Tkáně jsou soubory buněk, které plní určitou funkci. U svalové tkáně je základní funkcí pohyb, který vzniká díky schopnosti svalových buněk stahovat se.
Spouštěčem stáhnutí, kontrakce je excitace, pokyn od nervového systému svalové buňce, který se šíří elektrickým proudem díky přesunům iontů. Po podráždění svalové buňky se začne přeměňovat chemická energie na mechanickou a projeví se aktivní svalovou sílou nebo zkrácením svalu.
Zajištění pohybu
Svaly zajišťují všechny naše pohyby. Umožňují veškerou lidskou práci, posun z místa na místo, možnost lehnout si a zase vstát, běhat, vyskakovat, plazit se. Jsou nezbytné pro komunikaci. Díky nim můžeme mluvit, smát se, plakat, ale i psát perem, na počítači nebo na mobilu. Bez svalů zatím neumíme komunikovat s okolím. Známý geniální vědec Stephen Hawking trpěl nevyléčitelnou nemocí motorických nervů, amyotrofickou laterární sklerózou, při které degenerují neurony ovládající vůlí ovlivnitelné svaly. Postupně dochází i k oslabení svalů a jejich atrofii. Mozek nakonec není schopen kontrolovat většinu svalů a pacient zůstává paralyzován, a to při zachování psychických a mentálních schopností. Problémy vědce začaly trápit již na vysoké škole. Byl upoután na vozík. Nejprve komunikoval a ovládal počítač svým hlasem, postupně o něj přišel také. Později používal kartičky a zdvihnutým obočím vybíral písmena. Vědec se doslova vzpíral všem prognózám, dožil se 76 let a publikoval mnoho převratných vědeckých teorií o vesmíru. Jeho pohybové možnosti se však stále zhoršovaly a tím se zhoršovala také možnost jeho komunikace. Ke konci života měl na brýlích připevněn ovladač k počítači, který pomocí infračerveného paprsku snímal nepatrné pohyby v jeho tváři. Pokud by se nemoc dále zhoršovala, byl by přišel i o poslední možnost komunikace. Za jeho života se bohužel nepodařilo sestrojit zařízení, které by četlo jeho mozkové vlny, kterým by on následně ovládal počítač.
Význam svalů při komunikaci
Díky svalům můžeme komunikovat vědomě. Hrají však důležitou úlohu také v podvědomé komunikaci, kdy díky nim vyjadřujeme svoje emoce. Zda je úsměv upřímný nebo falešný, prozradí stažení svalů v naší tváři. Jsme schopni vůlí ovlivnit sval zygomaticus major, kterým zvedáme koutky úst. Pravý úsměv od srdce ale doprovází stažení svalů musculus orbicularis oculi, které se nacházejí okolo očí, které již vůlí neovládáme. Prozradí nás také horní víčka, která při upřímném úsměvu lehce poklesnou. Pokud se snažíme vyloudit falešný úsměv, rty se nám zvednou, ale svalstvo okolo očí zůstává mimo naši vědomou kontrolu. Kdo se často upřímně usmívá, vytvoří se mu okolo očí vrásky smíchu a takový člověk má naše podvědomé sympatie. Svaly neslouží jen pro práci a komunikaci, jsou důležité také pro činnost a práci vnitřních orgánů. Zajišťují cirkulaci krve, pomáhají trávit potravu a posunovat ji zažívacím traktem. Díky nim ovládáme naše vylučování, jsou důležitou součástí našich svěračů (sfinkterů). Děložní sval je pak zásadní pro porod dítěte.
Co tvoří naše svaly
Základní buňkou svalů je myocyt. Liší se svou strukturou a funkcí, podle toho, zda tvoří kosterní, srdeční či hladkou svalovinu. Kosterní svalová tkáň je uspořádána do jednotlivých svalů, které jsou pomocí vazivových struktur upnuty na části kostry. Jednotlivé svaly jsou obalené epimysiem, vrstvou hustého kolagenního vaziva. Samotný sval tvoří jednotlivé svazky vláken, které jsou obaleny perimysiem, vazivovou vrstvou vyztuženou sítěmi kolagenních vláken. Mezi jednotlivými svazky se nachází cévní a nervové sítě. Perimysium je tvárné, dovoluje vzájemné posuny svazků v průběhu činnosti svalu. Svazky vláken jsou tvořeny svalovým vláknem, což je základní stavební buněčná jednotka kosterní svaloviny. Je to protáhlý válcovitý útvar s mnoha buněčnými jádry. Jednotlivá svalová vlákna mohou být dlouhá až několik centimetrů (dokonce až 40 cm), ale jsou velmi tenká, v průměru mají 10–100 mikrometru. Svalové vlákno vzniká splynutím jednojaderných myoblastů. Je to zvláštní typ buňky takzvané syncitium. Mnoho jader jí dává výhodu obrovsky rychlé výroby bílkovin a regenerace samotné buňky. Nevýhodou je neschopnost dalšího dělení svalových vláken, nemožnost zvětšení jejich počtu a nahrazení poškozených novými. V případě potřeby růstu a regenerace svalových vláken se k nim připojují a splývají nově namnožené satelitní buňky, kmenové buňky svalů.
Myosin je motor svalu
Při růstu, pravidelném cvičení a používání jednotlivých svalů dochází k jejich množení, připojení a zvětšuje se tloušťka svalových vláken. Svaly narůstají. Pokud není sval používán, dochází ke zrychlenému odbourávání proteinů, snižuje se tloušťka vláken a sval atrofuje. Rozdíl ve svalové hmotě u různých lidí není dán obecně množstvím svalových buněk, ale jejich rozdílnou tloušťkou. Konce svalových vláken jsou upevněny do kolagenních fibril.
Svalová vlákna jsou obalena vazivem endomysiem. Jsou to retikulární vlákna, které mechanicky přenáší síly mezi svalovými vlákny a jsou důležité pro odolnost svalu proti roztržení. Také jsou v něm kapiláry, nervy, lymfatické uzliny zajišťující imunitu pro svaly. Endomysium je důležité pro výměnu metabolitů mezi svalovým vláknem a kapilárami a pro tok iontů během excitace. Je důležité upozornit, že při intoleranci lepku dochází velmi často (až v 95 %) ke vzniku protilátek, které endomysium (jak příčně pruhovaných, tak i hladkých svalů) velmi poškozují. Důsledkem mohou být různé svalové bolesti, únava, poruchy trávení, menstruační problémy.
Uvnitř svalového vlákna (svalové buňky) jsou myofibrila, svalová vlákénka z proteinů, tvořící základní kontraktilní jednotku svalové buňky. Myofibrila jsou tvořena hlavně z aktinu a myosinu. Aktin tvoří tenká vlákna, myosin tlustá, vzájemně po sobě kloužou a zasouvají se do sebe. Spouštěcím momentem je uvolnění iontů vápníku mezi vlákna aktinu a myosinu. Když je vápník odčerpán zpět, vlákna se zase rozpojí. Zasunutí je u jednoho páru aktin-myosinu dlouhé jen pár nanometrů a jeho síla je naprosto mizivá. Ale miliony a miliony těchto bílkovin řazených v sérii i paralelně v milionech svalových vláken celého těla vytváří na svou hmotnost překvapivě velkou sílu. Myosin je motor svalu. Díky štěpení energie z ATP připoutaných na myosin se mění jeho tvar, připoutávají se postupně na různá místa na aktinu a tím ho posunují.
Proč svaly bolí?
Problémy ve svalové soustavě se projevují hlavně svalovou slabostí, bolestmi, často v oblasti ramenou a kyčlí, někdy zvýšeným napětím svalů, křečemi. Častým příznakem je celková únava. Toxiny ve svalech někdy způsobují problémy s prokrvením prstů, které jsou studené, zebou a zdají se být až bílé. Při problémech se svaly musíme přihlédnout i k činnosti štítné žlázy. Pokud je jedinci diagnostikována tyreotoxikóza (nadměrná funkce štítné žlázy), projevuje se svalovou slabostí, úbytkem svalové hmoty a síly. U hypotyreózy (snížené funkce štítné žlázy) se kromě svalové slabosti objevuje i bolestivost svalů. Ve svalech se také často vyskytují virová či bakteriální ložiska, objevují se tu i parazité z řad jednobuněčných prvoků a mnohobuněčných parazitů. Výjimkou nejsou ani plísně. Chronický zánět svalů je často spojen s autoimunitními procesy.
Pohyb je řízen prostřednictvím nervového systému
Na řízení motoriky se podílejí prakticky všechny oddíly CNS. Periferní nervový systém přenáší informaci o pohybu jednotlivým svalům. V míše se řídí základní pohybové vzorce a reflexy, mozkový kmen reguluje svalové napětí a kontroluje pohyb, mozeček udržuje rovnováhu, polohu a také kontroluje pohyb. V thalamu se pohyby registrují, bazální ganglia motoriku řídí, aktivují se před zahájením pohybu a plánují jednotlivé pohyby, kontrolují složité pohybové vzorce jako je řeč, psaní, sportovní dovednosti a tlumí motoriku. Motorická kůra veškeré pohyby řídí. Pokud je pohyb nový a neznámý, aktivuje mozek daleko více svalových vláken, než je potřeba. Pokud se organismus pohyb naučí, roste jeho efektivita, přesnost. Podílí se na něm také méně řídících neuronů a svalových vláken, což také znamená velkou úsporu energie.
Hladké svalstvo
Dalším typem svalů v těle jsou hladké svaly. Ty se nachází hlavně ve svalových vrstvách stěn vnitřních dutých orgánů trávicího, dýchacího, močopohlavního systému, cévách, které mohou měnit svůj průsvit. Hladké svaly jsou také roztroušeny v kůži či v duhovce oka. Tohle svalstvo se nedá na rozdíl od příčně pruhovaného ovládat vůlí, jeho kontrakce spouští vegetativní nervový systém nebo některé hormonální stimuly, hlavně hormony jako oxytocin, adrenalin, noradrenalin, serotonin, histamin…
Hladkou svalovinu trávicího traktu řídí enterální nervový systém. Hladká svalovina je tvořena štíhlými svalovými buňkami, jejichž aktinová a myozinová vlákna nejsou uspořádána do zasunujících se sarkomer. Svalové buňky leží těsně vedle sebe a vytvářejí vrstvy, pruhy a protiběžné systémy. Hladká svalovina se zkracuje pomaleji než příčně pruhované svalstvo, ale mnohem vydatněji, až na jednu třetinu své původní délky. Hladké svaly také mohou zůstat v kontrahovaném stahu bez většího výdeje energie. Vytváří se však napětí, tonus. Ten může stoupat nebo klesat. Pokud chybně funguje hladká svalovina, obvykle se jedná o zvýšení tonu. Může se to projevit řadou problémů jako je vysoký krevní tlak, astma, koliky trávicího a močového traktu, problémy při porodu. Buňky hladké svaloviny ovlivňují podobné toxiny, hlavně tedy mikrobiální ložiska a mikrobiální toxiny, jako buňky příčně pruhované svaloviny.
Srdeční svalovina
Srdeční svalovinu (myokard) tvoří třetí typ svalové buňky (kardiomyocyt), který v sobě spojuje vlastnosti kosterní i hladké svalové tkáně. Svalovina umožňuje pravidelné stahy srdce a je to nejmohutnější část srdeční stěny. Nejsilnější myokard se nachází v levé komoře srdce, protože zde dochází k vypuzování okysličené krve do velkého krevního oběhu. Při trvalejším přetížení srdeční svaloviny, například při vysokém krevním tlaku nebo nedoléhajících chlopních dochází k hypertrofii, zvětšuje se hmota svaloviny a ztlušťuje se srdeční stěna. Hypertrofované svalové buňky mají horší výkonnost, dochází ke zvýšené tvorbě metabolitů, dochází k poruchám srdečního rytmu a dalším srdečním a cévním problémům.
Svalové buňky srdce mají sníženou možnost regenerace, odumřelá svalovina se například po srdečním myokardu hojí vazivovou jizvou. Srdeční svalovina je kromě výše uvedených mikrobiálních ložisek a toxinů také velmi citlivá na difterický toxin produkovaný bakteriemi z rodu Bordetella způsobující černý kašel. Přestože se proti bakterii Bordetella pertusis plošně očkuje, není jeho výskyt vzácný. Je to způsobeno nedostatečnou imunitou proti této bakterii a také nárůstu příbuzné bakterie Bordetella parapertussis, která způsobuje podobné problémy. Zánět srdečního svalu je nebezpečné onemocnění, nejčastěji se na něm podílí chronická virová infekce (coxsackie, polioviry, echoviry, chřipkové viry, adenoviry, spalničky, zarděnky, neštovice…). Pozor, zánět srdečního svalu může být způsobený i boreliovou infekcí. Některé záněty jsou autoimunitního původu. Roli v jeho příčinách také mohou hrát některé infekce, hlavně streptokoky, borelie.