Svalová vlákna mají řadu společných znaků (především anatomických), které dovolují jejich jednotný obecný popis, ale sval je ve skutečnosti heterogenní populací vláken lišících se řadou mikroskopických, histochemických a fyziologických vlastností.
Podle uvedených kritérií rozlišujeme čtyři typy svalových vláken:
Pomalá červená vlákna (SO), jsou poměrně tenká (cca 50 mikometrů), mají méně myofibril, hodně mitochondrií a přítomnost většího množství myoglobinu (obdoba krevního barviva) jim dodává červenou barvu. Jsou typická velkým množstvím krevních kapilár. Enzymaticky jsou červená vlákna vybavena k pomalejší kontrakci, ale jsou vhodná pro protrahovanou, vytrvalostní činnost. Jsou ekonomičtější a vhodnější pro stavbu svalů zajišťujících spíše statické, polohové funkce a pomalý pohyb. Málo se unaví. Nazývají se také „tonická vlákna“ (slow fibres).
Rychlá červená vlákna (FOG), jsou objemnější (cca 80 - 100 mikrometrů), mají více myofibril a méně mitochondrií. Enzymaticky jsou vybavena k rychlým kontrakcím prováděným velkou silou, ale po krátkou dobu. Jsou méně ekonomická a mají jen střední množství kapilár. Hodí se pro výstavbu svalů zajišťujících rychlý pohyb prováděný velkou silou. Jsou velmi odolná proti únavě. Používá se pro ně také název –fázická vlákna–(twitch fibres).
Rychlá bílá vlákna (FG), mají velký objem, málo kapilár, nízký obsah myoglobinu a nízký obsah oxidativních enzymů. Díky silně vyvinutému sarkoplazmatickému retikulu a vysoké aktivitě Ca a Mg iontů, dochází u těchto vláken k rychlému stahu prováděnému maximální silou. Vlákna jsou málo odolná proti únavě.
Přechodná vlákna představují vývojově nediferencovanou populaci – vláken, která je zřejmě potenciálním zdrojem předchozích tří typů vláken.
TYP VLÁKNA | ANATOMICKÁ CHARAKTERISTIKA | FUNKČNÍ CHARAKTERISTIKA |
typ I., SO | velmi tenká a bohatě kapilarizovaná | statické, pomalé pohyby; polohové funkce |
typ II. A, FOG | středně silná a kapilarizovaná | rychlý a silový pohyb |
typ II. B, FG | velmi silná a málo kapilarizovaná | maximální silový pohyb |
typ III. | nediferencovaná vlákna | není známa |
Zastoupení jednotlivých typů svalových vláken ve svalu, má - vzhledem k jejich funkční charakteristice, nepochybně zásadní význam z hlediska svalové výkonnosti, rychlosti prováděného pohybu a ekonomie svalové práce atd.
Vyšetření a určení typu svalových vláken je možné provést trojím způsobem:
V základním textu nemá smysl zabývat se technickými detaily a problémy, které jsou spojeny s určením jednotlivých typů vláken. Postačí konstatování, že první dva metodické postupy vedly k získání zcela základních údajů o typologii svalových vláken, ale mapování jednotlivých lidských svalů z hlediska jejich poměrného zastoupení je provedeno zcela nedostatečně.
Klíčové údaje lze očekávat v integraci výsledků vyšetření svalů a svalových skupin pomocí nukleární magnetické rezonance (NMR), která ve spojení s elektromyografickými technikami a měřením průtoku krve svalem (tzv. technika PET) je schopna poskytnout maximum věrohodných údajů pro analýzu složité pohybové aktivity svalových skupin. (Jde ovšem o velmi nákladný postup, který zatím použila pouze NASA při sledování reakce několika kosterních svalů v beztížném stavu.) Obecné konstatování, že v lidských svalech jsou téměř rovnoměrně zastoupena vlákna prvního a druhého typu, dnes neobstojí a údaje pro jednotlivé svaly – byť stále neúplné a diskutované, zcela průkazně vypovídají o heterogenitě svalů z hlediska poměrného zastoupení jednotlivých typů vláken.
Nebyl zjištěn rozdíl v zastoupení typů vláken u lidí různého somatického typu.
Byly zjištěny rozdíly (u několika svalů) v zastoupení vláken I. (SO) a II. (FOG) typu u mužů a žen. Zdá se, že u mužů převládají silnější vlákna druhého typu s vyšší kapacitou anaerobních enzymů, s větší silou a rychlostí kontrakce, ale také s větší unavitelností.
Byla studována i závislost počtu vláken I. a II. typu na věku. Lze považovat za prokázané, že po čtyřicátém roku života dochází k atrofii všech typů vláken. Je sporné, nakolik jsou tyto změny vázány na typologii svalových vláken. Podle některých údajů se zdá, že po dvacátém pátém roku ve svalech roste podíl „pomalých“ vytrvalostních vláken I. typu. Snad až o 5 % na každých pět let věku.
Nakolik jsou tyto údaje obecně platné, a zda-li se týkají jen některých nebo všech svalových jednotek – není známo. Je nesporné, že s přibývajícím věkem roste vytrvalostní složka pohybových dovedností.
Rozsáhlou a mnohaletou diskuzi o „předurčenosti“, nebo naopak „přecvičitelnosti“ některého typu vláken určitým typem pohybového režimu, je možné podle současného stavu vědomostí uzavřít asi takto:
Z praktického hlediska, můžeme tuto velmi složitou problematiku zjednodušeně charakterizovat takto:
Schéma říká, že cvičením lze v daném svalu a svalové skupině vynutit diferenciaci vláken vysoce odolných proti únavě a vláken zajišťujících v rámci celého svalu polohové, tedy statické a vytrvalostní pohybové ukazatele.
Rychlostní a silové osobnostní znaky jsou podmíněny převážně genotypově; vytrvalostní znaky lze významně ovlivnit pohybovými aktivitami.
To, co platí pro diferenciaci svalových vláken působením sportovní aktivity, platí pochopitelně i pro léčebně dávkovaný pohyb. V lékařských oborech je ale významný i opačný fenomén - inaktivita. Zdá se, že vlivem dlouhodobé pohybové inaktivity začínají ve vyřazených svalech převažovat vlákna I. typu.
Medicína a zdravotně orientovaná tělesná výchova se často setkává s chorobnými změnami svalové tkáně, a to především s ochabujícími a zkracujícími se svaly. Tato problematika úzce souvisí s typy svalových vláken, které se na stavbě jednotlivých svalů podílejí a především s typem jejich inervace. Z hlediska tendence svalů ke zkracování a ochabování můžeme vlastně všechny svaly rozdělit do tří skupin – na svaly tonické (nevhodně označováné posturální), svaly fázické a svaly smíšené. (Tab. níže.)
FÁZICKÉ SVALY | TONICKÉ SVALY |
|
|
Z logiky věci by vyplývalo, že ve svalech tonických (např. šíjových svalech) by měla převládat tzv. pomalá červená vlákna, a ve svalech fázických (např. hýžďové svaly) vlákna bílá nebo rychlá červená. Celá záležitost není ale tak jednoduchá, a zkracování nebo ochabování svalů rozhodně nelze chápat pouze pod zorným úhlem existence různých typů svalových vláken. Zásadní význam má typ inervace. Vzhledem k praktickému významu těchto skutečností bude této problematice věnována pozornost v kapitole o řízení pohybu.