Fyziologie a biochemie svalového stahu

1. Fyziologie a biochemie svalového stahu K. Barták Ústav tělovýchovného lékařství LF a FN, Hradec Králové

2. Základní pojmy • Reakce: všechny funkční a morfologické změny, vzniklé v organizmu při jednorázovém zatížení. • Adaptace: všechny funkční a morfologické změny, vzniklé v organizmu při opakovaném zatížení. • Tělesná zdatnost: schopnost optimálně reagovat na zevní i vnitřní podněty. • Tělesná výkonnost: schopnost podat výkon.

3. Obecné schéma cirkulační a metabolické reakce na svalovou zátěž. Čárkovaně je naznačen průběh křivky, jestliže člověk nastávající zátěž očekává. Cirkulační reakce tu nastává dříve, než zátěž začne (anticipační r.). Fáze: K - fáze činnostní (katabolická), A - fáze zotavovací (anabolická), S - superkompenzační fáze metabolické reakce. 88

4. Příčné průřezy svalem: Pohled: a) makroskopický b) mikroskopický c) elektronmikroskopický 53

5. Příčné žíhání (střídání aktinových a myozinových myofibril) v polarizovaném světle mikroskopu). 52

6. Schéma sarkomery – základní funkčně morfologické jednotky svalu. 55

7. Schéma pohybu myofibril v jedné sarkomeře v klidu, v nataženém a kontrahovaném stavu. Sval natažený (dilatovaný) Sval v klidovém stavu Sval stažený (kontrahovaný) 185

8. Schéma izotonické a izometrické kontrakce svalu. 61

9. Svalová ploténka jako nervosvalová synapse. Hybná jednotka jako soubor svalových vláken, inervovaných z jedné motorické buňky (z předních rohů míšních nebo hlavových nervů). 71

10. Sarkoplasmatické retikulum a T systém jako systém kanálků, obepínající jednotlivá svalová vlákna – mají vztah k rychlému šíření vzruchu v celém svalu. 60

11. 63 Akční potenciál jako jeden z projevů šíření vzruchu (mV a msec).

12. Vztah akčního potenciálu (elektrický projev vzruchu) a mechanické odpovědi svalu (myografická křivka). Sumace, superpozice, vlnitý a hladký tetanus. 64

13. Tetanické dráždění svalu – vzniklá únava se projevuje nejdříve v tom, že se sval nemůže úplně relaxovat, později se nemůže také stahovat. 76

14. Propojení anaerobního a aerobního způsobu získávání energie pro svalový stah. Jediným zdrojem energie pro svalový stah je makroergní fosfát z ATP. 65

15. Celkové množství energie obsaženého v ATP, kreatin fosfátu, glykogenu a tuku u člověka vážícího 75 kg – má asi 20 kg svalů. Důležitý je poslední sloupec! 66

16. Schéma energetických zdrojů v začátcích svalové práce. V prvních sekundách se štěpí zásoby ATP, pak CP, současně se rozvíjí anaerobní glykolytická fosforylace vrcholící okolo 40. sekundy. Oxidační fosforylace, závislá na dodávce kyslíku, stoupá v prvních minutách pomaleji. Okolo 1 minuty se energie hradí asi půl na půl aerobně a anaerobně. 205

17. Mrtvý bod a druhý dech • Soubor nepříjemných subjektivních příznaků (dechová tíseň, bolest nohou, píchání v pravém podžebří apod.). • Vzniká hlavně u netrénovaných jedinců v okamžiku, kdy u nich asi po 40s namáhavé práce dojde k vyčerpání anaerobních zdrojů energie a aerobní zdroje ještě (nebo vůbec) nestačí potřebnou energii poskytnout. • Sportující musí snížit výkon. Po vyrovnání energetické potřeby a možností sportovce dojde k pocitu tzv. „druhého dechu“. Nepříjemné pocity vymizí a práce je konána již nadále v setrvalém stavu, tedy aerobně.

18. Obrázek z elektronového mikroskopu – mitochondrie a v její blízkosti jsou hrudky glykogenu. 68

19. Corriho cyklus kyseliny mléčné. Přeměna laktátu v játrech znovu na glukózu. 67

20. Typy svalových vláken a jejich změna tréninkem Podle aktivity myozinové ATPázy vlákna dělíme: • I. (S) - pomalá, červená, oxidativní, zajišťují práci v trvání nad 3 minuty malou a střední intenzitou – „vytrvalci“. • II a. (FO) – rychlá, bleděčervená, oxidativní, trvání od 20 s do 3 min maximální intenzitou – „mílaři“. • II b. (FA) – rychlá, bledá, anaerobní, trvání do 20 sekund – „sprinteři“. • Člověk má zastoupeny v každém svalu všechny druhy svalových vláken. Jejich poměr je dán hlavně geneticky. Špičkoví sportovci mají 60-90% vláken určitého typu. Vlákna IIb. se mohou tréninkem změnit na IIa, ne opačně. Špičkový sprinter (ale i vytrvalec) se tedy musí narodit!