FYZIOLÓGIA SVALSTVA

Fyziológia svalstva

V priebehu fylogenézy vzniklo niekoľko typov svalových tkanív, ktorých základov vlastnosťou je kontrakcia s následnou relaxáciou:

a.           kostrová svalovina (priečne pruhovaná)

b.          hladká svalovina

c.           svalovina srdca (myokard)

d.          myoepitel

U kostrového svalstva je spojenie medzi nervovým vláknom a svalovou bunkou nazývané nervovosvalová platnička a mediátorom je acetylcholín. U hladkej svaloviny mediátor vyteká do prostredia v okolí hladkej svaloviny a tak ju ovplyvňuje priamo. Myokard má špecifickú štruktúru – jednotlivé vlákna sú navzájom veľmi tesne spojené, vzruchová aktivita tu vzniká autonómne a je odovzdávaná pracovnej časti myokardu šírením hlavne prevodovým systémom srdca.

Priečne pruhované svalstvo

Názov priečne pruhovaný sval vznikol od skutočného štrukturálneho charakteru usporiadania tzv. Sarkoméry (funkčnej jednotky svalového vlákna), ktorá je ohraničená Z-líniami (diskami).V Z-línii sú fixované tenké filamenty aktínu, v strede sarkoméry, medzi vláknami aktívnu, sú vláknami myozínu, a tak v mikroskope tento útvar priečneho pruhovania.

Skrátenie svalového vlákna, respektíve sarkoméry, sa uskutočňuje vlastne zasúvaním aktínových vlákien medzi vlákna myozínové. Celý mechanizmus prebieha nasledovne: Vzruch prichádza na nervovosvalovú platničku prostredníctvom uvoľneného mediátora acetylcholínu z presynaptickej časti platničky. Acetylcholín sa naviaže na špecifické receptory postsynaptickej membrány platničky a spôsobí ich depolarizáciu otvorením chemicky riadených sodíkových a draslíkových iónových kanálov. Pokiaľ dosiahne táto depolarizácia potrebnú úroveň (rozdiel 10-15 mV), dôjde k vybaveniu akčného potenciálu na susednej svalovej membráne (sarkoléma), ktorá je vybavená iónovými kanálmi riadenými napätím. Vzruch, ktorý tak vznikne, sa začne šíriť po sarkoléme a v tzv. T-tubuse (vchlípenina sarkolémy do svalovej bunky) otvorí napätím riadené vápnikové kanály. Súčasne dôjde i k otvoreniu vápnikových kanálov v tesne prebiehajúcom sarkoplazmatickom retikule (cisterny). Nastane vyplavenie vápnikových solí do svalovej bunky.

Tieto uvoľnené kalciové ióny predstavujú tým, že väzbou na zvláštnu regulačnú bielkovinu – troponín C, je zablokovaná možnosť väzby medzi aktínom a myozínom, čím dôjde k ich napojeniu. Väzba hlavy myozínu s aktínom je sprevádzaná štiepením molekuly ATP. Energia ATP je nasledovne vyčerpaná, dochádza k odpojeniu, ale súčasne je na hlavu myozínu naviazaná ďalšia molekula ATP a dej sa opakuje. Zohnutím hlavy myozínu o 45 stupňov dochádza k zasúvaniu aktínových vlákien do vlákien myozínu a tým k skráteniu sarkoméry (izotonický sťah). Dochádza k postupnému posúvaniu aktínových vlákien po myozínových hlavách. Pri izometrickom sťahu zostáva hlava myozínu v kolmom postavení k aktínu (90°), sarkoméra sa neskráti, zvyšuje sa iba tonus.

Teda vonkajšími prejavmi svalovej kontrakcie môže by to, že sval ako celok môže pracovať izotonicky, kedy pri stálej záťaži (svalovom tonuse) sa mení jeho dažka. Pri izometrickom sťahu sval vyvíja silu (zvyšuje svalové napätie), ale sa neskracuje, nemení sa jeho dažka.

Sval pri svojej činnosti spotrebováva energiu vo forme ATP. Tvorba ATP sa uskutočňuje oxidačnou fosforiláciou Najvýznamnejším energetickým substrátom je glukóza, môžu ním však byť i mastné kyseliny. Energetické zásoby svalu vo forme glykogénu sú pomerne malé. Ďalšou zásobnou látkou ATP je kreatínfosfát v svalovej bunke. Účinnosť oxidatívnej fosforylácie v kľudových podmienkach je asi len 44%, ostatná energia sa premení na teplo.

Svalový tonus

Svalovým tonusom nazývame určitým stav napätia, ktoré za fyziologických okolností vykazuje každý sval. Toto napätie nemá za následok únavu, nespotrebováva významný spôsobom energiu a je základným predpokladom svalovej kontrakcie.

Pôsobením gravitácie sú vo vzpriamenom postoji niektoré svaly (antigravitačné) stále napínané. Toto natiahnutie svalov vplyvom gravitácie je registrované svalovými receptormi, nazývanými tiež svalové vretienka. Ich podráždením dôjde k vybaveniu proprioreceptívneho reflexu (napínací reflex) a ako odpoveď k slabej izometrickej kontrakcii v príslušnom svale.

Hladké svalstvo

Morfologicky sa javí hladká svalovina ako homogénne tkanivo. Tvorí svalovinu útrob (žalúdka, čriev) a ciev s výnimkou kapilár. Bunky hladkého svalu majú vretenovitý tvar a na vonkajšej membráne nachádzame veľký počet receptorov. Majú jadro a navzájom sú prepojené prostredníctvom tesného spojenia vonkajších membrán, umožňujúcich prenos elektrickej informácie z jednej bunky na druhú. Také morfologické prepojenie nazývame syncytium. Vlastná inervácia a predávanie impulzu hladkej svalovine sú dosť odlišné od predávania impulzu v priečne pruhovaných svaloch. Zakončenie vegetatívnych nervových vlákien v hladkej svalovine vytvára početné zhrubnutia, v ktorých sa nachádza mediátor, či mediátory. Uvoľnenie mediátora, spôsobené príchodom vzruchu, prebieha procesom zvaným exocytóza. Pri tomto procese sa mediátor vylieva do medzibunkového priestoru v spomínanom zhrubnutí (varikozite). Mediátor vyvolá následnú depolarizáciu, ktorá sa môže pomerne ľahko prenášať ďalej vzhľadom na tesné spojenie myocytov. Okrem toho sa mediátor difunduje od varikozity ďalej, kde môže vyvolať podráždenie, pokiaľ je jeho koncentrácia nadprahová v tom mieste.

I v hladkej svalovine existujú základné stavebné prvky pre uskutočnenie kontrakcie – aktínu a myozínu, ale ich vzájomný pomer je odlišný. Vlastný mechanizmus skrátenia je síce podobný, ale existujú určité rozdiely. V hladkej svalovine neexistuje usporiadanie sarkomérov s Z-líniami, preto môže byť koncentrácia i následné preťaženie oveľa dlhšie (až 80%).

Väčšina aktivít hladkej svaloviny je pomalšia ako u kostrového svalstva. Kontrakcia nastáva pomaly a pomaly doznieva. Je zreteľne elastickejšia, vykazuje veľkú rozťažnosť (maternica, žalúdok). V porovnaní s priečne pruhovaným svalstvom je podstatne menej unaviteľnejšia.

Hlavnými neurotransmitermi sú predovšetkým acytlycholín (parasympatiková inervácia a preganglionárne synapsie) a katecholamíny – noradrenalín a adrenalín (sympatikus), ale hladký sval ovplyvňujú i iné latky a farmaká, na ktoré je citlivý.