Isometrická a isotonická kontrakce příčně pruhovaného svalu.

Při studiu fyziologie příčně pruhovaných svalů jsem narazil na jeden zásadní problém: isometrická a isotonická kontrakce. Naprosto neintuitivní záležitost.

Nechápal jsem to poměrně dlouhou dobu, ale když jsem objevil Guytonovu fyziologii, tak jsem prohlédl. Navíc ono to je vysvětlené i v Silbernagelově atlase. A to docela pěkně.

Takže po pořádku. Zásadní informace, která je lehce přehlédnutelná, ale v podstatě vše hned vysvětluje je tato: "...sval obsahuje i elastické a viskózní složky zapojené s kontraktilními jednotkami v sérii, je možné, aby kontrakce proběhla i bez zjistitelného zkrácení svalu jako celku." (Ganong, kap. 3).Tato věta v podstatě objasňuje celý problém.

Isometrická kontrakce: Máte v ruce PET láhev, která je plná vzduchu. Stisknete láhev tak, že to už více nejde. V okamžiku, kdy to víc už nejde se vaše svaly už více nezkracují, ale přesto jsou v kontrakci, protože vás to stojí nějakou energii. A tohle se může stát právě proto, že sval obsahuje elastické struktury, které jsou zapojeny v sérii s kontraktilními vlákny. Představit si to můžete například takto: máte siloměr, na nějž je zavěšena pružina a na ní závaží. Vy vezmete siloměr a zdvihnete ho. Pružina se vahou závaží protáhne a závaží se nehne (pokud nebudete tahat moc dlouho). Nyní jak má tento model demonstrovat sval: Siloměr a pohyb jím napodobuje kontraktilní elementy. Pružina, která je s ním v sérii, napodobuje ony elastické struktury a závaží je závaží. Čili protože jste zdvihli siloměr, napodobili jste kontrakci kontraktilních vláken ve svalu. Tím došlo k protažení elastických struktur a pokud nebyla síla moc velká, tak se závaží vůbec nepohlo, což demonstruje nezkrácení svalu jako celku. Jasné? :)

Isotonická kontrakce. Tonus = napětí. Napětí závisí na hmotnosti závaží, které musí svalu zvednout. Od hmotnosti se tedy odvíjí síla, která proti pohybu svalu působí. Protože jsme na Zemi, kde je gravitační zrychlení stejné (fyzici by asi nesouhlasili, ale fyziologům to (a právem) nevadí), je i síla, kterouž toto závaží působí proti pohybu svalu, stále stejná. Čili i napětí, které sval musí vyvinout, aby závažím pohnul, je stále stejné = isotonická kontrakce. Pokud zvednete nákupní tašku to určité výšky, tak ono zdvihnutí ze země je isotonická kontrakce. Nyní už ji máte v požadované výšce, kde ji udržujete a taška se nehýbe, sval se makroskopicky nehýbe (elastické elementy jsou samozřejmě protaženy a ke kontrakci mikroskopicky dochází), čili to je příklad isometrické kontrakce.

Rád bych měl ještě jednu krátkou poznámku k srdečnímu cyklu. Jistě víte, že existuje tzv. fáze isovolumetrické kontrakce. To je přesně stejný případ isometrické kontrakce. Ale projevuje se tím, že dochází ke kontrakci myokardu, nicméně protože jsou stále ještě uzavřeny poloměsíčité chlopně, nemění se objem krve v komorách, a proto isovolumetrická kontrakce.