Rozmnožovanie svalových buniek a rast svalovej hmoty

Svalové tkanivo zabezpečuje pohyb organizmu a jeho častí, ako aj pohyblivosť orgánov v organizme. Okrem svalových buniek je v ňom prítomné aj väzivo, ktoré zabezpečuje látkovú výmenu a prísun živín. Cytoplazma svalových buniek obsahuje jemné bielkovinové vlákna myofibrily, ktoré svalovému tkanivu dodávajú schopnosť kontrakcie. Svalová sústava je mezodermálneho pôvodu.

Väčšina buniek v ľudskom tele sa množí delením. Najskôr dôjde k rozdeleniu bunkového jadra, potom sa rozdelí bunka samotná. Svalové vlákno je vysoko špecializovaná podlhovastá svalová bunka, ktorá niekedy dosahuje dĺžku až 20 cm a obsahuje na jeden centimeter dĺžky 350 - 500 jadier.

Typy svalového tkaniva

Podľa štruktúry a funkcie rozlišujeme 3 hlavné skupiny svalov:

hladké svaly
priečne pruhované (kostrové) svaly
srdcový sval

Hladké svaly

Charakteristickou jednotkou hladkej svaloviny sú bunky vretenovitého tvaru - myocyty. Myocyt hladkého svalstva má vretenovitý tvar, s centrálne uloženým paličkovitým jadrom. Patrí medzi najväčšie bunky, nakoľko môže dosiahnuť dĺžku až 500 µm (maternica pri gravidite), pri hrúbke iba 4 - 7 µm. Práca hladkého svalu nie je riadená centrálnou nervovou sústavou, je typická rytmickou kontrakciou a relaxáciou (uvoľnením). Podnetom pre kontrakciu nebýva len nervové, ale aj hormonálne podráždenie. Hladká svalovina zabezpečuje u bezstavovcov pohyb organizmu, u stavovcov zabezpečuje napríklad peristaltické pohyby tráviacej sústavy, ktoré posúvajú potravu ďalej. Hladká svalovina tvorí steny niektorých orgánov, útrob a ciev (vyjma kapilár). Aktínová a myozínová filamentá tu prebiehajú šikmo cez bunku alebo tvoria siete, nie sú usporiadané v sarkoméry. Jednotkové hladké svaly sú spojené nexami, vďaka ktorým sa šíri akčný potenciál. Hladká svalovina nemá nervovosvalové platničky, podráždenie sa šíri pomocou nexov alebo zvýšenou koncentráciou mediátorov v medzibunkovom priestore.

Priečne pruhované (kostrové) svaly

Priečne pruhované svalstvo sa od hladkého svalstva odlišuje štruktúrou aj funkciou. Kostrové svaly netvoria jednotlivé bunky, ale dlhé mnohojadrové svalové vlákna vzniknuté fúziou mnohých myoblastov počas embryonálneho vývinu. Ich plazmatická membrána sa nazýva sarkoléma, cytoplazma je sarkoplazma a špecializované hladké endoplazmatické retikulum je sarkoplazmatické retikulum. Najdôležitejšou zložkou sarkoplazmy sú bielkoviny aktín a myozín. Pohyb kostrového svalu je, na rozdiel od hladkého svalu, pod kontrolou vôle, preto spolu s kosťami tvorí pohybový aparát stavovcov. Kostrový sval je zložený zo svalovej tkane mezenchymového pôvodu, obsahujúcej špecializované typy buniek. Svalové štruktúry sú pospájané väzivom. Jadrá vo svalovom vlákne sú koncentrované pod cytoplazmatickou membránu, a preto možno kostrovú svalovinu dobre rozlíšiť pod mikroskopom od ostatných typov. Vlákna kostrového svalu obsahujú súbor kontraktilných bielkovín aktínu a myozínu, ktoré vzájomným kĺzaním umožňujú stiahnutie svalu. Bunky kostrového svalstva sa združujú do primárnych snopečkov (fasciculi), sekundárnych snopcov a nakoniec do snopcov vyšších rádov. Štruktúry sú pospájané väzivom, ktoré sa označuje ako epimysium (vrstva obaľujúca celý sval), perimysium (vrstva obaľujúca zväzky vlákien) a endomysium (obaľujúca jednotlivé svalové vlákna).

Typy svalových vlákien

Svalové vlákna zastúpené vo svale nie sú rovnaké. Obsah myoglobínu v jednotlivých svalových vláknach umožňuje rozlíšiť dva typy svalových vlákien:

Typ I alebo SO vlákna (z angl. slow-oxidative; staršie červené alebo pomalé vlákna) - obsahujú veľké množstvo mitochondrií, čo znamená, že tieto svaly využívajú energiu respiračného cyklu. Majú zvýšené kapilárne zásobovanie a viac mitochondrií, čo súvisí so zvýšenou dodávkou a využitím kyslíka.
Typ IIA alebo FOG vlákna (z angl. fast-oxidative-glycolytic)
Typ IIB (IIX) alebo FG vlákna (z angl. fast-glycolytic; staršie biele alebo rýchle vlákna) - obsahujú glykolytické enzýmy, čo poukazuje na to, že získavajú energiu glykolýzou za vzniku kyseliny mliečnej. Rýchle, biele svalové vlákna nemajú čas na spaľovanie mastných kyselín, a preto si musia vystačiť s anaeróbnym spaľovaním glukózy, ktoré, hoci je pohotovejším zdrojom energie, je zároveň rádovo menej energeticky výhodné.

Rýchlosť či pomalosť vlákien je druhovo špecifická. V svale sa obvykle vyskytujú všetky typy vlákien, i keď v rôznom pomere. Viac červených vlákien zodpovedalo lepším výsledkom v športoch ako sú behy na dlhé trate či cyklistika, biele vlákna zas súviseli s lepšími výsledkami v šprinte či vzpieraní.

Vysvetlenie svalových vlákien - svalová kontrakcia a anatómia svalových vlákien

Srdcový sval

Srdcová svalovina, charakteristická pre srdce stavovcov, pripomína do určitej miery priečne pruhovanú svalovinu, netvorí však mnohojadrový útvar, ale je zložená z buniek, ktoré majú v cytoplazme priečne pruhované myofibrily. Kotrakcie srdcovej svaloviny sú nezávislé na vôli, inerváciou vegetatívnym nervovým systémom sa len upravuje frekvencia kontrakcií. Kardiomyocyty obsahujú jedno až dve jadrá uložené v strede, hojne mitochondrií a na vzájomných spojeniach buniek sú charakteristické interkalárne disky, ktoré sú vzájomne prepojené, čím umožňujú jednotný prenos akčných potenciálov všetkými bunkami.

Rozmnožovanie svalových buniek a rast svalov

Svalový rast je založený na zmnožení bielkovín aktínu a myozínu, čo vedie k zhrubnutiu svalových vlákien. Vedecky však zostáva neuzavreté, či okrem zväčšenia svalových buniek dochádza aj k ich množeniu. Za svoju vysokú špecializáciu platia jadrá vo svalových vláknach daň - nedokážu sa klasickým spôsobom deliť na dve dcérske vlákna. Má to význam pravdepodobne z hľadiska spojenia s nervami, pretože delením vlákien by mohli vznikať vlákna bez motorickej inervácie. Svalové tkanivo sa s problematikou obmedzeného delenia vysporiadalo po svojom - našlo si vlastné cesty, ako sa zväčšovať.

Spôsoby nárastu svalovej hmoty:

Zväčšuje sa objem cytoplazmy svalových buniek, svalová sila však ostáva rovnaká.
Druhý spôsob nárastu svalovej hmoty je pribúdaním kontraktilných proteínov. Pri posilňovaní sa muži obvykle snažia o tento typ nárastu svalov.

Takmer každý v posilňovni lopotiaci sa jedinec sa už stretol s radou, že má cvičiť tak intenzívne, aby ho svaly pálili. Je to zmysluplná rada, pretože v sebe ukrýva podstatu svalového rastu pri posilňovaní: zdá sa, že základom pre tento typ hypertrofie sú mikrotraumy svalových vlákien. Mikrotraumy nastávajú, keď mierne preťažujeme svoje svaly. Obranným mechanizmom tela je okrem nahradenia poškodeného tkaniva aj pridanie nového. Zmnožením hmoty sa zníži riziko, že sa poškodenie bude opakovať. Toto zväčšovanie je však limitované mnohými faktormi. Jedným z nich je to, že jedno jadro vo svalovom vlákne je schopné „spravovať“ len obmedzené množstvo hmoty, ktorá tvorí sval.

Úloha satelitných buniek

Jadrá vo svalových bunkách sa nedokážu deliť, hoci väčšina buniek v ľudskom tele sa množí delením. Našťastie sa v okolí svalových vlákien nachádzajú tzv. satelitné bunky. Sú to malé jednojadrové bunky, ktoré sa za určitých okolností môžu aktivovať a vytvoriť zrelú svalovú bunku.

Vek a svalová hmota

Svalová hmota priemerného muža tvorí 36 % celkovej hmotnosti, u ženy je to 32 %. Za istých okolností môže toto číslo výrazne kolísať (od 30 do 50 %), v závislosti od toho, či máme svaly zmenšené (atrofované) alebo zväčšené (hypertrofované). Najčastejšou príčinou je ich (ne)činnosť, významnú rolu v tomto procese však zohráva i vek. Ako starneme, znižuje sa citlivosť svalových buniek na rastové faktory, bunky nereagujú na rastový hormón a iné stimulujúce látky. Výsledkom je, že starí ľudia majú zvyčajne oveľa tenšie a ochabnutejšie končatiny (na končatinách sú svaly najjednoduchšie pozorovateľné). Iste, súvisí to aj s ich zníženou telesnou aktivitou oproti aktivite mladých, čím sa dostávame k úplne najčastejšiemu javu - svalová atrofia z nečinnosti. Svalové bunky sú totiž veľmi závislé od nervových impulzov a ak neprichádzajú, sval začína zakrpatievať. Našťastie je to vratný proces, bunky nehynú, iba sa zmenšujú. Po opätovnom zapojení svalu do činnosti sa obvykle sval veľmi rýchlo navráti do pôvodnej formy.

tags: #svalova #bunka #rozmnozovanie