Biomechanika - studijní materiály

Struktura kosterního svalu

Hierarchie jednotlivých částí svalu je vytvořena tak, aby daný sval byl co nejefektivněji schopen vykonávat svou funkci. V příčném průřezu nejmasitější částí svalu (bříškem) tak lze rozeznat snopce a snopečky svalových vláken, vazivo, krevní cévy a nervy. Úkolem husté sítě kapilár je nepřetržitě zásobovat svalovou tkáň kyslíkem a živinami a zároveň odvádět odpadní látky vzniklé metabolickými procesy. Vedle nervů, které jsou hlavními aktivátory svalové kontrakce, hrají významnou roli i všudypřítomná vaziva, mezi jejichž hlavní funkce patří vytváření obalů a spojů mezi jednotlivými svalovými vlákny, zejména pak tvorba úponů svalu ke kosti označovaných jako šlachy (tenda). Mezi přídavná zařízení svalů vzniklých z vaziva se rovněž řadí tzv. svalová povázka známá také jako fascie (fascia). Je to silná vazivová blána, která sdružuje a především drží pohromadě jednotlivé snopce a snopečky svalových vláken. Její přítomnost na povrchu svalů usnadňuje posuny při svalové kontrakci, čímž je zajištěna celková hladkost pohybu.


Obr. Struktura kosterního svalu:
skupina svalových vláken – svalové vlákno – myofibrila – sarkomera – myofilamenta (aktin a myozin)

Vlastní mikrostruktura svalu závisí na typu svalové tkáně (příčně pruhovaná, hladká a srdeční). V případě kosterní svaloviny je základem mnohojaderný útvar v podobě válcovitého svalového vlákna, které vzniká splynutím jednojaderných buněk - myoblastů. Povrch svalových vláken je kryt cytoplazmatickou membránou (sarkolemou), na jejímž vnějším povrchu se nachází silnější bazální membrána vzájemně spojující jednotlivá svalová vlákna. Vedle jader a organel jsou základem cytoplazmy (sarkoplazmy) podélně orientovaná vlákna – myofibrily – se systémem endoplazmatického/sarkoplazmatického retikula, které obsahuje vysoké koncentrace vápenatých a hořečnatých iontů potřebných pro realizaci svalové kontrakce.

Hlavní funkční jednotkou myofibril jsou úseky – sarkomery, které jsou na obou koncích ohraničeny Z-disky (u příčně pruhované svaloviny jsou patrné jako tzv. Z-linie). Samotná struktura sarkomer je tvořena paralelně umístěnými myofilamenty – aktinem (v průměru 4nm) a myozinem (v průměru 10nm), které se podle míry kontrakce svalu buď částečně, nebo zcela překrývají. Díky tomuto jedinečnému uspořádání obou bílkovin tak vzniká typický mikroskopický obraz příčně pruhované svaloviny, kdy se střídají izotropní (I) a anizotropní (A)-pruhy.

Dělení svalových vláken kosterního svalstva podle množství myoglobinu (hemoprotein svalových vláken) v nich obsažených:

  • červená svalovina (tonická):
    • tvořena větším množstvím myoglobinu a hustou sítí kapilár (typicky načervenalá barva)
    • tkáň málo příčně pruhovaná s větším počtem jader
    • kontrakce svalu probíhá pomalu, ale je vytrvalá (převažují aerobní procesy)
  • bílá svalovina (fázická):
    • tvořena menším množstvím myoglobinu
    • tkáň hustě příčně pruhovaná s menším počtem jader
    • kontrakce svalu probíhá rychle, sval se i rychleji unaví (převažují anaerobní procesy)
Západočeská univerzita v Plzni | Fakulta aplikovaných věd | Katedra mechaniky