Biochemie svalové a nervové tkáně MUDr. Lucie Muchová, PhD Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky 1. LF UK
Sval Hladký (buňky) Příčně pruhovaný (mnohojaderná svalová vlákna) Srdeční Propojen a ovládán nervovou soustavou Nervy motorické Nervy autonomní (vegetativní)
Sval převádí chemickou energii na mechanickou Sval= chemicko- mechanický převaděč Zdrojem chemické energie je ATP a kreatinfosfát obsažené v sarkoplazmě (+ glykogen, glykolytické enzymy) Základní funkční jednotkou svalu je sarkomera skládající se z tenkých a tlustých filament Pruhování svalu je dáno vysokým stupněm uspořádanosti sarkomer
Tlustá filameta obsahují myosin, tenká aktin, tropomyosin a troponin
Model příčných můstků klouzajících filament= současná představa svalové kontrakce
Aktin a myosin jsou hlavními bílkovinami svalu Aktin 25% hmoty svalových bílkovin -G aktin, Mr 43 000 F aktin- polymerací z G aktinu, nerozpustný
Aktin a myosin jsou hlavními bílkovinami svalu Myosin 55% hmoty svalových bílkovin Mr 460 000, asymetrický hexamer vláknitá část a globulární hlava má ATPasovou aktivitu, váže se s F-aktinem
Příčné můstky tvoří a udržují napětí svalu
Hydrolýza ATP řídí cyklické navázání aktinu a myosinu ADP+ Pi ATP
Inhibitorem kontrakce v příčně pruhovaném svalu je troponinový systém TpT: váže se na tropomyosin a TpI a TpC TpI: inhibuje interakci F-aktin/myosin, váže se na TpT a TpC TpC: váže Ca2+ Ca2+ má v regulaci svalové kontrakce klíčovou regulační úlohu
Sarkoplazmatické retikulum reguluje intracelulární hladinu Ca2+ Uvolnění Ca2+ do sarkoplasmy Excitace sarkolemy nervovým impulsem Otevření vápníkových kanálů Vazba Ca2+ na TpC Interakce TpC 4 Ca2+ s TpI, TpT a tropomyosinem Odklonění tropomyosinu Od F-aktinu Myosinová hlava s ADP+Pi reaguje s aktinem Nastartován cyklus kontrakce
Některé rozdíly mezi kosterním, srdečním a hladkým svalem Kosterní sval Srdční sval Hladký sval pruhovaný Pruhovaný Nepruhovaný Syncytium Není syncytium Malé T tubuly Velké T tubuly Rudimetální T tubuly Plasmalemma s málo hormonálními receptory Plasmalemma s řadou receptorů (a,b adren.) Nervový impuls zahajuje kontrakci Má vnitřní rytmicitu Kontrakce vyvolána nerv. Impulsy ECT Ca nemá význam pro kontrakci ECT Ca má význam pro kontrakci Troponinový systém přítomen Troponinový systém chybí Kaldesmon nemá vliv Kaldesmon je důležitá regulační bílkovina
Některé rozdíly mezi kosterním, srdečním a hladkým svalem Kosterní sval Srdční sval Hladký sval Velice rychlý cyklus příčných můstků Relativně rychlý cyklus příčných můstků Pomalý cyklus můstků (pomalá a dlouhotrvající kontrakce, menší spotřeba ATP) Neodpovídá na NO (endothelový relaxační faktor) Neodpovídá na NO NO má důležitou úlohu při uvolnění hladké svaloviny cév
Řada mechanismů doplňuje zásoby ATP ve svalu 1. glykolýza (glukóza z krve, svalový glykogen) 2. oxidativní fosforylace- hlavní zdroj za aerobních podmínek 3. kreatinfosfát (kreatinfosfokinasa- svalově specifický enzym klinicky význ. pro rozpoznání onem. svalů) 4. ze dvou molekul ADP v reakci katalyzované adenylátcyklázou
Kosterní sval obsahuje pomalá (červená) a rychlá (bílá) vlákna Pomalá vlákna: obsahují myglobin a mitochondrie, červená Aerobní metabolismus Udržují dlouhotrvající kontrakci Rychlá vlákna Nemají myoglobin, málo mitochondrií E získávají z anaerobní glykolysy (glukosa, TAG) Sprinter získá E z kreatinfosfátu a poté anaerobní glykolysou Maratonský běžec získá E aerobním mechanismem
Svalová únava, dieta a krevní doping Svalová únava- příčinou je hromadění protonů (pokles pH) spíše nežb laktátu Sacharidová nálož- cílem je doplnit svaly před závodem maximálním množstvím glykogenu Alkalická nálož- příjem NaHCO3, snaha pufrovat produkci protonů během námahy Krevní doping- 1 l autotransfuse, běh na dlouhé tratě
Nervová tkáň
Nervosvalová ploténka