Fyziologie pohybu •Živočišné buňky mají vnitřní stabilní strukturu zajišťující •oporu a udržující tvar – cytoskelet (dynamický a pohyblivý aparát) složení: mikrotubuly a mikrofilamenta-proteinová vlákna. •Vnitřní kostra cytoplazmy: vlastnosti: •1. určují vnější tvar 2. vnitřní architekturu buňky (subcelulární pohyb) •Mikrotubuly - tvar trubiček - složené z mnoha filament (složená z řady kuliček bílkoviny tubulinu), trubičky spojené příčnými spojkami z asociovaných proteinů (např. dyneinu), spojení ve vyšší celky. •dynein schopen transformovat energii ATP na svou konformační změnu •Mikrofilamenta - vytvářejí v cytoplazmě souvislou síť: aktin, myozin •Typy pohybu 1.Brvami, bičíky 2. améboidní 3. svalový •ad 1. jednobuněční, epitel. b., spermie •Ad 2. jednobuněční (kořenonožci), bílé krvinky Ad 3.Svalový pohyb •Buňky svalů jsou specializovány na 1. přeměnu energii ATP na kontraktilní pohyb 2. vytváří akční potenciál •Předchůdce svalových buněk - myoepiteliální stažlivé buňky žahavců a houbovců. •Svalový epitel u bezobratlých •Podle histologické stavby a funkce rozlišujeme tři typy svalů: •Příčně pruhované (kosterní) svaly, které tvoří různě diferencované svalové skupiny připojené na kostru. •Hladké svaly vystýlající stěny tělních dutin a vnitřních orgánů s výjimkou např. hmyzu. •Srdeční sval je zvláštní kontraktilní svalovinou, která se stavbou podobá svalovině příčně pruhované, ale vyznačuje se zvláštnostmi, které jsou typické pro svaly hladké. Kosterní sval Sval (až 30 cm) – svalové vlákno (myofibrila) (d 30 cm, Ø až 100 μm), na povrchu sarkolema- polopropustná, od sebe oddělené jednotky ze sarkomer (d 2,5 μm). Sarkomera (příčné linie - Z-linie se světlými aktinovými filamenty se zasouvají mezi tmavá myozinová filamenta pomocí myozinových můstků) – příčné pruhování Fyziologie svalu stavba pp Svalová tkáň žíhaná (sarkoplasma - cyto, sarkozómy - mito), uspořádání sarkoplasmatického retikula a proužků •Sarkoplazmatické retikulum –v sarkoplazmě svalových vláken, hladké endoplazmatické retikulum– Specializace na segregaci kalciových iontů–rozvětvené cisterny a tubuly obklopující jednotlivé myofibrily, tubuly orientovány longitudinálně ve svalovém vláknu,–příčně uložené do H proužku–Terminální rozšířeniny sarkoplasmatického retikula, na úrovni spojení A a I proužku, na každé straně T tubulu• Sarkolema–Příčné tubuly (T tubuly) – tubulární invaginace sarkolemy penetrující do svalového vlákna v oblasti spojení mezi A a I proužkem, na povrchu myofibril– Triáda: specializovaný komplex 2 terminální cisterny a 1 T tubulus, význam pro zahájení svalové kontrakce, sarkomera od Z-Z linie – telofragma (Z linie - Hensenův proužek) [USEMAP] Povrchová membrána (sarkolema) Sarkoplazmatické retikulum (podélné tubuly až váčky) a příčné tubuly (T-tubuly) Ca2+ inhibuje troponin, který blokuje připojení hlavice myozinových můstků, hlavice mění úhel připojení Nervosvalová (motorická) ploténka – větší synapse – acetylcholin (kurare blokuje reaktivní místa), botulin blokuje uvolnění acetylcholinu) Motorická jednotka – rozvětvení axonu na vlákna ultrastavba pp ultrastavba pp myozin můstky nervosval plot ultrastavba aktinu Přenos vzruchu a mechanismus kontrakce •Nervosvalová ploténka: •motorické nervové vlákno – acetylcholin – depolarizace sarkolemy – přenos depolarizace na sarkoplazmatické retikulum – vylití Ca2+ - vazba na troponin – změna prostorové konfigurace troponin- tropomyozinového komplexu - uvolnění vazebného místa pro aktin – vazba aktinu na myozin – posun tenkého filamenta do středu sarkomery – kontrakce • Zastavení impulzu - konec depolarizace Ca2+ ze sarkoplasmy na sarkopl. retikulum – obnova troponin – tropomyozinového komplexu - pasivní návrat filament do relax. stavu [USEMAP] Hladký sval Tenká aktinová filamenta, bez sarkoplazmatického retikula, pomalá kontrakce. Varikozity – zakončení nervů (korálky na niti). Některé bez podnětů – myogenní kontrakce – vzrušiče se schopností spontánní depolarizace. hs hs Buňky hladké svaloviny a jejich inervace. Aktin s myozinem netvoří viditelné proužkování. Mediátory se vylévají z varikozit vegetativních nervů do prostoru kolem svalových buněk. Srdeční sval Příčně pruhovaný, mnohem delší akční potenciál než u kosterního svalu. Časté gap junctions – přenos akčního potenciálu z buňky na buňku. Buňky s autorytmicitou – vzrušiče – myogenní srdce (měkkýši, hmyz, obratlovci) – viz srdce v cévní soustavě Neurogenní srdce (krabi, pavouci) – původ srdečních rytmů z aktivních neuronů v srdečním gangliu u myokardu. Mechanismus kontrakce srdeční svaloviny •Uspořádání myofilament jako u kosterní svaloviny, na buněčné úrovni kontrakce v zásadě stejná •–Kardiomyocyty pracovní (kontraktilní) – v myokardu •–Kardiomyocyty vzrušivé (inervační) ••součást převodního aparátu srdce (sinusový uzlík, sinoatriální uzlík, Hissův svazek a Purkyňova vlákna) ••Schopnost tvořit impulsy a rozvádět je ••K. vzrušivé: nízký počet myofibril, náhodné uspořádání, hodně glykogenu, hojné nexy, chybí T-tubuly a interkalární disky. Kontrakce: Spontánně ve vlastním rytmu ••Inervace autonomními nervy [USEMAP] •Odlišnost nervosvalových soustav bezobratlých •Létací svaly – na jeden vzruch 5 – 20 stahů (asynchronní, fibrilární svaly). •Svěrače lastur (ne příčně pruh.) iniciuje motoneuron s acetylcholinem. Pro udržení sevření není nutný ani on, ani depolarizace. Relaxace nastane až aktivitou v nervech, které uvolní serotonin. • Úloha Ca2+ ve svalové kontrakci. Vápenaté ionty způsobí konformační změnu troponinu vedoucí k zasunutí celého tropomyozinového vlákna hlouběji do štěrbiny mezi aktinovými řetězci. Obnaží se tak vazebná místa pro myozinovou hlavici.