Zo sveta vedy 

Biochémia a fyziológia svalu II.


Typy svalových vlákien

Svalové tkanivo tvoria dva základné typy vlákien. Tieto vlákna sa do značnej miery odlišujú funkčne ale aj morfologicky. Prvý typ predstavujú tzv. pomalé vlákna, označované niekedy tiež ako vlákna červené (typ I). Druhý typ sú vlákna rýchle, alebo biele (typ II).

Hlavný rozdiel medzi nimi spočíva v rýchlosti, akou sú schopné sa sťahovať, resp. uvoľňovať. Pomalé vlákno potrebuje na dosiahnutie kontrakcie asi 80 až 100 ms, čo je približne 2-krát viac ako je to u rýchlych svalových vlákien. Pri relaxácii svalu je tento pomer trvania času približne rovnaký.

Oba typy svalových vlákien sa líšia aj v sile, ktorú sú schopné vyvinúť. Intenzita kontrakcie rýchlych svalových vlákien je v porovnaní s pomalými takmer 5-krát väčšia. Rozdielna rýchlosť a intenzita kontrakcie súvisí najmä s typom inervácie a enzymatickým vybavením svalových buniek. Rýchle svalové vlákna sú inervované tzv. hrubými motorickými alfa neurónmi s rýchlym vedením vzruchu, kým činnosť pomalých vlákien riadia tzv. beta neuróny, v ktorých proces podráždenia prebieha podstatne pomalšie.

Rýchle vlákna majú tiež oveľa vyššiu koncentráciu enzýmu ATP-ázy, ktorý štiepi ATP a uvoľňuje energiu pre svalovú kontrakciu. Takto je zabezpečené v krátkom čase dostatočné množstvo energie na rýchly a intenzívny sťah. Rýchle vlákna sú v porovnaní pomalými síce schopné rýchlejšej a intenzívnejšej kontrakcie, ale na druhej strane sú však súčasne oveľa menej odolné voči únave.

Intenzita opakovaných kontrakcií rýchleho svalového vlákna klesá výrazne už po viac ako 1 minúte. Naopak, pomalé svalové vlákno sa ešte po 60 minútach sťahuje iba o s málo nižšou intenzitou ako na začiatku. Vyššia odolnosť pomalých svalových vlákien je podmienená predovšetkým schopnosťou uvoľňovať energiu využívaním kyslíka, tzv. aeróbnym spôsobom. Množstvo energie za jednotku času je pri aeróbnom obnovovaní ATP síce výrazne nižšie, čo má za následok aj nižšiu intenzitu kontrakcie, svalová bunka je však schopná produkovať ho bez výrazného obmedzenia dlhší čas.

Pre aeróbnu prácu sú pomalé vlákna vybavené veľkým počtom mitochondrií (častice, v ktorých prebieha "spaľovanie" živín) s vysokou aktivitou enzýmov aeróbneho metabolizmu, ako i vysokou koncentráciou myoglobínu, látky, ktorá slúži na prenos kyslíka od bunkovej membrány do mitochondrií. Tento väčší počet mitochodnrií a myoglobínu ma za následok tmavočervené sfarbenie, odkiaľ pochádza aj označenie červené vlákna. Naopak, rýchle svalové vlákna, ktoré obnovujú ATP bez kyslíka - anaeróbnym spôsobom, majú oveľa menej mitochondrií a myglobínu, takže sa javia ako biele. Anaeróbny metabolizmus je síce schopný uvoľniť za jednotku času veľké množstvo energie, jej celkové množstvo je však obmedzené.

Príčinou postupného spomaľovania až zastavenia anaeróbneho metabolizmu je hromadenie jeho splodiny - kyseliny mliečnej. Kyselina mliečna okysľuje vnútorné prostredie svalových buniek. Táto rastúca kyslosť postupne znižuje aktivitu enzýmov, ktoré sa podieľajú na anaeróbnom štiepení glykogénu. Výrazne spomalenie anaeróbneho uvoľňovania energie po viac ako minúte svalovej práce vysvetľuje prudký pokles intenzity kontrakcií.

Základné charakteristiky svalových vlákien I, IIa a IIb

Vlastnosti
Typ I (Ia)
Typ IIa
Typ IIb
rýchlosť kontrakcie
pomalá
rýchla
rýchla
sila kontrakcie
nízka
stredná
vysoká
odolnosť voči únave
vysoká
stredná
nízka
obsah glykogénu
nízky
vysoký
vysoký
priemer
malý
stredný
veľký
prah dráždivosti
nízky
stredný
vysoký
schopnosť rásť
nížšia
väčšia
väčšia

Niektoré rýchle svalové vlákna sú popri enzýmoch anaeróbneho metabolizmu vybavené i na aeróbne uvoľňovanie energie. Tento typ sa do určitej miery podobá pomalým svalovým vláknam a označuje sa ako vlákna rýchle oxidatívne (IIa), na rozdiel od vlákien s čisto anaeróbnym enzymatickým vybavením, ktoré sa označujú ako rýchle glykolytické svalové vlákna (IIb). Aktivácia rôznych druhov svalových vlákien závisí od intenzity svalovej práce. Pri nízkej intenzite svalovej práce, kde postačujú slabšie kontrakcie sa zapájajú výlučne pomalé vlákna (I), ktorých motorické nervové vlákna majú nižší prah dráždivosti. Až s pribúdajúcou intenzitou zaťaženia sa postupne aktivujú i rýchle oxidatívne vlákna (IIa) a nakoniec aj rýchle glykolytické vlákna (IIb).

Podiel rýchlych a pomalých vlákien

Vzájomný pomer vlákien v svaloch jednotlivca je dedične podmienený a v priebehu života, resp. vplyvom tréningu sa prakticky nemení. Podiel rýchlych a pomalých svalových vlákien nie je vo všetkých svaloch rovnaký. V ľudskom tele sa nachádzajú svaly so sklonom k vyššiemu podielu pomalých vlákien (napr. m. soleus - vnútorná časť lýtkového svalu), resp. rýchlych svalových vlákien (napr. m. gastrocnemius - vonkajšie hlavy lýtkového svalu). Súvisí to opäť s ich funkciou. Kým soleus sa uplatňuje pri stoji, pri udržiavaní polohy (dlhotrvajúce kontrakcie nízkej intenzity), gastrocnemius sa uplatňuje pri odrazoch (kratšie trvajúce zaťaženie vyššej intenzity).

I napriek rozdielom medzi jednotlivými svalmi, resp. svalovými skupinami, existuje u daného jedinca tendencia k určitému pomernému zastúpeniu rýchlych, resp. pomalých vlákien. Ak má niekto v porovnaní s iným vyšším podiel v jednom svale, bude ho mať i v ostatných svaloch, i keď pomery nemusia byť rovnaké.

Z rozdielov základných funkčných vlastností jednotlivých typov vlákien logicky vyplýva, že jedinci s vysokým podielom rýchlych vlákien budú mať predpoklady predovšetkým pre rýchlostno-silové športy, kým vysoký podiel pomalých vlákien zvýhodňuje pri vytrvalostných disciplínách.

Určovanie pomeru rýchlych a pomalých vlákien

Klasifikácia podielu rýchlych a pomalých svalových vlákien sa robí pomocou mikroskopickej analýzy zo vzorky svalového tkaniva získanej metódou tzv. svalovej biopsie. Náročné spracovanie, ako i samotná procedúra odberu vzorky (5mm hrubá ihla) robí z biopsie metódu, ktorá nachádza uplatnenie predovšetkým v oblasti vedeckého výskumu. V telovýchovnej praxi je jej používanie, z pochopiteľných dôvodov, skôr výnimkou. Orientáciu o podiele rýchlych, resp. pomalých svalových vlákien v svalových dolných končatín, možno získať nepriamo vyšetrovaním ich kontrakčných vlastností, napr. na prístroji nazývanom výskokový ergometer.

V posilňovni môžete určiť približné zastúpenie svalových vlákien v určitých svalových skupinách nasledovným postupom, pričom pre ilustráciu si zoberme tlak veľkej činky na rovnej lavičke. Povedzme, že vaše maximum pre jedno opakovanie (1RM) je 100kg. Rozcvička by mala prebehnúť nasledovne:

6 opakovaní s prázdnou tyčkou
5 opakovaní so 60% 1RM
3 opakovania so 75% 1RM
2 opakovania s 85% 1RM
1 opakovanie s 90% 1RM

Po rozcvičke si oddýchnite 3 minúty. Následne spravte jedno opakovanie s 1RM. Oddýchnite si 5 minút a spravte maximum opakovaní so 75% 1RM. Všetky opakovania robte rovnakým tempom, odporúčam 40X0, teda 4 sekundy dole a bez prestávky výbušne vytlačiť. Ak dokážete spraviť iba 4-6 opakovaní, vaše prsné svaly sú tvorené prevažne rýchlymi svalovými vláknami. Ak spravíte viac než 12 opakovaní, máte dominantnejšie pomalé svalové vlákna.

Informácia o zastúpení rýchlych a pomalých svalových vlákien môže byť najmä u detí východiskom na odporúčanie prípadnej ďalšej športovej špecializácie.

J.

1. Dušan Hamar, Jana Liptáková: Fyziológia telesných cvičení, 1998 UK Bratislava
2. Ladislav Turecký: Lekárska biochémia II, 1997 ASKLEPIOS



 

copyright © 2002 BIOMag
All rights reserved





27.11.2008 22:28 Najoblubenejsie hardcore jedlo?
27.11.2008 22:01 Peter Mlynarčík na WPC Worlds s famóznymi 330 kg
27.11.2008 21:37 WPC worlds 2008
27.11.2008 20:24 flakanie do konca roka
27.11.2008 19:48 burnflesh WPC WORLDS 2008