1
00:00:00,750 --> 00:00:04,480
Z předchozího videa víme, 
že máme vysokou koncentraci

2
00:00:04,480 --> 00:00:09,040
iontů vápníku ve svalové buňce.

3
00:00:09,040 --> 00:00:14,820
Tyto ionty se navážou na bílkovinu troponin,
která poté změní svůj tvar tak,

4
00:00:14,820 --> 00:00:18,190
že se tropomyosin posune ven z cesty

5
00:00:18,190 --> 00:00:20,580
a tak se myosinové hlavice

6
00:00:20,580 --> 00:00:23,310
mohou přiložit na aktinová filamenta,

7
00:00:23,310 --> 00:00:25,520
čímž dostaneme svalovou kontrakci.

8
00:00:25,520 --> 00:00:29,140
Takže vysoká koncentrace vápníku, 
nebo vápenátých iontů se rovná

9
00:00:29,140 --> 00:00:30,850
svalová kontrakce.

10
00:00:30,850 --> 00:00:35,560
Při nízké koncentraci iontů vápníku 
se bílkoviny troponinu vrátí do své normální polohy

11
00:00:35,560 --> 00:00:42,390
a zatáhnou či posunou tropomyosin 
zpět do cesty myosinovým hlavicím

12
00:00:42,390 --> 00:00:44,865
a neproběhne žádná kontrakce.

13
00:00:48,265 --> 00:00:51,265
Kontrakce a relaxace.

14
00:00:53,750 --> 00:00:57,140
Takže další zřejmou otázkou je,
jak sval reguluje,

15
00:00:57,140 --> 00:00:59,060
zda máme vysokou,

16
00:00:59,060 --> 00:01:03,350
nebo nízkou koncentraci vápníku,
tedy stah a uvolnění?

17
00:01:03,350 --> 00:01:05,030
Nebo ještě lepší otázkou je,

18
00:01:05,030 --> 00:01:06,850
jak tak činí nervová soustava?

19
00:01:06,850 --> 00:01:09,490
Jak nervová soustava poručí svalu kontrakci,

20
00:01:09,490 --> 00:01:11,550
zvýšení jeho koncentrace vápníku

21
00:01:11,550 --> 00:01:14,600
a kontrakci.
Nebo znovu snížit koncentraci a relaxaci?

22
00:01:14,600 --> 00:01:17,900
A pro pochopení si pojďme zopakovat,

23
00:01:17,900 --> 00:01:20,790
co jsme se naučili ve videu o neuronech.

24
00:01:21,920 --> 00:01:25,030
Nakreslím synapsi, zakončení axonu.

25
00:01:27,500 --> 00:01:30,540
Ale namísto synapse s dendritem jiného neuronu

26
00:01:30,540 --> 00:01:34,570
bude mít synaptické spojení se svalovou buňkou.

27
00:01:35,130 --> 00:01:38,835
Takže tohle je synapse se svalovou buňkou.

28
00:01:47,170 --> 00:01:50,070
Vše popíšu, abyste nebyli zmatení.

29
00:01:50,070 --> 00:01:51,470
Tohle je axon.

30
00:01:51,470 --> 00:01:54,790
Tuto část nazýváme terminální zakončení axonu.

31
00:01:57,610 --> 00:01:59,160
Tohle je synapse, synaptické spojení.

32
00:02:05,230 --> 00:02:08,150
Jen trochu terminologie z videí o neuronech –

33
00:02:08,150 --> 00:02:10,210
toto místo je synaptická štěrbina.

34
00:02:10,210 --> 00:02:13,090
Tohle je presynaptický neuron.

35
00:02:14,070 --> 00:02:16,410
Tohle je postsynaptická buňka.

36
00:02:16,830 --> 00:02:19,050
V tomto případě se nejedná o neuron.

37
00:02:19,050 --> 00:02:20,670
A dále máme...

38
00:02:20,670 --> 00:02:27,840
Tohle je membrána naší svalové buňky.

39
00:02:29,560 --> 00:02:32,540
Hodlám vám ukázat, pravděpodobně v dalším videu,

40
00:02:32,540 --> 00:02:33,840
nebo ještě v dalším,

41
00:02:33,840 --> 00:02:35,610
strukturu svalové buňky.

42
00:02:35,610 --> 00:02:38,700
Tady to bude trochu abstraktní,
protože chceme porozumět tomu,

43
00:02:38,700 --> 00:02:41,550
jak je řízena koncentrace iontů vápníku.

44
00:02:42,810 --> 00:02:46,390
Membrána svalové buňky se nazývá sarkolema.

45
00:02:53,580 --> 00:02:56,120
Takže toto je membrána svalové buňkiy.

46
00:02:56,120 --> 00:03:00,830
A toto zde – si představte, 
že se jedná o záhyb v membráně svalové buňky.

47
00:03:00,980 --> 00:03:04,000
Kdybych se podíval na povrch svalové buňky,

48
00:03:04,000 --> 00:03:05,850
vypadal by trochu jako díra,

49
00:03:05,850 --> 00:03:09,700
nebo zářez, který zasahuje dovnitř buňky. 
Ale tady máme průřez,

50
00:03:09,700 --> 00:03:13,170
takže si můžete představit záhyb.

51
00:03:14,000 --> 00:03:16,070
Pokud byste sem píchli jehlou,

52
00:03:16,070 --> 00:03:17,240
dostanete tohle.

53
00:03:17,240 --> 00:03:19,100
Dostanete zářez v membráně.

54
00:03:19,100 --> 00:03:21,840
A tohle tady se nazývá T-tubulus.

55
00:03:25,280 --> 00:03:28,100
"T" v názvu znamená "transverzální" (= příčný).

56
00:03:28,100 --> 00:03:31,720
Prochází příčně k povrchu membrány.

57
00:03:32,250 --> 00:03:35,210
A tady tohle je opravdu důležitá věc v tomto videu,

58
00:03:35,210 --> 00:03:37,840
nebo vlastně důležitá organela v tomto videu.

59
00:03:38,610 --> 00:03:42,410
Tato organela uvnitř svalové buňky se nazývá

60
00:03:42,410 --> 00:03:45,130
sarkoplazmatické retikulum.

61
00:03:54,740 --> 00:04:00,190
A je dost podobné endoplazmatickému retikulu
jako takovému,

62
00:04:04,040 --> 00:04:07,760
ale jeho hlavní funkcí je ukládání, zásobárna.

63
00:04:07,760 --> 00:04:12,260
Zatímco je endoplazmatické retikulum 
zapojeno do syntézy proteinů

64
00:04:12,260 --> 00:04:14,470
a jsou na něm přichyceny ribozómy,

65
00:04:14,470 --> 00:04:18,640
toto je čistě zásobní organelou.

66
00:04:18,860 --> 00:04:26,290
Hlavní činností sarkoplazmatického retikula je, 
že má na membráně přichycené vápníkové pumpy,

67
00:04:31,150 --> 00:04:34,080
které jsou ATPázy,

68
00:04:34,080 --> 00:04:38,170
což znamená, že používají ATP k pohonu pump.

69
00:04:38,170 --> 00:04:42,450
Takže ATP se dostane dovnitř, přichytí se

70
00:04:43,740 --> 00:04:47,040
a přichytí se i ion vápníku.

71
00:04:49,620 --> 00:04:52,620
A když se ATP hydrolýzou změní

72
00:04:55,120 --> 00:04:59,730
v ADP a fosfátovou skupinu.

73
00:05:00,340 --> 00:05:03,580
změní se i struktura tohoto proteinu

74
00:05:03,580 --> 00:05:05,750
a vpumpuje vápníkový ion dovnitř.

75
00:05:05,750 --> 00:05:08,230
Takže ionty vápníku jsou vtaženy dovnitř.

76
00:05:08,900 --> 00:05:12,610
Efekt všech těchto vápníkových pump

77
00:05:12,610 --> 00:05:16,540
na povrchu membrány
sarkoplazmatického retikula je,

78
00:05:16,540 --> 00:05:20,490
že v uvolněném svalu se nachází uvnitř sarkoplazmatického retikula

79
00:05:20,490 --> 00:05:24,010
vysoká koncentrace vápníkových iontů.

80
00:05:26,380 --> 00:05:28,570
Myslím, že už můžete uhodnout,

81
00:05:28,570 --> 00:05:29,980
k čemu toto povede.

82
00:05:29,980 --> 00:05:32,200
Když se sval potřebuje stáhnout,

83
00:05:32,200 --> 00:05:37,050
tyto vápníkové ionty budou vyplaveny ven
do cytoplazmy buňky.

84
00:05:37,650 --> 00:05:42,210
A poté se mohou vázat zde na troponin

85
00:05:42,210 --> 00:05:45,120
a dělat vše, o čem jsme mluvili v předchozím videu.

86
00:05:45,120 --> 00:05:48,590
Takže co nás zajímá je, jak ví,

87
00:05:48,590 --> 00:05:51,760
kdy vypustit ionty vápníku do zbytku buňky?

88
00:05:51,760 --> 00:05:54,360
Tohle je vnitřek svalové buňky.

89
00:06:00,370 --> 00:06:06,360
A tohle je oblast,
kde aktinová filamenta a myosinové hlavice,

90
00:06:07,530 --> 00:06:13,040
a troponin s tropomyosinem – všechno
je vystaveno prostředí nacházejícímu se zde.

91
00:06:13,880 --> 00:06:15,060
Nakreslím to sem

92
00:06:15,060 --> 00:06:16,530
jen, aby to bylo jasné.

93
00:06:16,530 --> 00:06:20,840
Tady máme aktinová filamenta.

94
00:06:20,840 --> 00:06:22,690
Kreslím to velmi abstraktně.

95
00:06:22,690 --> 00:06:25,290
Detailnější strukturu uvidíme v dalším videu.

96
00:06:25,290 --> 00:06:38,440
Tady je myosinová hlavice, tropomyosin 
omotaný kolem a přichycený troponinem.

97
00:06:38,440 --> 00:06:41,140
Tohle je velmi abstraktní nákres, ale myslím,

98
00:06:41,140 --> 00:06:42,650
že chápete, o co jde.

99
00:06:42,650 --> 00:06:47,540
Takže řekněme, že tento neuron,
nazývaný motorický neuron či motoneuron,

100
00:06:50,810 --> 00:06:54,380
vysílá signály, aby se sval stáhnul.

101
00:06:54,380 --> 00:06:57,610
Zaprvé, víme, jak signály cestují neurony,

102
00:06:57,610 --> 00:07:01,100
hlavně přes axony pomocí akčního potenciálu.

103
00:07:01,100 --> 00:07:03,870
Na tomhle místě máme sodíkový kanál.

104
00:07:04,460 --> 00:07:08,760
Reaguje na změnu elektrického napětí,
takže sem dáme trošku kladného napětí.

105
00:07:08,760 --> 00:07:12,420
To řekne sodíkovému kanálu, aby se otevřel.

106
00:07:12,420 --> 00:07:16,900
Takže se otevře a dovolí tak ještě 
většímu množství sodíku, aby se dostal dovnitř.

107
00:07:16,900 --> 00:07:19,330
Tím je tady ještě více kladného náboje,

108
00:07:19,330 --> 00:07:21,880
což donutí k otevření další kanál

109
00:07:21,880 --> 00:07:25,010
a takto to cestuje dolů po membráně axonu.

110
00:07:25,010 --> 00:07:29,390
A až dosáhne pozitivní náboj prahové hodnoty,

111
00:07:29,760 --> 00:07:33,460
otevře se napětím řízený kanál pro vápník.

112
00:07:35,410 --> 00:07:37,630
Tohle všechno je jen opakování toho,

113
00:07:37,630 --> 00:07:39,960
co jsme se naučili ve videu o neuronech.

114
00:07:39,960 --> 00:07:44,460
Takže když se okolí těchto iontových kanálů pro vápník nabije dostatečně kladně,

115
00:07:44,460 --> 00:07:47,210
dovolí vápníkovým inotům prostoupit dovnitř.

116
00:07:47,210 --> 00:07:50,880
Ionty vápníku proplují dovnitř 
a navážou se na tyto speciální proteiny

117
00:07:50,880 --> 00:07:52,940
nedaleko synaptické membrány,

118
00:07:52,940 --> 00:07:55,050
nebo presynaptické membrány zde.

119
00:07:55,050 --> 00:07:56,640
Toto jsou ionty vápníku.

120
00:07:56,640 --> 00:08:01,200
Naváží se na proteiny,
které jsou napojené na váčky, vezikuly.

121
00:08:01,200 --> 00:08:10,780
Pamatujete si, že vezikuly jsou váčky 
tvořené membránou a vyplněné neurotrasmitery.

122
00:08:13,250 --> 00:08:18,350
Když se vápník naváže na tyto proteiny, 
umožní tak exocytózu.

123
00:08:18,840 --> 00:08:22,400
Dovolí membráně váčků spojit se

124
00:08:22,400 --> 00:08:24,840
s membránou neuronu

125
00:08:24,840 --> 00:08:26,600
a vypustit tak svůj obsah.

126
00:08:26,600 --> 00:08:29,320
Tohle vše je opakování z videích o neuronech.

127
00:08:29,320 --> 00:08:32,400
V těchto videích jsem to vysvětloval
mnohem detailněji...

128
00:08:32,490 --> 00:08:35,330
Všechny tyto neurotransmitery byly vypuštěny

129
00:08:35,330 --> 00:08:39,369
do synapse mezi neuronem a svalovou buňkou.

130
00:08:40,210 --> 00:08:43,719
Tím neurotransmiterem je acetylcholin.

131
00:08:47,130 --> 00:08:49,320
Stane se to stejné co u dendritu –

132
00:08:49,320 --> 00:08:53,990
acetylcholin se naváže na receptory v sarkolemě

133
00:08:53,990 --> 00:08:56,420
čili v membráně svalové buňky

134
00:08:56,420 --> 00:08:59,330
a tím otevře její sodíkové kanály.

135
00:08:59,330 --> 00:09:03,720
Takže svalové buňky mají na membráně 
také napěťový gradient,

136
00:09:03,720 --> 00:09:06,290
stejně jako ty nervové.

137
00:09:07,210 --> 00:09:11,150
Takže když se sem dostane trochu acetylcholinu,

138
00:09:11,150 --> 00:09:15,830
dovolí to sodíku proplout dovnitř svalové buňky.

139
00:09:16,240 --> 00:09:19,930
Tady je pak kladný náboj,
což spustí akční potenciál ve svalové buňce.

140
00:09:19,990 --> 00:09:22,510
Takže tady je pak trocha pozitivního náboje

141
00:09:22,510 --> 00:09:26,180
a když stoupne k prahové hodnotě,

142
00:09:26,420 --> 00:09:29,100
otevře tyto napětím řízené kanály,

143
00:09:29,100 --> 00:09:32,380
které dovolí většímu množství sodíku
dostat se dovnitř.

144
00:09:32,380 --> 00:09:35,080
Toto místo se tedy nabije kladně.

145
00:09:35,080 --> 00:09:37,935
Samozřejmě je zde i draslík
k navrácení původního stavu.

146
00:09:37,935 --> 00:09:39,820
To samé, co se děje v neuronu.

147
00:09:39,820 --> 00:09:44,450
Nakonec tento akční potenciál zvýší kladný náboj
tady u sodíkového kanálu

148
00:09:44,460 --> 00:09:47,220
a když bude dostatečně velký, kanál se otevře

149
00:09:47,220 --> 00:09:50,430
a dovolí ještě většímu množství sodíku projít dovnitř.

150
00:09:50,950 --> 00:09:55,500
A pak tento akční potenciál putuje dolů
po tomto T-tubulu.

151
00:09:57,950 --> 00:10:01,000
Informace z neuronu, tedy akční potenciál,

152
00:10:01,000 --> 00:10:03,930
který se změní v chemický signál,

153
00:10:03,930 --> 00:10:06,070
který vyvolá další akční potenciál,

154
00:10:06,070 --> 00:10:07,880
jenž jde dolů po T-tubulu.

155
00:10:07,880 --> 00:10:09,580
A toto je zajímavá část...

156
00:10:09,580 --> 00:10:13,670
Tohle je vlastně oblast vaší vlastní iniciativy 
a dám vám jen pár vodítek,

157
00:10:13,670 --> 00:10:17,500
pokud si o tom chcete přečíst sami více...

158
00:10:17,860 --> 00:10:19,590
Máte proteinový komplex,

159
00:10:19,590 --> 00:10:23,010
který spojuje sarkoplazmatické 
retikulum s T-tubulem.

160
00:10:25,340 --> 00:10:28,100
Nakreslím to tu jako velký čtverec.

161
00:10:28,600 --> 00:10:32,120
Tady tedy máte proteinový komplex, který...

162
00:10:33,300 --> 00:10:35,500
Napíšu sem pár slov...

163
00:10:36,270 --> 00:10:43,140
Který zahrnuje proteiny triadin, junctin

164
00:10:44,170 --> 00:10:51,180
kalsekvestrin (calsequestrin) a ryanodin.

165
00:10:56,290 --> 00:10:59,550
Jsou jaksi zahrnuty v tomto proteinovém komplexu,

166
00:10:59,550 --> 00:11:04,550
který spojuje T-tubuly 
se sarkoplazmatickým retikulem,

167
00:11:04,550 --> 00:11:08,010
ale velká podívaná začíná, 
když akční potenciál doputuje sem,

168
00:11:08,010 --> 00:11:10,960
takže toto místo získá dostatečný kladný náboj,

169
00:11:12,290 --> 00:11:17,610
tak tento komplex proteinů
spustí vypuštění vápníku.

170
00:11:17,610 --> 00:11:21,300
Lidé si myslí, že ryanodin je částí,
která vypouští vápník,

171
00:11:21,300 --> 00:11:23,930
ale mohli bychom spíše říct,

172
00:11:23,930 --> 00:11:26,610
že tady je to vypouštění spouštěno.

173
00:11:27,790 --> 00:11:30,330
Ještě jednou.
Když akční potenciál putuje dolů...

174
00:11:30,330 --> 00:11:33,460
Jen si změním barvu, tu fialovou používám až příliš...

175
00:11:37,330 --> 00:11:40,070
Když se akční potenciál dostane dost daleko,

176
00:11:40,070 --> 00:11:43,740
takže se prostředí díky všem těm sodíkovým 
iontům proudícím dovnitř nabije kladně.

177
00:11:43,740 --> 00:11:45,250
Tato tajuplná struktura...

178
00:11:45,250 --> 00:11:48,100
Můžete si o těchto proteinech dohledat
informace na internetu.

179
00:11:48,100 --> 00:11:50,740
Lidé se pořád snaží porozumět, 
jak vlastně tato struktura funguje.

180
00:11:50,740 --> 00:11:53,480
... otevře průchod v sarkoplazmatickém retikulu

181
00:11:53,480 --> 00:11:57,290
pro všechny tyto vápníkové ionty,
které se tak dostanou ven.

182
00:11:57,290 --> 00:12:03,870
Takže jsou pak všechny tyto ionty vápníku
vyplaveny ven

183
00:12:03,870 --> 00:12:07,610
ze sarkoplazmatického retikula do vnitřku buňky –

184
00:12:07,610 --> 00:12:09,920
do buněčné cytoplazmy.

185
00:12:10,700 --> 00:12:12,150
Co se stane potom?

186
00:12:12,550 --> 00:12:14,700
Máme vysokou koncentraci vápníku,

187
00:12:14,700 --> 00:12:18,740
tedy vápníkové ionty se navážou na troponin,
jak jsme řekli na začátku videa.

188
00:12:18,750 --> 00:12:23,390
Ionty vápníku se navážou na troponin, posunou tropomyosin z cesty

189
00:12:23,390 --> 00:12:26,520
a pak myosin používající ATP,

190
00:12:26,520 --> 00:12:30,050
jak jsme se naučili v před-předminulém videu, 
začne šplhat po aktinu.

191
00:12:30,050 --> 00:12:35,320
A ve stejnou chvíli, když signál přestane působit, 
tato věc se uzavře

192
00:12:35,320 --> 00:12:40,610
a tyto iontové pumpy opět sníží
koncentraci iontů vápníku v cytoplazmě

193
00:12:41,180 --> 00:12:45,070
Pak se kontrakce zastaví a sval se znovu uvolní.

194
00:12:46,090 --> 00:12:50,320
Takže hlavní je, 
že máme tuto zásobárnu vápníkových inotů,

195
00:12:50,320 --> 00:12:55,270
která, když se sval uvolní, 
nasává ionty vápníku z vnitřku buňky.

196
00:12:55,330 --> 00:12:58,990
Sval je uvolněný a myosin nešplhá po aktinu.

197
00:13:00,330 --> 00:13:03,190
Ale jakmile dostane signál, vypustí ionty zpět,

198
00:13:03,190 --> 00:13:06,680
a nastane svalová kontrakce,

199
00:13:06,680 --> 00:13:10,740
protože troponin odsune z cesty tropomyosin.

200
00:13:10,740 --> 00:13:12,090
Je to dost fascinující.

201
00:13:12,090 --> 00:13:14,540
Hlavně je zajímavé, že tento jev ještě není

202
00:13:14,540 --> 00:13:16,200
zcela pořádně objasněn.

203
00:13:16,200 --> 00:13:19,140
Pokud se chcete stát biologem a vědcem

204
00:13:19,140 --> 00:13:22,600
tohle by mohla být zajímavá věc,
kterou byste mohli zkoumat.

205
00:13:22,660 --> 00:13:25,740
Zaprvé, už jen z vědeckého pohledu je zajímavé,

206
00:13:25,740 --> 00:13:28,170
jak to celé vlastně funguje.

207
00:13:28,420 --> 00:13:30,830
Ale možná existují i onemocnění,

208
00:13:30,830 --> 00:13:34,450
která jsou způsobena špatným fungováním
těchto proteinů.

209
00:13:34,450 --> 00:13:37,050
Možná byste mohli tyto věci provést lépe,

210
00:13:37,050 --> 00:13:38,360
nebo hůře. Kdo ví.

211
00:13:39,000 --> 00:13:41,750
Mohlo by být tedy užitečné,

212
00:13:41,750 --> 00:13:44,310
kdybyste zjistili, co se přesně děje,

213
00:13:44,310 --> 00:13:47,870
když akční potenciál otevře tento vápníkový kanál.

214
00:13:48,470 --> 00:13:50,490
Takže teď už máme ucelený obraz.

215
00:13:50,490 --> 00:13:53,860
Víme, jak může motorický neuron
zahájit kontrakci buňky

216
00:13:53,860 --> 00:14:00,740
dovolením sarkoplazmatikému retikulu 
vypustit svou zásobu vápníkových iontů

217
00:14:01,690 --> 00:14:04,350
do buněčné cytoplazmy.

218
00:14:04,540 --> 00:14:07,240
A před tímto videem jsem si něco málo načetl...

219
00:14:07,240 --> 00:14:09,090
Tyto pumpy jsou velmi účinné,

220
00:14:09,090 --> 00:14:12,170
takže když signál přestal působit
a dveře tady jsou zavřené,

221
00:14:12,170 --> 00:14:16,300
sarkoplazmatické retikulum vyrovná zpět

222
00:14:16,300 --> 00:14:19,070
koncentraci iontů během 30 milisekund.

223
00:14:19,070 --> 00:14:22,100
Proto jsme tak dobří v zastavování kontrakcí,

224
00:14:22,100 --> 00:14:25,820
proto můžu natáhnout ruku, 
pak ji stáhnout zpět a uvolnit ji.

225
00:14:25,820 --> 00:14:31,060
To vše během zlomku vteřiny, 
protože můžeme zastavit stah během 30 milisekund,

226
00:14:31,060 --> 00:14:33,850
což je méně než 1/30 vteřiny.

227
00:14:34,670 --> 00:14:37,500
Každopádně, uvidíme se v dalším videu,

228
00:14:37,500 --> 00:14:41,490
kde budeme studovat strukturu svalové buňky 
poněkud podrobněji.