6. Jaká je funkce -aktininu? Myosinové filamentum Aktinové filamentum Sarkomera 2,3­1,5 m 2 7. Charakterizujte strukturu myosinového filamenta a myosinu. 8. Kde je v myosinu lokalizována ATPasová aktivita? 9. V kterých částech molekuly je myosin poměrně flexibilní? 10. Ve schématu aktinového filamenta označte hlavní proteinové komponenty a vysvětlete jejich uspořádání. 11. Jaký je rozdíl mezi G-aktinem a F-aktinem? 12. Charakterizujte podjednotky troponinu a vysvětlete jejich význam při kontrakci. Kontrakce kosterního a srdečního svalu 13. Popište mechanismus kontrakce a relaxace kosterního a srdečního svalu. 14. Jaká je funkce ATP a iontů Ca2+ při kontrakci kosterního a srdečního svalu? 15. Jakou roli hraje troponinový komplex při svalové kontrakci a relaxaci? 16. Jaký úhel svírají myosinové hlavičky v aktomyosinovém komplexu v nízkoenergetické konformaci? 17. Vysvětlete příčinu posmrtné ztuhlosti, tzv. rigor mortis. 18. Doplňte do tabulky chybějící charakteristiku vláken kosterního svalu: Typ vláken Obsah myoglobinu Obsah mitochondrií Kontrakce Zdroj energie červené . . . . . . . . . . pomalá . . . . . bílé . . . . . . . . . . rychlá anaerobní glykolýza smíšené smíšený charakter 3 Zdroj a eliminace Ca2+ v sarkoplazmě kosterního svalu a kardiomyocytů 19. Jakým způsobem dochází v sarkoplazmě buněk kosterního svalu ke a) zvýšení koncentrace Ca2+ ; b) poklesu koncentrace Ca2+ ? 20. Jaká je koncentrace iontů Ca2+ a) v sarkoplazmě v klidové fázi; b) v sarkoplazmě za kontrakce; c) v extracelulární tekutině? 21. V jaké formě se vyskytuje kalcium v sarkoplazmatickém retikulu? 22. Popište odlišnosti mezi kardiomyocyty a buňkami kosterního svalu z hlediska hustoty mitochondrií, sarkoplazmatického retikula a T-tubulárního systému. 23. Vysvětlete původ Ca2+ v sarkoplazmě kardiomyocytu při kontrakci. 24. Jaký typ kalciových kanálů se vyskytuje v sarkolemmě kardiomyocytu? Jakým způsobem dochází k jejich ,,otevření"? 25. Na jaký podnět dochází v sarkoplazmě kardiomyocytu a) ke zvýšení koncentrace Ca2+ ; b) k poklesu koncentrace Ca2+ ? 26. Jak ovlivňují činnost myokardu a) kalcium blokátory; b) kardiotonika? 27. V čem spočívá modulační účinek cAMP na srdeční svalovou činnost? 28. Jak pozměňují srdeční činnost katecholaminy? Hladký sval 29. Určete původ Ca2+ v sarkoplazmě myocytu hladkého svalu při kontrakci. 30. Jaký typ kalciových kanálů se vyskytuje v sarkolemmě hladkého svalu? Jakým způsobem dochází k jejich ,,otevření"? 31. Na jaký podnět dochází v sarkoplazmě myocytu hladkého svalu ke a) zvýšení koncentrace Ca2+ ; b) poklesu koncentrace Ca2+ ? 32. V myocytech hladkých svalů chybí troponinový komplex. Který protein inhibuje interakci mezi F-aktinem a myosinem při nízké koncentraci Ca2+ v sarkoplazmě? 33. Jak se podílí na regulaci kontrakce hladkého svalu protein kaldesmon? 34. Jaký účinek mají na kontraktilitu hladkého svalu a) mediátory působící přes -adrenergní receptory; b) mediátory působící přes 2-adrenergní receptory; c) mediátory působící přes 1-adrenergní receptory; d) oxid dusnatý? 35. Jakým způsobem je aktivována NO-synthasa v endotelových buňkách? 36. NO působí jako druhý posel. Co je jeho ligandem? 37. Popište působení oxidu dusnatého na hladký sval. 38. Z jakých látek může v lidském organismu vznikat oxid dusnatý? 39. Glycerol-trinitrát a isosorbid-dinitrát se používají při podpůrné léčbě anginy pectoris. V čem spočívá jejich účinek? 40. Popište účinek sildenafilu na hladký sval. 41. Jak ovlivňuje bradykinin krevní tlak? Jakým způsobem je bradykinin inaktivován? 4 Některé společné a odlišné rysy svalových buněk (doplňte) Kosterní sval Srdeční sval Hladký sval Společné rysy * mechanismus kontrakce * aktivace kontrakce interakce F-aktinu s myosinem Ca2+ v sarkoplazmě Odlišné rysy * zdroj Ca2+ . . . . . . + . . . . . . + . . . * účinek Ca2+ 4 Ca2+ TpC změna konformace Tp-systému odkrytí místa vazby na F-aktinu KONTRAKCE 4 Ca2+ kalmodulin aktivace . . . . . fosforylace myosinu KONTRAKCE * inhibitor interakce F-aktin-myosin . . . . . . . . * relaxace aktivace Ca2+ -ATPas Ca2+ aktivace Ca2+ -ATPas Ca2+ zprostředkované Ca2+ -kalmodulinem * regulační vliv cAMP . . . fosforylace proteinů aktivace . . . Ca2+ aktivace . . . Ca2+ MODULACE fosforylace MLCK . . . . . RELAXACE * účinek NO . . . . . . . . . . 42. Acetylcholin vyvolává kontrakci kosterního svalu a relaxaci hladkého svalu. Vysvětlete rozdílné působení acetylcholinu na svaly. Svalová práce 43. Jaký je energetický zisk anaerobní glykolýzy při odbourávání a) glykogenu; b) glukosy? 44. Proč v intenzivně pracujícím svalu probíhá přeměna glukosy na laktát? 45. Jaké jsou důsledky anaerobního odbourávání glukosy ve svalu při intenzivní práci? 46. Vysvětlete pojem ,,svalová práce na kyslíkový dluh". 47. Jaké jsou hlavní zdroje ATP ve svalu při maximální práci a) během prvních 10 sekund; b) po 30 sekundách; c) po 10 minutách; d) po dvou hodinách?