Pohybové soustavy (kosterní a svalová)

 

Otázka: Pohybové soustavy

Předmět: Biologie, Lékařství

Přidal(a): Arichild

 

Co se dozvíte:

• Jaká je fylogeneze kosterní soustavy
• Jak vypadá kosterní soustava
• Jaké jsou choroby kosterní soustavy
• Jaká je fylogeneze svalové soustavy
• Jak vypadá svalová soustava
• Jak funguje svalová kontrakce
• Jaké jsou choroby svalové soustavy

 

Fylogeneze kosterní soustavy

↪ funkce: opora těla, ochrana těla

 

1) Hydroskelet

• tvořen tekutinou pod určitým tlakem
• > organismus drží tvar
• drobní vodní živočichové
• žahavci – nezmar – gastrovaskulární soustava
• ploštěnci – schizocoelní typ hydroskeletu
• hlístice – škrkavka – pseudocoelní
• kroužkovci – žížala – colemový

 

2) Exoskelet – CaCO₃

• měkkýši – lastura a ulita, produkt pláště
• žahavci – korálnatci
• členovci – kutikula (polysacharid) – produkt pokožky, hlavní složka = chitin, svlékání
• korýši – inkrustace – prostoupení org. hmoty anorg. hmotou
• impregnace – prostoupení org. hmoty org. látkou

 

3) Endoskelet

• roste společně s živočichem
• houbovci – spongoblasty (rohovina),skleroblast
• ostnokožci – krunýř z destiček
• strunatci – chorda dorsalis (pláštěnci) -> páteř
  • chrupavčitá – kruhoústí, paryby, ryby
  • kostěná – ryby,obojživelníci, plazi ptáci, savci
  • > diferenciace kostí + specializace

 

Kosterní soustava

• mezodermální původ
• kostní tkáň = pojivová – typická vysokou mineralizací mezibuněčné hmoty (MH)
• MH – anorg. složka – minerály, krystaly hydroxyapatitu = hydroxylovaný fosforečnan vápenatý – Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂
  • složka – ossein – kolagenní vlákna + jiné bílkoviny

 

Kostní buňky:

• osteoblasty
  • aktivní buňky
  • kostitvorné, krychlovitý tvar
  • velké množství organel s dlouhými výběžky
• osteocyty
  • definitivní kostní buňky obklopené matrix -> menší množství organel
  • vřetenovitý tvar, kratší výběžky
• osteoklasty
  • velké mnohojaderné buňky
  • zajišťují přestavbu kostní tkáně

 

Typy kostní tkáně:

• vláknitá (=fibrilární) – nepravidelné pletivo
  • během vývoje, není tak pevná
  • dospělost – kostní drsnatiny, lebeční švy
• vrstevnatá (=lamelární) – upravena ve vrstvy
  • zralá kostní tkáň = u dospělého člověka
  • a) kompaktní (hutná) – lamely Haversovy, vmezeřené, plášťové a povrchové
  • b) spongiózní (houbovitá) – kostní trámčina

• hlavní tkáň – pojivová (vazivo, chrupavka, kost)
  • volné buňky – fibrocyty, chondrocyty, osteoblasty
  • mezibuněčná hmota
  • fibrily

 

Funkce – opora těla, úpon svalů, ochrana vnitřních orgánů, krvetvorba

• počet – dospělec 206, dítě 300

Vznik kosti = osifikace (kostnatění)

• Vznik
  • primární – chrupavka se mění na fibrilární kost
  • sekundární – fibri. se mění na lamelární kost
• chondrogenní -> z chrupavky (většina kostí)
  • enchondrální – ze středu do délky
  • perichondrální – z povrchu do šířky
  • chrupavka -> primární osifikační centrum -> rozrušení chrupavky (hypertrofie, zvápenatění) -> pronikání cév a mez. buněk -> diferenciace mez. buněk na chondroklasty -> diferenciace na osteoklasty a osteoblasty -> vznik dřeňové dutiny -> vznik sekundárního osifikačního centra (v epifýzách) -> vznik růstových chrupavek
• desmogenní – > z vaziva (část k. klíční a lebeční, růst)
  • mezenchymové vazivo -> vznik primárního osifikačního centra -> mezenchymová vazivová buňka -> preosteoblasty -> osteoblasty -> osteocyty -> periost a endost
• osifikační centra
  • primární -> diafýza
  • sekundární -> epifýza – vznik lamelární tkáně

 

Kost = hlavní orgán soustavy

• složení – org. látky ⅓, anorg. látky ⅔ (př. CaCO₃, CaHF), mezibuněčná hmota
• dlouhé, krátké, ploché
• 2krát epifýza (= koncová část kosti) + diafýza (dlouhá část kosti)
• vnitřní stavba:
  • houbovitá tkáň (=spongiózní)
    • epifýzy dlouhé kosti, vnitřek krátkých a plochých kostí
    • trámčitá
    • architektonika odpovídá tahu, tlaku a zátěžím kostí
  • hutná (=kompaktní, lamelární)
    • diafýza dlouhých kostí, povrch krátkých a plochých kostí
    • je pod okosticí, tvořena kruhovými lamelami kolem kanálků
• kostní dřeň = dřeňová dutina – hutná tkáň
  • červená = krvetvorná – hemopoéza
    • dětství – většina kostí
    • dospělost – ploché a krátké kosti (př. k. hrudní, obratle, žebra, epifýzy dlouhých kostí směrem k tělu – proximální konce)
  • žlutá = morek – úložiště tuků, nekrvetvorná
  • šedá = přeměněná žlutá (degradace) – u starších lidí, nezvratný proces
• povrch:
  • okostice (= periost) – vazivový povrch kosti, připevněn ke kosti tuhými kolagenními vlákny = Sharpeyova vlákna
    • prokrvený, inervovaný
    • zajišťuje růst kosti do šířky
    • cévy pronikají z periostu do kosti přes Wolkmannovy kanálky
    • funkce: ochrana, výživa, NS, CS, kostitvorné buňky, transplantace
  • úpon svalů – hroty, drsnatity, hrany – vaziva, šlachy
  • kloubní plochy – hyalinní chrupavky
• růst kosti
  • do délky – růstová chrupavka, epifýzy
  • do šířky – okostice
  • spouštění – somatotropní hormon STH – hypofýza
  • odbourávání – dřeňová dutina
    • > osteoklasty – odbourávání vnitřního prostředí
• dělení:
  • dlouhé – končetiny, články prstů, k. klíční
    • osifikační jádra – v diafýze, epifýze, případně v hrbolech a místech úponu svalů (apofýzy)
  • krátké – obratle, k. zápěstní, k. zánártní
  • ploché – lopatky, pánev, žebra, lebka, hrudník
• spojení kostí
  • pevné – chrupavka (žebra)
    • vazivo (švy na lebce)
    • kost (k. pánevní)
  • pohyblivé – kloub

 

Kloub = pohyblivé spojení kostí

• stavba – kloubní pouzdro – pevné vazivo, bohatě inervované cévy, při poranění bolí
• kloubní dutina – zvlhčována tekutinou vytvořenou v kloubu
• kloubní tekutina (=senovie) – tlumí tření, vyživuje chrupavku
• kloubní hlavice a jamky – může je oddělovat chrupavčitá ploténka
  • disky – kruhovité
  • menisky – polokruhovité – vyrovnává zakřivení
  • kloubní chrupavka – hladká, kryje jamku a hlavici
• dělení kloubů:
  • podle počtu složek
    • jednoduché – kontakt dvou kostí
    • složené – kontakt více kostí
  • podle tvaru styčných ploch
    • kulovitý – rameno, kyčel
    • elipsovitý – atlas, axis
    • sedlový – zápěstí
    • válcový – články prstů
    • kolový – loket

 

Lebka (=cranium)

• ochrana mozku a smyslových orgánů
• části:
  • obličejová (=splanchnocranium)
  • mozková (= neurocranium)
  • dutina lebeční (= cavum cranii)
  • dutina ústní (= cavum oris)
• desmogenní osifikace (kromě střědoúšních kůstek, jazylky a bodcovitého výběžku – chondrogenně)

 

1) část obličejová (= splanchnocranium)

• dolní čelist (= mandibula)
  • podkovovité tělo s dásňovitým výběžkem
  • jamky pro zuby dolního oblouku
  • dvě větve zakončené hlavicemi čelistního kloubu (= articulatio temporomandibularis)
• jazylka (= os hyoideum)
  • drobná, nepárová podkovovitá kůstka
  • v krční svalovině mezi dolní čelistí a hrtanem
  • ke spodině lebeční připojena vazy
  • upíná se na ni svalstvo jazyka a hrtan
• horní čelist (= maxilla)
  • párová kost
  • vytváří spodinu očnic
• kost patrová (= os palatinum)
  • párová kost ze dvou plochých lamel
  • zadní stěna nosní dutiny a horního patra
• kost lícní (= os zygomaticum)
  • párová kost
  • spánkový výběžek se napojuje k lícnímu výběžku k. spánkové -> jařmový oblouk (= arcus zygomaticus)
• kost slzní (= os lacrimale)
  • párová, drobná, čtyřhranná, ve vnitřní stěně očnice
  • slzný kanálek
• kost nosní (=os nasale)
  • párové
  • základ kořene a hřbetu nosu
• dolní skořepa nosní (= concha nasalis inferior)
  • párová, tenká, plochá
  • odstupuje od zevní stěny dutiny nosní
• kost radličná (= vomer)
  • nepárová, plochá
  • zadní část přepážky nosní

 

2) část mozková (= neurocranium)

• kost týlní (= os occipitale)
  • nepárová
  • týlní otvor navazující na páteřní kanál -> propojení mozku s míchou
  • 2 týlní hrboly (= kondyly) -> kloubní spojení s nosičem -> bikondylní
• kost temenní (= os parietale)
  • párová -> šípový šev (=sutura sagittalis)
  • s k. čelní -> korunový šev (=s. coronalis)
  • s k. týlní -> lambdový šev (=s. lambdoidea)
  • s k. spánkovou -> šupinový šev (=s. squamosa)
• kost čelní (= os frontale)
  • nepárová
  • spodní část tvoří stropy očnic
  • propojení s nosní dutinou v nadočnicové části
• kost spánková (= os temporale)
  • párová; mezi týlní a klínovou
• kost skalní (= os petrosum)
  • dutiny pro sluchově rovnovážné ústrojí – vnitřní ucho
  • nejtvrdší kost těla
• lícní výběžek – jařmový oblouk
  • pod ním jamka čelistního kloubu
• výběžek bodcovitý
  • zavěšení jazylky
• výběžek bradavkovitý
  • místo úponu zdvihače hlavy
• kost klínová
  • nepárová
  • malá + velká křídla
  • otvory pro trojklanný nerv a oční nervy
  • turecké sedlo – horní část, místo pro hypofýzu
  • párová dutina klínová – tělo kosti, vedlejší nosní dutina
• kost čichová
  • nepárové
  • dírkovitá ploténka, čichová ploténka – prostupují vlákna čichového nervu
  • podélná ploténka – součást nosní přepážky
  • horní skořepa nosní
  • střední skořepa nosní
  • dolní skořepa nosní – samostatná kost, horním okrajem fixovaná ke stěně dutiny nosní
• klenba lebeční (=kalva)
  • k. týlní, temenní, čelní
• spodina lebeční (=basis cranii)
  • k. spánková, klínová, čichová, slzní, nosní, radliční, dolní skořepa nosní
• vedlejší nosní dutiny (= sinus paranasales)
  • zvětšují objem nosní dutiny, tvorba hlasu, úprava dechového objemu, vznik infekcí
• lupínky, fontanely
  • vazivové ostrůvky, zajišťují pružnost lebečních kostí
  • velká čelní fontanela, malá fontanela

 

Páteř (columna vertebralis)

• 33 až 34 obratlů
• Předozadní zakřivení – 2× lordóza + 2× kyfóza
• Skolióza = nefyziologické zakřivení do strany
• Obratel (vertebra) – tělo, oblouk, výběžek, otvor obratle, zářezy, plošky pro kloubní napojení
• Spojení na páteři:
  • podélný vaz přední
  • meziobratlová ploténka
  • podélný vaz zadní
  • meziobratlový prostor
  • žluté vazy
  • mezitrnové vazy
  • nadtrnové vazy
  • ligamenta
• Kost křížová, kostrč
• Krční – C1–C7
  • Atlas + axis – nosič (nemá tělo) + čepovec
• Hrudní – Th1–Th12
  • polokruhovité tělo, jamky pro žebra
• Bederní – L1–L5
  • mohutné tělo ledvinového tvaru
• Kost křížová – S1–S5
  • křížový kanál – 4
  • spojení s kostrčí – chrupavka
  • spojení s pánví – kloub
• Kost kostrční – Co1–Co4 (5)
  • zakrnělé oblouky, kostrční rohy = výběžky redukovaných oblouků
• Pohyby páteře – předklon, záklon, úklony, otáčení

 

Žebra

• protáhlé, obloukovité kosti
• připojení k obratlům – kloubní
• připojení ke hrudní kosti – chrupavka
• 7 párů pravých + 3 páry nepravých + 2 páry volných = 12 až 13 párů
• Hrudní kost (sternum) – plochá kost
  • rukojeť + tělo + mečovitý výběžek

 

Horní končetiny

• Lopatkový pletenec + volná horní končetina
• Lopatka – plochá kost trojúhelníkového tvaru
  • součást pletence
  • hřeben, havranovitý výběžek (fylogenetický zbytek kosti krkavčí), kloubní jamka (zapadnutí ramenního kloubu)
• Klíční kost – esovitá kost
  • součást pletence
  • jako první osifikuje, nasedá na hrudní kost
• Volná horní končetina = k. pažní + k. vřetení + k. loketní + zápěstní kůstky + záprstní k. + články prstů

 

Dolní končetiny

• Pánevní pletenec + volná dolní končetina
• Pánev – srůst 3 kostí
  • k. kyčelní + k. stydká + k. sedací
  • pohlavní dimorfismus – ženská je širší
• Volná dolní končetina = k. stehenní + kloub kolenní + k. holení + k. lýtková + zánártní kůstky (7) + nártní kůstky (5) + články prstů (14)

 

Choroby kosterní soustavy

• Osteoporóza = řídnutí kostí
• Skolióza = vybočení páteře do strany
• Artróza = poškození kloubní chrupavky
• Fraktura = zlomení
• Luxace = vykloubení
• Distorze = vymknutí

 

Fylogeneze svalové soustavy

• Bakteriální bičík
  • tvořen bílkovinou flagellin
  • ukotven na cytoplazmatické membráně
  • protonový gradient = zdroj energie
• Eukaryotický bičík
  • cca 10× silnější
  • krytý cytoplazmatickou membránou
  • ukotven bazálním tělískem
  • tubulin – tvořen tubulami (alfa + beta = dimer)
  • dynein – bílkovina pomáhající pohybu
  • zdroj energie – ATP
• Amébovitý bičík
  • na bázi aktinu = mikrofilamenta + myosin

 

Svalový stah

• spolupráce s kosterní/opěrnou soustavou
• kroužkovci – kožně svalový vak – svalové kontrakce → peristaltický pohyb
• členovci – příčně pruhovaná svalovina
• ryby – svaly uspořádány v myomerách
• suchozemští – diferenciace, speciální skupiny svalů

 

Svalová soustava

• Mezodermální původ
• Svalová buňka:
  • myofibrily – vlákna uvnitř buňky
    • myosin = tlustá vlákna
      • hlavy = výběžky vláken
      • hlavy – ATPáza = enzym štěpící ATP
      • připojují se na aktin → příčné můstky
    • aktin = tenká vlákna
      • globulární bílkovina, dvoušroubovicové vlákno
      • tropomyozin – reguluje připojení myozinu
      • troponin – vazebné místo pro Ca²⁺
  • sarkomera – úsek na myofibrile, odděleny Z liniemi
    • Z linie + aktin = I proužek – izotropní
    • aktin + myozin = H proužek – anizotropní
    • H destička = pouze myozin
  • sarkozómy = mitochondrie – myoglobin = pigment
  • sarkoplazmatické retikulum = ER – syntéza Ca²⁺
  • sarkolema = membrána
  • sarkoplazma = cytoplazma

 

Typy svalů

• Příčně pruhované – kosterní
  • mnohojaderné svalové vlákno – sponcytium
  • inervované míšními nervy
  • ovladatelné vůlí
  • význam – pohyb – upíná se na kosti
• Hladké
  • vřetenovitá buňka, jedno jádro
  • inervované autonomními nervy
  • neovladatelné vůlí
• Příčně pruhované – srdeční (myokardová)
  • srdeční buňka – kardiomyocyt – cylindrický, protáhlý tvar, centralizované jádro
  • interkalární disky – propojovací komplexy
  • inervované autonomními nervy, neovladatelné vůlí

 

Typ	Hladké	Srdeční	Příčně pruh.
Tvar	vřetenovitý, 1 jádro	síť buněk s můstky a příčným pruhováním, tvar Y	mnohojaderná vlákna
Činnost	pomalá činnost, neúnavné, vlastní automacie	rychlá, stálá činnost, neúnavné, vlastní automacie	rychlá činnost, unavitelné
Vůle?	ne	ne	ano
Výskyt	TS, děloha	srdce	kosterní svalstvo
Sarkomery?	aktin a myozin netvoří sarkomery	sarkomery existují	sarkomery existují

 

Typy svalových vláken

• Rychlá (fast), bílá – rychlý, krátký, silný výkon
  • více myofibril, málo mitochondrií
  • anaerobní (okohybné svaly, svaly ruky…)
• Pomalá (slow), červená – delší práce, ne tak výkonná
  • svaly držící postoj těla – šíjové svaly
  • hodně myoglobinu (červená barva), málo myofibril
  • méně sarkoplasmatického retikula → Ca se pumpuje zpět pomaleji → zůstává v cytoplasmě déle
  • aerobní
  • na jeden nervový impuls vlákno reaguje stahem trvajícím 5× déle než u rychlého vlákna

 

Chemické složení svalu

• Anorganické – 75 % H₂O, 1 % ionty (Ca²⁺, Na⁺, K⁺)
• Organické – bílkoviny (myoglobiny, aktin, myozin), fosfáty (kreatinfosfát, ATP, glykogen)

 

Fyzikální a fyziologické vlastnosti svalu

• Pružnost – tažná síla, v klidovém stavu až o 40 % delší
• Pevnost – odolnost proti přetržení
• Dráždivost, vodivost, kontrakce

 

Svalová kontrakce

• Nervový potenciál (nervosvalové ploténka) – podráždění
• Vylití acetylcholinu (neurotransmiter), vznik depolarizace
• Ca²⁺ se z retikula uvolní a naváže se na troponin
• Změna konformace, obnaží se vazebná místa pro hlavy myozinu
• Vazba hlavy myozinu, vzniká aktinomyosinový komplex, za přispění ATP
• Veslovitý pohyb kontrakce (rigorový komplex)
• Po kontrakci je zapotřebí nové ATP kvůli zrušení komplexu

 

• Rigor mortis (chybí ATP) – spojení trvá
• Sarkomera se při kontrakci zmenšuje
• I proužek se zkracuje, H proužek zaniká, délka aktinu a myozinu se nemění
• Při svalové kontrakci se vlákna nezkracují, pouze se do sebe zasunují
• Tetanus – hladká, stálá kontrakce (nezaměňovat s nemocí)

 

Zdroj energie:

• Kreatin fosfát – rychlá regenerace ATP
• Glykogen – krátkodobý zdroj
• Volné mastné kyseliny – dlouhodobý zdroj
• ATP (mitochondrie) – oxidativní fosforylace
• Anaerobní glykolýza (laktát)

 

Druhy svalové kontrakce:

• Izotonická – délka svalu se mění, napětí stejné
• Izometrická – napětí se mění, délka svalu stejná

 

Řízení svalové kontrakce

• Nervové
  • nadřazené centrum řízení – šedá kůra mozková
  • centrum svalového napětí – mozeček
  • pyramidové buňky → šedá kůra mozková – vědomé pohyby
• Svalová vřeténka – proprioreceptory = smyslová čidla
  • senzitivní – dostředivé, zadní kořeny míšní
  • motorické – odstředivé, přední kořeny míšní
  • Nervosvalová ploténka = zakončení nervu ve svalu
  • Acetylcholin – motorická hybná jednotka
• Svalové napětí:
  • klidové = svalový tonus
  • zvýšené napětí = spacita
  • snížené napětí = hypotonie

 

Dělení svalů

• Podle funkce:
  • ohybače = flexory
  • natahovače = extensory
  • přitahovače = adduktory
  • odtahovače = abduktory
  • svěrač = sfinkter
  • rozvěrač = dilatátor
• Podle působení:
  • synergisté = pracují společně
  • antagonisté = pracují proti sobě
• Podle směru:
  • přímé, šikmé, příčné
• Podle tvaru:
  • dlouhé, ploché, krátké
• Podle pohybu:
  • rotace palcem dovnitř = pronace
  • rotace palcem ven = supinace
• Podle oblasti těla, podle stavby

 

Choroby svalové soustavy

• Plegie = úplné ochrnutí
• Paréza = částečné ochrnutí
• Kontraktura = dlouhodobé zkrácení, neschopnost ochabnutí
• Tremor = rytmický, mimovolní třes
• Spasmus = křeč
• Atrofie = úbytek svalové hmoty, ochabnutí
• Dystrofie = úplná ztráta hybnosti
• Amyotrofní laterální skleróza (ALS) – motorické neurony v mozkovém kmeni a míše degenerují, svalová vlákna atrofují (léčba není)
• Botulismus – způsoben bakterií Clostridium botulinum, toxin zabraňuje uvolňování acetylcholinu z motorického neuronu
• Myasthenia gravis – autoimunitní choroba, imunitní systém ničí receptory pro acetylcholin, spojení mezi neurony a svaly nepracuje dostatečně účinně