Anatomie, fyziologie, výživa a r?st svalu - seminární práce by jx.mail@centrum.cz - Pátek,?erven 10, 2016 https://biologie-chemie.cz/anatomie-fyziologie-vyziva-a-rust-svalu-seminarni-prace/ Otázka: Anatomie, fyziologie, výživa a r?st svalu P?edm?t: Biologie P?idal(a): Martin Le 1.1 Anatomie (vnit?ní stavba svalu) Svalová vlákna p?í?n? pruhovaná jsou základní aktivní složkou svalu, která svalovým stahem zajiš?uje pohyb. Jejich délka a tlouš?ka kolísá v jednotlivých svalech individuáln?. Jednotlivá vlákna jsou spojena minimálním množstvím vaziva. Ur?itý po?et vláken (10 100) je vazivem spojen a také obklopen z?etelnou vrstvou vaziva a vytvá?í: primární snope?ek svalový - z primárních snope?k? jsou vytvo?eny malé svaly. U v?tších sval? jsou primární snope?ky spojeny a vznikají sekundární snopce - jsou obaleny vrstvou vaziva a mohou být dále spojeny a vzniknou snopce vyšších?ád?. Celý povrch svalu je pak pokryt souvislou vazivovou vrstvou. Druhou složkou svalu je vazivo, které spojuje a obaluje svalová vlákna, obaluje celý sval a vytvá?í také úpony svalu ke kosti (šlachy). Vazivo ve svalu se ozna?uje podle umíst?ní - endomysium (obaluje a spojuje svalová vlákna a svalové snopce všech?ád?) a epimysium (obaluje celý sval a nazývá se fascie - povázka svalová). Fascie také obaluje celé skupiny sval? a povrch každého oddílu t?la (povázka povrchová). Fasciální p?epážky, které dosahují od povrchové fascie k periostu kostí se nazývají Osteofasciální septa, ty odd?lují prostory pro skupiny sval?. V osteofasciálních septech?asto probíhají kmeny nerv? a cév. Dalším vazivem je šlacha svalová, což je tuhé vazivo složené ze snopc? hustých paralelních kolagenních fibril. Šlacha má zna?nou pevnost, unese hmotnost 6-10 kg na 1 mm 2 pr??ezu. 1 / 7
Ploché šlachy, které mají snopce rozložené v p?ekrývajících se a vzájemn? k?ížících vrstvách se nazývají Aponeurosy. Mají obvykle v každé vrstv? jiný sm?r (podle p?sobících mechanických tah?). (?ihák, 2011) 1.2 Submikroskopická stavba svalového vlákna Kosterní svalovina tvo?í 36-40% t?lesné hmotnosti. Vlákna p?í?n? pruhovaného svalu jsou p?ibližn? 10-100 µm široká a až 20 cm dlouhá. Povrchová membrána svalových vláken je ozna?ována jako sarkolema, cytoplazma jako sarkoplazma a mitochondrie jako sarkosomy. Uvnit? vláken jsou organizované struktury tvo?ené bílkovinami kontraktilního aparátu a?ada dalších bílkovin pot?ebných pro zajišt?ní jeho funkce a strukturní integrity. Svalové vlákno obsahuje stovky myofibril a každá z nich je?len?na na pravidelné úseky - sarkomery - základní funk?ní a strukturní jednotky, jsou na obou koncích ohrani?eny Z-disky, na p?í?ném pruhování jako Z-linie. V klidovém stavu m?že mít svalové vlákno asi 20 000 sarkomer. Tenká (aktinová) filamenta (viz obr.1) jsou ukotvena (kolmo) ve struktu?e Z-disk? a tlustá (myozinová) jsou umíst?na ve st?edu sarkomery. St?ed je spojena s bílkovinou, která bývá patrná jako tzv. M-linie. (Trojan, 2003) Aktinová a myozinová vlákna se?áste?n? p?ekrývají a vzniká mikroskopický obraz p?í?ného pruhování, kdy se st?ídají izotropní (I) a anizotropní (A) proužky. I-proužky jsou mezi sarkomerami rozd?leny Z-liniemi, A-proužky mají vnit?ní H-zónu, což je místo, kde se aktin a myozin vzájemn? nep?ekrývají. P?i kontrakci se tenká a tlustá filameta zasunují mezi sebe a tím se zkrátí I-proužek a H-zóna, délka A-proužku se nem?ní. V M-linii se nachází bílkovina myomezin, které umož?uje udržování 3-dimensionální struktury sarkomery, a kreatin-kinázu, která má významnou funkci v energetice kontrakce. (Trojan,2003) 1.3 Funkce svalu Svalstvo pat?í ke vzrušivým tkáním, jeho funk?ní vlastností je schopnost kontrakce a relaxace. Kontrakce je p?ímou p?em?nou chemické energie na mechanickou a projevuje se aktivní sílou a p?ípadn? i zkrácením svalu. (Trojan, 2003) Kontrakce (stah) je tedy základní svalovou funkcí. Stah je vyvoláván nervovým podn?tem. Rychlost kontrakce je podle druhu svalových vláken r?zná. Kontrakce prob?hne u rychlých vláken do 25 milisekund a u pomalých vláken do 75 milisekund. Síla stahu se liší u r?zných sval?, sval zdvihne hmotnost 5-12 kg na 1 cm 2 pr??ezu svalových snopc?. Rozeznávají se tedy dva typy svalového stahu - isotonická kontrakce a isometrická kontrakce. U isotonické kontrakce se m?ní délka svalu (z?stává stejné vnit?ní nap?tí svalu). Isotonickou kontrakci dále rozlišujeme na koncentrickou (sval se zkracuje) a excentrickou (sval se prodlužuje) kontrakci. Isometrická kontrakce se liší v tom, že sval vykonává?innost statickou, nem?ní délku a jeho akce je 2 / 7
patrná na zm?n? svalového b?íška. Sval p?itom rychle podléhá únav?, protože trvající stah zt?žuje pr?tok krve. (?ihák, 2011) 1.4 Svalová kontrakce P?i kontrakci se filamenta zasunují do sebe a pohyb a síla jsou d?sledkem cyklické interakce myozinových hlav s aktinovými filamenty. Interakce je umožn?na vyplavením Ca 2+ do cytosolu, které je vyvoláno depolarizací povrchové membrány, m?ní se hladina Mg 2+. Vazba Ca 2+ na troponin vyvolá konforma?ní zm?ny, které vedou k zasunutí vláken tropomyozinu hloub?ji do št?rbiny mezi vlákny aktinu.výsledkem vzniklé vazby je aktivace ATPázy myozinu, po ní následuje št?pení ATP za p?ítomnosti Mg 2+. ATP je zdrojem energie pro sval. Jeho zdrojem pro trvalou svalovou?innost je aerobní oxidativní fosforylace. Zásoba ATP ve svalu je malá a m?že být dopln?na reakce ADP s kreatinfosfátem, který je p?i tom defosforylován. P?i práci je kreatinfosfát dopl?ován odbouráváním volných mastných kyselin z krve. P?i krátkodobých vysokých výkonech je d?ležitým zdrojem glukóza a p?i extrémních nárocích využívá vlastní vlastní glykogen. Mechanická ú?innost sarkomer je kolem 40-50%, zbytek energie uniká ve form? tepla. Celková ú?innost svalové práce je nižší (20-25%). P?i svalové práci vzniká psychická a fyzická únava. Fyzická únava souvisí s nahromad?ním metabolit? ve svalových bu?kách. P?i velmi intenzivním výkonu (nap?. b?h) bývá uvád?na synaptická únava (dochází k do?asnému vy?erpání neurotransmiter?[1]). (Trojan, 2003) 2 Výživa Sval pot?ebuje ke stavb? a funkci základní živiny (bílkoviny, tuky, cukry) a anorganické látky (vápník, ho??ík, zinek). Základní živiny jsou obsažené v potrav?, kterou jíme. Jsou pro náš organismus d?ležité. Pomocí trávícího systému se p?em??ují a vst?ebávají v našem t?le. V tenkém st?ev? dochází ke št?pení složitých organických látek na jednoduché. Složené sacharidy se št?pí na jednoduché (glukóza). Lipidy se rozkládají na volné mastné kyseliny a glycerol. Bílkoviny jsou št?peny na aminokyseliny. V tenkém st?ev? se vst?ebávají, a krví jsou odvád?ny do jater, kde dochází k jejich p?em?n? na glykogen (zásobní látka). Glykogen je p?i nutnosti pot?eby energie rozkládán na glukózu (zdroj okamžité energie). V potrav? však nejsou obsaženy pouze základní živiny, ale i anorganické látky, jako nap?íklad vápník, ho??ík zinek atd. Vápník se nachází v kostech a zubech asi 99% a zbývající 1 % je v krvi a m?kkých tkáních. Vápník je zodpov?dný za stavbu kostí, vedení nervových vzruch?, svalovou kontrakci a p?ívod a odvod živin. Hlavními zdroji vápníku ve strav? je mléko a mlé?né výrobky. Zinek je hlavn? d?ležitý pro funkci smysl? chuti a?ichu, dále pro regulaci r?stu a podporu proces? hojení. Zinek napomáhá k odstra?ování kyseliny mlé?né kolující v krvi. S nedostatkem zinku m?že vést 3 / 7
ke ztrát? t?lesné hmotnosti, prodloužené hojení, snížení vytrvalosti. P?i vysokém p?íjmu zinku m?že dojít ke zvýšení rizika vzniku kardiovaskulárních onemocn?ní. Ho??ík podporuje vst?ebávání vápníku a podporuje funkci nerv? a sval?, v?etn? regulace srde?ní?innosti. Doporu?ená denní dávka u muž? je 400-420 mg zatímco u žen je doporu?ená denní dávka 300-320 mg. (Kleiner,2010) 2.1 Jak je sval zásobován energií Svalové bu?ky využívají jako zdroj energie ATP (adenosintrifosfát), které slouží jako zdroj energie pro svalovou kontrakci, pro vedení nervových vzruch? a podporuje všechny bun??né procesy. Svalové bu?ky vytvá?í ATP z kyslíku a živin dodávané stravou, hlavn? ze sacharid?. Tuk je také využíván jako zdroj energie, ale k jeho št?pení dojde jen za p?ítomnosti kyslíku. (Kleiner, 2010) Bu?ky tvo?í ATP t?emi energetickými systémy - oxidativní, glykolytické a kreatinfosfátové. Kreatinfosfátový systém je velmi výkonný, vysokoenergetický systém schopný dodat velké množství energie v krátkém?ase. M?že však pracovat jen pár vte?in. Bývá aktivován hlavn? p?i sprintu a podobných výkonech, vyžaduje maximální úsilí. Jeho základní složkou je ATP uložený ve svalu, kde se rychle uvolní. Druhou složkou je kreatinfosfát[2]. Chyb?jící energie v systému se rychle obnoví, obvykle b?hem 3-5 minut. (Benson, Connolly, 2012) Glykolytický (anaerobní) systém je aktivován p?i maximálním úsilí trvajícím od 15 do 90 vte?in. Využíváno je št?pení sacharid? a dodávka energie je rychlá. Takové št?pení sacharid? má však za následek produkci laktátu (kyseliny mlé?né). K tvorb? laktátu dochází p?i nedostatku kyslíku nebo když je energie produkována rychle. (Benson, Connolly, 2012) Oxidativní (aerobní) systém je základní systém, který dodává energii p?i aerobních cvi?eních a dalších vytrvalostních aktivitách. Tvo?í energii pomalu, ale má obrovskou kapacitu a m?že pracovat n?kolik hodin. Spalování tuk? vyžaduje více?asu a mén? intenzivní cvi?ení. (Benson, Connolly, 2012) 3 T?lesné typy Pro p?íjem živin je d?ležité znát t?lesný typ naší postavy. T?lesné typy se d?lí na 3 skupiny (endomorf, mezomorf a ektomorf). Každá skupina má specifickou rozdílnou skladbu stravy 3.1 Endomorf Má v?tšinou menší postavu. Nabírá na váze velmi snadno, v posilovn? nabírá svaly, ale zárove? i tuk. Pro minimalizaci tuku v t?le, pot?ebuje endomorf kombinovat posilovnu s n?jakým typem kardia (cviky na spalování tuk?) nap?. b?h na pásu, skákání p?es švihadlo, d?epy a tak dále. 4 / 7
Endomorf má problémy s vyrýsováním sval?. Stravu musí upravit a vyhnout se tu?ným jídl?m, bílkoviny brát z vajec, ryb a libového masa. Jeho trénink by m?l být intenzivní nebo složený ze supersérií (cvi?ení bez p?estávky). Sacharidy by m?l p?ijímat 3,6 g na 1 kg t?lesné hmotnosti (nap?. váha 70kg x 3,6g = denní p?íjem 252g za den). (Kure?ka, 2013) 3.2 Mezomorf Má velkou t?lesnou schránkou, má svaly a atletickou postavu. Pro kulturistiku je to nejlepší typ postavy, jsou p?irozen? silní. Snadno nabírá i snižuje váhu. Jsou poznat podle širokých ramen a úzkého pasu a?asto vyrýsovaných sval?. Mezomorf by si m?l dát pozor na p?etrénování, protože k tomu mají sklony, cítí výsledek krátce po zapo?etí tréninku. M?l by si hlídat p?íjem kalorií než ektomorf. Sacharidy by m?ly p?evažovat. P?íjem sacharid? se doporu?uje 6 g na 1kg t?lesné hmotnosti. (Kure?ka, 2013) 3.3 Ektomorf Ektomorf je štíhlý a?asto vysoký. Chlubí se rychlým metabolismem, který má za následky to, že nenabírá na váze. Má dlouhé tenké kosti, úzká ramena a plochý hrudník. Jeho trénink by m?l být velmi intenzivní, ale krátký, zam??ený na velké svalové partie (nohy, prsa, záda). M?l by vynechat rýsovací (snížení podílu tuku v t?le) a izolované (cvi?ení jediného svalu) cviky. Partie by m?l cvi?it jednou týdn? a dop?át jim dostatek odpo?inku. M?l by se vyhnout vytrvalostním aktivitám. M?l by p?ijímat 7,5 g sacharid? na 1 kg t?lesné hmotnosti. (Kure?ka, 2013) 4 Druhy trénink? Pro r?st sval? je krom? p?íjmu živin d?ležité i cvi?ení. P?i cvi?ení se m?žeme rozhodnout jaký typ tréninku využijeme. 4.1 Silový trénink Silový trénink je formou cvi?ení, kterou používají zejména kulturisti, bodybuilde?i a silový sportovci. Silový trénink je zam??en na r?st svalové hmoty a maximální síly. Jedním ze základních rys? je vysoká intenzita cvi?ení, jelikož efektivní trénink se musí vejít do pom?rn? krátkého?asu, optimální je 70 minut až 90 minut. Principy silového tréninku jsou velmi vysoké váhy, nízký po?et opakování, vysoký po?et sérií na cvik a každá série se vykonává až do naprostého vy?erpání svalu. (Wiesner,2013) 5 / 7
4.2 Objemový trénink Jde o získávání svalového objemu ve kterém je t?eba doplnit dostate?ným p?ísunem bílkovin, aby byl ú?inný. Takový trénink je velmi intenzivní, protože se cvi?í s t?žkými váhami a velmi tvrd? (cvi?ení s vyšším po?tem opakování). P?i cvi?ení v tomto tréninku se doporu?uje cvi?it min. 40 minut a max. 50 minut, protože p?i tomto?ase se do krve vyplavuje velké množství r?stového hormonu. Objemový trénink je velice blízký k silovému tréninku, klade na svalstvo zna?né nároky, proto je pravd?podobnost, že pocítíme bolest sval?, která se dostavuje druhý až t?etí den po tvrdém tréninku. Optimální frekvence objemového tréninku je 3x za týden. (Marrp, 2009) 4.3 Strava pro silový a objemový trénink Abychom získali sílu, musíme p?ijímat velké množství bílkovin. P?i silovém tréninku pot?ebujeme zvýšený p?ívod proteinu, protože p?i zvedání vyšších vah dochází k v?tšímu zatížení svalových vláken. Podporuje totiž obnovu a regeneraci svalových vláken. P?i silovém a objemovém tréninku musíme p?ijímat nejmén? 3,3 g bílkovin/den na jeden kilogram t?lesné hmotnosti. Sacharidy nemusejí být p?íliš vysoké, protože silový trénink nep?edstavuje tak velký objem zát?že. Výdej energie p?i objemovém tréninku není tak vysoký, a proto není t?eba p?ijímat tolik sacharid? (sta?í 3 4 g sacharid?/den na kilogram váhy). V?tšina p?ijatých sacharid? by m?la pocházet z pomalu vst?ebatelných zdroj?, jako jsou ovesné vlo?ky, celozrnné cereálie a n?které druhy ovoce, avšak s výjimkou potréninkového jídla, které by m?lo být založeno na rychleji vst?ebatelných sacharidech, aby se hladina insulinu dostala na normální hodnoty. Je d?ležité, aby sou?ástí diety na sílu bylo?ervené maso jako zdroj zinku (podporuje tvorbu testosteronu) a kreatinu, který stimuluje uvol?ování rychlé energie ve svalech a tím podporuje sílu. Energetický podíl tuk? na denním kalorickém p?íjmu má být alespo? 20 % a spektrum zdroj? tuk? má obsahovat takové zdravé tuky jako avokádo, o?echy, olivový olej, arašídové máslo, lososa a tu?áka. (Stoppani, Aceto, 2011) 4.3.1 Syrovátkový protein Nej?ast?ji používaným dopl?kem stravy je syrovátkový protein. Syrovátka není moc dobrým zdrojem bílkovin, protože jich obsahuje asi jen 12% a vysoké procento tuku. Proto se používají syrovátkové koncentráty a isoláty, které mohou obsahovat až 90% bílkovin s velmi nízkým obsahem tuku. Základní funkcí proteinových koncentrát? je získání kvalitní svalové hmoty a kvalitn?jší regenerace svalových vláken. Jsou ideální p?i intenzivním tréninku pro výživu sval? na zvýšení jejich objemu, zvýšení výkonnosti a zkrácení doby regenerace. Tyto proteinové p?ípravky jsou obohacené r?znými dopl?ky ke snížení nežádoucích katabolických d?j? ve svalové tkáni (ztráta vybudované svalové hmoty). 6 / 7
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) U b?žné populace a rekrea?ních cvi?enc? je doporu?ovaný p?íjem asi 1 gram bílkovin na kilogram t?lesné hmotnosti. Takovéto množství je reálné dodat t?lu v denní dávce jídla. Nejkvalitn?jší z hlediska výživy je bílkovina obsažená v bílcích vajec, mléce, mlé?ných výrobcích (tvaroh), a mase. (Trampota,2014) Tabulka 1 Složení kravského mléka (v %) (Šedivý, 2008) Celkový obsah bílkovin 3,2 % kasein 2,6 % syrovátková bílkovina 0,6 % tuk 3,6 % laktóza 4,8 % Minerální látky 0,7 % voda 87,6 % [1] chemická látka uvol?ovaná z nervového zakon?ení na synapsi. Slouží k p?enosu impulsu p?es synaptickou št?rbinu a umož?uje tak další vyvolání ur?ité reakce (stah svalu) [2] Vysokoenergetická forma kreatinu obohacená o fosfátovou skupinu. Vzniká fosforylací kreatinu. PDF generated by Kalin's PDF Creation Station 7 / 7