Mechanika svalové kontrakce, troponiny

Veronika VilímováMartina Chocenská

1.skupina

Struktura kosterního svalu 36-40% tělesné hmotnosti Vlákna kosterního svalu jsou

přímo řízena nervovým systémem 10-100 mm široká a až 20 cm

dlouhá soubunní (syncytia) s více jádry uloženými pod sarkolemou(vzrušivá membrána)

Funkční jednotkou je sarkomera

sval se skládá ze svalových

vláken

svalové vlákno

I - pruh A - pruh Z - linie

Z - linie

sarkomera

Z - linieM - linie

I - pruh A - pruh

sval

svalové vlákno je svazek

myofibril

aktin

myosin

H - zóna

1 myofibrila = 2000 filament(tenká-A, tlustá-M)

Funkce svalu je založena na klouzání filament po sobě

Sarkomera Sarkomera je v klidu asi 2,3 mm dlouhá Může se zkrátit pod 2 mm a natáhnout

až na více než 3 mm Ohraničena Z liniemi Střídají se pruhy I(izotropní, světlé) a A

(anizotropní, tmavé) Centrální segment A pruhu = zóna H-

uprostřed tmavá M linie Délka vláken aktinu a myosinu se

během kontrakce nemění, zkrátí se vzdálenost Z-Z, H a I pruh

Kontraktilní a regulační bílkoviny myofibrily Tlusté vlákno: hl. bílkovina myosin-

délka molekuly cca 1,6 µm 2 obtočené polypeptidové řetězce, na

N-konci navazuje globulární část-2 hlavice (vazba s ATP)

Lehký meromyozin = úsek od C konce k pantu(místo flexe)

Těžký meromyozin = od konce lehkého k hlavicím, obsahuje další pant

Tenké vlákno: délka molekuly cca 1µm 2 kolem sebe obtočené řetězce F-aktinu Řetězce tvořeny kuličkami G-aktinu Po stranách řetízku – vláknité molekuly regul.

proteinu tropomyozinu-ke každému se váže molekula troponinu-3 podjednotky:

Tn-C - váže Ca 2+

Tn-T - pojí troponin s tropomyozinem Tn-I - inhibice ATP-asy

Sled dějů při kontrakci

Nervový vzruch dojde na NS ploténku – zvýší se propustnost SP retikula pro Ca2+ -únik do sarkoplazmy

Navázání na Tn-C, změní se konformace i Tn-I, odkrytí vazebných míst pro myosin-navázání hlavice na aktin

Změna konformace hlavice, velký vzestup ATPasové aktivity, ohyb hlavice o 45°(rigorový kompex) - tlak na filamenta a vzájemný posun-vyrovnání zpět na 90°

Štěpení ATP myosinem na ADP+Pi Odpoutání Ca2+ z Tn-C, vápníková pumpa-zpět

do retikula, oddělení aktinu a myozinu (nutné další ATP)-relaxace

Energetické změny při kontrakci Anaerobní glykolýza

nejrychlejší nástup za 40-60s po zahájení výkonu

Aerobní glykolýza postupně vytlačí anaerobní glykolýzu a

vydrží poměrně dlouho jen v případě velmi vyčerpávajícího výkonu

– doplněna opět anaerobní glykolýzou podmínka – dostatek myoglobinu

Kreatinfosfát Energetická zásoba svalu Vznik: ireverzibilně z argininu, methioninu a

glycinu. Koncentrace ve svalu = 4mmol/l Energetický zisk z hydrolýzy = -42,2kJ/mol Enzymy:

Kreatinfosfokinasa Adenylátkinasa – dismutační reakce; význam až při

nedostatku kreatinfosfátu; vznik ATP + AMP (deaminasa → IMP + NH3)

Rigor mortis posmrtná ztuhlost po smrti – zástava syntézy ATP → můstky mezi

A a M zachovány → Ca2+ zůstává mimo SR … rigor mortis

Hladká svalovina Princip (obdoba kost.mm.) – reakce filament A a M → posun M – 30%, A – 70%; absence troponinu Mechanismus

Ca2+ do bb. – (specif.receptory/kanály, regulace pomocí IP3)→ vazba na kalmodulin → komlpex „Ca-kalmodulin“→ aktivace myosinkinasy → fosforylace M(p-řetězec) → interakce A+M → kontrakce

Kaldesmon – protein inhibující in vitro ATPasovou aktivitu M (nefosforylovaný p-řetězec) – inhibice ATPasové aktivity Noradrenalin – β-receptory bb.

vliv na adenylátcyklasovou kaskádu, tvorbu cAMP, fosforylaci p-řetězce M → relaxace hladkého svalu

NO – vazodilatace.

Myokard hodně myoglobinu drtivá převaha aerobního metabolismu Ca2+ - čerpán převážně z ECT → vysoká

citlivost na nedostatek Ca2+ - po 1min zástava systol

Myoglobin afinita k O2 i CO2 – větší než u Hb max – červená vlákna koncentrace v krvi – μg/l; po poškození

(myokardu, kost.svalu) – myoglobinemie až myoglobinurie

diagnostika IM – 2hod po IM – c (myoglobin) v krvi 6x vyšší

Troponiny proteinová složka tenkého filamenta

myokardu+kost.svalu podjednotky: TnT, TnI, TnC užití: markery IM, klinických příznaků

nedokrvenosti myokardu… TnT – hladina v krev.plazmě – u zdravého téměř 0, 4-

6hod po atace vysoká TnI – 100% specifické a účinnější určení IM