Fyziologie opěrných a pohybových soustav živočichů Literatura : Janský Ladislav – Novotný Ivan, 1981 : Fyziologie živočichů a člověka. Avicenum, Praha. Trojan S. a kol., 1988 : Fyziologie. Učebnice pro lékařské fakulty. Avicenum, Praha. Silbernagl S.- Despopoulos A., 1984 : Atlas fyziologie člověka. Avicenum, Praha. Velíšek L. a kol., 1992 : Směry moderní fyziologie. Skripta UK Praha. Veselovský Zdeněk, 2005 : Etologie. Biologie chování zvířat. Academia Praha. Bičík Vítězslav – Holinka Jiří, 2003 : Cvičení z fyziologie živočichů. Skripta UP Olomouc Rosypal Stanislav a kol., 2003 : Nový přehled biologie. Scientia Praha. Novotný I. – Hruška M., 2003 : Biologie člověka pro gymnázia. Fortuna, Praha

Pohyb a gravitace, posturální mechanismy Pohyb, jednu z hlavních vlastností živočichů umožňují ho opěrná a pohybová soustava pohyb je založen na základní vlastnosti buněk tvořících svalstvo, jíž je stažitelnost (kontraktilita) pasivní systém, jehož základem je kostra (vnější nebo vnitřní), k níž se přímo nebo nepřímo připevňují svaly aktivní systém, tvořený svaly řízenými z ústředního nervstva

Evoluce pohybových soustav živočichů jednobuněční : bičíky, brvy, amébovitý pohyb svalové soustavy : embryonálně z mezodermu svalová vlákna se sdružují ve svaly Nejjednodušší případy : např. svaly u chapadel nezmara; svaly u žaberní štěrbiny přechod živočichů k aktivnímu pohybu pomocí celého těla (např. peristaltický pohyb kroužkovců) : - svaly se sdružují do souvislých vrstev paralelně s tělním povrchem, vnější vrstva svalů = svalový vak živočichové s tělem uzavřeným v pevné schránce (mlži) a živočichové se speciálními pohybovými útvary (končetiny, křídla – plazi,ptáci, savci) mají pravidelné uspořádání svalového vaku narušeno a vzniká svalová soustava

Evoluce opěrných soustav živočichů Houby : sklerity z SiO2 nebo CaCO3 vylučované skleroblasty Bezobratlí : vnější kostra – derivát ektodermu Ostnokožci : kostra tvořená vápnitými destičkami z mezodermu Obratlovci : pevná kostra vnitřní (převážně z mezodermu, s výjimkou žaberních oblouků a dermálních kostí viscerokrania, které vznikají z buněk neurální lišty)

Pohybové a opěrné soustavy člověka I

Opěrná soustava člověka Obrázky převzaty z : Novotný I. – Hruška M Opěrná soustava člověka Obrázky převzaty z : Novotný I. – Hruška M., 2003 : Biologie člověka pro gymnázia. Fortuna, Praha. Tkáň pojivová : vazivo (vazy, šlachy), chrupavka, kost. Kostní tkáň : 1. hutná (kompaktní), 2. houbovitá (spongióza).

Popis pojivové tkáně v pojivových tkáních je mezibuněčná hmota: a) základní hmota (amorfní-tvořena polysacharidy a bílkovinami) b) vlákna - podle povahy mezibuněčné hmoty je vazivová tkáň – měkká, chrupavka – tuhá, kosti – tvrdé nejtvrdší pojivo = zubní sklovina Pevná složka – KOLAGEN Pružná složka ELASTIN

Stavba kosti : vazivová okostice, vlastní kostní tkáň, kostní dřeň.

Kostní tkáň -mezibuněčnou hmotu při růstu kosti tvoří buňky = OSTEOBLASTY - kostní buňky již vytvořené = OSTEOCYTY – uloženy ve zvápenatělých komůrkách mezibuněčné hmoty MEZIBUNĚČNÁ HMOTA = organická složka (kolagenní vlákna) + anorganická složka (fosforečnan a uhličitan vápenatý – mikrokrystaly – 65% hmotnosti kosti = tvrdost kosti) v dětství – více kolagenu-pružnost, v dospělosti více minerálních látek – kosti jsou tvrdší, ale křehčí = OSTEOPORÓZA (úbytek kostní hmoty – řídnutí kostí)

Stavba kosti hutná kostní tkáň = kompakta – nachází se v povrchové a střední části dlouhých kostí, v povrchové části plochých a krátkých kostí Houbovitá kostní tkáň = spongióza – hlavice dlouhých kostí, vnitřek plochých a krátkých kostí – zatížení kostí – kostní trámce – prostorová síť Kostní dřeň = síť jemných vazivových vláken, vazivových buněk a síť cév - nachází se v diafýze dlouhých kostí, uvnitř plochých a krátkých kostí mezi spongiózou - v mládí – červená kostní dřeň (červené, bílé krvinky a krevní destičky) - dospělost, stáří – žlutá kostní dřeň (tuk)=morek, tvorba krvinek jen v plochých a krátkých kostech (žebra, obratle, pánev, lebka) 4) Okostice = periost – prokrvení, nervy (není na kloubech)

Růst kostí dlouhé kosti – rostou ve středním úseku diafýzy a na obou epifýzách do 18.-23.roku života Místa růstu = růstové chrupavky Poté se růstové chrupavky mění v kostní tkáň = proces osifikace=kostnatění Činnost růstových chrupavek stimuluje hormon somatotropin (hypofýza) přes růstový faktor somatomedin(játra)

Růst kostí do délky a šířky Růst do délky: zvětšení chrupavky při růstu – rozpad jejich buněk blíže k diafýze – tvorba nové kostní tkáně Růst do šířky: - z hlubokých vrstev okostice přirůstáním nových vrstev kostních lamel

Spojení kostí : 1. nepohyblivé (vazivem, chrupavkou, kostní tkání) 2 Spojení kostí : 1. nepohyblivé (vazivem, chrupavkou, kostní tkání) 2. pohyblivé - kloub I Kloubní chrupavka Kloubní tekutina v Chrupavka ve tvaru půlměsíce, která vyplňuje nerovnosti v kolenním kloubu vazivové Vazivo – lebka novorozence Chrupavka – stydká spona, meziobratlové ploténky Kostní tkáň – křížové obratle Kloubní chrupavka

Kostra končetin Kostra osová

Páteř a hrudník Páteř – složená z 33-34 obratlů (7 krčních, 12 hrudních, 5 bederních, 5 křížových (křížová kost), 4-5 kostrčních (kostrč)) Z hrudních obratlů 12 párů žeber (7 pravých, 3 páry nepravá, 2 volná) HRUDNÍK = žebra+hrudní obratle+hrudní kost Zakřivení páteře – dozadu = kyfóza (hrudní a křížová), prohnutí dopředu = lordóza (krční a bederní) Skolióza = vybočení páteře do strany v oblasti hrudní či bederní

Kostra páteře a hrudníku i

Lebka Část mozková, část obličejová Spodina lebky (lebeční báze) – členitá klenba = kalva – ploché kosti – v dospělosti pevné spojení švy

Lebka I

Kostra člověka i

Pohybová soustava-svalstvo Pohyb částí těla i celého těla = lokomoce Pohyb se uskutečňuje prostřednictvím kosterního(příčně pruhovaného) svalstva Pohybová aktivita vnitřních orgánů = hladké svalstvo Pohyb krve – srdeční svalovina

Svalové buňky schopnost svalových buněk se stahovat a vytvářet mechanické napětí – zajišťují specifické bílkoviny = kontraktilní bílkoviny – aktin a myozin ty přeměňují chemickou energii z ATP v mechanickou práci

Kosterní svaly 40% - 50% celkové hmotnosti těla svalové buňky mají válcovitý tvar = svalová vlákna samotné stažitelné struktury ve svalovém vlákně = myofibrily (tvořené aktinem a myozinem) slučováním svalových vláken do svazků vzniká sval na povrchu svalu je vazivový obal = povázka (fascie)

šlacha – připojení ke kosti Svalové bříško aktin myozin

Princip práce svalu zasouvání při kontrakci svalů aktinu mezi myozin energie pro tuto akci vzniká štěpením ATP signálem pro tuto akci je zvýšení koncentrace Ca2+ - dojde k němu tehdy, když je svalové vlákno nervově podrážděno Vápenaté ionty se uvolňují z organely = sarkoplazmatické retikulum K relaxaci = uvolnění svalu – dochází po snížení vápenatých iontů – jejich odčerpání z cytoplazmy svalu zpět do sarkoplazmatického retikula – spotřeba E

Řízení kosterního svalu na úrovni míchy (reflex) Inervace motorickými nervy z předních rohů mišních - Inervace hlavovými nervy (z mozku)

Antagonistické svaly Funkce kosterního svalu – vyvíjet napětí – tažnou sílu Jeden konec svalu pevný – smrštění svalu se projeví tahem na druhém konci Sval je připojen ke dvěma kostem – mezi nimi kloub – pohyb jedna vůči druhé – přibližují se nebo oddalují Organizace svalů do páru – kontrakce jednoho svalu působí proti kontrakci svalu druhého př.: biceps = flexor = ohybač X triceps = extenzor = natahovač Svaly antagonistické

Srdeční sval Stavba – příčné pruhování propojené krátké buňky – podráždění jedné buňky – na další Nejsou aktivovány pomocí nervů, ale srdce má svá dvě vlastní centra automacie – primární centrum = sinusový uzlík (PS) Nervy činnost srdce urychlují (sympatikus), nebo zpomalují (parasympatikus)

Hladké svaly 3% hmotnosti těla žaludek, střeva, močový měchýř, cévy, děloha…vlasy a chlupy ve vlasových váčcích buňky hladkých svalů – menší, vřetenovitý tvar aktinových filamentů je asi 10x více než myozinových kontrakce jsou pomalé (20-20 000 krát menší rychlost než kosterní svaly) Inervace vegetativními (autonomními nervy) – nelze ovládat vůlí na jejich činnost působí také hormony (oxitocin-děloha)