3
Lékařská fyziologie místa nervosvalové ploténky ‒ elektricky je svalové vlákno podobné nemyelizovanému axonu velkého průměru). Trvání absolutní refrakterní fáze je srovnatelné s axonem. Signálem pro vznik akčního potenciálu na membráně sarkolemy je dostatečná depolarizace sarkolemy pod nervosvalovou ploténkou. Po překročení prahového potenciálu a následné aktivaci napěťové řízených kanálů se tento lokální potenciál změní na akční potenciál a bez dekrementu se šíří celou sarkolemou. To se samozřejmě týká také již zmíněných vchlípenin sarkolemy – T‑tubulů (viz obr. 3.2), jež svou těsnou blízkostí se sarkoplazmatickým retikulem umožňují efektivní zprostředkování akčního potenciálu sarkolemy všem myofibrilám přes aktivaci sarkoplazmatického retikula, které uvolní Ca2+. Tento sarkoplazmatický Ca2+ influx netrvá déle než pár milisekund, což je dostatečný čas k tomu, aby se v sarkoplazmě účinně zvýšila koncentrace Ca2+. Ta nabývá během pokračující nervové stimulace hodnot 10–4 mol/l, což spolehlivě dostačuje k maximální svalové kontrakci. V místě styku s T‑tubuly se sarkoplazmatické retikulum rozšiřuje a vytváří takzvané terminální cisterny (viz obr. 3.2). T‑tubulus se dvěma přilehlými cisternami tvoří takzvanou triádu. Funkce těchto triád tkví především v účinném, malou vzdáleností daném dobrém propojení mezi elektrickými ději sarkolemy a sarkoplazmatického retikula. Tyto triády jsou umístěné na pomezí proužku I a proužku A. Následkem jednoho akčního potenciálu se vytvoří jeden kalciový pulz trvající přibližně 50 ms, během něhož dojde ke kontrakci a následné relaxaci. Aby kontrakce pokračovala, musí kalcium v sarkoplazmě zůstávat. Toho je kvůli kontinuálnímu odčerpávání Ca2+ zpět do sarkoplazmatického retikula (stoupne‑li koncentrace Ca2+ nad 10–4 mol/l, odčerpávání se zrychlí) možné dosáhnout pouze opakovanou aktivací sarkoplazmatického retikula akčními potenciály sarkolemy (viz časová a prostorová sumace). Aktivace sarkoplazmatického retikula se děje především prostřednictvím dvou mechanizmů. Prvním je aktivace napěťově řízených dihydropyridinových Ca2+ kanálů, které jsou umístěné v membráně sarkoplazmatického retikula, jež je v oblasti terminálních cisteren v těsné blízkosti depolarizující se sarkolemy. Druhý mechanizmus uvolnění Ca2+ je uskutečněn prostřednictvím ligandem řízeného ryanodinového receptoru, jenž je blízkým příbuzným IP3 receptoru a otevírá Ca2+ kanál po navázání IP3. Jakmile se v sarkoplazmě dosáhne účinné koncentrace Ca2+ iontů, je kontrakce zahájena a trvá, dokud je jich v sarkoplazmě dostatečná koncentrace. Relaxace svalů. Uvolnění Ca2+ do cytosolu je primárním aktivátorem kontrakce. Nicméně aby došlo k následné relaxaci svalu, musí se uvolněné Ca2+ zpětně vstřebat do sarkoplazmatického retikula a také extracelulárního prostoru. K tomu slouží další ATPázový systém, Ca2+ pumpa, která pumpuje Ca2+ do extracelulárního prostoru (především do T‑tubulu) a sarkoplazmatického retikula (hlavně do jeho terminálních cisteren). Je‑li koncentrace Ca2+ dostatečně snížená, aktino‑myosinová interakce vymizí a sval relaxuje, dokud není dalším akčním potenciálem uvolněno Ca2+. Jelikož je náležitá relaxace podmíněná velmi nízkou koncentrací Ca2+ (až 10–7 mol/l), musí být Ca2+ pumpa velmi účinná a také vysoce specifická k vápníkovým iontům, docilující až 10 000násobného transmembránového gradientu pro Ca2+. Tomu odpovídá i fakt, že až 80 % všech bílkovin membrány sarkoplazmatického retikula tvoří právě vápníková pumpa. Její činnost závisí na přítomnosti Mg2+ a předpokládá antiport jednoho iontu Mg2+ proti dvěma iontům Ca2+ za hydrolýzy jedné molekuly ATP. Je nutné si uvědomit, že ATP tedy není spotřebováván jen během kontrakce, ale i během relaxace. Případná inhibice resorpce Ca2+ do sarkoplazmatického retikula 94
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS275839