Inervácia svalov a sarkoplazmatického retikula

V predchádzajúcej časti sme videli, ako dva regulačné proteíny bránia myozínovým hlavám dokončiť silový zdvih. Iba zvýšenie iónov vápnika v sarkoplazme umožňuje uvoľnenie tejto „bezpečnosti“ prepnutím prepínača do polohy „zapnuté“. Je to práve prítomnosť vápnika v intracelulárnom prostredí, ktorá určuje nástup komplexných chemicko-mechanických udalostí, ktoré sú základom svalovej kontrakcie.

Zvýšenie sarkoplazmatického vápnika je konečným výsledkom jemnej nervovej kontroly. Spúšťač kontrakcie nastáva iba vtedy, keď kostrový sval dostane signál od svojho motorického nervu.

Okrem nervových štruktúr je veľmi dôležitá aj prítomnosť takzvaného sarkoplazmatického retikula. Vo vnútri nájdeme „vysokú koncentráciu iónov vápnika.

Sarkoplazmatické retikulum

Sarkoplazmatické retikulum je sieťová kanáliková štruktúra, ktorá úplne obalí každé svalové vlákno a vkráda sa do vnútorných priestorov medzi jedným myofibrilom a druhým. Keď ho pozorne preskúmame, je možné si všimnúť dve konkrétne štruktúry:

RETICLES: sú tvorené pozdĺžnymi kanálikmi (ktoré akumulujú ióny Ca2 +), ktoré, navzájom anastomózne, prúdia do väčších rúrkových štruktúr, nazývaných koncové cisterny, ktoré koncentrujú a sekvestrujú Ca2 +, a potom ho uvoľňujú, keď príde adekvátny stimul.

TRANSVERSE TUBULES (T-tubules): invaginácia bunkovej membrány (sarkolemma), úzko spojená s koncovými cisternami. Membrána, ktorá ich pokrýva, je v priamom kontakte so sarkolemou a môže voľne komunikovať s extracelulárnou tekutinou (zvonka bunky).

Komplex TRANSVERSE TUBE + TERMINAL TANKS (umiestnený po bokoch) predstavuje takzvanú FUNKČNÚ TRIADU.

Špecifická štruktúra priečnych tubulov umožňuje rýchly prenos akčného potenciálu bez latencií vo vnútri svalového vlákna.

Priečny tubul je regulovaný receptorovo závislým napäťovým proteínom, ktorého aktivácia po dosiahnutí akčného potenciálu stimuluje uvoľňovanie Ca2 + z koncových cisterien. Zvýšená koncentrácia týchto iónov predstavuje počiatočný prípad svalovej kontrakcie.

Základy svalovej kontrakcie

Nervový impulz, ktorý pochádza centrálne a je transportovaný motoenurónmi, dosahuje úroveň motorickej platničky a šíri sa vo vnútri svalového vlákna vďaka membránovému tubulárnemu systému. Akčný potenciál a následná depolarizácia sarkolemy určujú uvoľňovanie Ca2 + z cisterien sarkoplazmatického retikula. Tieto ióny v interakcii s regulačným systémom troponín-tropomyozín spôsobujú uvoľnenie aktívneho miesta na aktíne a následné tvorba aktomyozínových mostov (pozri príslušný článok).

Akonáhle je stimul, ktorý spôsobil kontrakciu, vyčerpaný, dochádza k svalovej relaxácii aktívnym procesom závislým od ATP, ktorého účelom je vrátiť ióny vápnika späť do sarkoplazmatického retikula (obnovenie inhibičného účinku systému troponín-tropomyozín) a priazeň rozpustenie aktomyozínového mostíka.

Inervácia svalov

Sťahovanie svalových vlákien je výsledkom nervového podnetu, ktorý prechádza alfa motorickým neurónom, kým sa nedostane na motorickú platničku. Bunkové telo tohto motorického neurónu sa nachádza vo ventrálnom rohu sivej hmoty miechy.

Niekoľko svalových vlákien, ktoré majú podobné anatomicko-fyziologické vlastnosti, je inervovaných jedným motorickým neurónom. Každé z týchto vlákien dostáva aferenty iba z jedného motorického neurónu.

Počet vlákien riadených motorickým neurónom je nepriamo úmerný stupňu jemnosti a presnosti pohybu, ktorý vyžaduje sval, ktorý ich obsahuje. Extraokulárne svaly napríklad podporujú pohyblivosť žiarovky s extrémnou presnosťou; z tohto dôvodu každý motorický neurón inervuje veľmi málo svalových vlákien. V iných častiach tela, kde sa nevyžaduje toľko jemnosti, môže pomer ísť od 1: 5 do 1: 2000 - 1: 3000. Všeobecne platí, že čím menší je sval, tým menšia je motorická jednotka.

Komplex pozostávajúci z alfa spinálneho motorického neurónu, jeho eferentného vlákna (ktoré vychádza a prechádza na perifériu prenášajúceho impulz) a kontrolovaných svalových vlákien, predstavuje najjednoduchšiu neurofunkčnú jednotku svalu, ktorá sa nazýva:

NEUROMOTOROVÁ JEDNOTKA.

Neuromotorická jednotka je najmenšia funkčná jednotka svalu, ktorú môže ovládať nervový systém.

Na rozdiel od toho, čo by sme si mohli myslieť, nervové vlákna motorickej jednotky nie sú všetky nasmerované na susedné vlákna. V skutočnosti sú svalové vlákna patriace k danej jednotke zmiešané s vláknami patriacimi k iným motorickým jednotkám. Toto konkrétne usporiadanie umožňuje širšie priestorové rozloženie sily generovanej motorovými jednotkami a nižšie napätie medzi zväzkami vlákien.

Okrem toho nie všetky neuromotorické jednotky sú rovnaké. Sú klasifikované na základe času kontrakcie, vrcholu generovanej sily, relaxačného času a času únavy. To umožňuje rozlíšiť jednotky motora v:

- objektív typu I (alebo S z „pomalého“ alebo SO z „pomalého glykolitu“)

- rýchly typ IIb (alebo FF z „Fast Fatiguing“ alebo FG „Fast Glycolitic“)

- medziprodukty typu IIa (alebo FR z „rýchlo odolných voči únave“ alebo FOG „rýchlo oxidačných glykolitík“).

Každá motorická jednotka je tvorená svalovými vláknami s homogénnymi vlastnosťami. Odolné vlákna sa napríklad týkajú jednotiek s pomalým motorom a naopak u rýchlych.