Nie všetky bunky v našom tele sú podobné. Často majú veľa spoločných a podobných organel, ale existujú stovky špecializovaných buniek, z ktorých všetky majú úpravy, ktoré jej umožňujú efektívne fungovať. Špecializované bunky sú bunky, ktoré majú jedinečné štruktúry a funkcie navrhnuté pre špecifické úlohy v organizme. Sú zásadné, pretože umožňujú živým veciam vykonávať zložité procesy, ako je pohyb, transport kyslíka a reprodukcia efektívne. Špecializované bunky majú prispôsobenia ako jedinečné tvary, organely alebo schopnosti, ktoré im pomáhajú vykonávať špecifické funkcie, zatiaľ čo základné bunky zvyčajne vykonávajú všeobecnejšie životné procesy.
Svalové bunky ako špecializované jednotky pohybu
Svalový pohyb sa vyvinul u mnohobunkovcov počas fylogenézy ako významný prvok adaptácie organizmov na podmienky vonkajšieho prostredia. Pohyb je jeden zo základných prejavov života, a všetok pohyb organizmov a v organizmoch zabezpečuje svalstvo. Základ svalov tvorí svalová bunka, ktorá vytvára svalové vlákno, svalové snopčeky, svalové snopce a svalové hlavy. Svaly sú výborne prekrvené a inervované. Základnou vlastnosťou svalu je kontraktilita. Svaly reagujú na podráždenie stiahnutím, pričom ide o zmenu chemickej energie na mechanickú. Látka, ktorá je v svalovej bunke nositeľom sťahovateľnosti sa nazýva aktinomyozín.
Typy svalových buniek
U stavovcov sa rozlišujú tri typy svalov, ktoré sú tvorené svalovým tkanivom:
- Hladké svalstvo: Nachádza sa v stenách vnútorných orgánov. Jeho základ tvorí bunka hladkého svalu - podlhovastá, jednojadrová, vretenovitá bunka prestúpená myofibrilami a aktínomyozínom. Je menej dráždivé, pracuje pomaly, je neunaviteľné a oplýva veľkou rozťažnosťou. Činnosť hladkého svalstva neovládame vôľou, je riadená vzruchmi z autonómnych nervov a humorálnymi vplyvmi. Niektoré orgány s hladkým svalstvom sú schopné rytmicky sa sťahovať i po vybratí z organizmu.
- Priečne pruhované (kostrové) svalstvo: Základnou stavebnou jednotkou je svalové vlákno (svalová bunka). Názov vznikol na základe vzhľadu pod mikroskopom, ktorý je dôsledkom mikroskopickej štruktúry. Svalové bunky priečne pruhovaného svalu sú mnohojadrové, podlhovastého tvaru, pričom najdôležitejšia súčasť z hľadiska funkcie bunky sú myofibrily, zodpovedné za priečne pruhovaný vzhľad. Kostrové svaly sú inervované motorickými, senzitívnymi a autonómnymi vláknami. Kostrový sval je pružný a veľmi pevný, na dráždenie reaguje stiahnutím alebo zmenou napätia.
- Srdcový sval: Má zvláštne postavenie. Svojím priečnym pruhovaním sa podobá kostrovému svalu, no má i mnoho odlišností. Bunkové jadrá sú uprostred svalových vlákien, vlákna sa rôzne vetvia. Najdôležitejšou vlastnosťou je schopnosť šíriť vzruchy - ak dôjde k podráždeniu malej časti myokardu, vzruch sa postupne rozšíri a srdce bude reagovať ako jeden celok.
Bunkový cyklus a reprodukcia buniek
Reprodukcia každého jedinca a jeho rast sú spojené s delením buniek. Reprodukcia buniek je jednou zo všeobecných vlastností buniek. Materské bunky sa delia - reprodukujú, čím dávajú vznik novým dcérskym bunkám, ktoré sú geneticky zhodné s materskou bunkou. Reprodukcia je základom individuálneho vývinu - ontogenézy mnohobunkového organizmu a dáva vznik aj pohlavným bunkám. Výsledkom reprodukcie buniek sú nové generácie buniek a mnohobunkových organizmov. Reprodukcia je teda časť života bunky, v ktorom sa bunky delia, rastú a vyvíjajú sa podľa genetickej informácie zapísanej v DNA, ktorú získali z materskej bunky. Bunkové delenie zabezpečuje aj regeneráciu poškodených tkanív, orgánov a náhradu opotrebovaných buniek. Delenie buniek z hľadiska vývoja je základom kontinuity, t.j. udržania nepretržitosti života a druhu.
Fázy bunkového cyklu
Keď sa bunky po skončení bunkového delenia osamostatnia, začínajú prípravné fázy na ďalšie delenie buniek. Tieto prípravné procesy prebiehajú v interfáze bunkového cyklu (BC). Bunkový cyklus je cyklicky sa opakujúce delenie buniek, ktoré sa vo vhodných podmienkach opakuje. Súčasťou BC sú všetky procesy, ktoré sa dejú v bunke. Fázy bunkového cyklu eukaryotických buniek sú:
- G1-fáza (postmitotická): Začína sa v okamihu vzniku dcérskej bunky. Prebiehajú tu najmä rastové procesy, spojené so syntézou bielkovín. Je tu hlavný kontrolný uzol, ktorý má regulačnú funkciu - za nepriaznivých podmienok sa zastavuje priebeh G1-fázy a celého BC.
- S-fáza (syntetická): Pripravuje sa zdvojenie - replikácia jadrovej DNA (zdvojenie chromozómov). Trvá asi 1/4 cyklu, prebieha syntéza látok v bunke, ale najmä replikácia DNA.
- G2-fáza (predmitotická): Bunka ďalej rastie a pripravuje sa na delenie jadra a samotnej bunky.
- M-fáza (mitotická fáza): Prebieha tu rozdelenie jadra - karyokinéza a potom rozdelenie bunky - cytokinéza.
Časové trvanie BC sa nazýva generačná doba bunky. Je daná geneticky a pre rozličné bunky je rozdielna. Hlavným faktorom dĺžky života bunky sú vhodné životné podmienky.
Spôsoby bunkového delenia
Sú známe dva základné spôsoby delenia buniek - mitóza (nepriame delenie) a meióza (redukčné delenie). Existuje aj zriedkavý spôsob delenia buniek - amitóza (priame delenie).
Mitóza - nepriame delenie
Je najčastejší spôsob delenia eukaryotických buniek. Materská bunka sa mitózou rozdelí na dve rovnocenné dcérske bunky, ktoré sa geneticky zhodujú s materskou bunkou. Mitóza zabezpečuje presné rozdelenie genetického materiálu nachádzajúceho sa v chromozómoch do dcérskych buniek. Presné rozdelenie chromozómov do dcérskych buniek prebieha za pomoci mitotického aparátu, ktorý tvoria centriol a deliace vretienko. Vlastnému deleniu bunky predchádzajú intenzívne syntetické procesy v interfáze bunkového cyklu. Podstata mitózy eukaryotickej bunky spočíva v tom, že bunka sa rozdelí raz a raz sa aj replikuje DNA.
Amitóza - priame delenie
Je to pomerne zriedkavý spôsob bunkového delenia. Takto sa delia zrejme len patogénne bunky a bunky vyžadujúce urýchlenú reparáciu opotrebovaných alebo poškodených častí orgánov. V priebehu amitózy sa chromozómy nezdvojujú a nevytvára sa deliaci aparát. Jadro sa postupne zaškrcuje na dve časti, pričom zákonite nie je zaručené rovnomerné rozdelenie genetického materiálu. Po rozdelení jadra sa rozdelí aj cytoplazma a vznikajú dve dcérske bunky.
Meióza - redukčné delenie
Je osobitný spôsob delenia buniek, pri ktorom nastáva redukcia - zmenšenie počtu chromozómov na polovicu. Preto je meióza jediný možný spôsob vzniku pohlavných buniek - gamét. Pohlavné bunky musia mať polovičný počet chromozómov v porovnaní s telovými bunkami. Meióza prebieha v dvoch po sebe nasledujúcich deleniach: 1. meiotické delenie (heterotypické) a 2. meiotické delenie (homeotypické). Výsledok meiózy: z jednej diploidnej (2n) bunky sa vytvárajú 4 haploidné (n) bunky - gaméty.
Reprodukcia svalových buniek a ich špecifiká
Hoci má každá bunka schopnosť deliť sa, nie všetky bunky mnohobunkového organizmu sa delia. Pri živočíchoch sú to v dospelosti bunky takmer všetkých tkanív, u ktorých sa bunkový cyklus preruší. Napríklad bunky mozgu a erytrocyty majú geneticky trvalo zablokovanú schopnosť deliť sa. Bunky, ktoré sa napríklad v ľudskom organizme nedelia, sú v G1 fáze (takéto zastavenie bunkového cyklu sa nazýva aj G0 fáza). Všetky ostatné životné funkcie vykonáva bunka bez prerušenia.
Pre priečne pruhované svalové vlákna je typické, že často sa stáva, že jadro sa viacnásobne rozdelí, ale bunka sa rozdelí iba raz. Týmto spôsobom vznikajú viacjadrové bunky. Základnou svalovou jednotkou kostrového svalu je svalové vlákno, ktoré je po neuróne najdlhšou bunkou ľudského tela (až 10-15 cm). Tieto mnohojadrové svalové bunky sú kľúčové pre ich funkciu a regeneráciu.
Regulácia bunkového cyklu
Reguláciu bunkového cyklu zabezpečujú regulačné mechanizmy. Riadia priebeh BC a na úrovni mnohobunkového organizmu zabezpečujú zodpovedajúci počet buniek vo všetkých tkanivách a orgánoch. Najčastejšie je látkový (chemický) spôsob regulácie BC, kde niektoré chemické látky majú stimulačný účinok a iné pôsobia inhibične, spomaľujú alebo zastavujú bunkové delenie. Medzi látky, ktoré spomaľujú až zastavujú bunkové delenie patria cytostatiká, ktoré sa úspešne využívajú pri liečbe nádorových ochorení. Regulačné pôsobenie chemických látok je účinné najmä v G1-fáze, kde je hlavný kontrolný uzol BC. Reguláciu BC môžu výrazne ovplyvniť aj vírusy, ktoré pri spolupôsobení vnútorných, ako aj vonkajších rizikových faktorov môžu za istých okolností spôsobiť nekoordinované delenie buniek, a tak vyvolávať tvorbu nádorov.
tags: #svalova #bunka #rozmnozovanie