Svaly 3. LF UK - Vinohrady
Ladislav Vyklický http://www.biomed.cas.cz/d331/index.html
1
Činnost svalů Svalová tkáň je složena z buněk, které jsou schopny se kontrahovat
Typy svalů:
kosterní (příčně pruhované) svaly srdeční sval hladké svaly
2
Sarkomera
Svalové snopce Svalová vlákna
Svalová vlákna obsahují řadu jader
Myofibrila Sarkomera Myofilament a
Jádra Sarkolema
Proces svalové kontrakce a relaxace má čtyři hlavní fáze
Excitace Spojení excitace a kontrakce Kontrakce Relaxace
4
Excitace Spojení excitace a kontrakce Kontrakce Relaxace
Akční potenciál, který se šíří nervovým vláknem dosáhne synaptického zakončení a vyvolá uvolnění ACh do synaptické štěrbiny ACh se naváže na receptory na sarkolemě Toto aktivuje (AP) ve svalovém vlákně 5
Motorická jednotka Motorická jednotka
Motorická jednotka
Malá: 3-8 vláken
(svaly pracující rychle a přesně) Velká: 1500 – 2000 vláken (dlouhodobé udržování tonu)
Svalová vlákna
Motoneurony
… něco extra …
Polineuronal innervation
7
Acetylcholin (ACh) objeven v roce 1914 Henry H. Dalem … jeho úlohu neuropřenašeče popsal Otto Loewi … v roce 1936 dostali oba NC
Cholin
Acetyl-CoA
CH3 - COOH Acetát Cholin acetyltransferáza
Acetylcholin
Acetylcholinesteráza
„Vagusstoff“
8
Chemická synapse 1921 Otto Loewi (1873-1961)
Acetylcholin
1.
2. Srdce
Srdce
Stimulace vagu
Snížení tepové frekvence
Extracelulární tekutina
Snížení tepové frekvence 9
Nikotinický Ach receptor
2,5 nm
ACh RECEPTOR – POHLED SHORA
Extracelulární prostor
Extracelulární domény
ACh RECEPTOR – PODJEDNOTKOVÉ SLOŽENÍ Extracelulární prostor
Membránové domény α podjednotka ACh receptoru: 4 transmembránové oblasti (M1, M2, M3, M4) 2 mimomembránové oblasti (extracelulární pr., cytosol)
Cytoplazmatické domény
Cytosol
8 nm
Cytosol
17 nACh podjednotek: Neuronální-typ Svalový-typ: embryonální typ: (α1)2β1δεa dospělý typ: (α1)2β1δγ
10
Ranvierův zářez Presynaptický axon
Mícha
Bazální lamina
Schwavova bnuňka
Motoneuron
Svalové vlákno
Axon
Synaptické váčky
Postsynaptická část
Synaptický váček
60 váčků se uvolni při EPSC – každý váček obsahuje 104 molekul ACh
Aktivní zóna Protonová pumpa
ATP
50-60 nm
Acetylcholin (uvolněný) H+
ACh-H výměník
Presynaptická membrána Bazální membrána 50 nm
Choline + Acetyl CoA Cholin acetyltransferáza
Acetylcholine Koncentrace ACh 150 mM
Acetylcholin esteráza
Acetylcholinov é receptory
Postsynaptická membrána Postsynaptická šťerbina
1.5-4.0 x 107 Ach receptorů
11
Botulotoxin (klobásový jed) jefasciatus produkován bakterií Bungarus Clostridium botulinum. Je to možná absolutně Neuronální + Na nejúčinnější kanál jed - 100 g by stačilo k vyhubení celého lidstva. BT – brání presynaptickým vesikulům, K+ kanál aby splynuly s membránou a uvolnily ACh. Ca2+ kanál
Acetylcholin (ACh)
Uvolnění ACh Alfa-Bungarotoxin Sarin (Organofosfáty)
Acetylcholin esterasa
Na+ kanál ve svalu
Tubocurarin
AChR kanál
Strychnos Toxifera
12
Myasthenia gravis
Ptosis
Physostigmine
Physostigma venenosum Zdravý
MG Ach E Ach R
13
Kvíz
Jaké jsou důsledky zvýšené koncentrace plazmatické koncentrace Mg2+ pro svalovou činnost?
14
Kvíz Ca2+ … paralýza
Mg2+
… blokuje napěťově závislé vápníkové iontové kanály
15
Sval – senzorický orgán Ia aferentní neuron II aferentní neuron
α motoneuron
Svalové vřeténko
Ib aferentní neuron
γ motoneuron Golgiho šlachová tělíska
16
Klasifikace axonů Axony vytvářejí nervy v periferním nervovém systému člověka a mohou byt klasifikovány na základě jejich fyzikálních vlastností a rychlosti vedeni na:
Motorické
Senzorické
Autonomní
17
Svalové vřeténko Svalová vřeténka jsou senzorické receptory, které jsou umístěny ve svalové tkáni a detekují změny v délce svalu. Tyto receptory převádějí informaci o délce svalu do centrální nervové soustavy. Tato informace může být zpracována v mozku a užita k určení polohy těla a končetin. Odpovědi svalových vřetének na změny délky hrají též důležitou roli v řízení svalové kontrakce tím, že aktivují motoneurony během napínacího reflexu.
~1 cm Svalové vřeténko
18
2. Krok Aktivace senzorického neuronu
1. Krok Natažení svalu stimuluje svalová vřeténka
Zpracování informace
Zpětná vazba
Sval
5. Krok Svalová kontrakce
Natažení
Relaxace
4. Krok Aktivace motoneuronu
3. Krok Zpracování informace
Kontrakce
AP 19
Napínací reflex - Patelární reflex Náhlé natažení svalu vede k: 1. 2. 3. 4.
Svalová vřeténka detekují natažení svalu Senzorický neuron přenáší informaci do míchy Senzorický neuron končí přímo na motoneuronech Alfa motoneuron se aktivuje a vede akční potenciály do svalu, který se následně kontrahuje
Povšimněte si, že pouze sval, který je natažen se kontrahuje
20
Golgiho svalová tělíska Golgiho svalová tělíska (GST) jsou citlivá na svalový tonus. Je to proprioceptivní senzorický receptor,
který se nachází na přechodu svalových vláken ve šlachu.
Ib aferentní neuron
Když se sval kontrahuje vytváří sílu, která vede k deformaci (natažení) terminálního větvení senzorického neuronu. Toto natažení aktivuje na natažení citlivé iontové kanály terminál Ib aferentních axonů. Výsledkem je depolarizace a vznik akčních potenciálů, které se šíří do míchy. Frekvence akčních potenciálů signalizuje sílu vytvořené 10 až 20 motorických jednotek. Ta reprezentuje sílu celého svalu. 21
Inhibiční reflex … náhlá svalová relaxace vzniklá v důsledku velkého svalového tonu. Golgiho svalová tělíska jsou receptory pro tento reflex.
Inhibiční interneuron Ib aferentní neuron (senzorický) Inhibitory neurons Zpětná vazba tvořená axony
Ib
senzorických
vláken
zprostředkovávají míšní reflex, který kontroluje svalovou kontrakci. Ib aferenty končí na interneuronech, které inhibují aktivitu motoneuronů – regulují sílu svalové kontrakce.
Golgiho svalová tělíska
22
Excitace Spojení excitace a kontrakce Kontrakce Relaxace … vztahuje se ke spojení událostí, které spojují AP na sarkolemě a aktivaci myofilament AP se šíří podél T-tubulů do sarkoplazmy Jakmile AP dosáhne sarkoplazmy vyvolává otevření iontových kanálů v sarkoplazmatickém retikulu Sarkoplazmatické retikulum uvolní Ca2+ Ca2+ se váží na troponin, pohyb tropomyosinu odkryje vazebná místa do kterých se může vázat myosin
23
Ca2+ a svalová kontrakce
Fascicle Svalová buňka/ sv. vlákno
Sarkomera Sarkolema Myofibrila
Sarkoplazmatické retikulum 24
Ca2+ a svalová kontrakce Sv alová buňka Sarkolema
T-tubuly
Sarkoplazmatické retikulum (Ca2+) 25
Sarkoplazmatické retikulum
T-tubuly
Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ryonadine R
Ca2+
Ca2+
Dihydropine R 26
Sarkoplazmatické retikulum
T-tubuly
Sarkoplazmatické retikulum
Ca2+
Ca2+ Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ryonadinový R
Ca2+
Dihydropinový R 27
Sarkoplazmatické retikulum
T-tubuly
Sarkoplazmatické retikulum
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ryonadinový R
Ca2+ pump
Ca2+
Dihydropinový R 28
Kontrakce … iniciální kroky? Actin
Myosin
Sarcomera
Kontrakce
Relaxace
29
Actin
Myosin
Sarcomera
↑Ca2+ Kontrakce
Relaxace
↓Ca2+
30
Excitace Spojení excitace a kontrakce Kontrakce Relaxace
31
Sarkomera
= funkční jednotka M
Z
H- linie
pouze myozinová vlákna
I- linie stejnorodá (izotropní linie pouze aktinová vlákna
Z- linie
kotví aktinová vlákna
A- linie
myozinová a aktinová vlákna nestejnorodá - anizotropní
myozinová vlákna aktinová vlákna
M- linie střed sarkomery
32
Sarkomera
M
Z
33
Tropomyosin
34
Tropomyosin
Vazebná místa pro myosin 35
Tropomyosin
Tropomyosin
ATP
ADP
36
6 kroků
1. Ca2+ se uvoluje ze sarkoplazmatického retikula … následně jsou obnažena vazebná místa pro myosinové hlavy na aktinu 2. Myosinová hlava se váže do vazebných míst na aktinu (ATP je hydrolyzováno) 3. Uvolnění ADP a P vyvolává pohyb myosinové hlavy 4. Vazba ATP vede k uvolnění myosinové hlavy z vazby na aktin 5. ATP je hydrolyzováno a znovu energetizuje myosinovou hlavu 6. Ca2+ je pumpován zpět do sarkoplazmatického retikula 37
Tropomyosin
Tropomyosin
ATP
ADP
38
6 kroků
1. Ca2+ se uvoluje ze sarkoplazmatického retikula … následně jsou obnažena vazebná místa pro myosinové hlavy na aktinu 2. Myosinová hlava se váže do vazebných míst na aktinu (ATP je hydrolyzováno) 3. Uvolnění ADP a P vyvolává pohyb myosinové hlavy 4. Vazba ATP vede k uvolnění myosinové hlavy z vazby na aktin 5. ATP je hydrolyzováno a znovu energetizuje myosinovou hlavu 6. Ca2+ je pumpován zpět do sarkoplazmatického retikula 39
Tropomyosin
Tropomyosin
ATP
ADP
40
6 kroků
1. Ca2+ se uvoluje ze sarkoplazmatického retikula … následně jsou obnažena vazebná místa pro myosinové hlavy na aktinu 2. Myosinová hlava se váže do vazebných míst na aktinu (ATP je hydrolyzováno) 3. Uvolnění ADP a P vyvolává pohyb myosinové hlavy 4. Vazba ATP vede k uvolnění myosinové hlavy z vazby na aktin 5. ATP je hydrolyzováno a znovu energetizuje myosinovou hlavu 6. Ca2+ je pumpován zpět do sarkoplazmatického retikula 41
1
ADP
Tropomyosin
42
Každá myosinová hlava se pohne asi 5x za minutu
2
Power stroke
1
ADP
Tropomyosin
43
6 kroků
1. Ca2+ se uvoluje ze sarkoplazmatického retikula … následně jsou obnažena vazebná místa pro myosinové hlavy na aktinu 2. Myosinová hlava se váže do vazebných míst na aktinu (ATP je hydrolyzováno) 3. Uvolnění ADP a P vyvolává pohyb myosinové hlavy 4. Vazba ATP vede k uvolnění myosinové hlavy z vazby na aktin 5. ATP je hydrolyzováno a znovu energetizuje myosinovou hlavu 6. Ca2+ je pumpován zpět do sarkoplazmatického retikula 44
ATP
Tropomyosin
45
ATP is hydrolysed … re-energizes the myosin head
Tropomyosin
46
6 kroků
1. Ca2+ se uvoluje ze sarkoplazmatického retikula … následně jsou obnažena vazebná místa pro myosinové hlavy na aktinu 2. Myosinová hlava se váže do vazebných míst na aktinu (ATP je hydrolyzováno) 3. Uvolnění ADP a P vyvolává pohyb myosinové hlavy 4. Vazba ATP vede k uvolnění myosinové hlavy z vazby na aktin 5. ATP je hydrolyzováno a znovu energetizuje myosinovou hlavu 6. Ca2+ je pumpován zpět do sarkoplazmatického retikula 47
Sarkoplazmické retikulum (Ca2+) 2. 1.
Tropomyosin
48
… a ještě jednou
49
tropom yozin
troponin
Aktinové vlákno
M yozinové vlákno
aktin
ATPázová aktivita Aktinové vlákno
50
… a ještě jednou
51
Quiz 1
Křeče Zvýšená plazmatická koncentrace Ca2+ (poruchy příštítných tělísek, ledvin …)
Ruka v křeči co připomíná solení Křeč je spontánní zpravidla bolestivá, kontrakce svalu vzniklá během nebo krátce po fyzické námaze. • vrozené poruchy metabolizmu • poruchy hospodaření s vodou (dehydratace) • abnormality v koncentraci elektrolytů v séru (moc Ca2+ málo Mg2+) • nepříznivé vnější podmínky – teplo nebo zima. 52
Ochrnutí Centrální příčiny
Svalové příčiny
Periferní příčiny
53
Patologie – svalové dystrofie Duchenova typu Duchenneova svalová dystrofie (DMD nebo také svalová dystrofie Duchenneova typu) je
gonozomální recesivní vrozené onemocnění způsobené mutací genu kódujícího protein dystrofin. Je pojmenováno podle francouzského neurologa Guillauma Duchenna de Boulogneho. DMD je smrtelné, zatím neléčitelné onemocnění, které se klinicky manifestuje u chlapců. Jde o nejčastější typ svalové dystrofie, incidence se udává jeden případ na 3500 narozených chlapců. DMD je charakteristická progredující svalová ochablost, která nejdříve postihuje nohy a pánevní svalstvo, později se rozšiřuje na horní končetiny, krk a dýchací svaly. Nejpozději kolem třináctého roku jsou chlapci upoutáni na invalidní vozík. Smrt nastává obvykle mezi dvacátým a třicátým rokem jako důsledek srdeční nebo dechové nedostatečnosti.
Dystrofin je strukturální svalový protein, který je kódován tzv. „Duchenovým genen“,
který patří k největším v lidském genomu. • Váže se na membránu a pomáhá udržet strukturu svalových buněk • Bez dystrofinu, svaly mají nižší kontrakční sílu, jsou neustále poškozovány a nakonec odumírají.
54
Patologie – svalové dystrofie Duchenova typu • Chlapci mají těžkosti s udržením hlavy slabé krční svaly • Nechodí v 15 měsících • Špatně chodí, běhá a chodí po schodech • Špatně mluví • Potřebuje pomoc při vstávání • Chodí s nohama od sebe • Chodí na palcích
Toe walking refers to a condition where a person walks on his or her toes without putting much weight on the heal or any other part of the foot. Toe-walking in toddlers is common. These children usually adopt a normal walking pattern as they grow older. 55
Centrální léze – spastická paréza
Spastická hemiplegie (monoparesis; quadriparesis) je stav kdy jsou svaly v kontrakci na jedné straně těla. Může být vyvoláno například mozkovou mrtvicí. V případě mrtvice a poškození mozku na jedné straně dochází k poruše hybnosti na straně protilehlé Poškozená strana těla je ztuhlá (rigidní), slabá a má snížené nebo vymizelé funkční schopnosti.
56
Chabá obrna (paréza, plegie) Charakteristika: •
… je vyvolána poškozením nebo smrtí motoneuronů v důsledku traumatu, infekce, toxinů, vaskulárních onemocnění, tumorů a degenerativního procesu. Poškození míšních nervů vede zpravidla k poruchám motorických tak senzorických funkcí. Při tomto poškození signály z mozku a míchy nemohou dosáhnout příslušná svalová vlákna.
•
Tento stav je charakterizován ztrátou reflexů. Napínací a šlachové reflexy nelze vybavit … což má za následek chabou obrnu (hypotonii).
•
Fibrilace a fascikulace jsou přítomny pouze na začátku, než dojde k atrofickým změnám
•
K chabé obrně dochází když nedojde k regeneraci; svalů, kterých se to tyká se zkrátí a jejich tkáň je nahrazena pojivovou a tukovou tkání. Svalový tonus ne nepřítomný – dochází k poruchám hybnosti.
•
Výrazná svalová atrofie se zpravidla pozoruje během několika týdnů po ztrátě eferentní a aferentní inervace. 57
Poškození periferního nervu
Paralýza je kompletní ztráta kontrolovat svalový tonus nebo svalovou kontrakci svalu nebo skupiny svalů. Spastická paréza je obvyklá u poškození mozku; Chabá paréza při poškození periferního nervu nebo předního míšního rohu kde jsou uložena těla motoneuronů. Tento typ obrny je zpravidla doprovázen řadou senzorických symptomů (např. ztrátou citlivosti na teplo, bolest, dotyk …) Poškození (přerušení) axonu motoneuronu vede k degeneraci periferní části (té více vzdálené od buněčného těla) (Wallerian degeneration). Jestli je axon přerušen, ale myelinové pochvy, schwanové buňky, endoneurium, perineurium a epineurium zůstanou nepoškozeny pak proximální část axonu může regenerovat. Rychlost růstu regenerujícího nervu je přibližně 1 mm to 2 mm za den. 58
… něco extra …
Acetylcholin
Motoneuron
Sval
Nerve Growth Factor (NGF) Ciliary Neurotrophic Factor (CNTF) Insulin-like Growth Factors (IGFs)
59
Projevy činnosti svalstva
Projevy mechanické
Projevy elektrické
Projevy strukturální
Projevy chemické
Projevy tepelné
60
Projevy činnosti svalstva Stah isometrický
Projevy Projevy Projevy Projevy Projevy
mechanické elektrické strukturální chemické tepelné
Stah a relaxace
Stah isotonický
61
Projevy činnosti svalstva
Projevy mechanické
Projevy elektrické
Projevy strukturální
Projevy chemické
Projevy tepelné
Elektrická odpověď
Mechanická odpověď
62
Akční potenciál
RMP – 90 mV
RMP – 90 mV
RMP -50 mV 63
Elektromyografie (EMG) Elektromyografie elektrofyzilogická technika, která měří elektrickou aktivitu vzniklou ve svalech – buď spontánní nebo po podráždění nervu. Elektroda – v podobě jehly - je vpíchnuta do svalu. Každý sval, který se kontrahuje též vytváří akční potenciály. Přítomnost, velikost a tvar vln akčních potenciálů poskytuje informace o schopnosti svalu odpovídat na nervovou stimulaci.
64
Projevy činnosti svalstva
Projevy mechanické
Projevy elektrické
Projevy strukturální
Projevy chemické
Projevy tepelné
… zasouvání vláken aktinu mezi vlákna myozinu
65
Projevy činnosti svalstva
Projevy mechanické
Projevy elektrické
Projevy strukturální
Projevy chemické
Projevy tepelné ATP (zásoby stačí na několik sekund 1-2 s) Zásoby kreatinfasfátu ( 7-8 s) Anaerobní zdroj ATP je 2.5 x rychlejší než aerobní (kys. mléčná a pH) Glukóza … mastné kyseliny 66
Projevy činnosti svalstva
Projevy mechanické
Projevy elektrické
Projevy strukturální
Projevy chemické
Projevy tepelné
… účinnost svalové práce je nízká 20-25% … zbytek je teplo
Teplo iniciační – kontrakce a relaxace Teplo opožděné - zotavovací
67
Svalová síla
… kg/cm2 Tréninkem se nezvětšuje svalová síla (která je u mužů i žen stejná 3-4 kg/cm2 ), ale svalový tonus.
68
Svalová únava … hromadění kyseliny mléčné ve svalu, snížení pH Odolnost proti únavě se zvyšuje tréninkem … přizpůsobení metabolizmu zátěži Svalovou únavu lze zmenšit drážděním sympatiku Orbeliho fenomén
69
Příčně pruhované svaly Čím více hlav myozinu se spojí s aktivním místem aktinu, tím větší je síla kontrakce Čím více se k sobě přiblíží sousední Z-linie, tím více se sval zkrátí Max zkrácení je 50-70% a prodloužení 180% klidové délky
Typy svalů: Červené svaly – obsahují velké množství myoglobinu (váže O2
… aerobní metabolizmus … pracují pomalu … tonické Bílé svaly – málo myoglobinu, bohaté sarkoplazmatické retikulum … převládá anaerobní metabolizmus, rychlé … fazické
70
Type I Fibres These fibres, also called slow twitch or slow oxidative fibres, contain large amounts of myoglobin, many mitochondria and many blood capillaries. Type I fibres are red, split ATP at a slow rate, have a slow contraction velocity, very resistant to fatigue and have a high capacity to generate ATP by oxidative metabolic processes. Such fibres are found in large numbers in the postural muscles of the neck. Type II Fibres These fibres, also called fast twitch or fast glycolytic fibres, contain a low content of myoglobin, relatively few mitochondria, relatively few blood capillaries and large amounts glycogen. Type II B fibres are white, geared to generate ATP by anaerobic metabolic processes, not able to supply skeletal muscle fibres continuously with sufficient ATP, fatigue easily, split ATP at a fast rate and have a fast contraction velocity. Such fibres are found in large numbers in the muscles of the arms.
Fibre Type
Type I fibres
Type II fibres
Contraction time
Slow
Very Fast
Size of motor neuron
Small
Very Large
Resistance to fatigue
High
Low
Activity Used for
Aerobic
Short term anaerobic
Force production
Low
Very High
Mitochondrial density
High
Low
Capillary density
High
Low
Oxidative capacity
High
Low
Glycolytic capacity
Low
High
Major storage fuel
Triglycerides
CP, Glycogen
71
Stahy motorických jednotek
Stahy mohou probíhat : Postupně: nejdříve se aktivuje motoneuron malé motorické jednotky, postupně se zapojují další a větší motorické jednotky - nábor Velké jednotky mají až 50x větší sílu … gradace svalové síly Střídavě: … dlouhodobě udržuje tonus
Svalový třes
… nejprve se zvýší svalový tonus … pak se střídavě a nekontrolovaně stahují svalové snopce … produkce tepla
72
Rigor mortis
Ztuhnutí svalů, které začíná 3-4 hodiny po smrti Je vyvokáno rozpadem sarkoplazmického retikula, které uvolní Ca Ca vyvolá kontrakci Vzhledem k tomu, že má sval nedostatek ATP je neustále kontrahován Sval je kontrahován až do té doby než se rozpadnou myofilamenta
… způsoben ztrátou ATP a trvá 15 - 25 hodin (rozklad proteinů)
73
Srdeční sval
74
Srdeční sval
Syncytium Jádra centrálně Příčné pruhování Interkalární disky
Řízení srdeční činnosti - změny frekvence
Vliv: Parasympatiku – snižuje tepovou frekvenci … tento vliv převyšuje v klidu v rozsahu 20-30 tepů/min mediátorem je acetylcholin uvolněný z n. vagus v blízkosti sinoatriálního uzlu snížení tepové frekvence a prodloužení převodu vzruchu v sinoatriálním uzlu (negativní dromotropní efekt) Sympatiku – zvyšuje frekvenci
76
Hladké svaly Základní jednotkou je svalová buňka (vřetenovitého tvaru) s jedním jádrem Je prostoupena rozptýlenými aktinovými a myozinovými vlákny (netvoří proužkování) Neobsahují troponin – jeho funkci má kalmodulin … vlákna jsou zakotvena do pevných aktinových tělísek
Ca 2+ procházejí přes membránu
77
Typy hladkých svalů … žádný typ hladkého svalu není řízen vůlí
Vícejednotkový typ
Útrobní typ
Syncytium
m. ciliaris Jsou řízeny vegetativním nervovým systémem
Trávicí trakt Jsou řízeny vegetativním nervovým systémem hormony, pH …
78
Synaptické přenašeče (transmitery) … uvolňují se z nervových zakončení (glutamát, Ach …)
Ionotropní receptory
Metabotropní receptory
79
Ionotropní receptor
Metabotropní receptor Axon
Axon Akční potenciál
Akční potenciál
Acetylcholin
Acetylcholin
Srdeční sval
Kosterní sval
Kosterní svaly
Aktivace nikotinického ACh receptoru
Aktivace muskarinového ACh receptoru
Membránová depolarizace
Uvolnění a-GTP + βγ z heteromerických G proteinů
Akční potenciál a excitace
βγ aktivace K+ kanálů
Kontrakce svalu
Membránová hyperpolarizace
Srdeční sval
Snížení tepové frekvence
80
PNS - parasympatikus Sympatikus
Parasympatikus
Parasympatikus - Acetylcholin je neuropřenašečem jak pregangliových tak postgangliových neuronů. Nervy, které uvolňují acetylcholin jsou cholinergní. (Odpočívat a trávit)
Pregangliové neurony Mozkový kmen a mícha (S2-S4)
Postgangliové neurony Zpravidla ganglia blízko cílové tkáně
81
PNS – Sympatikus - Noradrenalin Sympatikus
Parasympatikus
Sympatikus - Acetylcholin je neuropřenašečem na pregangliových neuronech. Na postgangliových neuronech je to noradrenalin (norepinefrin). Nervy, které uvolňují noradrenalin, jsou označovány adrenergní. (Lov a obrana) Pregangliové neurony Intermediolateralní část míchy (T1-L3)
Prevertebrální a paravertebrální ganglia
82
Autonomní nervový systém CNS
Periferní nervy a proximální ganglia
Cílové orgány (hladké svaly srdce a žlázy)
Ganglion
Parasympatikus Pregangliové vlákno
N2 nikotinický ACh R ACh
Ganglion
Sympatikus
N2 nikotinický ACh R ACh
Postgangliové vlákno
Muskarinický ACh R ACh
α nebo β adrenergní receptory NA
Synapse „en passant“ 83
Muskarinické Ach receptory Typ M1
M2
M3
84
G-protein Gq (Gi) (Gs): Slow EPSP.
Funkce EPSP v autonomních ganglích sekrece sliných žláz a žaludkuAtropin (antagonista) Muskarin (agonista) v CNS (paměť?)
Gi ↑ K+ vodivost
zpomaluje srdeční činnost snižuje kontraktilní sílu srdce
↓ Ca2+ vodivost Gq
v CNS kontrakce hladkého svalstva zvyšuje sekreci žláz - slinných a žaludku v CNS akomodace oka vasodilatace zvracení zvýšená lokomoce v CNS
M4
Gi ↑ K+ vodivost ↓ Ca2+ vodivost
M5
Gq
v CNS
Atropa belladonna (Rulík zlomocný) Amanita muscaria
PNS – Sympatikus - Noradrenalin Noradrenergní neuron MAO Zpětné vychytávání
Noradrenalin
COMT
Postsynaptická část
Receptor α1: α2:
β1 β2 β3
Mechanismus
GαGqq: aktivace fosfolipázy C (PLC), ↑ IP3 a ↑ Ca GαGi i: inhibice adenylát cyklázy, ↓cAMP Gs: stimulace adenylát cyklázy, ↑cAMP
GαGs: s stimulace adenylát cyklázy, ↑cAMP Gs: stimulace adenylát cyklázy, ↑cAMP
Efekt Vasoconstrikce Snížená motilita střeva Inhibice uvolňování inzulinu Kotrakce sfinkterů Snížené uvolňování neuropřenašečů Zvýšení tepové frekvence Zvýšení lipolýzy Relaxace hladkého svalstva Zvýšení lipolýzy
85
Když se kontrahuje sval, Ca2+ se váží na a. actin b. myosin c. troponin
? 86
Když se kontrahuje sval, Ca2+ se váží na a. actin b. myosin c. troponin
87
Pří kontrakci se aktinová vlákna pohybují __________. a. dál od sebe b. blíž k sobě c. k Z linii
? 88
Pří kontrakci se aktinová vlákna pohybují __________. a. dál od sebe b. blíže k sobě c. k Z linii
89
Zvýšení Ca2+ je důležité pro kontrakci. Po ní jsou Ca2+ transportovány do retikula. Co se stane když nejsou Ca2+ absorbovány kompletně a. Další kontrakce bude silnější b. Další kontrakce bude slabší c. Nedojde k další kontrakci do té doby než dojde k úplné resorbci Ca2+
? 90
Zvýšení Ca2+ je důležité pro kontrakci. Po ní jsou Ca2+ transportovány do retoikula. Co se stane když nejsou Ca2+ absorbovány kompletně a. Další kontrakce bude silnější b. Další kontrakce bude slabší c. Tnedojde k další konmtrakci do té doby než dojde k úplné resorbci Ca2+
91
Aby se ve svalu vytvořilo ATP, kreatin fosfát (CP) přenese __________ na ADP. a. kyslík b. fosfát c. adenosin
? 92
Aby se ve svalu vytvorilo ATP, kreatin fosfát (CP) přenese __________ na ADP. a. kyslík b. fosfát c. adenosin
93
ATP může být ve svalu vyrobeno z glulózy. Ta je uchovávaná ve formě __________. a. energie b. kreatinu c. glycogenu
? 94
ATP může být ve svalu vyrobeno z glulózy. Ta je uchovávaná ve formě __________. a. energie b. kreatinu c. glycogenu
95
Laltát je vedlejší produkt při __________ respirci. a. anaerobní b. aerobní c. isometrické
? 96
Laltát je vedlejší produkt při __________ respirci. a. anaerobní b. aerobní c. isometrické
97
Které pořadí je správné pro produkci ATP v kontrahujícím se svalu? a. anaerobní respirace, CP, aerobní respirace b. aerobní respirace, CP, anaerobní respirace c. CP, anaerobní respirace, aerobní respirace
? 98
Které pořadí je správnbé pro produkci ATP v kontrahujícím se svalu? a. anaerobní respirace, CP, aerobní respirace b. aerobní respirace, CP, anaerobní respirace c. CP, anaerobní respirace, aerobní respirace
99
Ca2+ vyvolá posun troponin/tropomyosin ového komplexu. Ca2+ je uvolněno z __________. a. sarkomery b. sarkoplazmického retikula c. presynaptických váčků axonu
? 100
Ca2+ vyvolá posun troponin/tropomyosin ového komplexu. Ca2+ je uvolněno z __________. a. sarkomery b. sarkoplazmického retikula c. presynaptických váčků axonu
101
ATP je nutné pro kontrakci. Jaká z následujících odpovědí je CHYBNÁ? a. ATP je užito pro vazbu aktinu a myosinu. b. ATP je užito pro oddělení aktinu a myosinu. c. ATP je užito pro posun troponin-tropomyosinového komplexu
? 102
ATP je nutné pro kontrakci. Jaká z následujících odpovědí je CHYBNÁ? a. ATP je užito pro vazbu aktinu a myosinu. b. ATP je užito pro oddělení aktinu a myosinu. c. ATP je užito pro posun troponin-tropomyosinového komplexu
103
Laktát NENÍ produkován během které reakce? a. glykolýzy b. aerobní respirace c. anaerobní respirace
? 104
Laktát NENÍ produkován během které reakce? a. glycolýzy b. aerobní respirace c. anaerobní respirace
105
Při které reakci se produkuje nejvíce ATP a. glykolýzy b. aerobní respirace c. anaerobní respirace
? 106
Při které reakci se produkuje nejvíce ATP a. glykolýzy b. aerobní respirace c. anaerobní respirace
107
Které buňky přeměnují laktát na pyruvát? a. jaterní b. svalové c. sleziny
? 108
Které buňky přeměnují laktát na pyruvát? a. jaterní b. svalové c. sleziny
109
… a pro dnešek končíme Děkuji za pozornost.
110