Svalová soustava Svalová tkáň Svalová soustava Svalová tkáň tvoří svaly Svalová soustava je 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 kosterní příčně pruhovaná srdeční hladká Složení tkáně: svalové buňky a vazivo (+ cévy, nervy) •Základní stavební jednotkou svalové tkáně je svalová buňka! • –Svalové vlákno. kosterní (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 s jádry uloženými pod sarkolemou •20 – 40 jader/1 mm délky •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 • • •Fasciculus •Svalové vlákno •Myofibrila 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 •Primární svazek •Sekundární svazek 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 sarkoplazmatického retikula • 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 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 přepnutí 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 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 •kontrakci způsobují aktinová a myosinová vlákna, která se vůči sobě posouvají za spotřeby ATP a účasti dalších látek (Ca2+, regulační proteiny – troponin a tropomyosin •A a M vlákna jsou uspořádaná do myofibril •myofibrila se dá rozčlenit na sarkomery • •Sarkomera je nejmenší funkční jednotkou myofibril. muscle1 •Myofibrila – myofilamenta – sarkomera Související obrázek Výsledek obrázku pro structure of myofibril • •A-proužek I-proužek •Myofibrily (3) mandl-7no11anim • • •triáda Fáze svalové kontrakce –přenos vzruchu depolarizace sarkolemy • –postupuje prostřednictvím T-tubulů do oblasti triád, přestoupí na membrány sarkoplazmatického retikula výstup Ca2+ do sarkoplazmy – –Ca2+ se váže na troponin C odkrytí vazebných míst pro myozinové hlavice na aktinových vláknech – –myozin se přiloží k aktinu, uvolní se energie, která způsobí ohnutí krčku s hlavicí a 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 • 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 • + integriny •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 uspořádané: • •- 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 muscle_spindle 0100_0001