obecná anatomie kosterního svalu, jeho inervace a cévní...
TRANSCRIPT
Obecná anatomie kosterního svalu, jeho inervace
a cévní zásobení, vývoj kosterní svalovinyMiloš Grim, Anatomický ústav 1. LF UK, říjen 2019
Obecná anatomie svalu, jeho nervové
a cévní zásobení – obsah přednáškyPopis svalu: začátek, úpon, svalové bříško, šlacha,
aponeurosa, vazivové stroma, myotendinosní spojení, tvar
svalu, typy uspořádání sval. vláken, názvy svalů
Přídatné struktury: synoviální a vazivová pouzdra šlach,
fascie, retinakula, osteofasciální a osteofibrosní prostory,
Stavba svalu: svalová vlákna, myofibrily, actin a myosin,
sarkomery, skluzný model kontrakce, regenerace svalu
Inervace svalu, svalové cévy: neurovaskulární hilus,
motorické a proprioceptivní axony, motorická ploténka,
acetylcholin, typy svalových vláken,
Funkce svalu: isometrická a isotonická kontrakce
Vývoj svalu: diferenciace, morfogeneze
Periferní nervy: segmentová inervace kůže a svalů
Termíny obecné angiologie a lymfologie
1. po svalových skupinách
2. kreslit schéma začátku,
úponu a polohy svalu
3. inervace vždy skupiny svalů
podobné funkce
4. zhotovit přehledné tabulky
5. kreslit osteofasciální prostory,
jejich ohraničení a obsah na
transversálních řezech
6. identifikace svalů na praktiku
7. detailní studium při pitvě
Jak studovat svalový systém
musculus, caput, venter, origo, insertio, tendo, aponeurosis,
fascia, epimysium, perimysium, endomysium
Čihák: Anatomie 1, Grada 2011
Myotendinosní spojení (MTJ)
Tvar svalu
Tendo, aponeurosis Neurovaskulární hilus (motorický bod)
Typy paralelního uspořádání svalových
vláken inervovaných uprostřed své délkyZpeřené svaly
znázornění esteráz (štěpí acetylcholin)
v subneurálním aparátu (SNA) motorických plotének
Názvy svalů:podle tvaru: deltoideus, quadratus, rhomboideus, teres,
gracilis, rectus, lumbricalis
podle velikosti: major, minor, longus, brevis, latissimus,
longissimus
podle počtu hlav nebo bříšek: biceps, triceps, quadriceps,
digastric, biventer
podle polohy: anterior, posterior, interosseus, supraspinatus,
infraspinatus, dorsi, abdominis, pectoralis, brachii, femoris,
oris, superficialis, profundus, externus, internus
podle začátku a úponu: sternocleidomastoideus,
coracobrachialis
podle funkce: extensor, flexor, abductor, adductor, levator,
depressor, supinator, pronator, constrictor, dilator
Šlachové synoviální pochvy, vaginae
synoviales (modře) v osteofibrosních
kanálcích pod retinaculum musculorum
extensorum na hřbetu ruky.
Schéma fibrosní a synoviální pochvy a
tíhových váčků, bursae mucosae.
Čihák: Anatomie 1,
Grada 2011
Přídatné struktury svalu
Epitenonium
Peritenonium
Mesotenonium
Serosni tekutina,
Cévy šlachy
Působení retinaculum musculorum extensorum na
šlachu m. extensor hallucis longus podle Vesalia, 1555
Fascia, septum intermusculare, compartimentum
Stingl,Grim, Druga: 5.Anatomie krajin těla, Galén 2008
Transvrezální řez paží - MRI
Osteofasciální
prostory
na horní
končetině
Stingl,Grim, Druga: 5.Anatomie krajin těla, Galén 2008
http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/neuro/muscle.htm
Svalová vlákna na podélném a příčném řezu v optickém a elektronovém mikroskopu
Gray´s Anatomy
skluzný model svalového stahu
Svalové vlákno,
Myofibrily, sarkomery,
Sarkoplasmatické
retikulum,T-tubuly,
Triady, Mitochondrie,
Sarkolemma,
Basální lamina
Satelitní buňka
Gray´s Anatomy
Inervace svaluneurovaskulární hilus
Motorická inervace svalu
motoneurony: pomalé a rychlé alfa motoneurony,
gamma motoneurony
motorická ploténka, mediátorem přenosu ACh
zony motorických plotének,
motorická jednotka,
polyneurální inervace, segmentová inervace,
denervační atrofie
Sensitivní (proprioceptivní) inervace svalu
svalová vřeténka, Golgiho šlachová tělíska,
proprioceptivní reflexy , gamma motoneurony ,
gamma klička , tractus reticulospinalis
Innervace kosterního svalu: motoneurony, motorické ploténky,
acetylcholin, motorická jednotka, proprioceptivní neurony,
svalová vřeténka, Golgiho šlachová tělíska
Čihák: Anatomie 1, Grada 2011
Zóny motorických plotének
Motorická ploténka – místo nervosvalové synapse, pozitivita
acetylcholinesteázy (ACHe) v subneurálním aparátu motorické ploténky
Schéma somatotopické distribuce motoneuronů
inervujících skupiny svalů horní končetiny a trupu
transverzální řez krční míchou
Motorická ploténka, synaptické vesikuly,
mediátor přenosu: acetylcholin
blokáda přenosu: kurare
myorelaxancia
Sval, který není inervován,
podléhá atrofii (degeneraci) –
denervační atrofie
Svalové vřeténko
Golgiho šlachové
tělísko
Elektromyografie
KLINICKÝ PŘÍKLAD ZTRÁTY INFORMACÍ
Z PROPRIORECEPTORU
V knize „Muž, který si spletl svoji ženu s kloboukem“
uvádí neurolog Oliver Sacks popis reakcí mladé
ženy, která kompletně ztratila proprioceptivní
vnímání.
Senzorická neuropatie neznámého původu ji zbavila
prakticky všech proprioceptivních informací. Přitom
bylo její kožní čití jen lehce oslabeno a motorické
axony byly ušetřeny. Nicméně, nemohla stát, aniž by
soustavně sledovala svá chodila, nemohla cokoliv
udržet v rukách a těmi nevědomě klátila kolem sebe.
Když je natáhla, aby uchopila nějaký objekt, obvykle
ho minula. Zastavila pohyb příliš brzy nebo příliš
pozdě.
Stalo se něco hrozného, necítím své tělo.
Cítím se příšerně, jako bych byla bez těla“
říkala, a „asi jsem ztratila své ruce. Myslím, že
jsou na jednom místě a zpozoruji je na jiném.“
Poté, co jí bylo vysvětleno, co je to
propriocepce, řekla: „tahle propriocepce je
jako oči těla, je to způsob jakým tělo vidí
samo sebe. A když se stane, co se stalo mně,
je to jako když tělo oslepne... takže ho musím
pozorovat, musím být jeho očima.
Take home message:
Sval bez propriocepce není pod kontrolou
a tělo o něm neví
Regenerace kosterního svalu• satelitní buňka – kmenová buňka svalového
vlákna
• aktivace satelitních buněk, jejich proliferace,
fúze a diferenciace
• regenerace po poranění, po transplantaci:
revaskularisace, reinervace
• časový průběh regenerace svalových vláken x
proliferace vaziva
Satelitní buňky a regenerace kosterního svalu
Potup reenerace svalu u laboratorního potkana
1.den
3. den
5. den
7. den
30. den
60. den intaktní sval
Carlson BM: Physiol Bohemoslov 27: 387- 400, 1978
Sval byl transplantován s přerušeným cévním zásobením
Funkce svaluisotonická a isometrická kontrakce,
reciproční inervace, synergisté, antagonisté,
klidové napětí, posturální svaly, elektromyografie,
postkontrakční relaxace, denervační atrofie svalu, atrofie z
inaktivity
Volní motorickou aktivitu řídí motorické systémy CNS
podle informací z mechanoreceptorů a proprioreceptorů
a podle motivací zpracovaných limbickým systémem
Podkladem mimovolní motoriky je reflexní aktivita
Klidové napětí svalů (isometrická
kontrakce) udržuje vzpřímenou polohu
těla = antigravitační působení svalu,
„posturální svaly“
Posturální svaly (antigravitační)
jsou svaly, které zabezpečují vzpřímený postoj
(působením zemské přitažlivosti jsou napínány , např.
extenzory dolních končetin, některé zádové svaly)
Posturální stabilita je schopnost udržovat vzpřímené
držení (lat. postura – poloha)
Isotonická kontrakce
sval se zkracuje,
výsledkem je pohyb
Hypertrofie svaloviny
denervační atrofie, atrofie z inaktivity
Typy svalových vlákenslow contracting (oxidative) – málo unavitelní SO – typ I
fast contracting (oxidative-glycolytic) – FOG – typ IIa
fast contracting (glycolytic) brzo se unaví – FG - IIx
pomalé a rychlé isoformy těžkých řetězců myosinu,
myozinová ATPáza, dehydrogenáza,
glykogen fosforyláza,
Inervace pomalými a rychlými alfa motoneurony
Znázornění typů svalových vláken histochemický průkaz
katalytickou reakcí na myozinovou ATPázu a dehydrogenázu
slow oxidative – SO – typ I
fast oxidative-glycolytic – FOG – typ IIa
fast glycolytic – FG - IIx
Gray´s Anatomy
FG IIx FOG IIa SO I
Schéma kapilárního řečiště svalu, rozdílná denzita a délka kapilár
FG IIx FOG IIa SO I
Mrázková O, Grim M, Carlson BM: .Am J Anat.177: 141- 8, 1986
Distribuce typů svalových vláken
Tři základní typy svalových vláken se v
určitém vzájemné poměru vyskytují v
každém svalu.
Obvykle leží rychlá svalová vlákna FG)
blíže povrchu svalu a pomalá¨vlákna
(SO) v hlubších partiích svalu.
Gen ACTN3 kóduje alfa-actinin-3 a má dvě alely (R, X)
Alela R má cytosin v kodonu 577, který kóduje arginin.
V alele X je cytosin nahrazen thyminem, čímž je translace
předčasně ukončena a nevytváří se funkční protein.
Pouze R alela umožňuje syntézu alfa actininu 3, proteinu,
který je obsažen převážně v FG (IIx) svalových vláknech
zodpovědných za rychlý a vydatný stah svalu.
Nositelem alespoň jedné R alely je 95% elitních sprinterů a
50% z nich má dokonce obě R alely - každou od jednoho z
rodičů.
V Keni je 99% populace nositelem alespoň jedné R alely,
na Jamajce je to 98% populace, ale v evropské populaci je to
jen 82% jedinců.
Předpokládá se, že homozygotů X/X, kteří netvoří alfa-actinin
3 je celosvětově 15 – 25 % populace.
DG MacArthur and KN North: BioEssays 26:786–795, 2004
Schéma myogeneze
Myogenní
determinační faktory
(MyoD, Myf5,
myogenin)
Myostatin-zástava
proliferace myoblastů
satelitní buňka
Diferenciace kosterní svaloviny, myogenesePůvod myogenních buněk
paraaxiální mesoderm, somity
Determinace myogenních buněk
transkripční faktory: myogenin, MyoD, Myf-5
Diferenciace (po proliferaci fúze): myoblast, myotuba,
svalové vlákno, kmenová buňka svalového vlákna: satelitní
buňka
Růst svalu: hypertrofie, růst do délky= fúze se satelitními
buňkami zejména na koncích vláken
Morfogeneze: svalový blastém, svalový základ, jeho
štěpení, jeho fúze, vrůstání myotomů do stěny trupu,
migrace myogenních buněk do základů končetin
Nositelem morfogenetické informace je lokální mesenchym,
který exprimuje homeotické geny: HOX, PRX1, ALX3, TBX1
Klíčovým genem identity horní končetiny je gen TBX5 a pro
dolní končetinu je to gen TBX4 a PITX1 (Takeuchi et al 1999).
Spontánní mutace (Belgian blue) genu
pro myostatin vede k nadměrné
proliferaci svalových buněk
Uvádí se, že mezi
šampióny ve vzpírání
mohou být i jedinci s
vrozeným defektem
myostatinu
Vývoj kosterního svalu (morfogeneze,
pattern formation)
Tvorba svalového blstému
Štěpení svalového blastému v základy
jednotliých svalů
Migrace myogenních buněk do periferie
Tvorba svalů v myotomech
Původ myogenních buněk trupu a končetin
HH 25
MyoD Myogenese ve stěně trupu, na hlavě a v končetinách
Anatomie 1Benninghoff, Drenckhahn: Anatomie I, 2003
Svalovina epaxiální (inervace z r. dorsalis n. spinalis) a hypaxiální
(inervace z ramus ventralis) inervace na transversálním řezu embryem
v úrovni břišní stěny v časném (vlevo) a v pozdějším (vpravo)
vývojovém období
Anatomie 1
C DK HH 22
Vývoj svalů v končetině
Osídlení základu
končetiny buňkami
z axiálních struktur:
myogenní buňky,
angiogenní buňky,
buňky z neurální lišty
(Schwannovy buňky,
Merkelovy buňky,
melanocyty)
vrůstání axonů
kolonizace končetin buňkami z axiálních struktur embrya
(svalové buňky, angioblasty, pigmentové buňky, Schwannovy
buňky)
QCPN Ab
HH 29
Experimentální embryologie Embryonální chiméra japonské křepelky (Q)
a bílé leghornky (C) transplantace somitu, myogenní buňky v končetině
pocházejí ze somitů
QC
Q
C
Jacob M, Christ B,
Jacob HJ, Grim M:
(1970 – 1973)
Ventrální a dorsální svalový blastém v základu
končetiny a jeho štěpení v základy jednotlivých svalů
Desmin
Morfogeneze svalů končetin
Lbx1
Okohybné svaly
(Inervace: III.,IV., VI.)
Svaly žaberních oblouků
Žvýkací svaly (BA 1 -V.)
Mimické svaly (BA 2 -VII.)
Svaly sluchových kůstek
(BA 1,2.- V., VII.)
Suprahyoidní svaly
(BA 1,2.- V., VII. + M.Gh- XII.)Svaly patra a faryngu
(BA 3, 4 - IX., X.)
Svaly hlavy z okcipitálních somitů
Svaly jazyka (XII.),
Svaly laryngu (X.)
M. trapezius a
m. sternocleidomastoideus (XI.)
Morfogenese svalů hlavy 1. Svaly hlavy, které
pocházejí z buněk paraaxiálního mesodermu
Obecná anatomie periferního nervu
Systema nervorum periphericum (PNS)
nervi spinales, nervi craniales, nervi autonomici –
pars sympathica, pars parasympathica
neuron, neuroglia, synapsis, ganglion,
nervus sensorius, nervus motorius, nervus mixus,
endoneurium, perineurium, epineurium,
plexus nervorum spinalium, plexus autonomici,
plexus vasculares
Dva segmenty hrudní míchy a jejich míšní nervy
Kandel et al: Principles of neural science, 2000, McGraw-Hill
Kořenové inervační okrsky- areae radiculares (dermatomy)
Kořenové inervační okrsky na končetině a jejich vývoj
Inervace
svalů
z míšníéch
segmentů
Plexus nervorum spinalium:plexus cervicalis, brachialis, lumbalis, sacralis
Regenerace přerušeného axonu
Štěpy z fasciklů periferního nervu k překlenutí částečného
defektu v přerušeném periferním nervu; sutura perineuria;
axony vrůstají do periferie cca 1 mm/den
Obecná angiologie
krevní cévy:
arteria,
vena,
valva, valvula,
vas capillare, kapilára,
anastomosis
arteriovenosa,
vas collaterale,
plexus venosus,
vena portae
fetální cirkulace
valvae venarum
Termíny obecné anatomie lymfatického systémuvas lymphaticum, trunci lymphatici, dutus lymphatici,
nodi lymphatici
Doporučená literatura
Obecná myologieČihák R : Anatomie 1, (3. vydání) str. 349- 359, Grada 2011
Grim, Druga et al.: Základy anatomie, díl I, Grada, 2001, 2018
Lullmann-Rauch R: Histologie, Grada 2012, str.186 – 198,
český překlad, Grada 2011
Původ a vývoj svalů, molekulární mechanismyČihák R: Anatomie 1,(3. vydání) str. 47- 56 a str. 359 – 366,
Langmanova embryologie, str. 165 – 171, Grada
Build your muscles, build your brain