Vypracovala: PaedDr. J. Dolinská
Pohyb je cieľavedomá činnosť. Uskutočňuje sa s cieľom:
· vyhľadávať potravu a vhodné životné podmienky
· uniknúť pred nebezpečenstvom
· zabezpečiť životne dôležité funkcie - rozvádzanie živín, rozmnožovanie, pohyb potravy v tráviacej sústave a pod.
U živočíchov sa rozlišujú dve formy pohybu:
a) pasívny pohyb - živočíchy sú unášané len pôsobením fyzikálnych faktorov napr. vodou, vzduchom, telovými tekutinami, alebo ich prenášajú iné živočíchy.
Príkladom môže byť plachtenie vtákov, ktoré využívajú vzdušné prúdy na časť svojho letu, prenos jednobunkovca - trypanozómy spavičnej v krvi človeka do iných častí tela, alebo presun blchy, ktorá sa zachytila na srsti psa a po určitom čase preskočí na iné miesto.
Každý z vyššie opísaných živočíchov sa pohybuje aj aktívne, lebo má vytvorené príslušné pohybové orgány alebo organely.
Pasívny pohyb je charakteristický aj pre rastliny.
b) aktívny pohyb - pohyb viazaný na pohybové orgány alebo pohybové organely. Aktívny pohyb podmieňoval celý fylogenetický vývoj organizmov, zdokonaľovanie orgánov, ktoré s tým súviseli - nervovej, hormonálnej, zmyslovej ale aj dýchacej a obehovej, ktoré zabezpečovali okysličovanie a rozvádzanie dýchacích plynov.
Mechanizmy pohybu:
I. NESVALOVÝ POHYB
1. meňavkovitý (amébovitý) pohyb – pohyb pomocou panôžok (pseudopódií), charakteristickýprúdením cytoplazmy v bunke (napr. meňavky, niektoré druhy bielych krviniek)
2. pohyb bičíkmi a brvami – umožňujú vykonať:
a) lokomócie – predstavujú pohyb z miesta na miesto. Pomocou bičíkov sa pohybujú aj samčie pohlavné bunky väčšiny živočíchov. Obrveným povrchom tela sa pohybujú aj niektoré ploskavce alebo larválne štádiá.
Lokomócie sú častokrát vyvolané podnetmi:
- kinéza je zrýchlenie alebo spomalenie pohybovej aktivity vzhľadom na nejaký podnet, napr. pohybová aktivita črievičky vo vzťahu k svetlu a teplote.
- taxie - súvisia so zmenou smeru pohybu vzhľadom na podnet, príkladom je: chemotaxia - reakcia na chemické podnety (pohyb spermií k vajíčku), fototaxia - reakcia na svetelné podnety (pohyb euglény zelenej za svetlom alebo švábov od svetla) a pod.
b) transport látok určitým smerom - obrvené alebo bičíkaté bunky sú súčasťou niektorých sústav, ich pohyb je viazaný spravidla na vlhké prostredie, napr. tvoria výstelku vnútornej plochy plášťa ulitníkov, sú v bunkách vylučovacej sústavy obrúčkavcov, vo výstelke tráviacej dutiny živočíchov a v dýchacích cestách cicavcov.
II. SVALOVÝ POHYB
Svalový pohyb sa vyvinul mnohobunkovcom počas fylogenézy ako významný prvok adaptácie organizmov na podmienky vonkajšieho prostredia. Vzniká špecializované svalové tkanivo a svaly jednotlivých živočíšnych skupín sú rozlične organizované a usporiadané vzhľadom na spôsob života.
a) pŕhlivce (medúza), mäkkýše (sépie, chobotnice) – sú známe reaktívnym pohybom. Pohyb je známy pre vodné druhy, kde lievikovitá časť ich tela, umožní prijať určité množstvo vody, ktoré prudkým vymrštením uvoľnia. Živočíchy sa pohybujú opačným smerom ako je smer vymrštenia vody.
b) ploskavce a obrúčkavce – majú vytvorený kožnosvalový vak. Je tvorený z dvoch, navzájom kolmých vrstiev. Stiahnutím pozdĺžnej svaloviny, sa rozšíri a napne kruhová svalovina a naopak. Ak jednotlivé sťahy svaloviny postupujú po celej dĺžke svalového vaku, umožňujú obrúčkavcom peristalický (červovitý) pohyb. Peristaltický pohyb v podobe postupujúcich vĺn je charakteristický aj pre tenké črevo, v ktorom dochádza k pohybu tráveniny (chýmusu) k análnemu otvoru a vstrebávaniu živín.
Pohybu často pomáha vylučovanie slizu (napr. slimák).
c) pijavice a húsenice piadiviek - sa pohybujú tzv. piadivým pohybom pomocou prísaviek.
d) stavovce - svalová sústava nadobudla veľké rozmery a rozsiahlu tvarovú a funkčnú diferenciáciu.
e) kruhoústnice, drsnokožce, ryby - majú svalovinu usporiadanú do myomérov = segmentov.
V rámci fylogenézy sa myomérypostupne menili na svalové skupiny. U obojživelníkov je možné súčasne pozorovať myoméry v oblasti trupu a rozvoj svalových skupín na končatinách (stehenné svaly).
f) obojživelníky, vtáky, cicavce – majú vytvorené funkčné skupiny svalov okolo hlavy, trupu a jednotlivých končatín.
Súhra hlavných kostrových svalov tzv. pákovým pohybom je základom pohybovej činnosti v celej živočíšnej ríši aj u človeka. Ak sa jeden sval skráti, druhý sa napne a opačne. Protichodná práca svalov umožňuje pohyb v rozsiahlej miere. Protipôsobiace svaly (antagonistické svaly) hornej končatiny sú dvojhlavý sval ramena (biceps) a trojhlavý sval ramena (triceps). Kým pri ohybe hornej končatiny sa biceps skráti, triceps sa napne a predĺži. Naopak pri vystretí ruky sa biceps napne a predĺži, kým triceps sa skráti. Sila a veľkosť svalového sťahu závisí od vzdialenosti svalového úponu, od osi pohybu, od uhla v akom sa svaly upínajú na kosti a od hmotnosti svalu.
Práca hornej končatiny
Existujú skupiny živočíchov, ktoré sa v určitom vývinovom štádiu nepohybujú, tvoria prisadnuté formy.
Napr. plášťovce sú prisadnuté živočíchy, ktoré sa v dospelosti nepremiestňujú. Ich larválne štádiá sú však pohyblivé.
Sval (musculus) - funkčná zložka pohybového aparátu
Naše telo má okolo 600 svalov. Ich hmotnosť je u mužov priemerne 36%, u žien 32% z celkovej hmotnosti tela. U trénovaných ľudí môže tvoriť okolo 45%, ale naopak pri ich nepoužívaní ochabujú (atrofujú), môže klesnúť aj na 30%.
Sval tvoria:
a) svalové vlákna – každé svalové vlákno je obklopené jemnou membránou – sarkolémou. Vo vnútri svalového vlákna je veľa jemných svalových vlákienok (myofibríl), ktoré sú uložené vedľa seba. Myofibrily sú vlastnými kontraktilnými elementami. Z väčšej časti ich tvoria vláknité kontraktilné bielkoviny - aktín a myozín. Aktínové vlákna sú izotropné a majú menší priemer. Myozínové vlákná sú anizotropné a hrubšie. Tie sa pri kontrakcii svalu do seba zasúvajú. Sarkoplazmaje podobná cytoplazme. Spolu s jadrami, ktoré sú uložené tesne pod povrchom membrány, tvorí trofický aparát svalového vlákna a udržuje jeho funkcie schopnosť.
b) svalové snopce – tvorené zo svalových vláken pospájaných so svalových snopčekov
c) svalová blana (fascia) - na povrchu svalu
Každý sval má svoj:
a) začiatok – miesto, kde sa pomocou šľachy pripája ku kosti
b) hlavu svalu – najširšia časť svalu
c) úpon – šľacha, ktorou sa sval upína ku kosti
Rozdelenie svalových tkanív podľa funkcie:
a) hladké svalové tkanivo - je tvorené z jednojadrových buniek, ktoré nie je možné ovládať vôľou, sťahuje sa pomaly a je takmer neunaviteľné. Vytvára steny vnútorných orgánov (žalúdok, močový mechúr, maternica) ale i umožňuje pohyb ploskavcom, hlístovcom, obrúčkavcom a mäkkýšom.
b) priečne pruhované svalové tkanivo - tvorené z mnohojadrových buniek navzájom pospájaných do vláken rôznej dĺžky. Priečne pruhovanie je spôsobené pravidelným striedaním tmavých a svetlých úsekov myofilríl. Pre svalstvo sú typické rýchle kontrakcie, ale aj vyššia rýchlejšia unaviteľnosť. Ovláda sa vôľou. Tvorí kostrové svalstvo stavovcov a podieľa sa na pohybe článkonožcov.
c) srdcová svalovina - je osobitný typ svaloviny, ktorá štruktúrou pripomína priečne pruhované svalstvo ale funkciou hladké svalstvo. Svalové vlákna tvoria sieť spojenú mostíkmi. Nie je ovládané vôľou.
Kontrakcia (sťah) - základná funkcia svalu
1. izotonická kontrakcia – mení sa dĺžka svalu, ale vnútorné napätie ostáva rovnaké
2. izometrická kontrakcia – sval nemení svoju dĺžku, mení sa len vnútorné napätie svalu
Mechanizmus kontrakcie:
Podnetom na kontrakciu svalového vlákna je nervový vzruch v podobe akčného potenciálu. Okolo myofibríl je veľa vačkov a kanálikov dôležitých pri uvoľňovaní iónov Ca2+, ktoré sú spojovacím článkom medzi akčným potenciálom a kontrakčným mechanizmom myofibríl. Z myozínových vláken vychádzajú k aktínovým vláknam pravidelne sa opakujúce priečne mostíky s hlavicami, v ktorých je enzým adenozíntrifosfatáza na štiepenie ATP. Keď je sval v pokoji, hlavice sa nedotýkajú aktínu. Keď je sval v činnosti, hlavice sa dotýkajú aktínu a posunú aktínové vlákna po myozínových, čím sa obidve vlákna zasunú medzi seba. Potom sa väzba medzi aktínom a myozínom preruší, myozínová hlavica sa na aktín pripojí na inom mieste a opäť ho posunie. Posun sa niekoľkokrát opakuje, takže zasúvanie vláken je cyklická činnosť priečnych mostíkov, na ktorú sa využíva energia z ATP. Vznikne komplex aktinomyozín a tým sa celé vlákno skráti a napne. Chemická energia sa premení na mechanickú a súčasne vyniká teplo. Po skončení kontrakcie sa ATP obnoví, ióny vápnika sa vrátia späť do vačkov a kanálikov v cytoplazme svalového vlákna, uvoľní sa spojenie medzi aktínom a myozínom a svalové vlákno ochabne.
Rozdelenie svalov podľa kontrakcií a obsahu myoglobínu:
Pomer medzi množstvom fibríl a sarkoplazmy, určuje farbu svalového vlákna.
a) bledé svaly (rýchle svaly): majú prevahu fibríl, a menej myoglobínu, ich kontrakcia prebieha rýchlo, je intenzívnejšia ale trvá krátko a rýchlo nastáva únava, fungujú v anaeróbnom režime (napr. lietacie svaly vtákov, okohybné svaly)
b) červené svaly (pomalé svaly): majú prevahu sarkoplazmy a viac myoglobínu, ich kontrakcia má dlhšie trvanie, prebieha pomalšie ale trvá dlhšie, neskôr nastupuje únava a fungujú v aeróbnom režime. Jednoznačne najvyžadovanejšie u vytrvalcov (napr. ťažné kone).
Zväčša svaly trupu človeka majú prevahu červených vlákien, aby sa mohli uplatniť pri udržovaní polohy, kým napr. svaly končatín majú prevahu bielych vlákien, ktoré sa uplatňujú hlavne pri zmene polohy.
U človeka aj koňa existujú zmiešané svalové vlákna, ktoré obsahujú biele i červené vlákna v istom pomere. Napríklad človek ich má v pomere 50:50.
Práca svalov:
a) statická práca – zmena napätia svalu, bez jeho skrátenia (pri udržovaní rovnováhy a polohy)
b) kinetická práca – zmena dĺžky a napätia svalu
Inervácia svalov:
Inerváciu svalových vláken kostrových svalov stavovcov zabezpečujú hybné vlákna z motorických neurónov miechy, ktoré sa končia uprostred svalového vlákna nervovosvalovou platničkou. Tá má stavbu a vlastnosti jednoduchej synapsie. Na jeden podnet odpovie jedným svalových šklbnutím.
Činnosť priečne pruhovaných svalov stavovcov riadi mozog a miecha motorickými nervovými vláknami. Jedno vlákno inervuje veľký počet svalových vláken, s ktorými tvorí hybnú jednotku.
Zdroj energie pre prácu svalov:
1 kg svalov vyžaduje denne na svoju údržbu a výživu cca 90 kcal. Sval čerpá energiu na túto prácu zo svojich rezervných energetických látok, najmä z kreatínfosfátu a glykogénu.
Sval obsahuje hustú sieť krvných vlásočníc, ktoré privádzajú kyslík a látky potrebné na jeho prácu. Množstvo krvi pretekajúcich svalom sa mení, v pracujúcom svale stúpa prietok až deväťnásobne. Cievne zásobenie šliach je pomerne malé a vekom sa zhoršuje. Šľachy tak strácajú svoju pružnosť.
Tréning svalov:
Opakovaným zaťažovaním (tréningom) sa zväčšuje svalová sila, a tým aj svalový výkon.
Ak sval hypertrofuje, zväčšuje sa množstvo sarkoplazmy a tým sa zväčšuje priemer svalového vlákna. Predpokladá sa, že pri hypertrofii sa zmnožuje aj počet myofibríl.
U športovcov ide častokrát o jednostranné zaťaženie iba určitých svalov, preto sú vyvinutejšie ako ostatné. Napr. futbalisti majú dobre vyvinuté dolné končatiny, tenisti majú jednu pažu mohutnejšiu ako druhú, vodáci majú úžasné telá od pása nahor, nohy zaostávajú.
V poslednom čase sa už zo zdravotných dôvodov začínajú využívať i vo vrcholovom športe tzv. doplnkové športy, aby sa vyrovnali svalové nezrovnalosti (disbalancie) a tak sa predišlo vážnym poškodeniam pasívneho pohybového aparátu (kostry).
Športujúci organizmus je zvyknutý na záťaž, rýchlejšie regeneruje, neustále v ňom prebiehajú metabolické procesy, má spánok, stabilizuje hladinu cukru v krvi, zlepšuje náladu, kvalitu i vzhľad pokožky. To znamená, že ľahšie znáša úrazy a rýchlejšie sa zahojí ako nešportujúci človek.
Použitá literatúra:
http://moravcicka.websnadno.cz/Prirodoveda.html
http://www.bioweb.genezis.eu/?cat=5&file=pohybova
http://sk.wikipedia.org/wiki/%C5%BDivo%C4%8D%C3%ADchy
http://www.equichannel.cz/fyziologia-svalovej-prace-vo-vztahu-kvytrvalostnemu-jazdeniu
http://www.aerobik-mladost.sk/index_clanok007.htm
Ušaková, K. et al.: Biológia pre gymnázia 3. 1. vyd. Bratislava : MEDIA TRADE. 2001. 87 s. ISBN: 80-08-01967-0