Co jsou mechanika svalového hnutí?

Svalové hnutí je biologický fenomén, který vědci teprve nedávno zcela pochopili. Vysoce komplexní sled událostí, z nichž mnohé probíhají na molekulární úrovni, což způsobuje pohyb svalů. V těle jsou různé typy svalů, ale pouze kosterní sval - svaly, které se pohybují kostí a kloubem - jsou ovládány dobrovolně. Svaly, které řídí oběhový systém a určité orgánové funkce, se pohybují bez naší kontroly a často bez toho, že bychom si toho někdy všimli.

Kosterní svaly se skládají z dlouhých, tenkých buněk, které se také nazývají svalová vlákna. Každé mikroskopické svalové vlákno obsahuje mechanismy nezbytné k vyvolání svalového pohybu v malém měřítku. Krevní cévy a neurony jsou přítomny ve svalových skupinách svalových vláken a kolem nich a poskytují energii a informace o nervech potřebných k pohybu svalu.

Každé svalové vlákno je samo o sobě svazek menších jednotek zvaných myofibrily, kde vzniká svalový pohyb. Uvnitř každého myofibrilu jsou prameny nebo vlákna vyrobené ze dvou různých proteinů nazývaných aktin a myosin. Tyto proteinové řetězce jsou ukotveny ke struktuře myofibrilu a leží navzájem rovnoběžně. Když se jedná o nervový impuls, proteinová vlákna se posouvají kolem sebe, jako vesla veslice přes vodu.

Proteinová vlákna jsou schopna toho dosáhnout použitím chemické energie odvozené od sloučeniny známé jako adenosintrifosfát (ATP). ATP patří mezi nejdůležitější chemikálie přítomné v těle. Umožňuje provoz každého svalu, včetně srdce a bránice, a život by bez něj okamžitě přestal.

Když se myosinová a aktinová vlákna pohybují kolem sebe z uvolněného stavu, svalové vlákno jako celek se stahuje. Když se všechny buňky ve svalu stahují stejným směrem, sval přesune kost, ke které je připojen v tomto směru. A naopak, když se svalová vlákna uvolní, uvolní se také sval jako celek. Vyskytují se další velmi složité chemické reakce, které zahrnují vápník a další prvky, které pomáhají při zapínání a vypínání svalových kontrakcí, ale mechanika pohybu svalů je prováděna proteinovými vlákny.

Svaly jsou často seskupeny do dvojic, kde kontrakce jednoho svalu určitým způsobem posouvá kost a kontrakce druhého svalu ji posouvá opačným způsobem. To je případ svalů bicepsu a tricepsu horní části paže. Když centrální nervový systém dává impuls ke kontrakci bicepsu, nastane odpovídající impuls k relaxaci tricepsu a naopak. Tyto současné impulsy jsou nezbytné pro umožnění svobody pohybu v obou směrech.