2. Svalová tkáň

K čemu máme svaly?

I ten nejmenší pohyb lidského těla nebo pohyb uvnitř něj by nebyl možný bez svalové tkáně. Plní zde spoustu úkolů: pohybují kosterním systémem, posouvají potravu v trávicí trubici, pumpují krev skrz celé tělo a spoustu dalších.

Jak to funguje?

Svalové tkáně jsou specialisté na pohyb díky tomu, že jsou složeny z podlouhlých elementů, které jsou schopny se smrštit – kontraktilních svalových buněk. Mají specializovanou buněčnou membránu a ve své plazmě (sarkoplazma) mají rozložena smrštitelná vlákna (myofibrily), která jim umožňují měnit tvar, a to tak, že se zkracují podél jedné nebo podél více os. Kontrakce je tedy pojem označující zkracující pohyb svalové buňky.

Obecně platí, že sval se může zkrátit o třetinu, někdy až o polovinu délky svalových vláken za současného ztluštění. Díky tomu, že jsou většinou rozloženy v plátech svalové tkáně, produkují koordinované stahy. Síla stahu se liší u různých svalů, sval zdvihne hmotnost 5-12 kg na 1 cm² průřezu svalových snopců.

Svalový stah

Vlastně takoví Otesánci

Více než polovina hmoty našeho těla je tvořena svalovou tkání a více než 90 % svalových tkání se podílí na pohybu kostry. Tyto kontraktilní buňky mají vysoké nároky na energii, a proto musí být velmi bohatě prokrvené. Krev přivádí k těmto buňkám nepostradatelnou glukózu, kyslík a elektrolyty a odnáší velké množství odpadních látek. Svalové buňky a nervové buňky zkonzumují téměř 70 % energie získané z naší každodenní potravy. Svalové buňky ke své práci také vyžadují mnoho vápníku, stejně tak jako kosterní systém.

Typy svalových tkání

Svalové tkáně se vyvíjejí ze středního zárodečného listu. Rozlišujeme tři druhy svalových tkání:

1. Hladké svalstvo
2. Příčně pruhované svalstvo
3. Srdeční svalstvo

---

Hladké svalstvo

Hladká svalovina je tvořena protáhlými vřetenovitými svalovými buňkami.

Co najdeš uvnitř buňky

Uprostřed každé buňky je uloženo její oválné podlouhlé jádro a při jeho obou koncích se nachází většina ostatních buněčných organel. V sarkoplazmě buněk najdeme jemná smrštitelná vlákna, která se skládají ještě z mnohem tenčích vláken – myofilament, ta jsou vidět jen při mnohonásobném zvětšení pod elektronovým mikroskopem. Tato vlákna umožňují buňce smrštit se až na pětinu její původní délky a tím se rozšířit. Myofilamenta jsou tvořena bílkovinami aktinem, myosinem a titinem. Na rozdíl od příčně pruhované svaloviny nejsou svazky aktinu a myosinu uspořádány pravidelně, ale tvoří síť uvnitř buněk. Aktin je „tenké“ vlákno, má 5-7 nm a je omotáno další bílkovinou zvanou tropomyosin a místy je navázán troponin. Myosin tvoří „tlustá vlákna“ o 12-16 nm. Titinová vlákna jsou téměř neviditelná a tvoří oporu dvěma předchozím. Stah buňky je pak výsledkem vzájemného posunu aktinových a myozinových mikrofilament. Dále uvnitř buňky najdeme ještě střední vlákna (tzv. intermediární filamenta) o tloušťce 10 nm, ta ale nejsou stažlivá. V hladké svalovině nejsou Z linie tak jako v příčně pruhovaném svalu, ale jsou tam denzní tělíska, na kterých jsou svazky vláken uchyceny. Tato denzní tělíska jsou připojena na cytoplazmatickou membránu buňky. Tím je síla stahu přenášena na membránu buňky a do jejího okolí, včetně sousedních svalových buněk.

Jak jsou buňky uspořádány v prostoru

Buňky hladkého svalstva buď tvoří souvislé vrstvy, nebo se vyskytují samostatně. Hladká svalovina ve stěně dutých orgánů je jedna velká stažlivá jednotka. Jednotlivé buňky jsou propojeny speciálními spoji v jejich membránách, což umožnuje přenos podráždění z jedné buňky na druhou. Obvykle jsou takto propojeny stovky buněk jednoho svazečku. Nervový vzruch se šíří na všechny buňky svazečku a ty se kontrahují (stahují) současně. Některé orgány mají i speciální svalové buňky (pacemakery), které spontánně vytvářejí rytmické nervové vzruchy a koordinují stahy peristaltických vln (stahy stěny trávicí trubice sloužící k promíchávání tráveniny a posunování směrem ke konečníku).

Kontrakce hladké svaloviny může být vyvolána sympatickým a parasympatickým nervstvem, řadou hormonů nebo mechanickými podněty. Hladké svalstvo se smršťuje pomalu a pomalu se uvolňuje, ale prakticky nepodléhá únavě.

Souvislé vrstvy hladké svaloviny nacházíme např. ve stěně střev, průdušnice, průdušek, močovodů, močového měchýře, vejcovodů, dělohy. Roztroušeně se hladká svalovina vyskytuje např. v kůži, kde je připojena ke kořenům chlupů, a její stah způsobuje „husí kůži.“

Najdeme ji také ve stěnách našich cév, kde ovlivňuje jejich průsvit a tím tok krve v nich. Například v chladném prostředí se stáhne svalovina v cévách okrajových částí těla a tím tato místa nejsou dobře prokrvena a ochládají.

---

Příčně pruhované svalstvo

Základní stavební jednotkou příčně pruhované svaloviny je svalové vlákno.

Co najdeš uvnitř buňky

Svalové vlákno uvnitř obsahuje podélně orientované smrštitelné myofibrily. Je to mnohojaderný útvar, který má tloušťku 10-100 µm, zato jeho délka je velmi proměnlivá! Svalové vlákno může být značně dlouhé podle toho, v jakém svalu našeho těla se nachází. Měří tedy několik mm až několik cm.

Aby byla zdůrazněna zvláštnost svalového vlákna oproti jiným buňkám našeho těla, nazývá se jeho plazma jako sarkoplazma. Na povrchu svalového vlákna je tenký vazivový obal, který se nazývá sarkolema.

Svalová vlákna se v mikroskopu jeví jako napříč pruhovaná, žíhaná. Je to způsobeno tím, že se myofibrily skládají ze světlejších (I proužky) a tmavších úseků (A proužky), které se pravidelně střídají a jsou umístěny přibližně stejně ve všech myofibrilách. Tím vzniká v mikroskopu obraz příčného pruhování. Každý I proužek je navíc rozpůlen tmavou Z linií, úseky mezi jednotlivými Z liniemi se nazývají sarkomery. Každý A proužek je rozdělen světlejším H proužkem.

Níže na obrázcích můžeš vidět svalová vlákna břišního svalu zvětšená 200x, 400x a 1000x. Viditelné je příčné pruhování.

Každá myofibrila (tloušťka 1-2 µm) se skládá z tenčích bílkovinných vláken zvaných myofilamenta. Jsou trojího typu. Tenká myofilamenta (tloušťka 8 nm) připojená jedním svým koncem do Z proužku, tzv. aktinová, a tlustá myofilamenta (tloušťka 15 nm), tzv. myozinová.

Při stahu svalu se nemění délka jednotlivých myofilament, ale vzájemně se do sebe hlouběji zasunují aktinová a myozinová vlákna. Při uvolnění stahu se vlákna vrátí do své původní polohy.

Červenou barvu svalové tkáně způsobuje barvivo obsažené ve vláknech, které se nazývá myoglobin a je podobné krevnímu barvivu v červených krvinkách, hemoglobinu.

Jak svalstvo ovládáme

Příčně pruhované svalstvo je inervováno svaly mozkomíšními, ovládáme je naší vůlí. Podněty k nim jsou přinášeny motorickými vlákny a bez nich svalstvo nefunguje a atrofuje (ubývá).

Kde se nachází

Příčně pruhované svalstvo se vyskytuje především ve spojení s kostrou (kosterní svalstvo), kde je sestaveno ve funkční celky zvané svaly. Najdeme jej však také v jazyku, jehož pohyby ovládáme naší vůlí při polykání, mluvení apod.

Také se nachází ve stěně hltanu, kde jej zapojujeme při polykání soust i tekutin, v části jícnu, v hrtanu, kde pohybuje mimo jiné hlasivkovými chrupavkami, které napínají naše hlasivkové vazy při vydávání zvuků.

Několik zajímavých čísel

V těle máme kolem 600 svalů, z nichž většina je párová. Máme tedy přibližně 300 svalů v každé polovině těla. U mužů dosahuje hmotnost svalů průměrně 36 % tělesné hmotnosti, u žen 32 %. U trénovaného jedince však může dosáhnout až 45 % a naopak u pohybově neaktivního člověka může klesnout až na 30 %. Více než polovina hmotnosti našeho svalstva (56 %) se nachází na dolní končetině, 28 % hmotnosti na horní končetině a přibližně 16 % na hlavě a trupu.

---

Srdeční svalstvo příčně pruhované

Myokard, svalstvo srdeční příčně pruhované, se v mikroskopu jeví jako síť vláken vzájemně pospojovaných šikmými můstky. Najdeme na nich příčné schodovité hranice, které rozdělují srdeční svalovinu v jednojaderné úseky – jednotlivé buňky myokardu, které jsou dlouhé 85-100 µm a silné přibližně 15 µm. Kolem buněk myokardu je jemná vrstva vaziva s bohatou sítí krevních vlásečnic.

Níže můžeš vidět svalovinu srdeční pod světelným mikroskopem. Zvětšeno 100x, 200x, 400x a 1000 x.

Co najdeš uvnitř buňky

V každé buňce je oválné jádro uložené uprostřed a kolem něj jsou po délce buňky rozloženy myofibrily stejné jako v kosterní svalovině, se stejnými myofilamenty sestavenými do sarkomer. Na povrchu těchto buněk je také sarkolema, ale je mnohem jemnější než u buněk příčně pruhované svaloviny.

Jak to funguje?

Signál ke stahu přichází do svalových buněk z nervové soustavy přes spojení, které se nazývá nervosvalová (neuromuskulární) ploténka, kde je malá štěrbina mezi koncem nervového vlákna a membránou svalové buňky. Nervová buňka do této štěrbiny uvolní chemickou látku zvanou acetylcholin, kterou zachytí receptory na povrchu svalových buněk a to je signál k vpuštění vápenatých iontů přes membránu dovnitř do buňky a k vyplavení dalších vápenatých iontů ze sarkoplazmatického retikula. Tyto Ca2+ způsobí posun troponinu, tím uvolní vazebná místa pro myozinové hlavice a dojde k zasunutí aktinových a myozinových vláken do sebe a tím ke stahu svaloviny. Poté se vápenaté ionty odčerpají zpět do sarkoplazmatického retikula a dojde k uvolnění stahu svalstva.

Vyřeš přesmyčky. Víš, co znamená slovo v tajence?