Pohyb rostlin a živočichů včetně člověka

 

Buňka (prvoci)

• pasivní pohyb = přenos pomocí větru, vody, živočichů,…
• aktivní pohyb = aktivní transport (za vydání energie, cíleným směrem)
• organely pohybu:
• bičík – obvykle malé množství (stačí i 1), velký (bičíkovci)
• brvy – velké množství drobných brv na povrchu buňky, synchronizovaný pohyb (nálevníci)
• panožky – přelévání cytoplazmatické membrány (kořenonožci)
• undulující membrána – vlní se při pohybu (trypanosoma spavičná)

 

Rostliny

• buněčná stěna => nepohyblivá buňka => nepohyblivý organismus (přisedlé – kromě řas)

Pasivní pohyby rostlin

 

Anemochorie                                            Hydrochorie                                                    Zoochorie

 

= větrem (křidélka semen a plodů                   = vodou (semena palem)                     = živočichy, člověkem (plody

– javor, vzdušné vaky pylových zrnek)                                                                       svízele, lopuchu)

 

Aktivní pohyby rostlin

 

Fyzikální                                                                        Vitální

 

Hygroskopické                Kohezní                                              Ohybové                      Lokomoční

 

Vyvolané podrážděním                      Samovolné (autonomní)

 

Tropismy                       Nastie

 

Fyzikální pohyby

• založeny na zákonitostech, které platí i pro neživou přírodu – u živých rostlin i odumřelých
• Hygroskopické pohyby – umožněny bobtnavou schopností buněčné stěny – vysychání (otevírání šišek, lusků, tobolek)
• Kohezní pohyby – umožněny kohezí (soudržností) molekul vody a jejich přilnavostí (adhezí) k vnitřním stranám buněčných stěn = vysychání buněk prstence (otevírání výtrusnic kapraďorostů)
• Explozivní pohyby – narůstáním turgoru (otevírání tobolek netýkavky)

 

Vitální pohyby

• pouze u živých rostlin
• Lokomoční = TAXE = změna místa organel, organismu – pohyby jsou indukované (vyvolané nějakým podrážděním) a orientované (ve směru nebo proti směru podráždění)
• jednobuněčné organismy = řasy
• v buňce – pohyb jádra, plastidů, cytoplazmy
• celý organismus – panožky, bičíky, brvy
  • geotaxe = pohyb za zemskou tíží
  • fototaxe = pohyb (krásnoočka) ke světlu (pozitivní) pomocí bičíku
  • chemotaxe = pohyb (krásnoočka) od místa chemického znečištění (negativní) pomocí bičíku
  • hydrotaxe = pohyb za vodou
  • termotaxe = pohyb za teplem
• Ohybové = změna vzájemné polohy částí rostliny
• samovolné (= autonomní) – bez vnějšího podnětu (stonek klíčící rostliny – vliv auxinu)
• odvetné (= indukované) – vyvolané vnějším podnětem
• růstové = nutační, nevratné
• tropismy = orientované, indukované pohyby vyšších rostlin
  • fototropismus = otevírání květů a květenství a jejich otáčení za sluncem (slunečnice) – pozitivní (květy, listy) i negativní (kořeny)
  • geotropismus = gravitropismus = pohyb po nebo proti směru zemské tíže – růst kořenů dolů (pozitivní) a stonku vzhůru (negativní)
  • thigmotropismus = ovíjivé pohyby prýtu při dotyku s podložkou (chmel – pravotočivý, svlačec, fazol – levotočivý)
  • hydrotropismus – reakce na vodu – některé kořeny mohou růst nahoru, pokud je v tomto směru více vody
• nastie = neorientované (všesměrné), indukované pohyby rostlin
  • termonastie = otevírání a zavírání květů podle teploty (sněženka, tulipán)
  • fotonastie = otevírání a zavírání plodů a květenství podle světla; otevírání a zavírání průduchu podle světla
• turgorové = variační, vratné
• nastie = neorientované
  • fotonastie = otevírání a zavírání květů a květenství podle světla; otevírání a zavírání průduchů podle světla (jeřábník, smetánka, vlčí mák)
  • seismonastie, chemonastie = uzavírání listů citlivky při otřesech nebo působení cigaretového dýmu

 

• samovolné (autonomní) pohyby vykonávají rostliny bez vnějšího podráždění – růstové pohyby (ovlivněno auxiny) + např. nutační pohyby při růstu = kroucení a kývání rostlinky při růstu z půdy

 

Živočichové

Houbovci

• přisedlí – nemají vytvořené svalstvo
• pohyb pasivní – unášení pomocí vody, zachycení v ptačím peří (zárodky = gemule)
• larva planula plave pomocí brv

Žahavci

• svalové buňky – obsahují kontraktilní (smrštitelná) vlákna myofibrily
• polyp = přisedlé stádium
• „salta“
• plavání pomocí ramen = ne dlouhé vzdálenosti
• sbalení do kuličky pomocí svalových vláken
• medúza = pohyblivá (aktivní pohyb)
• reaktivní pohyb
• larva – pohyblivá

Ploštěnci

• pohyb pomocí kožně-svalového vaku (okružně, příčně a podélně uspořádané svaly)
• také pomocí řasinkového epitelu pokožky
• u motolic – vyvinuté svaly hltanu (+ pohyblivé larvy s přísavkami = cerkárie)

Hlísti

• podkožní svalový vak

Měkkýši

• rozlišení natahovačů a svěračů
• Plži – pohyb omezen ulitou
• svalnatá noha – slinné žlázy => klouzavý pohyb
• noha tuhne a mohutní přítokem hemolymfy, naopak při odtoku měkne a zmenšuje se
• Mlži – pohyb omezen lasturou
• pohybují se jen výjimečně – lezení, rytí do dna
• svalnatá noha – uvnitř lastury, zploštělá, sekerovitá
• zpevněna přítokem krve = erekce (pro pohyb)
• Hlavonožci – pohyb zdokonalen => dravci
• velmi rychlý pohyb ve vodě
• redukce schránky, až úplné vymizení
• noha se změnila ve svalnatou nálevku (a ramena) => reaktivní pohyb (vypuzováním vody)
• další pohyb – pomocí chapadel (ramen) – „kráčení“
• chapadla – k obraně, ale i útoku => chycení kořisti

Kroužkovci

• podkožní svalový vak
• okružní a podélná hladká svalovina
• píďalkovitý pohyb (možnost i plavání)
• mnohoštětinatci – parapodia = specializované pohybové orgány se štětinkami
• pijavice – mohutná svalovina hltanu (sání krve) + velmi roztažitelné tělo

Členovci

• dokonalé pohybové ústrojí
• články těla = nejednotné (segmentované) tělo kvůli pohybu
• ztenčený exoskelet v „kloubu“ => ohýbání
• uvnitř svaly, vně kostra
• rozvoj svalů
• antagonistické svaly
• střídání kontrakce a relaxace
• diferencované příčně pruhované svaly
• končetiny – mnoho párů, slouží k pohybu po zemi (nohy), vodou i vzduchem (křídla) + sekundární přeměny (makadla,…)
• pavoukovci
• 4 páry kráčivých končetin + první pár chelicery (klepítka), druhý makadla (pedipalpy)
• na nohách sídlí hmat (velmi citlivé – kontrola pohybů sítě)
• končetiny na hlavohrudi
• žabernatí
• kráčivé končetiny (perepoidy) – rozeklané
• končetiny na hlavohrudi i zadečku
• některé druhy používají končetiny k dýchání (hrotnatka) – neustálý pohyb zajišťuje příjem okysličené vody
• vodní = plavání
• občas – pohyb do strany (krab), couvání (rak)
• svalstvo je segmentované
• hmyz
• nejdokonalejší
• končetiny nerozvětvené
• kráčivá končetina:

 

 

 

 

 

• nohy často specializované – skákavá noha kobylky, hrabání (krtonožka), plování (vodomil), rychlý běh (střevlík), běhání po vodě (vodoměrka), přichycování k srsti živočichů (veš)
• obvykle 2 páry křídel

= vychlípeniny pokožky, protkané žilkami, nervovými vlákny a trachejemi

• primitivní = složitá žilnatina
• křídla motýlů krytá taškovitě poskládanými šupinkami

1. blanitá = blanokřídlí
2. krovky jako 1. pár, blanitá jako 2. pár = brouci
3. kožovitá jako 1. pár, blanitá jako 2. pár = švábi, kobylky, sarančata
4. polokrovky jako 1. pár, blanitá jako 2. pár = ploštice
5. blanitá jako 1. pár, zredukovaný 2. pár na kyvadélka = dvoukřídlí (moucha)

• křídlaté svaly srdce – pomáhají pulsovat

Paryby

• vřetenovitý tvar těla => rychlí
• ploutev ocasní (heterocerkní), hrudní, břišní, řitní ploutev, 2 ploutve na hřbetě
• příčně pruhované svalstvo, upíná se na vnitřní chrupavčitou kostru
• myomery – úseky rozděleného svalstva
• rejnoci: srůstání párových ploutví => lem

Ryby

• vřetenovité (hydrodynamické) tělo => pohyb plaváním, malý odpor vody
• ploutve – liší se tvarem
• párové: prsní a břišní (stabilita těla, změny směru pohybu)
• nepárové: ocasní (hlavní pohon a kormidlo), hřbetní, řitní
• homocerkní (vně souměrná), heterocerkní (nesouměrná), difycerkní (vně i uvnitř souměrná) ploutev
• párový podélný boční sval, rozdělený na segmenty (myomery) ve tvaru ležaté W pod kůží trupu a ocasu
• migrace = přesun celých hejn ryb v určitou dobu, určitým směrem, na určité místo

1. za potravou (planktonem) – sardinky, sledi, makrely,…
2. za rozmnožováním – úhoři (tření v Sargasovém moři => larvy Golfský proud => horní toky řek)

– lososi a mořští jeseteři (tření v horních tocích řek => moře, oceán)

1. k zimování (sladkovodní) – ke dnu, do tůní, do dolních toků řek – kapr, sumec

• při migraci orientace chemoreceptory – chemické složení vody
• plynový měchýř s hydrostatickou funkcí

Obojživelníci

• svalstvo
• u vodních ocasatých a larev je segmentováno jako u ryb
• u bezocasých je diferencováno (svalnaté nohy)
• příčně pruhované
• rozlišení na svalstvo hřbetu, břicha a končetin
• útrobní svalstvo je hladké
• ocasatí – 2 páry kráčivých končetin => chůze
• žáby – 2. pár končetin skákavý
• ocasatí, larvy – mezi prsty 2. páru končetin plovací blány, ploutvičkovitý ocas => plavání

Plazi

• velký rozvoj a diferenciace kosterního svalstva
• ještěrka – 2 páry dobře vyvinutých pětiprstých končetin
• vyvinutí svalů zpevňujících břicho a páteř, svalstvo pohybující krkem a svalstvo končetin + vytvoření mezižeberních svalů => dýchání
• had – redukce končetin
• pohyb: – kráčivé končetiny s drápky nebo přísavnými polštářky => chůze

– plazené stahy svaloviny

– ploutvovité končetiny, ocas s kýlem => plavání

– kožní blány (fosilní létaví) => plachtění

Ptáci

• 3 typy těla: běžci (zakrnělá křídla, silné běháky), plavci (veslovitá křídla, nohy posunuté vzad, plovací blány), letci (křídla, silné letové svalstvo)
• přeměna předních končetin na křídla, aeordynamický tvar těla, pneumatizované kosti, peří => přizpůsobení letu
• tvary nohou (podle způsobu pohybu: pařát, kráčivá končetina, lemované prsty, plovací noha, veslovací noha, šplhavá noha, závěsná noha
• pohyb:
• aktivní létání – křídla
• kráčení, šplhání – zadní končetiny s drápy
• plavání veslovitě upravená křídla, plovací blány mezi prsty zadních končetin
• svalstvo:
• mohutné létací svaly (součást trupu) – prsní létací svaly (asi 20% tělesné hmotnosti) upínající se na hřeben kosti prsní a na kosti pažní => pohyb křídel dolu
• podkličkové svaly => pohyb křídel nahoru v ramenním kloubu
• svalstvo dolních končetin uloženo v trupu a na kosti holenní; křídlo a běhák obsahuje pouze šlachy
• zvláštní svaly pro automatické svírání prstů ve větvích
• migrace = přesun celých hejn ptáků určitým směrem, v určitou dobu, na určité místo
• ptáci stálí = celý rok v téže oblasti (vrabec, koroptev) => možná změna potravy, strádání v zimě
• ptáci přelétaví = putování za potravou v mimohnízdní době (sýkory, racek, vrána)
• ptáci tažní = migrace na velké vzdálenosti (rorýs, kukačka, čáp) – rychlost letu 50-90 km/h, za den 120 – 300 km
• orientace pomocí postavení slunce a hvězd, magnetické pole země, zraková paměť terénu

Savci

• obvykle 4 končetiny – přeměna na ploutve u kytovců, na kožovitá křídla u netopýrů
• pohyb: chůze a běh, plavání, létání
• diferencované svalsto – hladké útrobní svalstvo, příčně pruhované kosterní svalstvo (podobné člověku)
• žvýkací svaly (sání mléka, zpracování potravy), dýchací svaly (bránice), mimické svaly (primáti, šelmy)
• migrace – za potravou, rozmnožováním, střídání letních a zimních úkrytů
• pohybová soustava se skládá z kostry a svalstva
• svaly (musculi) = nejobjemnější tělesná soustava
• ♂ – 36 – 42% tělesné hmotnosti => u mužů asi o 30% větší svalová tíha
• ♀ – 32 – 36% tělesné hmotnosti
• cca 600 svalů, často párové
• zajišťují pohyb jednotlivých částí těla a pohyb celého těla (lokomoci)
• Stavba svalového vlákna:
• C:
• jádro
• sarkolema = obal
• nervosvalová ploténka (synapse)
• myofibrila
• mitochondrie
• zóna A (= anizotropní) – z aktinu a myosinu
• zóna I (= izotropní) – z aktinu
• linie Z
• sarkomera = jednotka kontrakce
• sarkoplazma
• motorický nerv
• Mechanismus svalové kontrakce (stahu)
• relaxovaný sval (uvolněný) (B) kontrahovaný sval (stažený)

Člověk

Svalstvo

3. tenká vlákna = aktin
4. tlustá vlákna = myosin
5. vazebné místo
6. troponin
7. tropomyosin
8. myosinová hlava – s ATP a enzymem ATP-ázou
9. linie Z
10. vodíkové vazby

– Teorie svalové kotrakce: (proces trvá 10^-3 sec)

 

CNS (mozek, mícha)       ^MOTONEURONY     Nervosvalová ploténka               Změna propustnosti svalové membrány

                                                                   ^{AP = akční potenciál              Nervosvalová synapse =>}                                                                    Ca²⁺ do myofibril

                                                                     ^{= elektrická energie                uvolnění mediátoru ACETYLCHOLIN}

                                                                                                                             ^{= chemická energie}

 

Interakce Ca²⁺ s bílkovinami                   Odblokování aktinu          Tvorba akto-myoxinového komplexu

   ^{Troponin a tropomyosin                                                                                                                                                Spotřeba energie z ATP – tvorba vodíkových vazeb}

   ^{na povrchu AKTIN                                                                                                                                                         ATP                        ATP-áza       ADP + P + en.}

 

Kontrakce svalu             X         Relaxace svalu

   ^{= mechanická energie (30%) + teplo (70%)}

 

• Řízení svalové činnosti

1. sval
2. svalové vřeténko = čidlo, zaznamenává napětí svalů
3. šlacha
4. šlachové tělísko = čidlo (receptor) ve šlachách = napětí šlach
5. proprioreceptory
6. senzitivní neuron = dostředivý
7. mozek
8. temenní lalok koncového mozku
9. centrální rýha
10. primární motorická oblast – hrubé pohyby
11. sekundární motorická oblast – jemné, přesné pohyby => artikulovaná řeč, činnost rukou
12. motoneuron
13. nervosvalová ploténka

• Rozdělení svalstva:

56% svaly dolních končetin

28% svaly horních končetin

16% svaly trupu

• Svaly:
• svaly pracují antagonisticky = protichůdně => často páry svalů
• bílá a červená vlákna
  • bílá vlákna
• rychlá, krátkodobě působící
• málo myoglobinu (červené barvivo svalů) => málo skladu pro O₂
• sprint, hod, vrh => kinetická práce (pohyb)

= krátkodobáé aerobní odbourávání glukózy = dýchání => do spotřeby O₂

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂                           6 CO₂ + 6 H₂O + 38 ATP

^{Cytoplazma, mitochondrie}

= po spotřebě O₂ => anaerobní odbourávání glukózy (mléčné kvašení)

– kyselina mléčná => dráždí svaly => bolest => snižování aktivity => ukončení

 

C₆H₁₂O₆                                                2 H₃C – CH – COOH + 2 ATP

         ^{bakterie mléčného kvašení}

       ^{nebo pomocí enzymů v buňkách lidského těla (svalů}

• červená vlákna

• pomalá, dlouhodobě působící
• hodně myoglobinu => velké sklady pro O₂
• statická práe = držení předmětů svalové napětí
• dělení svalstva:

1. kosterní (příčně pruhované) svalstvo – pohyb těla a jeho částí – řízený vůlí

• největší tělesná tkáň
• svalové buňky – válcovitý tvar, Ø 10-100μm, délka až 30 cm => svalová vlákna
• větší počet jader, různé množství mitochondrií
• 10 – 100 vláken => spojeno ve snopečky => snopce => svalové bříško (hlava) = nejširší část svalu
• zevní tvar svalů:

 

 

 

 

 

 

 

• na povrchu je svalová povázka = fascie = vazivový obal svalu
• na koncích přechází sval ve šlachy, které se připojují ke kostem
• svalový úpon je velmi pevný – spíše se roztrhne sval, než napojení na kost
• vlastní stažitelnou strukturou jsou myofibrily
• tvořeny dvojlomnou (anisotropní, silné filamenty) bílkovinou myosinem a jednolomnou (isotropní, tenké filamenty) bílkovinou aktinem => příčné pruhování
• sarkomery = válcovité úseky, které tvoří myofibrilu (ty umožňují smršťování)
• svalová únava – po namáhavé a dlouhotrvající práci – příčinou je vyčerpání zdrojů (ATP) a nahromadění zplodin metabolismu (kyseliny mléčné)

1. hladké svalstvo – činnost vnitřních orgánů

• 3% tělesné hmotnosti
• buňky menší, vřetenovitý tvar
• převládá aktin => chybí příčné pruhování
• pomalé konktrakce (20 – 20000x menší rychlost než u kosterních svalů)
• funkce – často udržování napětí (tonus) ve stěnách orgánů
• inervace autonomními (vegetatiovními) nervy => neovladatelné vůlí
• působí na ně hormonální činnost => např. stahy děložní svaloviny

1. srdeční svalovina – kombinované vlastnosti obou předchozích – příčné pruhování X automacie

• myofibrily => příčné pruhování
• buňky krátké, rozvětvené, vzájemně propojené vodivými spoji => přenos podráždění
• 2 centra automacie – primární = sinusový uzlík
• Poškození, změny, onemocnění svalů

1. poškození svalů

• podstata – přetrhání části svalových vláken
• projev: krvácení (modřina), bolest, snížení pohyblivosti
• prevence – rozcvičení
• léčení – odpočinek, klid, chlazení
• oprava svalu – vazivová jizva => postupné nahrazení svalovinou

1. zánět svalů

• bakterie => do poškozeného svalu
• léčení – klid, antibiotika (+ masti Voltaren, Fastumgel)
• projev => bolest

1. tetanus (křeče) a gangréna (sněť)

• příčiny – bakterie
• prevence – očkování

1. svalová únava

• hlavně jarní a podzimní
• svaly nedostávají O₂, živiny, špatný odvod živin
• útlum svalové činnost
• proti – trénink, rozvoj DS, CS, VS, TS + vyplavování endorfinů

1. trichinóza

• trichinela spiralis – červ svalovec stočený => bolest svalů
• prevence = hygiena
• při napadení dýchacích svalů – může zabít

1. rakovina svalů

• myom – benigní = nezhoubný
• myosarkom – maligní = zhoubný => po čase metastáze – sekundární nádory
• rozpoznání – biopsie (odběr části nádoru)
• léčení – operace, chemoterapie nebo radioterapie
• příčiny – genetické, infekční, přehřívání svalů

1. atrofie

• úbytek svalové hmoty
• příčinou – nepoužívání svalů
• projev: špatně funkční svaly
• řešení = trénink

1. hypertrofie

• zbytnění svalů
• příčinou – trénink, steroidní anabolika => umělý testosteron => nerovnováha organismu
• prevence – nebrat steroidy

1. muskulární distrofie

• nejasné příčiny – genetika
• zakrnělé svaly už při narození (dá se poznat UV)
• neřešitelné – dá se jen zmírnit rehabilitací

1. obrna

• 2 typy: dětská (virus => očkování) a úrazová (přerušení nervu úrazem – posun obratů => ochrnutí)
• ochrnutí svalů
• paraplegie (dolní část těla), hemiplegie (pravá nebo levá část těla), kvadruplegie (celé tělo)
• rehabilitace

1. zánět šlach

• bakteriální
• poškozený sval, šlacha
• bolest, lokální přehřátí
• klid, antibiotika (+ operace – rekonstrukce šlachy)