Svalová sústava

Svalová sústava

Tvorí aktívnu zložku pohybového aparátu, zabezpečuje realizáciu pohybu. Základom svalovej sústavy je priečne pruhované svalové tkanivo riadené nervovým systémom. Funkčným orgánom svalovej sústavy sú svaly (lat. musculi). Názov musculus – myš, myška vznikol pravdepodobne podľa pretiahnutého tvaru svalu a podľa charakteristického hmatateľného pohybu kontrahujúceho sa svalu. Základnou vlastnosťou svalov je schopnosť zmrštenia – svalovej kontrakcie. V ľudskom tele je asi 600 svalov , a to 300 v každej polovici tela. Hmotnosť svalov tvorí u muža 36% a u ženy 32% z celkovej telesnej hmotnosti. U športovcov môže hmotnosť svalov dosiahnuť až 45% z celkovej telesnej hmotnosti. Náuka o svaloch – myológia.

Štruktúra svalu
Sval sa skladá z troch základných zložiek: svalové vlákno, väzivo a pomocné svalové zariadenia.

Svalové vlákno
Je základnou stavebnou jednotkou priečne pruhovaného kostrového svalu. Svalové vlákno má valcovitý tvar. Pod bunkovou membránou sú v pozdĺžnych radoch uložené početné jadrá. V cytoplazme svalového vlákna sú bunkové organely vrátane mitochondrií, kvapôčky tuku a glykogénu a hlavnú súčasť tvoria husto usporiadané pozdĺžne orientované myofibrily (svalové vlákna) , ktoré sa skladajú z kontraktilných bielkovín aktínu a myozínu ( myofilamentá). Priečne pruhovanie kostrového ( aj srdcového) svalu spôsobuje rozdielna svetelná lomivosť jednotlivých úsekov myofibríl, ktorá sa pravidelne strieda (striedajúce sa svetlejšie a tmavšie úseky na myofibrilách viditeľné pod svetelným mikroskopom- slabo a silne dvojlomné úseky). Svetlejšie úseky sú tvorené aktínom (izotropné úseky) , tmavšie úseky sú tvorené myozínom (anizotropné úseky). Svetlejšie úseky sú rozdelené pozdĺžnou tmavou platničkou ( Z línia) na dve polovice ( od Z línie odstupujú na obe strany aktínové myofilamentá a svojimi koncami zasahujú medzi myozínové myofilamentá). Úsek myofibrily medzi dvoma Z líniami sa nazýva sarkoméra – je najmenšou kontrahovateľnou jednotkou a kontrakcia celej myofibrily nastáva zmrštením jednotlivých sarkomér, ktoré zároveň ležia na rovnakej úrovni vo všetkých myofibrilách svalového vlákna , takže po svalovom vlákne prebieha jednotná kontrakčná vlna. Jednotlivé svalové vlákna sú navzájom spojené väzivom. Niekoľko svalových vlákien (10-100) sa pomocou svalového väziva spája do primárnych zväzkov (svalových snopčekov). Niekoľko primárnych zväzkov sa spája svalovým väzivom do sekundárnych zväzkov. Niekoľko sekundárnych zväzkov sa spája do svalového snopca. Niekoľko svalových snopcov tvorí sval. Primárne a sekundárne zväzky sú obalené a spájané navzájom svalovým väzivom, ktoré sa nazýva osvalie (perimysium).

Na svale sa rozlišuje:
• začiatok – odstup svalu je časť, ktorou je sval pomocou šľachy pripojený na kosť
• hlava svalu –mäsitá časť, ktorou pokračuje začiatok svalu
• bruško svalu – najširší úsek svalu , ktorý pokračuje do zúženej časti
• chvost svalu - zúžená časť svalu
• úpon svalu – pripojenie svalu ku kosti pomocou šľachy
• úpon svalu je pohyblivejší ako odstup svalu

Fyzikálne vlastnosti kostrového svalu
Pružnosť svalu znamená, že počas svalovej kontrakcie sa skráti a po ukončení kontrakcie dochádza k relaxácii, ochabnutiu svalu ( čo sa prejaví poklesom napätia v svale a vrátením sa svalu na svoju pôvodnú dĺžku ). Pevnosť svalu sa pohybuje v rozmedzí 4-12 kg na 1cm2 kolmého prierezu svalov.

Fyziologické vlastnosti kostrového svalu
Kostrový sval je dráždivý a schopný kontrakcie. Normálnym podnetom na svalovú kontrakciu je nervový vzruch. Kontrakcia svalového vlákna prebieha podľa zákona všetko alebo nič , t.j. svalové vlákno sa po podráždení prahovým podnetom kontrahuje maximálne. Svalové vlákno nie je schopné sa kontrahovať rôznou intenzitou, buď sa kontrahuje maximálne ( na prahový a nadprahový podnet ) alebo vôbec (na podprahový podnet nereaguje). Po ukončení kontrakcie sa svalové vlákno nedokáže aktívne vrátiť na svoju pôvodnú dĺžku , dôjde iba k uvoľneniu zvýšeného svalového napätia , čím sa svalové vlákno vráti na pôvodnú dĺžku. Kostrový sval má schopnosť skrátiť sa o 30-50% dĺžky svalového vlákna.

Svalová kontrakcia
• Izotonická- mení sa dĺžka svalu bez zmeny napätia svalu.
• A, koncentrická – sval sa skracuje.
• B, excentrická – sval sa predlžuje- brzdenie .
• Izometrická – mení sa napätie svalu bez zmeny dĺžky svalu , vzostup napätia zodpovedá hmotnosti alebo odporu predmetu alebo prekonávanému odporu.

Svalové väzivo
Endomysium spája vo zväzkoch jednotlivé svalové vlákna, umožňuje posuny svalových vlákien medzi sebou. U trénovaného svalu je viac uhladené a kladie menší odpor pri činnosti svalových vlákien. Perimysium – osvalie obaľuje a spája jednotlivé primárne a sekundárne zväzky. Šlacha je zväzok rovnobežne usporiadaných kolagénových vlákien navzájom spojených väzivom - ide o veľmi pevné, tuhé väzivo. Prekrvenie šľachy je slabé - je belavej farby. Prechod svalových vlákien do šľachy sa uskutočňuje prostredníctvom väziva ( väzivo svalu prechádza do väziva šľachy). Šľacha zabezpečuje odstup a úpon svalu. Na kosť sa šľacha pripája šikmo tak, že väzivo šľachy zrastá s okosticou a kolagénové vlákna pokračujú do kosti. Ťah svalu sa pri kontrakcii plynulo prenáša najprv na väzivo šľachy , až potom na kolagénové vlákna. Tým je zabezpečená nielen obrovská mechanická pevnosť úponu ( skôr sa pretrhne sval, než sa vytrhne šľacha v mieste úponu) , ale aj pružný, elastický prenos sily na kosti. Povrch šľachy je chránený šľachovými pošvami. Šľachové telieska (vretienka) registrujú zmeny svalového napätia. Sú uložené v šľachách v blízkosti úponu svalu v sérii s pracovnými svalovými vláknami. Po zvýšení svalového napätia v dôsledku svalovej kontrakcie sa šľachové telieska podráždia, vzniknutý vzruch sa šíri senzitívnymi vláknami do miechy, kde prostredníctvom interneurónov vzniká útlm motoneurónov vlastného svalu a synergistov (ochrana svalu a šľachy pred poškodením z preťaženia) a súčasne sa aktivujú motoneuróny antagonistov. Šľachové telieska sa aktivujú pri svalovej kontrakcii a následne spôsobia svalovú relaxáciu.

Pomocné svalové zariadenia
• svalové pokrývky - fascie sú väzivové blany, ktoré obaľujú jednotlivé svaly alebo skupinu svalov.
• šľachové pošvy – sú trubicovité útvary , ktoré obaľujú a pridržujú šľachu ku kostenému podkladu. Vonkajšia vrstva šľachových pošiev je z kolagénového väziva a vnútorná z blany , ktorá produkuje maz. Uľahčujú kĺzanie šľachy a chránia šľachu pred poškodením o kostené časti pri svalovej činnosti. Pri preťažení alebo úraze dochádza k poškodeniu šľachovej pošvy (tendinopatia, tendovaginitis).
• mazové vačky - burzy sú vakovité útvary s podobnou štruktúrou ako šľachové pošvy. Sú lokalizované na miestach, kde sa sval alebo šľacha opiera o tvrdý podklad kosti. Chránia sval a šľachu pri ich činnosti pred poškodením a umožňujú im voľný pohyb.
• Svalové cievy zabezpečujú výživu svalov. Do každého svalu vstupujú vetvičky tepien, ktoré privádzajú okysličenú krv so živinami , vo svale sa vetvia na terminálne riečisko - bohatú vlásočnicovú sieť a zo svalu sa odkysličená krv a splodiny metabolizmu odvádzajú vetvičkami žiliek. Prekrvenie svalov v pokoji je nízke, po zahájení svalovej činnosti sa niekoľkonásobne.

Inervácia svalov
Nervové vlákna , ktoré vstupujú do svalov sú trojakého druhu: motorické, senzitívne a autonómne.

Motorické vlákna
Motorické vlákna vychádzajú z alfa motoneurónov mechy. Každé motorické vlákno sa vo svalovom tkanive v blízkosti svalových vlákien vetví. Každá vetvička každého motorického vlákna sa spája so svalovým vláknom prostredníctvom nervosvalovej platničky. Mediátorom prenosu vzruchu na nervosvalovej platničke je chemická látka- acetylcholín. Motorické vlákna vedú vzruch , ktorý zabezpečuje svalovú kontrakciu.

Motorická jednotka
Je základnou funkčnou jednotkou svalu. Je súbor svalových vlákien inervovaných jedným alfa motoneurónom. Takže z jedného alfa motoneurónu prostredníctvom motorického nervového vlákna sa inervuje niekoľko nervosvalových platničiek. Motorické platničky sú najmenšie vo svaloch zabezpečujúcich jemnú motoriku napr. v okohybných svaloch ( jedno motorické nervové vlákno inervuje 8- 12 svalových vlákien) a najväčšie vo svaloch DK ( jedno motorické vlákno inervuje niekoľko sto svalových vlákien). Čím sú pohyby presnejšie a jemnejšie , tým musia byť presnejšie riadené, preto pri svaloch zabezpečujúcich jemnú motoriku musí byť menšia motorická jednotka. Do svalových vretienok prichádzajú nervové vlákna z gama motoneurónov, ktoré vyvolávajú kontrakciu svalových vlákien vo svalových vretienkach.

Senzitívne vlákna
Vychádzajú zo špecializovaných receptorov - svalových vretienok a šľachových teliesok , vedú vzruch do CNS.

Svalové vretienka registrujú zmenu dĺžky svalu
Informujú CNS o stupni svalovej kontrakcie. Svalové vretienko sa skladá z 5-10 modifikovaných (tzv. intrafuzálnych) svalových vlákien uzavretých vo väzivovom obale. Svalové vretienka sú uložené paralelne s pracovnými (tzv. extrafuzálnymi) svalovými vláknami, konce vretienok sa dotýkajú pracovných svalových vlákien. Periférne úseky vretienok sú kontraktilné, inervované motorickými vláknami z gama motoneurónov miechy.

Stredná, receptorová časť neobsahuje kontraktilné bielkoviny , predstavuje začiatok senzitívnych vlákien, ktoré pri zmene dĺžky intrafuzálnych vlákien vedú vzruch do miechy, kde aktivuje priamo motoneuróny toho istého svalu a cez interneuróny jednak aktivuje motoneuróny synergistov a jednak tlmí motoneuróny antagonistov. Axóny týchto motoneurónov ako odstredivé vlákna opúšťajú miechu a cez nervosvalovú platničku podráždia svalové vlákna, čím vznikne svalová kontrakci. Podnetom pre podráždenie svalových vretienok je predĺženie okolitých pracovných svalových vlákien, čím dôjde k predĺženiu a podráždeniu aj receptorovej časti vretienok a vzruch sa šíri dostredivými nervovými vláknami do mechy. Prah dráždivosti svalových vretienok je veľmi nízky – registrujú zmenu dĺžky svalového vlákna už o 0,05 mm. Svalové vretienka sa aktivujú pri predĺžení svalových vlákien a následne spôsobia svalovú kontrakciu.

Autonómne nervy
Zabezpečujú inerváciu svalových tepničiek (končia v stene tepničiek) a reguláciou priesvitu tepničiek menia krvný prietok vo svale.

Biochemické zloženie kostrového svalu
Svalové tkanivo obsahuje 75% vody, 20% bielkovín ,1% minerálnych látok a zvyšok pripadá na svalový glykogén, ATP, CP a myoglobín.

Rast a regenerácia svalov
• Do hrúbky rastie sval hrubnutím svalových vlákien – hypertrofia.
• Do dĺžky rastie sval prikladaním svalových vlákien na koncoch.
• Regeneračná schopnosť svalov sa za normálnych okolností neuplatňuje.
• Počet svalových vlákien sa po narodení nemení.
• Pri regenerácii natrhnutého svalu sa sval hojí väzivovou nepružnou jazvou.
• Vekom dochádza medzi svalovými vláknami k zmnoženiu tuku, atrofii svalových vlákien a k strate pružnosti svalu.

Delenie svalov
• Agonista je sval, ktorý je iniciátorom pohybu v určitom smere
• Anatagonisti sú svaly, ktoré vykonávajú protichodný opačný pohyb
• Synergisti sú svaly, ktoré sa zúčastňujú na pohybe vykonávanom agonistom.