Anatómia a funkcia svalových partií človeka

Pohybová sústava je skupina orgánov, ktoré umožňujú živočíchom aktívny pohyb celého tela a vnútorných orgánov. Spolu s kostrou tvoria jeden funkčný celok - oporno-pohybový orgán (aktívny i pasívny pohybový aparát). Svaly tvoria objemovo najmohutnejšiu sústavu ľudského tela a sú hlavným predpokladom pre pľúcne dýchanie. Orgány pohybovej sústavy sú tvorené svalovým tkanivom, ktorého základnou funkciou je schopnosť zmršťovať sa a skracovať (tzv. svalové kontrakcie). Táto funkcia spočíva vo vláknitých myofibrilách uložených v cytoplazme svalových buniek.

Typy svalového tkaniva

V ľudskom tele rozoznávame tri druhy svalového tkaniva:

• Priečne pruhované (kostrové) svaly: Zodpovedné za vedomé a automatizované pohyby, pripájajú sa ku kostiam a koži.
• Hladké svaly: Ich činnosť je neovplyvniteľná vôľou a sú riadené autonómnymi nervami a hormónmi.
• Srdcový sval (myokard): Unikátny typ svalu, ktorého sťahy sú neustále a mimovôľové.

Kostrové (priečne pruhované) svaly

Kostrové svaly tvoria u mužov asi 36% a u žien 32% hmotnosti tela. Celkovo je ich vyše 600. Tieto svaly umožňujú vykonávanie voľných i zautomatizovaných pohybov celého tela i jeho jednotlivých častí.

Štruktúra kostrového svalu

Základnou jednotkou kostrového svalstva sú svalové vlákna, čo sú vlastne mnohojadrové svalové bunky. Tieto svalové bunky sú vysoko špecializované, veľmi dlhé (až 30 cm) a tenké. Ich povrch pokrýva väzivová blana, nazývaná fascia, ktorá má rôznu hrúbku a môže vstupovať do svalov, kde vytvára septá rozdeľujúce sval na svalové snopce a snopečky. Vláknu dáva priečne pruhovaný vzhľad usporiadanie myofibríl.

V svalových vláknach sa nachádzajú aktínové (majú bielu farbu) a myozínové (majú červenú farbu) kontraktilné vlákna, ktoré sa spájajú do zväzkov nazývaných myofibrily. Medzi nimi sú v bunke zásoby glykogénu a mitochondrie, ktoré za prítomnosti kyslíka získavajú energiu spaľovaním glykogénu. Myofibrily sa spájajú do ďalších zväzkov nazývaných svalové vlákna, ktoré sa ďalej združujú do svalových snopcov obalených spojivovým väzivom - perimysium. Pričom priestor medzi jednotlivými svalovými vláknami v snopci je vyplnený riedkym väzivom - endomysium. Viacero svalových snopcov dohromady tvorí celý sval obalený väzivovou vrstvou - epimysium, ktorá zabezpečuje súdržnosť svalu pri jeho kontrakcii.

Morfologicky na svale rozlišujeme hlavu, bruško a chvost. Svaly sú tvorené z hrubšieho svalového bruška a užších úponov - šliach (tendo). Šľachy sú tvorené z tuhého väziva a sú mimoriadne odolné na ťah. Pomocou nich sa svaly pripájajú ku koži a ku kostiam a zabezpečujú tak pohyb (mimický, lokomočný, dýchací). Niekedy sa šľacha rozširuje do plochých blán nazývaných aponeurózy. Kostrové svaly sú výborne prekrvené a inervované motorickými nervami. Kosti, ku ktorým sa svaly pripájajú, fungujú ako mechanické páky tela, pričom kĺby (napríklad rameno, lakeť, bedrá a koleno) umožňujú pohyb.

Chemické zloženie svalu

Najväčšou zložkou svalovej hmoty je voda (75 %), ďalej organické látky (24 %) a približne jedno percento anorganických látok. Z organických látok prevládajú bielkoviny. V sarkoplazme svalových vlákien sú prítomné albumíny, globulíny a myoglobín. Myoglobín je bielkovina podobnej štruktúry a funkcie ako červené krvné farbivo hemoglobín, má však dvadsaťkrát väčšiu schopnosť viazať a opäť uvoľňovať kyslík. Tým sa vytvára zásoba kyslíka vo svaloch, ktorá je potrebná najmä vtedy, keď nie je jeho dostatočný prísun v krvi, napríklad pri plávaní pod vodou.

Anorganické látky, okrem vody, sú vo svaloch prítomné v malom množstve. Ide o rôzne soli ako draslík, sodík, vápnik, horčík, železo a fosfor, ktoré sú nevyhnutné pre činnosť svalu. Z ďalších anorganických látok sú vo svale prítomné na energiu bohaté fosfáty, schopné dodávať energiu priamo (adenozíntrifosfát - ATP), kyselina mliečna, svalový glykogén a enzýmy.

Fyzikálne a fyziologické vlastnosti svalu

Kostrové svaly sú pevné a pružné. Pružnosť sa prejavuje tak, že pri zaťažení sa sval pretiahne, a keď prestane sila pôsobiť, sval sa skráti na pôvodnú dĺžku. Sval sa môže pretiahnuť o 40 % svojej pokojovej dĺžky, avšak ďalšie natiahnutie vedie k pretrhnutiu. Pevnosť svalu sa charakterizuje ako odolnosť svalu voči pretrhnutiu. Základnou fyziologickou vlastnosťou svalových vlákien je dráždivosť a vodivosť.

Mechanizmus svalovej kontrakcie

Základnou vlastnosťou svalu je schopnosť kontrahovať sa a konať prácu. Primárnym podnetom pre svalovú kontrakciu je vzruch, ktorý sa vo forme nervového signálu šíri nervovými dráhami ústrednej nervovej sústavy (z mozgu a miechy).

Pri svalovej kontrakcii dochádza k väzbe medzi aktínom a myozínom, ktoré sa navzájom do seba zasúvajú. Z myozínu vychádzajú smerom k aktínu priečne myozínové mostíky, ktoré sú zakončené hlavicami. Na tieto hlavice sa viaže ATP zabezpečujúce energiu pre svalovú prácu. Vznikne komplex aktinomyozín a tým sa celé svalové vlákno skráti alebo napne. Po skončení kontrakcie prechádza aktinomyozín opäť na aktín a myozín. Reakcia medzi aktínom a myozínom je vratná a jej uskutočnenie závisí od prítomnosti ATP a iónov Ca²⁺. Chemická energia ATP sa premení na mechanickú a súčasne sa uvoľňuje teplo potrebné na udržiavanie stálej teploty tela.

Svalové vlákno sa pri sťahu skráti a zväčší svoj priečny rozmer. Celá mäsitá časť svalu sa počas sťahu skráti, viac vystúpi a stvrdne. Sval sa môže skrátiť až na 65% pôvodnej dĺžky.

Inervácia svalu

Na činnosť svalov je potrebný prívod vzruchov z centrálnej nervovej sústavy. Svaly sú inervované mozgovými a miechovými nervami, a to motoricky i senzitívne.

Motorické vlákna

Motorické vlákna vychádzajú z motorických jadier mozgových nervov pre svaly tváre a krku a z predných miechových rohov pre svaly trupu a končatín. Vzruchy privádzajú do svalu a vyvolávajú jeho kontrakciu. V každej svalovej bunke sa končí nervové vlákno osobitným orgánom - nervovosvalovou platničkou, ktorá pracuje na princípe jednoduchého nervového spojenia. Celý súbor funkčného spojenia nervu so svalom sa nazýva motorická jednotka. Je to vlastne funkčný prvok pohybovej sústavy. Celý sval tvorí veľký počet takýchto motorických jednotiek.

Vzruch z jedného nervového vlákna uvádza do činnosti viac svalových vlákien, pretože nervové vlákno sa pred svojim zakončením vo svale vetví a inervuje tak väčší počet nervovosvalových platničiek. Mediátorom vzruchu z nervovej sústavy na svalové vlákno je acetylcholín.

Vo svaloch vykonávajúcich presné a jemné pohyby sú motorické jednotky veľmi malé (napríklad v okohybných svaloch tvorí motorickú jednotku 8 - 12 svalových vlákien). Inervácia svalu má pre aktívnu činnosť svalov zásadný význam. Aktívny svalový pohyb je vyvolaný len na základe nervových impulzov, ktoré do svalu privádzajú motorické vlákna. Pri porušení inervácie v ktoromkoľvek úseku tejto motorickej dráhy strácajú svaly schopnosť aktívnych vedomých pohybov. Svaly, ktoré sa nehýbu (napríklad počas dlhodobej hospitalizácie), sa zmenšujú (atrofia).

Senzitívne vlákna

Senzitívne vlákna sú dostredivé a vychádzajú zo svalových vretienok a šľachových teliesok (Golgiho telieska). Ich činnosť je základom hybného vnímania (svalstvo je pre veľký obsah receptorov i zmyslovým orgánom, podobne ako koža). Je významná pre udržanie vzpriameného postoja, zabezpečenie správnej polohy tela a jeho častí v pokoji, ako aj pri vykonávaní rôznych pohybov. Svalové vretienka sú citlivé na pretiahnutie svalu, zatiaľ čo šľachové telieska sú dráždené pretiahnutím šľachy pri skrátení svalu.

Vlákna vegetatívnych nervov, ktoré do svalov vstupujú, vedú k svalovým cievam a sprostredkúvajú ich hybné reakcie.

Typy svalových kontrakcií

Pri svalovej kontrakcii sa sval tvarovo mení. Podľa zmien na svale rozlišujeme rôzne typy kontrakcií:

• Izotonická kontrakcia: Mení sa dĺžka svalu, ale napätie svalu zostáva rovnaké. Sval sa zmršťuje a skracuje.
• Izometrická kontrakcia: Mení sa napätie svalu, ale dĺžka svalu sa nemení.
• Auxotónia: Mení sa dĺžka svalu aj jeho napätie.

Svalové napätie (tonus)

Okrem krátkodobých kontrakcií je každý sval i v pokoji v stave určitého zmrštenia (slabá izometrická kontrakcia). Tento pokojový trvalý stav sa nazýva pokojové napätie svalu alebo svalový tonus, a predstavuje základný nervovosvalový reflexný dej. Pokojové napätie zabezpečuje držanie tela a jeho častí. Pre jeho udržovanie má veľký význam senzitívna inervácia z okolitých kĺbov. Svalový tonus nevyvoláva únavu svalu a nie je energeticky náročný. Pokojový tonus mizne len po strate inervácie alebo po smrti. Počas života nie je pokojové napätie rovnaké, znižuje sa v spánku, v bezvedomí a narkóze.

• Spasticita: Zvýšený svalový tonus, ktorý vzniká z rôznych príčin, napríklad pri poškodení pyramídových a extrapyramídových dráh.
• Svalová hypotónia: Zníženie svalového napätia, napríklad pri poruchách mozočku.

Svalová sila a svalová práca

Sval pri každom sťahu vyvíja svalovú silu, ktorá sa vyjadruje ako hmotnosť závažia, ktoré sval ešte udrží v rovnováhe proti gravitácii. Svalová sila je najväčšia na začiatku sťahu a postupne sa zmenšuje. Počas ontogenetického vývinu sa svalová sila zväčšuje do 25. roku života, vrcholí v 30. rokoch a potom postupne klesá. Ženy majú o 30 - 50 % menšiu svalovú silu ako muži, pričom trénovaním sa sila svalov zväčšuje.

Prácou svalu sa rozumie pôsobenie svalovej sily po určitej dráhe. Z fyziologického hľadiska rozlišujeme tri druhy svalovej práce:

• Pozitívna práca: Sval pracuje proti odporu a dodáva telesu polohovú alebo pohybovú energiu.
• Statická práca: Sval udržiava predmet v rovnakej výške bez zmeny dĺžky.
• Negatívna práca: Sval povoľuje proti odporu a zadržuje pohyb alebo pád.

Svalová únava

Pri namáhavej a dlhotrvajúcej práci klesá výkonnosť svalov a dostavuje sa únava. Svalové kontrakcie sa postupne zmenšujú až úplne vymiznú. Rýchlosť nástupu únavy závisí na veľkosti práce a na rytme, v ktorom sval pracuje. Príčinou únavy je vyčerpanie zdrojov energie, najmä ATP, a nahromadenie splodín látkovej premeny. Tieto zmeny znemožňujú prenos vzruchu na nervovosvalovej platničke. Únava má pre organizmus ochranný význam. Nastupuje skôr, ako sa úplne vyčerpajú energetické rezervy, a tak chráni organizmus pred vyčerpaním a poškodením. Dlhodobé skrátenie svalu a neschopnosť ochabnutia sa nazýva kontraktúra.

Cievne zásobenie svalu

Krv zabezpečuje vo svaloch látkovú premenu. Kolmo k svalu prichádza tepna, ktorá sa vo vnútri vetví. Konečné vetvičky vytvárajú bohatú sieť vlásočníc. Vlásočnice prebiehajú pozdĺžne medzi svalovými vláknami, majú však medzi sebou priečne spojky. Na 1 mm² priečneho prierezu svalom pripadá približne 2000 vlásočníc.

Súčet priesvitov vlásočníc tvorí proti vstupnej tepne veľmi široké krvné riečisko, takže prúd krvi sa značne spomalí. Vlásočnice sú miestom výmeny látok medzi krvou a svalovým tkanivom. Privádzajú svalovým vláknam kyslík a výživné látky a odoberajú oxid uhličitý a splodiny látkovej premeny. Na žilovej strane sa spájajú do žíl, ktoré vo svojej dráhe sprevádzajú tepny. V pokoji je do činnosti zapojených nie viac ako 5 % vlásočníc, pričom ostatné (95 %) tvoria rezervu pre zapojenie svalu z pokoja do činnosti. Činný sval sa bohato prekrvuje a podľa intenzity činnosti sa zvyšuje látková výmena.

Rast a vývin svalstva

Svaly sa začínajú rozlišovať už v prenatálnom období. Pohyby plodu v piatom mesiaci vnútromaternicového vývinu sú dôkazom činnosti svalov. U novorodenca sú všetky svaly tvarovo vyvinuté, ale nie sú schopné plného výkonu, a to aj preto, že centrálna nervová sústava spolu s obvodovými nervami v tomto období iba dozrieva. V priebehu ďalšieho rastu a vývinu sa zvyšuje podiel svalstva asi z jednej štvrtiny na jednu tretinu celkovej telesnej hmotnosti. Svaly detí majú vyšší obsah vody (82 %) a v porovnaní so svalmi dospelých sa omnoho ľahšie unavia. Pri ďalšom vývine sa vo svaloch znižuje obsah vody a zväčšuje sa podiel bielkovín.

Veľký rozvoj svalstva nastáva predovšetkým u chlapcov v období pohlavného dospievania, a práve preto potrebujú v tomto období stravu bohatú na bielkoviny. S pribúdaním svalovej hmoty prebieha i rozvoj činnosti svalov. V predškolskom veku sa vyvíjajú hlavne veľké svaly. Od šiesteho roku sa začína vyrovnávať nepomer vo vývine veľkých a malých svalov. Drobné svaly sa začínajú viac uplatňovať, a tak je možné začať s rozvojom jemnej motoriky rúk. V mladšom školskom veku postupuje vývin svalstva a jeho zdokonaľovanie pozvoľne. V staršom školskom veku svalstvo mohutnie a spresňuje sa jeho pohybová koordinácia. Svalstvo získava schopnosť pohybov, pri ktorých sa prejavuje sila, vytrvalosť, obratnosť a rýchlosť.

Prehľad najdôležitejších svalov ľudského tela

Kostrové svaly sa delia do skupín podľa oblastí tela.

Svaly hlavy

Tvoria dve funkčné skupiny: žuvacie a mimické svaly.

• Žuvacie svaly: Majú za úlohu pohybovať sánkou a priťahovať ju k lebke pri žuvaní. Patria k nim spánkový sval (m. temporalis), žuvací sval (m. masseter) a dva krídlové svaly (m. pterygoidei).
• Mimické svaly: Pripájajú sa na kožu tváre. Pri kontrakcii pohybujú kožou a dodávajú tvári výraz. Patria k nim napríklad očný kruhový sval (m. orbicularis oculi), ústny kruhový sval (m. orbicularis oris) a trubačský sval (m. buccinator).

Svaly krku

Sú uložené vo viacerých vrstvách a zabezpečujú úklony a predklony hlavy, pohyby jazyka a odťahovanie sánky.

• Najvýraznejšími sú pravý a ľavý kývač hlavy (m. sternocleidomastoideus).
• Platysma je povrchová tenká vrstvička svalov, ktorá pokrýva celý krk a jej sťahovanie vytvára vertikálne vrásky.
• Nadjazylkové (mm. suprahyoidei) a podjazylkové svaly (mm. infrahyoidei) zabezpečujú pohyby jazylky, jazyka a pomáhajú pri prehĺtaní a reči.
• Šikmé svaly krku (mm. scaleni) sa podieľajú na úklone a otáčaní hlavy.

Svaly chrbta

Sú uložené v niekoľkých vrstvách pozdĺž chrbtice. Zabezpečujú podporu, pohyb a stabilitu chrbtice a trupu.

• Povrchovo sú uložené napríklad lichobežníkový sval (m. trapezius) a najširší sval chrbta (m. latissimus dorsi).
• Pod nimi sú uložené zadné pílovité svaly (m. serratus posterior).
• Kosoštvorcové svaly (mm. rhomboidei) zdvíhajú lopatku.
• Hlboké svaly, ako je erector spinae a transversospinalis, poskytujú nepretržitú stabilizáciu chrbtice.

Svaly hrudníka

Sú tiež uložené vo vrstvách. Vonkajšia vrstva spája hornú končatinu s hrudníkom a vnútorná vrstva tvorí svaly steny hrudníka.

• K vonkajšej vrstve patria veľký prsný sval (m. pectoralis major), malý prsný sval (m. pectoralis minor) a predný pílovitý sval (m. serratus anterior).
• Svaly steny hrudníka tvoria vonkajšie a vnútorné medzirebrové svaly (m. intercostales), ktoré sú vdychové a výdychové.
• Medzi hrudnou a brušnou dutinou sa nachádza bránica (diaphragma), ktorá je hlavným dýchacím svalom.

Svaly brucha

Sú to ploché svaly, ktoré tvoria stenu brušnej dutiny a ktorých hlavnou funkciou je vytvárať brušný lis.

• Patria k nim vonkajší a vnútorný šikmý sval brucha (m. obliquus abdominis externus, m. o. a. internus), priečny sval brucha (m. transversus) a priamy sval brucha (m. rectus abdominis).

Svaly hornej končatiny

Sú veľmi početné a tvoria ich svaly pletenca, ramena, predlaktia a ruky.

• K svalom pletenca patria deltový sval (m. deltoideus), podlopatkový sval (m. subscapularis), nadtŕňový a podtŕňový sval (m. supraspinatus et infraspinatus).
• K svalom ramena patria dvojhlavý sval ramena (m. biceps brachii) a trojhlavý sval ramena (m. triceps brachii).
• Medzi svaly predlaktia patria lakťový ohýbač zápästia (m. flexor carpi ulnaris), ramennovretenný sval (m. brachioradialis) a ohýbač prstov (m. flexor digitorum).
• Svaly ruky sú drobné a zabezpečujú presné pohyby prstov.

Svaly dolnej končatiny

Umožňujú chôdzu. Tvoria ich bedrové svaly, stehnové svaly, svaly predkolenia a svaly nohy.

• Bedrové svaly: Zabezpečujú pohyb v bedrovom kĺbe a udržiavajú sklon panvy. Patrí sem bedrovodriekový sval (m. iliopsoas) a sedacie svaly: najväčší (m. glutaeus maximus), stredný (m. glutaeus medius) a najmenší (m. glutaeus minimus).
• Stehnové svaly: Zabezpečujú pohyb v kolennom a bedrovom kĺbe. K nim patria štvorhlavý sval stehna (m. quadriceps femoris), krajčírsky sval (m. sartorius), dvojhlavý sval stehna (m. biceps femoris), poloblanitý sval (m. semimembranosus) a pološľachovitý sval (m. semitendinosus).
• Svaly predkolenia: Pohybujú nohou a prstami. Patria k nim predný píšťalový sval (m. tibialis anterior), vystierače palca (m. extensor digitorum) a trojhlavý sval lýtka (m. triceps surae), ktorý sa pripája na pätovú kosť Achilovou šľachou.
• Svaly nohy: Zabezpečujú klenbu nohy a zahŕňajú svalové skupiny palca, malíčka a kĺbové svaly.

Hladké svaly

Hladké svalstvo sa skladá z buniek vretenovitého tvaru. Vlákna sú vzájomne usporiadané do zväzkov. Sú ovládané autonómnymi nervami a rôznymi hormónmi, ich činnosť neovplyvňujeme vôľou. Spôsobujú zužovanie ciev, pohyby žalúdka a čriev (peristaltiku), ovládajú priesvit priedušiek, vyprázdňovanie močového mechúra a vytláčanie plodu z maternice. Hladké svaly sú aj v dúhovke (zrenicový reflex) a patrí sem aj akomodačný sval, ktorý spôsobuje vyklenutie očnej šošovky. Sťahy hladkých svalov sú pomalšie, slabšie a vytrvalejšie ako kostrových svalov.

Srdcový sval (myokard)

Stavba srdcového svalu (myokardu) je pri pozorovaní pod mikroskopom podobná ako u kostrového svalu, ale s tým rozdielom, že vlákna sú usporiadané priečne. Bunky myokardu obsahujú okrem svalového tkaniva aj vodivé bunky, ktoré zabezpečujú neustále sťahy srdca. Je to takzvaný prevodový systém srdca. Srdce pracuje automaticky, bez vedomého úsilia.

Poruchy svalovej funkcie

Príčiny porúch kostrových svalov sú rôzne. Môžu byť spôsobené nečinnosťou (napríklad pri dlhodobom znehybnení), prerušením spojenia medzi nervovým a svalovým vláknom alebo chorobnými procesmi vo svale. Príkladom je plégia, čo je totálne ochrnutie.

Zaujímavosti o svaloch

• V ľudskom tele máme vyše 600 svalov, ktoré tvoria viac ako polovicu hmotnosti ľudského tela.
• Krajčírsky sval (musculus sartorius) je najdlhší sval v ľudskom tele. Začína od panvy a končí v šľache pri kolene.
• Najsilnejší sval v ľudskom tele je žuvací sval. Dokáže vyvinúť najväčší tlak.
• Štvorhlavý sval stehenný (musculus quadriceps femoris) je najväčším svalom ľudského tela.
• Najmenšie svaly v našom tele sa nachádzajú v strednom uchu. Patrí k nim napínač bubienka, ktorý je spojený s bubienkom a tlmí zvuk pri žuvaní.
• Najširší sval chrbta (musculus latissimus dorsi) je najmohutnejším svalom v ľudskom tele.

tags: #ake #su #svalove #partie