Svaly – funkce

Připravili jsme pro ty z Vás, kteří se chtějí kulturistikou zabývat opravdu do detailu, seriál o svalech. Články to budou docela doborné a přinesou Vám odpovědi na specifické otázky typu: "K čemu je pro mé svaly dobrý sodík, draslík, vápník, hořčík, obsažený v doplňcích stravy?" a jiné, na které jsme nebyli v redakci schopni odpodovědět obratem.

Základní a v podstatě jedinou funkcí svalů je kontrakce neboli stah. Úkon, který tento stah způsobí (vypuzení krve ze srdce, posunutí potravy, úklon hlavy nebo pohyb končetiny) už je záležitost spíše anatomická. Celá podstata je taková, že se postupně začne zkracovat jedna základní jednotka po druhé a jejich součtem dostaneme zkrácení a sílu celého svalu...
Celý průběh kontrakce si můžeme rozdělit na 2 principy (nejedná se o žádné oficiální dělení, ale spíše pomůcku). Jedná se o princip iontový a chemicko-mechanický.

Jak už sám název napovídá, budou v prvním ze jmenovaných hrát hlavní úlohu ionty. A jedná se především o ionty kovové (zejména Na, K, Ca, Mg). Na a K se podílejí především na změnách polarity svalového vlákna a přívodných motorických nervů, zatímco Ca a Mg se podílejí na samotné kontrakci. Elektrický vzruch se šíří po nervovém vláknu až k tzv. nervově-svalové ploténce. Zde se pomocí přenašečů vzruch šíří na svalové vlákno. Povrchová membrána se depolarizuje (mění se elektrická polarita vlákna) a tento vzruch se právě přes záhyby této povrchové membrány (T-tubuly) dostává dovnitř vlákna. Tyto záhyby jsou v těsném kontaktu s jinými membránovými systémy ve tvaru váčků a cisteren (L-tubuly). Ty obsahují právě ionty Ca. Jakmile dospěje vlna depolarizace z povrchové membrány až na tyto cisterny, obsah cisteren se i s ionty Ca vylije dovnitř vlákna. Zmíněné ionty dále pracují s kontrakčními bílkovinami (aktinem a myozinem) následujícím způsobem (dále už se jedná o princip chemicko – mechanický). Ionty se navážou na vlákna aktinu (konkrétně na jinou bílkovinu, která je na ni navázána) a následnou kaskádou procesů se uvolní vazebná místa pro hlavičky myozinu. Ty začínají rotovat a orientovat se, až se navážou na vlákna aktinu. Pak se uvolní energie ze všudypřítomného poskytovatele ATP (adenosintrifosfát) a myozinové hlavičky se ohnou vůči myozinovému vláknu, čímž se mezi sebe obě vlákna začínají zasouvat (v mikroskopu tak mizí světlé proužky příčného pruhování). Právě opakováním a postupnou kontrakcí ve všech částech svalu a jejich součtem pak vzniká celková výška zdvihu a celková síla svalu. Při relaxaci svalu se uplatňuje druhý z iontů (a to sice Mg – vzájemnou výměnou). Z toho plyne, že pokud máme v těle přebytek Ca nebo nedostatek Mg, sval je stále v kontrakci, bez možnosti uvolnění a nastává nepopulární a často bolestivá křeč.

Celková síla svalu je součet všech jednotlivých koncentrací, které ve svalu proběhnou. Výška zdvihu je vzdálenost, o kterou se sval zkrátí. Největší síla svalu je při protažení (je to logické, protože je k dispozici největší množství jednotek) a při postupujícím zkrácení se síla snižuje. Dále je zajímavé porovnání různých staveb svalů ve vztahu s oběma veličinami. Mluvím o klasickém tvaru svalu vřetenovitém (kdy všechna vlákna probíhají rovnoběžně a upínají se do úponové šlachy) a o svalu zpeřeném (kdy se vlákna upínají do úponové šlachy z několika směrů). Svaly vřetenovité mají velkou výšku zdvihu, ale mají na svou délku poměrně malý průřez a tím i malou sílu. Vyskytují se jako svaly vzdálené od kloubů, ve kterých působí, jelikož působí na velkou páku, a tudíž není potřeba velká síla. Naopak svaly zpeřené mají velkou sílu, ale malou výšku zdvihu (na stejnou vzdálenost kontrakce se musí stáhnout 2-krát, 3-krát… víc, podle toho, kolikrát je sval zpeřený).

Svalová kontrakce je stejně jako každý proces spojen s přeměnou energie. Jak bylo řečeno tak poskytovatelem energie je ATP. To je energie chemická. Ta se přeměňuje na 2 jiné typy energií. Primárně je to energie mechanická (samotná kontrakce) a sekundárně se uvolňuje energie teplená (proto se při fyzických výkonech potíme – kvůli odvodu tepla z těla, proto se při pohybu ve velkých vedrech přehříváme – termoregulace nestačí všechno teplo odvádět, a proto se třeseme, když nám je zima – nahrazujeme si nedostatek tepla).

A jedna zajímavost na závěr, zatímco kontrakce je děj vyloženě aktivní, za velké spotřeby energie, tak protažení svalu je děj naprosto pasivní (proto jsem předesílal že kontrakce je opravdu jedinou funkcí svalu).