Svalové vlákno

Svalové vlákno je základní pracovní jednotkou svalu. Je to zvláštní druh buňky - tzv. soubuní (syncitium). Syncitium vzniká v průběhu embryonálního života splynutím několika buněk (myoblastů) - má jednu stěnu a podle počtu původních buněk i odpovídající počet jader. Z toho je patrné, že se svalová vlákna nemohou množit dělením - ale je prokázané, že tréninkem je možné zvětšit jejich objem (silové sporty) nebo délku (vytrvalost) a také konvertovat svalová vlákna z jednoho typu na druhý. Na periferii svalových vláken existují ještě zvláštní rezervní, tzv. satelitní buňky. V případě vyčerpávající námahy a poškození svalových vláken se "probudí" a připojí se ke svalovému vláknu. Nevzniká nové vlákno, ale satelitní buňka mu dá svoje jádro - to pomáhá regeneraci a vede ke zvýšení obsahu aktinu a myosinu. Tato schopnost regenerace je řízena proteinem Srf. Jeho množství ve svalech se u lidí zvyšuje tréninkem. Studie aktivace satelitních buněk u anglických plnokrevníků potvrdila jejich zapojení po maximální zátěži (Kawai a kol.).

Aktin a myosin

Svalová vlákna obsahují dvě bílkoviny - aktin a myosin, které se do sebe zasouvají a vysouvají a tím se sval smršťuje a uvolňuje. Zanedbatelná síla jednoho páru dlouhého řádově několik nanometrů se násobí miliony těchto párů, které jsou řazeny za sebou i paralelně v každém vláknu. Vzniká tak dokonalý živý stroj.

Typy svalových vláken

Existují tři typy svalových vláken označovaných jako I, IIa a IIb. Tyto se liší ve třech základních vlastnostech:

• - Aerobní a anaerobní kapacita (kolik energie dokáží vyrobit za přítomnosti kyslíku a bez kyslíku)
• - Rychlost kontrakce a uvolnění
• - Průměr svalového vlákna

Svalová vlákna typ I - pomalá červená vlákna

Tento typ se označuje jako pomalá červená vlákna - barvu jim dává bohaté krevní zásobení sítí kapilár a vysoký obsah myoglobinu pro zajištění dostatečného množství kyslíku pro sval. Mají menší průměr, což znamená, že nevyvinou takovou sílu jako vlákna typu II, užší průměr jim ale dává výhodu rychlé reakce - tato vlákna reagují na základě mnohem slabšího podnětu než vlákna II.
Typ I tělo využívá pro dlouhý výkon o nižší intenzitě.

Typ IIa a IIb - rychlá bílá vlákna

Tato vlákna jsou mnohem silnější, ale rychleji se unaví. Existují dva podtypy těchto vláken - IIa a IIb. Typ IIa se smršťuje 4x rychleji než vlákno typu I a typ IIb se smršťuje desetkrát rychleji - tato vlákna tedy umožňují velkou sílu. Typ IIa má vlastnosti pomalého i rychlého vlákna. Obě vlákna typu II jsou bílá, nespoléhají výhradně na kyslík jako zdroj generování ATP na produkci energie.

Přehled charakteristik svalových vláken

kritérium	Typ I	Typ IIa	Typ IIb
rychlost kontrakce	pomalá	rychlá	rychlá
oxidativní kapacita	nízká	střední až vysoká	vysoká
hustota kapilár	vysoká	střední	nízká
obsah tuku	vysoký	střední	nízký
obsah glykogenu	střední	vysoký	vysoký
unavitelnost	nízká	střední	vysoká

Koně se narodí s oběma typy vláken. Přesto mají tendenci k proporcionálně vyššímu podílu určitých typů, což je predisponuje k lepším výkonům v určité disciplíně. Je to právě typ osvalení, podle kterého lze často rozeznat, zda je to rozený sprinter, skokan nebo vytrvalec. Samozřejmě bez korektního tréninku, výživy a komplexní péče je proporcionalita svalových vláken příliš osamoceným faktorem pro výkon, ale nelze pominout, že arabští koně disponují až 50 % pomalých svalových vláken

Vědecké studie

Svaly koně tvoří 50 % jeho hmotnosti. Svaly lokomoční mají vyšší podíl typu IIa a b než typu I, zatímco ve svalech posturálních převládají svalová vlákna typu I. Pro studie svalových vláken se využívá střední hýžďový sval, protože je hlavním mohutným lokomočním svalem, je dobře přístupný a adaptuje se v průběhu růstu a tréninku.

Výzkumy ukázaly rozdílnou proporcionalitu svalových vláken nejen napříč plemeny, ale také souvislost s pohlavím, věkem a stádiem tréninku.

Vliv plemenné příslušnosti

Studie proporcionality svalových vláken (Snow a Valberg 1994) prokázaly, že obecně u koní plemene quarter horse a anglický plnokrevník byl podíl svalových vláken typu II ve středním hýžďovém svalu 80-90 %, průměrně 75 % typu II byl zjištěn u standardbred (americký klusák) a andaluský kůň, nejnižší podíl typu II mají osli (jejich svalovina obsahuje z 90 % pomalá červená vlákna). Existují však i významné rozdíly mezi jednotlivými koňmi v rámci jednoho plemene. Dědivost proporcionality svalových vláken je 13 % (Rivero 1996, Barrey 1999).

Vliv pohlaví

Hřebci mají vyšší podíl typu IIa oproti typu IIb než klisny (Rivero 1993 a Roneus 1993). Co se týče typu I, nebyly zjištěny žádné rozdíly mezi hřebci a klisnami u standardbred (Roneus 1993). Andaluské klisny však mají vyšší podíl typu I (Rivero 1993) stejně jako plnokrevné klisny (Snow a Guy 1980, Roneus 1991).

Vliv věku

U standardbred nedošlo v období 6-12 měsíců věku hříbat ke změně v podílu vláken typu I, zvyšoval se počet vláken typu IIa na úkor typu IIb (Essen, Gustavsson 1983). Studie u hříbat arabských a andaluských zaznamenala podobný závěr - došlo v průběhu vývoje od šesti měsíců do jednoho roku ke zvýšení počtu vláken I a IIa, podíl vláken IIb klesal už od stáří deseti dnů (Galisteo 1992, Rivero 1993). U hříbat plnokrevných se do jednoho roku podíl vláken I neměnil, podíl IIa se zvyšoval, IIb snižoval (Eto 2003). Z výše uvedených studií vyplývá, že u hříbat se v průběhu prvního roku jejich života obecně nevýznamně zvýší podíl vláken I, vždy dochází ke zvýšení počtu vláken IIa a ke snížení vláken IIb. Tyto změny pokračují i ve druhém roce a jsou ukončeny u zkoumaných plemen ve třech a půl letech.

Vliv tréninku

Nabízí se otázka, zda je možné časným pohybováním hříbat ovlivnit architekturu svalů. Pět hříbat - odstávčat plemene standardbred v období od 7.-8. měsíce do 17.-18. měsíce bylo zařazených do tréninku (Essen, Gustavssonet 1983). Tréninkové lekce se skládaly z 5 minut krok, 1800 m klus a vzdálenost se během čtyř měsíců prodlužovala až na 3600 m. V týdnu hříbata absolvovala toto cvičení 4-5 dnů. Dalších šest měsíců byli ročci zapřaháni do sulky 4-5 dnů v týdnu s porcí 3000 m v klusu s postupným zvyšováním rychlosti. V tomto období se navíc přidal jeden den, kdy absolvovali rychlostí 500 m/min více jak 1600 m. Kontrolní skupina různého pohlaví a věku nebyla trénovaná. Co vědci zjistili? Zvyšující se podíl vláken IIa proti IIb se nelišil od zvýšení v souvislosti s růstem. U trénovaných hříbat se zvýšila aktivita oxidativních enzymů (o 18 %), aktivita glykolytických enzymů se snížila (o 33 %) jak u trénovaných, tak u netrénovaných hříbat stejně jako v souvislosti s růstem.

K podobným výsledkům vedly výzkumy u hříbat holandských teplokrevníků - mezi hříbaty od prvních dnů do věku pěti měsíců pohybovanými sprinty ve výběhu a hříbaty s pastevním odchovem bez řízeného pohybování nebyl zjištěn významný vliv tréninku na kompozici svalových vláken, pouze docházelo ke změnám obvyklým v souvislosti s růstem. (Dingboom 1999, 2002).

Vliv tréninku na zastoupení typů svalových vláken u dvou- až čtyřletých koní plemene andaluský kůň, anglický plnokrevník a standardbred byl předmětem studie (Roneus 1992, Serrano 2000, Yamano 2005), která prokázala zvýšení podílu svalových vláken IIa a zvýšení oxidativní kapacity.
Z výše uvedených výzkumů vyplývá, že řízený pohyb u koní do věku jednoho roku nemá vliv na zastoupení určitých typů svalových vláken, pouze dochází ke změnám v souvislosti s růstem a příroda k tomu měla dobré důvody:

Když se narodí hříbě, jeho svaly jsou prostředkem k tomu, aby bylo schopné během několika minut po porodu vstát a eventuelně prchat před predátorem. Svaly hříběte jsou nacpané glykogenem a mateřské mléko je bohatým zdrojem sacharidů pro energetický metabolismus. Hříbata tedy disponují svalovinou schopnou akcelerace za využití glykogenu anaerobní cestou. Postupně se poměr IIa a IIb vláken upravuje ve prospěch vláken IIa.
Tréninkem hříbat sice lze podpořit zvýšení oxidativní kapacity, ale tato změna po třech měsících odtrénování odeznívá, oxidativní kapacita enzymů se vrací na hodnoty před zahájením tréninku. Na kompozici svalů nemá trénink hříbat vliv.

Vytrvalci

Vědci na fakultě veterinárních věd University v Cordobě (Španělsko) zkoumali vzorky svalů u 36 vytrvalostních koní. Vzorky byly odebrány ze středního hýžďového svalu ve třech úrovních hloubky. Koně byli ve věku 8,42 +-2,85 let. Dvacet koní z celé skupiny bylo označeno jako vrcholoví vytrvalostní koně s ohledem na jejich výkonnost v posledních dvou až třech letech a jejich rychlost. Zbylých 16 koní ze skupiny mělo za sebou průměrné výkony v rychlostech do 12,5 km/h v soutěžích 120-180 km, do 14 km/h v soutěžích 80-120 km/h, nebo 13,5 km/h v soutěžích od 40-60 km.

Byly zjištěny významné rozdíly v zastoupení typu a velikosti svalových vláken - špičkoví vytrvalci měli vyšší podíl a větší objem (délku) vláken typu I a IIa a nižší podíl vláken IIb. Rozdíly v zastoupení typů a velikosti vláken byly markantnější v hlubší vrstvě středního hýžďového svalu v porovnání se vzorky odebranými ve vrchní části svalu. Výsledky také ukázaly na větší homogenitu u typů vláken napříč svalem u špičkových vytrvalců, zatímco u průměrných vytrvalců se podíl jednotlivých typů vláken liší od povrchu do hloubky svalu. Studie prokázala, že kompozice svalů - podíl a velikost vláken, má přímou souvislost s atletickými schopnostmi vytrvalostních koní - ale také je jisté, že trénink takto disponovaných koní je neméně důležitým faktorem, který dokáže výkonnost s těmito dispozicemi synergizovat. I u lidí je dokázána souvislost mezi zastoupením pomalých vláken a počtem let vytrvalostního tréninku.

Na Universitě v Cordobě proběhly i další studie u andaluských koní, arabských koní a angloarabů. Výsledky ukázaly, že poměr vláken I a II je u jednotlivých plemen ustálený, ale tréninkem se zlepšuje jejich kontraktilita (stažitelnost) a oxidativní kapacita u vláken IIa. Třináctitýdenní tréninkový program vedl ke zmenšení průměru svalových vláken I a IIa. Vědci zaznamenali tři zásadní změny v souvislosti s vytrvalostním tréninkem:

• snížená potřeba kyslíku při zátěži submaximální intenzity,
• zvýšený objem vláken I,
• zvýšení oxidativní kapacity.

První dvě změny vědci považují pro ekonomičnost vytrvalostní zátěže za významnější než kardiovaskulární kondici.

Pomalým vláknům svědčí plavání

Dvakrát nepřekonatelná Orphee des Blins pár kilometrů od nás trénuje nejen na dráze, ale také v bazénu, což je vynikající součást vytrvalostního tréninku. Plavání je trénink, který má efekt především na pomalá červená vlákna - jde tedy o zvýšení oxidativní kapacity, zlepšení metabolismu a krevního oběhu. Údajně deset minut plavání nahradí hodinu tréninku. Koně jsou dobří plavci, při velkých povodních dospělí koně dokáží plavat celé hodiny. Špičkoví vytrvalostní trenéři zařazují plavání jako běžnou součást tréninku.

Fyziologie efektu vytrvalostního tréninku - nad deset minut, 50 % maximální intenzity (Hanák a kol. 1983)
Vytrvalostní trénink zvyšuje potenciál aerobních pochodů a hodnotu energetických zásob. Využívá kyslík na štěpení glycidů a postupně přednostně mastných kyselin. Čím více je sval adaptován na vytrvalostní zátěž, tím více obsahuje fosfolipidů (i na úkor glykogenu), zvyšuje se obsah myoglobinu a mitochondrií (tkáňové dýchání). Vzhledem k tomu, jak ohromným zdrojem energie jsou tuky, mohly by svaly pracovat na podkladě jejich oxidace neuvěřitelně dlouho - ovšem překážkou je dehydratace, narušení osmotické rovnováhy nebo přehřátí. Z hlediska kompozice svalu je jasné, že tyto procesy mohou probíhat pouze ve vláknech s vysokou oxidativní kapacitou - tedy v pomalých červených vláknech (typ I) a částečně ve vláknech IIa. U lidí mají vytrvalci až 90% podíl pomalých svalových vláken, zatímco špičkoví sprinteři a skokani 70-90 % rychlých svalových vláken.

Otázky - vytrvalec, nebo sprinter?

V humánním sportu se říkává, že sprinterem se člověk rodí, vytrvalcem stává. Z výše uvedeného nám vyplývá, že vlákna se mohou tréninkem měnit - v aerobním směru je to ale relativně jednodušší než obráceně. Siloví sportovci jsou schopni zvýšit svou vytrvalost, ale vytrvalci mají problém zvýšit svou sílu. Zda to platí i u koní, na to jsem nenalezla žádné relevantní studie, jsou jen zkušenosti jezdců a trenérů. Je ale nepravděpodobná možnost i při špičkovém zázemí a tréninku vyrovnat výkony na nejvyšší úrovni, tedy parkur stupně T - vytrvalost T a naopak už jen z toho důvodu, že pro tyto výkony mají koně zakotvené určité genetické předpoklady neslučující se s jiným typem zátěže. Zvláštním případem je disciplína všestrannost, kde kůň dokáže pracovat aerobně i anaerobně. Vzhledem k tomu, že ve všestrannosti vytrvalostní zátěž netrvá řádově hodiny, dá se předpokládat, že se na těchto výkonech budou podílet především přechodná vlákna IIa podpořená kvalitním tréninkem.

Krevní linie, nebo pomsta?

Genetika je neúprosná. I přes vnější faktory, které můžeme ovlivnit, je převládající typ svalových vláken pro některá plemena typický a předurčuje tyto koně k určitým výkonům. Nepromyšlené a náhodné křížení přivádí na svět jedince, kteří jsou dílem náhody stejně jako jejich využití, potažmo kvalita jejich života.

Zdroje:

• www.ker.com/library
• www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8282629‎
• vet.tufts.edu/sports/quarter.html‎
• www.wageningenacademic.com
• www.animalscience.tamu.edu
• Základy klinické fyziologie, výživy a zoohygieny dostihových a sportovních koní - Doc MVDr. Jaroslav Hanák, Csc, MVDr. Vladimít Tlučhoř, MVDr. Karel Kubíček, 1983
• Variability of muscle fibre type composition in a number of genealogical bloodlines in Arabina and Andalusian horses, J.L.L. Rivero, M.Valera, A.Serrano, M.Vinuesa, 1996
• www.hippiatrica.com