Anatomie svalového vlákna Rozbor struktury svalového vlákna

Myslím, že už známe poměrně dobře, jak se svaly stahují na molekulární úrovni. Podívejme se zpět na to, jak svaly vypadají – strukturálně nebo jak souvisí s věcmi, které se týkají svalstva. Sem nakreslím zatnutý bicep. Někdo stahuje biceps. Tohle je jeho loket a řekněme, že tohle je jeho ruka. Takže toto je zatnutý biceps. Myslím že všichni známe nákres toho, jak vypadá sval, alespoň tak nějak všeobecně... Je připojen ke kostem na každém konci. Takže tam nakreslím ty kosti. Nekreslím to nijak detailně... Je připojen ke kostem na každém konci pomocí šlach. Takže tady toto je nějaká kost. Tady zase bude jiná kost, ke které je ten sval připojen. A potom jsou tu šlachy, které připojují sval ke kostem. Tady tohle je šlacha. Máme tedy hrubou představu – připojen k dvěma kostem, když se stáhne, pohne s určitou částí naší kosterní soustavy. Takže se vlastně zaměřujeme na kosterní svalovinu. Kosterní (příčně pruhovaná). Dalšími typy jsou hladká svalovina a srdeční svalovina. Srdeční svalovina umožňuje stahy srdce. A hladké svalstvo – neovladatelné vůlí, se nachází například v našem zažívacím traktu. Na to někdy udělám video, ale většinou, když se řekne svalstvo, spojujeme si ho právě s kosterním svalstvem, které hýbe naší kosterní soustavou. Tím nám umožňuje běhat, zdvihat, mluvit, kousat a dělat různé věci. Takže s tímto si to většinou spojujeme. Pojďme se na to podívat trochu blíže. Když bych příčně řízl tímto bicepsem, když bychom se podívali na průřez... Tady, nakreslím ho zvětšeně. Takže toto je průřez svalem. Tady jsem říznul... Vypadá asi takhle... Tohle je vnitřek našeho svalu. Jak už jsem zmínil, tady vzadu máme šlachu. -Šlacha- A potom je tu obal. Není tu žádné přímé ohraničení nebo dělící část mezi šlachou a obalem tohoto svalu. Sval obaluje epimysium (vazivový obal), jedná se o pojivovou tkáň, která obaluje sval, chrání ho, snižuje tření mezi svalem, okolní kostí a další tkání, která je v paži tohoto člověka. Potom, uvnitř tohoto svalu, je pojivová tkáň. Nakreslím to jinou barvou. Oranžovou. Tato oranžově nakreslená membrána, která se rozděluje v jakási vlákna se jmenuje perimysium. A to je tedy pojivová tkáň uvnitř svalu. -Perimysium- A potom každá z těch věcí, kterou perimysium odděluje... Kdybych vyňal jednu z nich a trochu se na ni podíval blíže.... Kdybych to, co perimysium odděluje, takto oddělil a vytáhnul... Kdybych ji takhle vyjmul.... Okolo ní máme perimysium. Tohle je perimysium, což je učené slovo pro tuto pojivovou tkáň. Vevnitř jsou další věci. Nervy a vlásečnice a další, protože musíte mít přísun krve a nervových signálů do svalů, takže to není jen obyčejná pojivová tkáň. Jsou tam další věci, které se musí dostat do našich svalových buněk. Každé z těchto řekněme vláken, které jsou celkem velké se jmenují svalové snopce (fascikuly). -Svalový snopec (fascikulus)- Pojivá tkáň uvnitř svalového snopce se jmenuje endomysium. -Endomysium- Takže ještě jednou, další pojivé tkáně, obsahuje v sobě kapiláry, nervy a další elementy, které musí být ve spojení se svaly Jsme uvnitř jednoho svalu. Takže tady nakreslím endomysium. Všechna tato žlutá pojivá tkáň je endomysium. Endomysium. A každá z těchhle věcí uvnitř endomysia je svalové vlákno. Toto jsou vlastní svalová vlákna. Nakreslím je fialovou Takže je nyní vytáhnu ven. Když toto vytáhnu vidíme svalové vlákno či vlastně jednu dlouhou svalovou buňku. K tomuto jsme se chtěli dostat, ale půjdeme hlouběji dovnitř té svalové buňky abychom viděli a pochopili jak myozinová a aktinová filamenta fungují ve svalech Takže toto je svalové vlákno neboli svalová buňka (myocyt). Dvě hlavní předpony, na které často narazíte v oblasti svalů jsou myo-, což jak si umíte představit znamená"sval", a taky uvidíte hodně krát předponu sarko- jako sarkolema nebo sarkoplazmatické retikulum. Předpona sarko- znamená maso. Takže např. sarkofág, nebo určitě přijdete na jiná slova která začínají na sarko-. Sarko- znamená maso. Sval je maso a myo- je sval. Toto je tedy myocyt. Pojďme se tedy blíže podívat na tuto svalovou buňku. Nakreslím to teď mnohem větší. Svalová buňka se nazývá myocyt, a protože je ohromně dlouhá můžeme jí také nazvat svalové vlákno. Takže tady mám svalovou buňku (vlákno) i s jejím průřezem. Toto je mé svalové vlákno či buňka, jak chcete. A tyto vlákna mohou být relativně krátká – pár stovek mikrometrů, nebo naopak celkem dlouhá nebo alespoň dlouhé na buněčné poměry. Mluvíme zde o několika centimetrech. A když si uvědomíte, že se jedná o buňku, tak vám dojde, jak dlouhá opravdu je. Je tak dlouhá, že dokonce potřebuje několik jader. Abych mohl lépe zachytit ta jádra budu muset lépe namalovat znovu celé svalové vlákno Na vnější membráně tu udělám hrbolky, kde se budou nacházet jádra. Myslete na to, že toto je stále jen jedno svalové vlákno, jedna buňka, která je opravdu dlouhá, takže má mnoho jader. Nyní se podíváme na průřez, protože se přesuneme dovnitř svalového vlákna. Jak sem řekl, je mnohojaderné. Kdybychom si představili, že tato membrána je průhledná, bylo by jedno jádro zde a další zde, taky zde a ještě jedno tady. A důvodem, proč je svalové vlákno mnohojaderné, je, aby při své délce nemuselo dlouho čekat, než se proteiny dostanou od tohoto jádra až do této části svalového vlákna. DNA informace se nachází blízko místa, kde jí je potřeba. Proto jsou mnohojaderná. Myslím, že konkrétní číslo je v průměru 30 jader na milimetr svalové tkáně. Nevím jestli toto číslo je úplně přesné, ale jádra jsou uschována těsně pod membránou svalového vlákna či buňky, kterou již znáte z minulého videa. Membrána svalového vlákna se nazývá sarkolema. -Sarkolema- Toto jsou jádra. A když se podíváte na průřez, jsou tu menší vlákna, které se jmenují myofibrily. Uvnitř samotného vlákna se tedy nachází několik myofibril. Jednu z nich vytáhnu ven. Takže nyní jsem vytáhl jednu z nich. Toto je myofibrila. -Myofibrila- A kdybyste se na ni podívali pod mikroskopem, uvidíte, že má na povrchu pruhování, žíhání. Tyto pruhy budou vypadá zhruba takto, tady je pruh, tady a tady, potom také užší pruhy tady a tady. A uvnitř těchto myofibril najdeme myozinová a aktinová filamenta. Nyní si přiblížíme tuto myofibrilu. A budeme se přibližovat dokud se nedostaneme na molekulární úroveň. Tato myofibrila, která jak si jistě vybavíte, je uvnitř svalového vlákna, uvnitř myocytu. Myocyt nebo také svalové buňka (svalové vlákno). Myofibrilu můžete vnímat jako vlákénko uvnitř svalového vlákna A tyto vlákénka jsou tvůrci samotné svalové kontrakce. Takže pokud bych myofibrilu ještě více přiblížil, viděli byste, že vypadá nějak takto... A bude mít na sobě proužky... Tyto proužky budou vypadat zhruba takto. Jsou zde kratší proužky, které vypadají asi takto. Potom zde jsou širší proužky zde, které jsou tmavší. Snažím se je nakreslit relativně hezky. A mohla by zde být malá čára. A stejně se to bude opakovat také tady. Každá z těchto kontraktilních jednotek se nazývá sarkomera. -Sarkomera- A tyto kontraktilní jednotky jdou od – tomuto se říká Z-linie, k další Z-linii. A všechny tyto odborné pojmy byly stvořeny když se lidé podívali pod mikroskop, viděli tyto linie a začali je pojmenovávat. Hned za chvíli si řekneme, jak toto souvisí s aktinem a myozinem. Další pojmy jsou: toto je A-pruh. A-pruh. A tento úsek zde, tato část tady. Té se říká I-pruh. A za chvíli si řekneme o tom, jaký to má vztah ke svalovým jednotkám a molekulám, které jsme řešili v minulém videu. Takže kdybychom si přiblížili tyto myofibrily a podívali se na jejich průřez, našli bychom, pokud bychom je podélně prořízli, něco takového. Takže toto je Z-linie. A toto je naše další Z-linie. Takže teď to máme přiblíženo na jednu sarkomeru Toto je další Z-linie. Potom zde máte aktinová filamenta. A tím se dostáváme na molekulární úroveň, kterou jsem avizoval již dříve. Nakreslím aktinová filamenta takto. A mezi nimi máme myozinová filamenta. Nezapomeňte, že myozinová filamenta mají 2 hlavice. Každé má 2 hlavice, které se pohybují podél aktinových filament Nakreslím jich pouze pár, které jsou připojeny tady takto ve středu. A za okamžik si řekneme, co se stane, když se sval zatne. Mohu to namalovat i zde. Ve skutečnosti to má více hlavic, než tu kreslím. Toto je jen pro názornou představu toho, jak to funguje. Takže toto sou myozionové proteiny a všechny jsou propletené, jak jsme viděli v minulém videu. Další myozinový protein je tady. Takže jste okamžitě vidíte, že A-pruh odpovídá místu, kde se nachází myozin. Tady máme A-pruh. A tady se překrývají. Překrývají se dokonce, i když je sval v klidu. Ale I-pruh je pouze tam, kde jsou aktinová filamenta, žádná myozinová. Takže toto je I-pruh. Myozinová filementa jsou udržována na svém místě pomocí titinu, což je poněkud pružný protein. Pokusím se to namalovat odlišnou barvou. Takže myzion je držen na svém místě titinem. Toto zde je titin. Myzion je připojen k Z-linii titinem. Takže co se stalo? Máme veškerou tuto soustavu a když přijde vzruch z neuronu... Nakreslím si tady konec neuronu, terminální zakončení axonu. Jedná se o motoneuron. Dává povel tomuto vláknu ke kontrakci. Máme akční potenciál. A ten se šíří podél membrány ve všech směrech. A nakonec se, pokud se na to díváme z tohoto pohledu, nachází se zde malé T-tubuly, které v podstatě směřují dovnitř myocytu a dálé šíří akční potenciál. To aktivuje sarkoplazmatické retikulum, aby vypustilo vápník. Vápník se naváže na troponin, který je připojen k těmto aktinovým filamentům, ten posune tropomyozin pryč z cesty a tím může dojít k posunu. Myozin tak může využít ATP k posunu podél těchto aktinových filament. A jistě si umíte představit, jak se posouvá podél. Silným zabráním, potlačí aktin tímto směrem... Mohlo by se také zdát, že myozin se posouvá směrem opačným, ale vlastně tahá se za oba konce tohoto vlákna ne? Takže myozin zůstane na svém místě a aktinová filamenta se budou táhnuta k sobě. A to je v podstatě princip svalové kontrakce. Takže snad se nám podařilo v tomto videu propojit obrázek zatínajícího svalu zvenčí se vším, co se doopravdy děje až na molekulární úrovni, o čemž jsme se učili v posledních pár videích. A když si představíte, že se toto děje s každou myofibrilou uvnitř svalu, protože sarkoplazmatické retikulum vypouští vápník do celé cytoplazmy, které se v tomto případě také říká myoplazma. Vápník se dostane do všech těchto myofibril. Je schopen se navázat na všechen troponin, nebo přinejmenším na spoustu troponinu na povrchu těchto aktinových filament a tím probíhá kontrakce v celém svalu. Každé jednotlivé svalové vlákno neboli každý myocyt, kdyby se stáhnul sám, nebude mít tolik síly ke stažení celého svalu, stačilo by to jen na malé trhnutí. Ale pokud se při kontrakci zapojí všechna vlákna spolu vytvoří se dostatek síly k provedení nějaké práce, nebo držení kosterní soustavy pohromadě nebo zvedání činek. Doufám, že vám přišlo toto video alespoň trochu zajímavé a užitečné.