Pohyb a svaly http://www.simplethriftyliving.com/category/money-saving-tips/pets/ Jeden ze základních rysů života. Pohyb v buňce je možný díky cytoskeletu. http://sparkleberrysprings.com/innerlifeofcell.html http://en.wikipedia.org/wiki/Cytoskeleton Pohyb celých buněk zajišťuje cytoskelet => bez cytoskeletu není aktivní pohyb Améboidní pohyb a úloha mikrofilament Cytoskelet 3 typy filament Mikrotubulární struktura řasinky, brvy – cilie a bičíku, brvy - flagellum Mikrofilamentární (aktinová) struktura střevního mikroklku - mikrovilu http: http://reasonandscience.heavenforum.org/t2141-the-dramatic-cellular-morphology-of-the-microvillar-cytoskeleton https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Villin_cross-linked_core_bundle_microvilli.png Svaly využívají buněčného pohybového aparátu. Pohyb svalů a tedy i celých živočichů je možný díky uspořádané stažlivosti spolupracujících buněk. Svaly Tři typy svalů Lokomoce Cirkulace Vnitřní řízení Neplatí u všech živočichů: U měkkýšů pouze hladká svalovina. U hmyzu pouze žíhaná. obratlovci Stavba kosterního svalu Proužkování svalu. Myofibrily tvoří svalové vlákno (muscle fiber). Cytoplasma vyplněna cytoskeletem. Sarkomera – jednotkový úsek myofibrily Stavba kosterního svalu Mitochondrie - sarkozomy T tubuly vodivě propojují povrch vlákna s vnitřkem L tubuly – SR (ER) jako zásobárna Ca citlivá na elektrické signály Stavba kosterního svalu – uvnitř vlákna Stavba sarkomery Součásti aktivní, pasivní, regulační, elastické (titin) Myosinové hlavy mají dvě vazebná místa. Jedno pro ATP s ATPázovou aktivitou, druhé pro aktin. Stavba myozinového filamentu Izometrická a izotonická kontrakce Práce elastických komponent Typy stahu Cyklus stahu a úloha ATP Odpojení myosinu od aktinu vyžaduje navázání ATP, čímž se změní konformace vazebného místa, ale není k tomu potřeba energie ATP. Jak se hlava odpoutá od aktinu, hydrolyzujeATP. Energie ATP vztyčí hlavu. Setkání A a M uvolní Pi a sklápí se hlava. 10nm posun ADP se odpojí, ale A a M zůstávají vázáni Ca spouští interakci myosinu s aktinem Vápník iniciuje setkání Myosinu s Aktinem https://www.youtube.com/watch?v= gJ309LfHQ3M Spřažení excitace a kontrakce kosterního svalu Nervosvalová ploténka: Spřažení excitace a kontrakce kosterního svalu Nervosvalovou ploténku může zablokovat: Kurare, hadí jedy – kompetitivní inhibice receptorů Pesticidy – blokáda AChE Botulin – rozpad proteinů vezikulární exocytózy Ionotropní řízení: Nervosvalová ploténka Spřažení excitace a kontrakce kosterního svalu Spřažení excitace a kontrakce kosterního svalu Vápníková regulace Spřažení excitace a kontrakce kosterního svalu https://www.youtube.com/watch?v=70DyJ wwFnkU&t=11s T tubuly se šíří AP do hloubky svalu Délka a síla Největší sílu u izometrické kontrakce má sval uprostřed délky sarkomery Největší sílu má sval uprostřed délky sarkomery. Délka a síla Podle potřeba je aktivováno více nebo méně motorických jednotek – prostor svalu. Nábor jednotek zvyšuje sílu svalu Řízení síly stahu – prostorová sumace. Odstupňovaná odpověď Kontrakce Elektrické dráždění Řízení síly stahu – prostorová sumace. Odstupňovaná odpověď Odstupňování stahu – časová sumace Vyšší frekvence AP udrží sval v trvalém stahu – hladký tetanus Další zvyšování f. zvýší sílu stahu – časová sumace Zdroje energie svalového stahu ATP v centru dění – co jej poskytuje a co spotřebovává Kreatin fosfát Energie pro pracující sval: doba a intenzita Rychlost a trvání běhu jdou proti sobě ATP je asi na 10 kontrakcí, což je jen asi 1s v klidu Kreatin P – 50 kontrakcí Po řadě v čase : Zásoba ATP a KP Anaerobní glykolýza Aerobní cukry Aerobní tuky Svalový glykogen se vyčerpává a čím dál víc záleží na zásobení krví. Energie pro pracující sval: doba a intenzita U savců existují tři typy : ▪ typ I (pomalá) – koná vytrvalostní aerobní práci (obsahuje hodně myoglobinu a sarkozomů), ▪ typ II (rychlá)  IIa má i určitý aerobní potenciál, je pomalejší  IIb se uplatňuje při krátkodobých anaerobních výkonech (má málo myoglobinu a sarkozomů, obsahuje hodně myofibril), ▪ typ I a IIa se označuje též jako svalovina červená (zbarvení po myoglobinu), typ IIb jako bledá Druhy kosterní svaloviny Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Druhy kosterní svaloviny - srovnání Podle Barevného atlasu biochemie. Grada. Červená vlákna mají rezervu kyslíku (myoglobin) Bílá, rychlá vlákna ji nemají a přechází na glykolýzu Potřeba NAD je důvodem vzniku laktátu. Energie pro bílé a červené fibrily Anaerobní glykolýza Potřeba NAD je důvodem vzniku laktátu. Coriho cyklus glukoneogeneze Využití laktátu a konverze na Glc v játrech Srdeční svalovina - myokard Interkalární disky vodivě propojují do jednoho celku. Jsou typem gap junction Tvoří – Syncytium Není zde možná prostorová sumace, proto žádné motorické jednotky a reakce „vše nebo nic“. Převodní systém srdce generuje a vede vzruchy Ca v myokardu a jeho podíl na tvaru AP Ca plató – až 500ms trvání Důsledek dlouhé refrakterní fáze: Nelze fyziologicky vyvolat hladký tetanus 2/s 5/s 10/s 20/s 50/s Srdce nemá hladký tetanus a proto ani časovou sumaci. Srdeční svalovinaKosterní svalovina Srdeční svalKosterní sval Svalová aktivita Intenzita podnětu Srdce nemá motorické jednotky a proto ani prostorovou sumaci Srovnání charakteristik 3 základních typů svalů Parasympatikus na myokardu Snižuje dráždivost Ach se váže na muskarinový receptor a přes G-protein otevírá K kanál – hyperpolarizuje membránu Sympatikus na myokardu Zvyšuje Dráždivost NA se váže na adrenergní receptor a přes G-protein a druhého posla otevírá Ca kanál – depolarizuje membránu Hladká svalovina Buňky jsou menší, mají jen jedno jádro, jsou vřetenovitého tvaru, propojené mechanickými spoji zaručujícími přenos síly celým svalem. Nemají NS ploténku, transverzální tubuly, troponin, tropomyosin. Síťovité propojení aktinu a myosinu netvoří proužky ATPáza myozinu je mnohem pomalejší, což vede k pomalejší kontrakci, ale udrží stah s mnohem menším vynaložením energie. Podle: Sherwood, Klindorf,Yancey, Animal Physiology,Thomson Jednotková (a) a vícejednotková (b) organizace podle propojení gap junction vodivě propojující buňky. Jednotková potřebuje méně varikosit obsahujících transmitter Hladká svalovina Hladká svalovina – různé podněty Stah lze vyvolat: Nervově Látkově Mechanicky Autonomně - pacemakery Hladká svalovina - kontrakce Řízení stahu je opět přes Ca, ale jinak, přes tlusté (myosinové) vlákno. MLCK (myosin light chain kinase). Fosforyluje jednu myosinovou hlavičku, což vede ke zvýšení ATPázové aktivity a spustí navázání na aktin. Kalciová aktivace myozinu hladké svaloviny. Ca2+ vstupuje po podráždění především z extracelulárního prostoru a v komplexu s kalmodulinem aktivuje myozin kinázu.Ta fosforyluje myozin, který je poté schopen interagovat s aktinem a začít stah Podle: Sherwood, Klindorf,Yancey, Animal Physiology,Thomson Hladká svalovina - kontrakce Srovnání charakteristik 3 základních typů svalů