Vďaka týmto valcovým jednotkám sa chemická energia uvoľnená metabolickými reakciami transformuje na mechanickú energiu. Vložením cez šľachy a pôsobením na kostné páky sval vytvára pohyb.
Vlákna kostrových svalov sa líšia dĺžkou od niekoľkých milimetrov do niekoľko centimetrov, s priemerom v rozmedzí od 10 do 100 µm (1 µm = 0,001 mm); sú to najväčšie bunky v tele.
„Cytologicky“ povedané, vláknité bunky sú výsledkom procesu nazývaného myogenéza, čo je fúzia viacerých myoblastov - činnosť závislá od svalovo špecifických bielkovín známych ako fusogény, myomaker alebo myomerger. Preto sa myocely javia ako dlhé valcovité a polynukletované bunky (ktoré obsahujú početné myonukleá - okrem iného sú na povrchu pod mikroskopom dobre viditeľné).
Svalové vlákno, napr. v brachiálnom bicepse, s dĺžkou 10 cm môže mať až 3000 jadier.
Vnútri nich je namiesto toho tisíce vlákien, nazývaných myofibrily, ktoré obsahujú kontraktilné jednotky nazývané sarkoméry.
Fyziológovia, ktorí sa zaoberajú svalmi, nám hovoria, že rôzne vlákna sa navzájom líšia nielen z anatomického hľadiska, ale aj pre niektoré presné fyziologické charakteristiky.
Preto sú v každom svale rozpoznávané rôzne typy vlákien klasifikované podľa rôznych kritérií, ako sú energetický metabolizmus, rýchlosť sťahovania, odolnosť proti únave, farba atď.
Celkovo jeden sval, ako napr. brachiálny biceps, je obsiahnutých asi 253 000 svalových vlákien.
Vedeli ste, že ...
Medzi bazálnou membránou a sarkolemou svalových vlákien leží skupina svalových kmeňových buniek známych ako myosatelitné bunky.
Tieto sú zvyčajne pokojové, ale môžu byť aktivované cvičením alebo chorobou, aby poskytli ďalšie myonukleá potrebné na rast alebo opravu svalov.
špecifické, fosfágy (ATP a CP), mitochondrie, myoglobín, glykogén a vyššiu kapilárnu hustotu.
Svalové bunky sa však nemôžu deliť a vytvárať nové bunky, a preto ich počet vekom klesá.
), ktoré vedú k vzniku tri druhy vlákien.
Tieto vlákna majú relatívne odlišné metabolické, kontraktilné a motorické vlastnosti - zhrnuté v nižšie uvedenej tabuľke.
DÔLEŽITÉ! Rôzne vlastnosti, aj keď čiastočne závisia od charakteristík jednotlivých vlákien, majú tendenciu byť relevantnejšie, keď sa merajú na úrovni motorovej jednotky - ktoré však vykazujú veľmi minimálne odchýlky z hľadiska rozmanitosti vlákien - a nie z jediné vlákno.
Pozrime sa teraz na niektoré typy klasifikácie.
Farba vlákna
Vlákna boli tradične klasifikované podľa ich farby, ktorá závisí od obsahu myoglobínu.
Vlákna typu I sa javia červené kvôli vysokým hladinám myoglobínu, majú tendenciu mať viac mitochondrií a vyššiu lokálnu kapilárnu hustotu.
Pomalšie sa zmenšujú, ale sú odolnejšie, pretože používajú oxidačný metabolizmus na výrobu ATP (adenozíntrifosfátu) z glukózy a mastných kyselín.
Menej oxidačné vlákna typu II sú biele alebo v každom prípade číre kvôli nedostatku myoglobínu a koncentrácii glykolytických enzýmov.
Rýchlosť kontrakcie
Vlákna možno rozdeliť podľa ich kontraktilných rýchlostí na rýchle a pomalé. Tieto vlastnosti sa do značnej miery, ale nie úplne, prekrývajú s klasifikáciami podľa farby, ATPázy a MHC.
- Vlákna a rýchla kontrakcia tie, v ktorých myozín dokáže veľmi rýchlo rozdeliť ATP. Patria sem vlákna ATPázy typu II a MHC typu II. Tiež preukazujú väčšiu kapacitu elektrochemického prenosu akčných potenciálov a rýchlu úroveň uvoľňovania a absorpcie vápnika sarkoplazmatickým retikulom. Sú založené na dobre vyvinutom, anaeróbnom, glykolytickom systéme s rýchlym prenosom energie a môžu sa kontrahovať 2 až 3 krát rýchlejšie. než pomalé zášklbové vlákna Rýchle zášklbové svaly sú vhodné na vytváranie krátkych nárazov sily alebo rýchlosti ako pomalé svaly, a preto sú rýchlejšie unavené.
- Vlákna a pomalá kontrakcia generuje energiu na resyntézu ATP prostredníctvom aeróbneho a dlhotrvajúceho prenosového systému. Patria sem predovšetkým vlákna ATPázy typu I a MHC typu I. Majú tendenciu mať nízku úroveň aktivity ATPázy, pomalšiu zášklbu s menej rozvinutou glykolytickou kapacitou. Pomalé zášklbové vlákna vyvíjajú viac mitochondrií a kapilár, čo ich robí vhodnejšími pre vytrvalostnú prácu. .
Metódy písania vlákien
Existuje niekoľko metód používaných na typizáciu vlákien, čo často spôsobuje určitý zmätok medzi neodborníkmi.
Dve často nejednoznačné metódy sú histochemické farbenie na aktivitu ATPázy myozínu a imunohistochemické farbenie na typ ťažkého reťazca myozínu (MHC).
Aktivita enzýmu myozín ATPázy sa bežne a správne označuje jednoducho ako "typ vlákna" a pochádza z priameho merania aktivity enzýmu ATPázy za rôznych podmienok (napr. PH).
Farbenie ťažkého reťazca myozínom sa presnejšie označuje ako „typ MHC“ (myozínový ťažký reťazec) a, ako je zrejmé, vyplývajú z určenia rôznych izoforiem MHC.
Tieto metódy sú fyziologicky príbuzné, pretože typ MHC je hlavným determinantom aktivity ATPázy. Žiadna z týchto metód typizácie však nemá priamo metabolický charakter; to je priamo neriešia oxidačnú alebo glykolytickú kapacitu vlákna.
Pokiaľ ide o vlákna „typu I“ alebo „typu II“, presnejšie to znamená hodnotenie farbením „ATPázovej aktivity myozínu (napr. Vlákna„ typu II “sa týkajú typu IIA + typu IIAX + typu IIXA ... atď.).
Nasledujúca tabuľka ukazuje vzťah medzi týmito dvoma metódami, obmedzený na typy vlákien prítomných u ľudí. Kapitalizácia podtypov sa používa pri typizácii vlákien oproti typizácii MHC; niektoré typy ATPázy skutočne obsahujú viac typov MHC.
Okrem toho podtyp B alebo b nie je u ľudí exprimovaný ani jednou metódou. Skorí vedci verili, že ľudia môžu vyjadriť MHC IIb, čo viedlo ku klasifikácii IIB podľa ATPázy.Následný výskum však ukázal, že ľudský MHC IIb je v skutočnosti IIx, čo naznačuje, že správnejšie znenie je IIx.
Podtyp IIb alebo IIB, IIc a IId sú namiesto toho exprimované u iných cicavcov, ako je široko dokumentované v literatúre.
Ďalšie metódy typizácie vlákien sú načrtnuté menej formálnym spôsobom a existujú vo viacerých spektrách, ako je tá, ktorá sa bežne používa v oblasti atletických športov.
Majú tendenciu zameriavať sa viac na metabolické a funkčné kapacity (čas kontrakcie, prevažne oxidačný vs. anaeróbny laktacid vs anaeróbny laktacid, rýchly vs. pomalý kontrakčný čas).
Ako je uvedené vyššie, typizácia vlákien pomocou ATPázy alebo MHC tieto parametre priamo nemeria ani nediktuje. Mnoho z rôznych metód je však mechanicky spojených, zatiaľ čo iné súvisia in vivo.
Napr. typ vlákna ATPázy súvisí s rýchlosťou kontrakcie, pretože vysoká aktivita ATPázy umožňuje rýchlejší cyklus krížového mostíka. Vlákna typu I sú čiastočne „pomalé“, pretože majú nízke miery aktivity ATPázy v porovnaní s vláknami typu II; meranie rýchlosti kontrakcie však nie je rovnaké ako typovanie vlákna ATPázy.
, biele a stredné vlákna. Ich proporcie sa však líšia podľa fyziologicky priradenej práce k tomuto svalu.Napríklad u ľudí svaly kvadricepsu obsahujú asi 52% vlákien typu I, zatiaľ čo chodidlo je asi 80%. Orbicularisový očný sval má naopak len asi 15% typu I.
Vedeli ste, že ...
Sila vyvinutá svalovým vláknom závisí od jeho dĺžky na začiatku kontrakcie. Musí mať optimálnu hodnotu, mimo ktorej sa (stiahnutý alebo nadmerne natiahnutý sval) silový výkon znižuje. V oblasti posilňovania svalov je najčastejšou chybou zapracovať svaly už v čiastočnom skrátení. Jedinými výnimkami z pravidla sú prítomnosť bolesti alebo nepohodlia alebo paramorfizmus, ktoré si preto vyžadujú obmedzenie rozsahu pohybu (ROM).
Prevažne biele svaly bohaté na vlákna typu II sa nazývajú fázické, pretože sú schopné rýchlych a krátkych kontrakcií. Červené svaly, kde naopak prevládajú vlákna typu I, sa nazývajú tonizačné, kvôli schopnosti zostať dlho v kontrakcii.
Motorické jednotky vo svale však vykazujú veľmi malé variácie, čo spôsobuje, že rozmerový princíp náboru motorových jednotiek; to znamená, že v závislosti od požadovanej intenzity / sily je telo schopné stimulovať iba niektoré (napr. pri predĺženej aeróbnej aktivite) alebo všetky (napr. pri maximálnom drepe) predmetné jednotky.
Dnes vieme, že v distribúcii vlákien nie sú žiadne rozdiely súvisiace so sexom. Podiely rôznych typov - o ktorých vieme, že sa veľmi líšia medzi druhmi zvierat a v menšej miere aj medzi etnikami - sa však „môžu“ výrazne líšiť od človeka k človeku.
Podľa niektorých poznatkov by sedaví muži a ženy (rovnako ako malé deti) mali mať 55% vlákniny typu I a 45% vlákniny typu II.
Športovci na vysokej úrovni majú naopak špecifické rozloženie vlákniny podľa typu použitého metabolizmu. Bežci na lyžiach majú hlavne vlákna I, šprintéri hlavne II a bežci na stredné trate, vrhači a skokani, takmer sa prekrývajú percentá oboch.
Preto sa navrhlo, že rôzne druhy cvičení môžu indukovať významné zmeny vo vláknach kostrového svalstva, aj keď nie je možné s istotou určiť, aké bolo predtým existujúce genetické usporiadanie rovnakých subjektov. Tento proces „by mohol“ umožniť špecializačná kapacita vlákien alebo dokonca len časť patriaca do makrosady II.
Je možné, že vlákna typu IIx vykazujú zlepšenie oxidačnej kapacity po vytrvalostnom tréningu s vysokou intenzitou, čo ich vedie na úroveň, kde by boli schopné vykonávať oxidačný metabolizmus rovnako efektívne ako vlákna I u netrénovaných subjektov.
To by bolo určené zvýšením veľkosti a počtu mitochondrií a s nimi spojenými zmenami, ale nie zmenou druhu vlákna..
