Návrat na detail prednášky / Stiahnuť prednášku / Univerzita Pavla Jozefa Šafárika / Prírodovedecká fakulta / Histologia

Svalové tkanivo (svalove_tkanivo-nnp.sk.doc)

Svalové tkanivo

Zabezpečuje pohyb jedincov, pohyblivosť jednotlivých orgánov a tkanív v organizme a zúčastňuje sa na zabezpečovaní pohyblivosti telesných tekutín

-Je to vysoko špecializované tkanivo

-Špecifiká vlastnosť svalových buniek je schopnosť kontrakcie (umožňuje to prítomnosť kontraktilných proteínov)

-Na činnosť vyžaduje veľké množstvo biologicky zužitkovateľnej energie a dobrú senzorickú a motorickú inerváciu

-Počas embryogenézy sa svalové tkanivo vyvíja z mezenchýmu

Svalové tkanivo sa delí na:

Priečne pruhovaná svalovina kostrová

Priečne pruhovaná svalovina srdcová

Hladká svalovina

Nešpecifický kontraktilný systém

Priečne pruhovaná kostrová svalovina

základnou stavebnou jednotkou kostrového priečne pruhovaného svalu je svalové vlákno

svalové vlákna sú zoskupené do zväzkov a skupiny zväzkov vytvárajú sval

vyvíja sa z myoblastu – myotubuly – svalové vlákno

epimýzium

1. na povrchu svalu, kolagénové väzivo

preimýzium

-kolagénové vlákna

-cievne a nervové pletene

endomýzium

-lamina basalis + retikulárne vlákna

-cievne a nervové pletene

(väzivové septá privádzajú do svalov cievy lymfatické cievy

a nervy)

sval je s kosťou spojený prostredníctvom šľachy (kolagénové vlákna sú zakotvené do bazálnej laminy svalových vlákien)

Svalové vlákno

-podlhovastý cylindrický, oválny alebo polygonálny

útvar (syncýtium)

- mnohojadrový

-priemer 10-100um,dĺžka cm až dm

-na povrchu má satelitové bunky

-jadrá oválne, sú uložené na periférii

-plazmatická membrána = sarkolema, invaginuje dovnútra vlákna ako T-tubuly

-cytoplazma = sarkoplazma, obsahuje myofibrily, mitochondrie, granuly glykogénu, myoglobín, hladké endoplazmatické retikulum = sarkoplarmatické retikulum

T-systém

na rozhraní A a I prúžkov je T-tubulus

z obidvoch strán naň priliehajú cisterny sarkoplazmatického retikula (SR) = triáda

SR je rezervoár Ca2+ iónov

T-tubuly vytvárajú systém, ktorý obklopuje myofibrily

T-tubuly „rozvádzajú“ depolarizačný potenciál (otvárajú sa Ca2+ kanály SR)

depolarizačný potenciál je vyvolaný nervovým vzruchom

Sarkoplazmatické retikulum

Systém vakov a tubulov hladkého endoplazmatického

retikula

Vytvára terminálne tubuly a pozdĺžne tubuly a

anastomózy cisterien okolo myofibríl

Terminálne tubuly sú tesne priložené k T- tubulom

Zabezpečuje sa tak prenos depolarizácie membrány z

T-tubulu na sarkoplazmatické retikulum

Cisterny obsahujú veľké množstvo Ca2+

V membránach majú veľký počet Ca2+ kanálov a Ca2+

púmp

Myofibrily

Vnútri svalového vlákna sa nachádzajú hrubé,

rovnobežne usporiadané myofibrily

Priemer 1 -2 um

Myofibrily sú zložené z myofilamentov

Javia sa ako prúžkované, striedanie tenkých

(I prúžok) a hrubých myofilamen (A prúžok)

Pravidelné, paralelné usporiadanie myofibríl

navzájom a spojenie so sarkolemou zabezpečuje

proteín desmín

-svalové vlákna sú pozdĺžne pruhované pravidelne sa striedajú izotropné (svetlé) a anizotropné (tmavé) úseky

-základnou kontraktilnou jednotkou svalového vlákna je sarkoméra (úsek medzi susednými Z prúžkami)

A prúžok – tmavý; hrubé vlákna (myozínové)

I  prúžok – svetlý; tenké vlákna (aktínové)

Z (T) prúžok – zakotvuje tenké filamenty (α-aktinín)

M prúžok – spája hrubé filamenty (myomezín)

H prúžok – tvoria ho len myozínové filamenty

Myofilamenty

Tenké filamenty (1μm dlhé, Ø 8nm)

-aktín, tropomyozín, troponín

nebulín

Hrubé filamenty (1,6 μm dlhé, Ø 15nm)

-myozín, titín

Spojovacie proteíny

-α-aktinín, myomezín, C proteín, desmín,

dystrofín

Aktínové filamenty

tenké filamenty

aktínové filamentum - G aktín polymerizuje na F aktín (dvojzávitnica)

  spojené α-aktinínom v oblasti Z prúžku (filamin, amorfin, CapZ proteín)

  nebulin –pozdĺž tenkých aktínových filament (neelastický proteín, zodpovedá za parakryštalické usporiadanie vlákien)

tropomyozín – dve vlákna stočené do závitnice, pozdĺž aktínového vlákna, bráni naviazaniu myozínu a aktínu

troponín - globulárny proteín naviazaný na tropomyozín, z troch podjednotiek TnT, TnC, TnI

Myozínové filamenty

hrubé filamenty

myozín typu II – ťažký a  ľahký reťazec

 ťažký reťazec - vláknitý segment (spája myozíny),

                      - globulárny segment (väzba aktínu,

                           ATPázová aktivita)

  myozín v oblasti M prúžku spojený myomezínom a C

  proteínom (zaisťujú pravidelné usporiadanie filamant)

  titin – dlhé elastické molekuly, rovnobežné s tenkými vláknami, pripájajú sa na myozín v oblasti Z prúžku

  symetrické usporiadanie

Mechanizmus kontrakcie

-tenké a hrubé myofilamenty sa do seba zasúvajú

1. ATP sa naviaže na myozín (nehydrolyzuje)

2. Ca2+ sa naviažu na TnC = zmena konformácie

3. aktín sa naviaže na myozín

4. hydrolýza ATP, ohnutie myozínu

5. väzba novej molekuly ATP na myozín a uvoľnenie

    väzby aktín - myozín

6. opakuje sa tento proces kým je dostatok Ca2+

-Ca2+ sa vyplavuje z cisterien sarkoplazmatickéh retikula

 po podráždení prenesenom z T tubulov

Zásobovanie svalu

-cievy a nervy sú rozvádzané vo svale cez väzivové septá, kapiláry sú súvislé a tvoria bohatú sieť

-vo svale tiež lymfatické cievy

-nervy: senzitívne

                nervosvalové vretienko (dĺžka svalu)

                šľachové vretienko (napätie svalu)

                voľné nervové zakončenia (bolesť)

           motorické

               α-motoneuróny

               nervosvalová platnička

Motorická platnička

kontakt svalu s nervom - myoneurálne synapsie

nervové zakončenie

               - bez myelínovej pošvy

                     - synaptické váčky (neurotransmiter), mitochondrie

synaptická štrbina

                     - amorfný materiál

svalové vlákno - postsynaptická membrána

                     - postsynaptická membrána

                     - subneurálny aparát (mnohopočetné hlboké záhyby)

Motorická jednotka = všetky svalové vlákna ktoré inervuje

jedno nervové vlákno (veľkosť motorickej jednotky určuje jemnosť pohybu, mohutnosť kontrakcie závisí od počtu motorických jednotiek)

Nervosvalové vretienko

extrafuzálne vlákna – inervované α- neurónmi

intrafuzálne vlákna – vo väzivovej pošve

- inervované senzitívnymi vláknami I a II a, γ-motorickými vláknami

- centrálna senzorická oblasť, jadrové reťazce, jadrové

 vaky, anulošpirálovité zakončenia

1. periférna kontraktliná oblasť, informuje o dĺžke svalu

(γ- motorické vlákna napínajú ekvatoriálnu zónu receptora a

dráždia sa tým aferentné I a a II a vlákna, tie vysielajú do miechy

pokojové akčné potenciály

Typy svalových vlákien

červené vlákna

-veľa myoglobulínu a mitochondrií, cytochróm

-tenšie nervové vlákna

-pomalšia kontrakcia, vytrvalejšie

biele vlákna

-málo myoglobínu aj mitochondrií

-anaeróbna glykolýza

-hrubé rozvetvené nervové vlákna

-rýchla kontrakcia, slabá výdrž

intermediálne vlákna

svaly zmiešané – aj červené aj biele svalové

vlákna

Energetický metabolizmus

pohotovostné zdroje – kreatinfosfát, ATP

zásobné látky – glykogén

červené vlákna - β-oxidácia MK

biele vlákna anaeróbna glykolýza

Priečne pruhovaná srdcová svalovina

kardiomyocyty – svalové bunky

spojené interkalárnymi diskami

endomýzium, perimýzuim, epimýzium

Energetický metabolizmus - utilizuje široké

spektrum látok:

  glukóza, laktát, ketolátky, aminokyseliny (AMK), esterifikované a neesterifikované mastné kyseliny (MK)

Kardiomyocyty

svalové bunky, pretiahnuté, rozvetvené

jednojadrové bunky, oválne jadro uložené centrálne, veľa

mitochondrií, GER, GA, glykogén, lipidové kvapôčky, atriálne granuly (atriálny natriuretický hormón), aeróbny metabolizmus

kontraktilný aparát ako kostrový sval

SR prebieha na úrovni Z prúžku

vytvorené diády

špeciálne bunky excitomotorického aparátu

(prevodový systém srdca, autonómny, Purkyňove bunky a vlákna)

Interkalárne disky

spojenia medzi bunkami srdcového svalu

prebiehajú schodovite

laterálna strana – nexy

tranzverzálna strana  - vytvára interdigitácie

                                       - dezmozómy

                                       - fascie adherens

Hladká svalovina

v stenách dutých orgánov, v koži, maternica

vrstvy alebo jednotlivé bunky

vretenovité bunky, 20-500μm dlhé

 - centrálne uložené jadro, organely pri póloch, myofilamenty,

 -na povrchu je bazálna lamina a retikulárne vlákna

 - nemá vyvinutý systém T-tubulov

 -syntetizuje kolagén, elastín a proteoglykány

Kontraktilý aparát hladkého svalu

myofilamenty sú usporiadané sieťovito

tenké filamenty: aktín, tropomyozín

hrubé filamenty: myozín II

nevytvárajú myofibrily

nemajú sarkoméry ani Z-prúžky

myofilamenty zakotvené do denzných teliesok (kontraktačné uzly)

nemajú troponín, Ca2+ sa viaže na kalmodulín

kaveoly (pinocytotické vezikuly) nahrádzajú T tubuly

Intermediálne filamenty – funkcia cytoskelet (dezmín)

Mechanizmus kontrakcie

1. ľahký reťazec myozínu (LC) inhibuje ATPázovú aktivitu

2. Ca2+ -kalmodulín aktivuje myozín-LC-kinázu cez cAMP

3. fosforylácia LC zruší inhibíciu

4. väzba aktínu na myozín

5. hydrolýza ATP, ohnutie myozínu

6. väzba novej molekuly ATP na myozín a uvoľnenie

    väzby aktín - myozín

Inervácia hladkej svaloviny

autonómny systém; sympatikus, parasympatikus

veľký počet gap junction – nexov

ku kontrakcii dochádza aj chemickými, alebo mechanickými stimuláciami (aj natiahnutím

   vlákna)

Regenerácia svalového tkaniva

vysoko diferencované tkanivo

nízka schopnosť regenerácie

kostrový sval sa hojí jazvou a veľmi málo regeneruje pomocou satelitových buniek

srdcový sval sa hojí jazvou

hladký sval regeneruje dobre, bunky sa delia mitoticky

Nešpecifický kontraktilný systém

Myofibriblasty

Myoepitelové bunky

Pericyty

Myoidné bunky v testes

Mezangiálne bunky