Anatomie a fyziologie

Dvě kritéria, která je třeba zvážit při klasifikaci typů svalových vláken, jsou rychlost kontrakce některých vláken ve srovnání s jinými a způsob, jakým vlákna produkují ATP. Na základě těchto kritérií existují tři hlavní typy kosterních svalových vláken. Pomalá oxidativní (SO) vlákna se smršťují relativně pomalu a k produkci ATP využívají aerobní dýchání (kyslík a glukóza). Rychlá oxidativní vlákna (FO) mají rychlé kontrakce a využívají především aerobní dýchání, ale protože mohou přecházet na anaerobní dýchání (glykolýzu), mohou se unavit rychleji než vlákna SO. A konečně rychlá glykolytická (FG) vlákna mají rychlé kontrakce a využívají především anaerobní glykolýzu. FG vlákna se unaví rychleji než ostatní. Většina kosterních svalů člověka obsahuje všechny tři typy, i když v různém poměru.

Rychlost kontrakce závisí na tom, jak rychle myozinová ATPáza hydrolyzuje ATP za vzniku příčného můstku. Rychlá vlákna hydrolyzují ATP přibližně dvakrát rychleji než pomalá, což má za následek mnohem rychlejší cyklování příčných můstků (které rychleji přitahuje tenká vlákna ke středu sarkomer). Primární metabolická dráha používaná svalovým vláknem určuje, zda je vlákno klasifikováno jako oxidativní nebo glykolytické. Pokud vlákno primárně produkuje ATP aerobní cestou, je oxidativní. Během každého metabolického cyklu může být vyprodukováno více ATP, díky čemuž je vlákno odolnější vůči únavě. Glykolytická vlákna vytvářejí ATP především anaerobní glykolýzou, která produkuje méně ATP na jeden cyklus. V důsledku toho se glykolytická vlákna rychleji unaví.

Oxidativní vlákna obsahují mnohem více mitochondrií než vlákna glykolytická, protože v mitochondriích probíhá aerobní metabolismus, který v metabolické dráze využívá kyslík (O2). Vlákna SO mají velký počet mitochondrií a jsou schopna delší kontrakce díky velkému množství ATP, které mohou produkovat, ale mají relativně malý průměr a neprodukují velké množství napětí. SO vlákna jsou hojně zásobena krevními kapilárami pro přívod O2 z červených krvinek v krevním řečišti. Vlákna SO mají také myoglobin, molekulu přenášející O2 podobnou hemoglobinu přenášejícímu O2 v červených krvinkách. Myoglobin ukládá část potřebného O2 v samotných vláknech (a dodává vláknům SO jejich červenou barvu). Všechny tyto vlastnosti umožňují vláknům SO produkovat velké množství ATP, které dokáže udržet svalovou aktivitu bez únavy po dlouhou dobu.

Skutečnost, že vlákna SO mohou fungovat po dlouhou dobu bez únavy, je činí užitečnými při udržování postoje, vytváření izometrických kontrakcí, stabilizaci kostí a kloubů a provádění malých pohybů, které se dějí často, ale nevyžadují velké množství energie. Nevytvářejí vysoké napětí, a proto se nepoužívají pro silné, rychlé pohyby, které vyžadují velké množství energie a rychlé cyklování příčných můstků.

FO vlákna se někdy nazývají intermediální vlákna, protože mají vlastnosti, které jsou na pomezí mezi rychlými a pomalými vlákny. Produkují ATP relativně rychle, rychleji než vlákna SO, a mohou tak vytvářet relativně vysoké množství napětí. Jsou oxidativní, protože produkují ATP aerobně, mají vysoké množství mitochondrií a neunavují se rychle. Vlákna FO však nemají významný podíl myoglobinu, což jim dává světlejší barvu než červeným vláknům SO. Vlákna FO se používají především pro pohyby, jako je chůze, které vyžadují více energie než posturální kontrola, ale méně energie než explozivní pohyb, jako je sprint. Vlákna FO jsou pro tento typ pohybu užitečná, protože produkují větší napětí než vlákna SO, ale jsou odolnější vůči únavě než vlákna FG.

Vlákna FG využívají jako zdroj ATP především anaerobní glykolýzu. Mají velký průměr a disponují velkým množstvím glykogenu, který je využíván v glykolýze k rychlé tvorbě ATP pro vytvoření vysoké úrovně napětí. Protože nevyužívají primárně aerobní metabolismus, nemají značný počet mitochondrií ani významné množství myoglobinu, a proto mají bílou barvu. FG vlákna slouží k vytváření rychlých, silných kontrakcí k provádění rychlých a silných pohybů. Tato vlákna se rychle unaví, takže je lze používat jen krátkou dobu. Většina svalů má směs jednotlivých typů vláken. Převažující typ vláken ve svalu je určen primární funkcí svalu.

.