Svaly - jak vlastně fungují?

Popsat čtivě a jednoduše složité věci není věru nic jednoduchého. Jak se s tím popasoval Ondra Vojtěchovský se můžete přesvědčit v článku o svalech. Dozvíte se něco málo o svalové buňce, vlastním biochemickém mechanismu svalové kontrakce a jeho řízení.

Svaly

 

Svalové vlákno

Není úplně jednoduché najít přirovnání pro mechanismus, kterým vzniká aktivní pohyb v příčně pruhovaném svalu. Na podobném principu funguje snad jen lineární elektromotor, což rozhodně není věc, se kterou bychom se potkávali denně.
Základní pracovní jednotkou příčně pruhovaného svalu je svalové vlákno. Svalové vlákno je zvláštní typ buňky, takzvané syncytium, vznikající během embryonálního vývoje splynutím mnoha buněk v jedinou. Jako jedna buňka má tedy jednu stěnu, ale po svých předcích podědila všechny jejich jádra (obecně má buňka jen jedno jádro a jednu stěnu). Mnoho jader jí na jednu stranu dává výhodu obrovsky rychlé výroby bílkovin a tedy regenerace „vnitřností“, na stranu druhou ji definitivně vyřazuje z množnosti se rozdělit a tedy znovuzrodit a omladit.

Všichni máme svalových vláken stejně?

Podle klasické teorie tedy platí, že svalových vláken stejně jako mozkových buněk během života jen ubývá. Teorie nejposlednější sice uvažují o takzvaných kmenových buňkách, přežívajících v malém množství jak ve svalu, tak v mozku a schopných za určitých specifických okolností vytvořit zbrusu nové svalové či mozkové buňky, zcela potvrzené to ale není. Považujte proto zatím za neomezeně platící fakt, že vychrtlý intelektuál má stejně svalových buněk jako kulturista Pavol Jablonický ve své nejlepší formě a že rozdíl nedělá počet buněk, ale velikost jejich obsahu. Respektive je pravděpodobné, že náš slavný kulturista má svalových buněk o dost méně než onen intelektuál, protože jich dlouholetým cvičením spousta zhynula vyčerpáním a opotřebením.

 Aktin a myozin

Svalové vlákno je asi jedinou buňkou, kterou byste mohli vidět i prostým okem, kdyby ovšem byla její šířka v nějakém rozumném poměru k délce. Dlouhé je totiž svalové vlákno víceméně od šlachy ke šlaše (záleží na anatomické stavbě konkrétního svalu) a v nejdelším svalu, krejčovském, dosahuje běžně délky 40 cm, tloušťka je sotva 10-100 mikrometrů. Pro představu – jestliže by to nejširší vlákno bylo široké jako běžná okresní silnice, tedy 10 metrů, pak by bylo dlouhé asi 400 km.
Naprostá většina tohoto svalového vlákna je vyplněná takzvanými kontraktilními bílkovinami – aktinem a myozinem. Slovo kontraktilní je tady vlastně nesprávně - samotné bílkoviny se nekontrahují, nezkracují, pouze se do sebe navzájem zasouvají asi tak, jako když do sebe zasunete dva hřebeny nebo prsty svých rukou. Takové zasunutí je u jednoho páru aktin-myosin dlouhé jen pár nanometrů a jeho síla je naprosto mizivá. Ale miliony a miliony těchto bílkovin řazených v sérii i paralelně v milionech svalových vláken celého těla vytváří onen na svou hmotnost překvapivě silný a navíc nesmírně variabilní a univerzální stroj, který má každý člověk k dispozici a který se mu v žádném byť i nejpokročilejším výtvoru nepodařilo napodobit.

Přečtěte si články v rubrice: Sportovní trénink

Škubnout a povolit

Mechanismus práce aktinu a myosinu je v principu velmi jednoduchý. Spouštěcím momentem je vypuštění iontů vápníku Ca2+ ze speciálních cisteren do prostoru mezi vlákna aktinu a myosinu. Změna elektrického náboje v okolí vláken vede k odhalení polárních („magnetických“) částí vláken. Mezi jednotlivými vlákny tak začnou vznikat takzvané polární můstky a jejich tahem do sebe vlákna zajedou. Mezi tím je Ca2+ odčerpáno zpět, aktivní místa se zakryjí a můstky rozpojí. To všechno a nic jiného kontraktilní bílkoviny neumí. Škubnout a povolit. Délka záškubu se přitom liší podle typu svalového vlákna od 7,5 milisekund u těch nejrychlejších až po 100 milisekund u nejpomalejších, ale je pro každé vlákno stále stejná.

Jak je tedy pohyb regulován a kontrolován, když velikost a délka jednotkového záškubu kontrolovat nelze?

Pohyb je řízen v duchu „E pluribus unum“ – z mnohosti jednota. Je skládán jako obrovská čtyřrozměrná mozaika záškubů a relaxací, vzájemně se sčítajících nebo neutralizujících. Na řešení této těžko představitelné úlohy je vyčleněna poměrně velká část mozku a celá mícha. Přitom máme zřejmě každý z nás pro stejný pohyb více či méně odlišné a efektivní vzorce. Pokud je pohyb nový a neznámý, aktivuje mozek daleko více svalových vláken než je potřeba, s kvalitou naučení efektivita a přesnost řízení roste – což znamená mimo jiné i nezanedbatelnou úsporu kyslíku a energie. Proto je vytváření, vylepšování a údržba efektivních pohybových vzorců nedílnou a velmi důležitou součástí sportovního tréninku.

Trénink
publikováno: 05.03.2017   napsal/a: MUDr. Ondřej Vojtěchovský