Uredio dr. Gianfranco De Angelis
"Poražavajuće je vidjeti instruktore i osobne trenere u teretanama koji daju" empirijska "objašnjenja o raznim temama: mišićnoj masi (hipertrofija), povećanju snage, izdržljivosti itd., A da nemate ni približno znanje o histološkoj strukturi i fiziologiji mišića .
Malo njih ima samo manje-više dubinsko znanje o makroskopskoj anatomiji, kao da je dovoljno znati gdje se nalazi biceps ili grudni dio, zanemarujući histološku strukturu, a još manje biokemiju i fiziologiju mišića. Napravite kratku i jednostavnu raspravu predmeta, dostupna čak i laicima bioloških znanosti.
Histološka građa
Mišićno tkivo razlikuje se od drugih tkiva (živčano, koštano, vezivno), zbog očite karakteristike: kontraktilnost, odnosno mišićno tkivo je sposobno kontraktirati ili skratiti svoju dužinu. Prije nego što vidimo kako se skraćuje i za koje mehanizme, razgovarajmo o njenoj strukturi. Imamo tri vrste mišićnog tkiva, različitog histološki i funkcionalno: mišićno tkivo s skeletnim prugama, glatko mišićno tkivo i tkivo srčanog mišića. Glavna funkcionalna razlika između prve i druge dvije je u tome što, dok prvom upravlja volja, druga dva su neovisna o volji. Prvi su mišići koji pokreću kosti, mišići koje treniramo sa šipkama, bučicama i strojevima. Drugi tip daju mišići utrobe, poput mišića želuca, crijeva itd. Koji, kao što vidimo svaki dan, nisu kontrolirani voljom.Treći tip je srčani: srce je također napravljen od mišića, zapravo je sposoban za kontrakciju; osobito je srčani mišić također prugast, dakle sličan skeletnom, međutim, važna je razlika, njegova ritmička kontrakcija neovisna je o volji.
Skeletni prugasti mišić odgovoran je za dobrovoljne motoričke aktivnosti, dakle za sportske aktivnosti. Prugasti mišić sastoji se od stanica, kao i sve ostale strukture i sustavi organizma; stanica je najmanja jedinica sposobna za autonomni život. U ljudskom organizmu postoje milijarde stanica i gotovo sve imaju središnji dio koji se naziva jezgra, okružena želatinoznom tvari koja se naziva citoplazma. Stanice koje čine mišić nazivaju se mišićna vlakna: oni su izduženi elementi, poredani uzdužno prema osi mišića i sakupljeni u trake. Glavne karakteristike prugastog mišićnog vlakna su tri:
- Vrlo je velik, duljina može doseći nekoliko centimetara, promjer je 10-100 mikrona (1 mikrona = 1/1000 mm.) Ostale stanice organizma su, uz neke iznimke, mikroskopskih dimenzija.
- Ima mnogo jezgri (gotovo sve stanice imaju samo jednu) pa se stoga naziva "polinuklearni sincicij".
- Poprečno je prugast, odnosno predstavlja izmjenu tamnih i svijetlih traka. Mišićno vlakno ima u svojoj citoplazmi izdužene formacije, poredane uzdužno prema osi vlakna, pa stoga i prema onoj mišića, nazvane miofibrili, možemo ih smatrati produženim vrpcama koje se nalaze unutar stanice. Pruga cijelog vlakna.
Uzmimo miofibril i proučimo ga: on ima tamne trake, nazvane A trake, i svijetle trake zvane I, u sredini trake I c "je tamna linija koja se naziva linija Z. Prostor između jedne Z linije i druge naziva se sarkomera, koja predstavlja kontraktilni element i najmanju funkcionalnu jedinicu mišića; u praksi se vlakno skraćuje jer su mu sarkomere skraćene.
Pogledajmo sada kako nastaje miofibril, to je ono što se naziva ultrastruktura mišića. Napravljen je od niti, neke velike nazvane miozinske niti, druge tanke koje se nazivaju aktinske niti. Velike se uklapaju s tankim na takav način da traku A tvori velika nit (zato je tamnija), traka I umjesto toga tvori onaj dio tanke niti koja nije zalijepljena za tešku nit (formirana tankom niti, svjetlija je).
Mehanizam kontrakcije
Sada kada znamo histološku strukturu i ultrastrukturu, možemo nagovijestiti mehanizam kontrakcije. U kontrakciji lagani niti teku između teških niti, tako da se trake I smanjuju po duljini; tako se sarkomera također smanjuje u duljini, to je udaljenost između jedne Z trake i druge: stoga dolazi do kontrakcije ne zato što su se filamenti skratili, već zato što su duljinom sarkomere smanjili klizanjem. duljina miofibrila, dakle budući da miofibrili čine vlakno, duljina vlakana se smanjuje, pa se posljedično skraćuje mišić koji je sačinjen od vlakana. Očito je za protok ovih niti potrebna energija, a to daje tvar: l "ATP ( adenozin trifosfat), koji čini energetsku valutu organizma. ATP nastaje oksidacijom hrane: energija koju hrana ima prenosi se na ATP koji je zatim prenosi u vlakna kako bi ih protok. dolazi do kontrakcije, potreban je i drugi element , ion Ca ++ (kalcij).Mišićna stanica drži svoje velike zalihe u svojoj unutrašnjosti i stavlja je na raspolaganje sarkomeru kada treba doći do kontrakcije.
Mišićna kontrakcija s makroskopskog gledišta
Vidjeli smo da je kontraktilni element sarkomera, ajmo sada ispitati cijeli mišić i proučiti ga s fiziološkog gledišta, ali makroskopski. Da bi se mišić kontraktirao, mora stići električni podražaj: ovaj poticaj dolazi od motora živac, počevši od leđne moždine (kako se to prirodno događa); ili može doći iz reseciranog i električno stimuliranog motornog živca ili izravnom električnom stimulacijom mišića. u ovom trenutku ga stimuliramo električnim putem; mišić će se stegnuti, odnosno skratit će se podizanjem utega; ta se kontrakcija naziva izotonična kontrakcija. S druge strane, vežemo li mišić s oba kraja na dva kruta oslonca, kada ga stimuliramo, mišić će se povećati u napetosti bez skraćivanja: to se naziva izometrijska kontrakcija. U praksi, ako uzmemo šipku sa zemlje i podignemo je, to će biti izotonična kontrakcija; opteretimo li ga vrlo velikom težinom i, pokušavajući ga podignuti, dakle, dok se mišići maksimalno skupljamo, ne pomičemo ga, to će se nazvati izometrijskom kontrakcijom. U izotoničnoj kontrakciji izvršili smo mehanički rad (rad = sila x pomak); u izometrijskoj kontrakciji mehanički rad je nula, budući da je: rad = sila x pomak = 0, pomak = 0, rad = sila x 0 = 0
Ako stimuliramo mišić vrlo visokom frekvencijom (tj. Brojnim impulsima u sekundi), on će razviti vrlo veliku silu i ostati će maksimalno stegnut: kaže se da je mišić u ovom stanju u tetanusu, stoga tetanička kontrakcija znači maksimalnu i kontinuirano skupljanje. Mišić se može malo ili mnogo kontraktirati, po volji; to je moguće putem dva mehanizma: 1) Kada se mišić malo ne kontraktira, samo se neka vlakna stežu; povećavajući intenzitet kontrakcije, dodaju se druga vlakna.2) Vlakno se može kontraktirati s manjom ili većom silom ovisno o učestalosti pražnjenja, odnosno broju električnih impulsa koji dođu do mišića u jedinici vremena. Modulacijom ove dvije varijable središnji živčani sustav kontrolira koliko se snažno mišići moraju stezati. Kad zapovijedi snažnu kontrakciju, gotovo sva vlakna mišića ne samo da se skraćuju, već će se sva s velikom silom skratiti: kada zapovijedi slabu kontrakciju, samo se nekoliko vlakana skraćuje i s manjom silom.
Obratimo se sada još jednom važnom aspektu fiziologije mišića: mišićnom tonusu. Mišićni tonus može se definirati kao kontinuirano stanje blage kontrakcije mišića, koje se događa neovisno o volji. Koji čimbenik uzrokuje ovo stanje kontrakcije? Prije rođenja mišići su iste duljine kao i kosti, a zatim se, s razvojem, kosti rastežu više od mišića, tako da se potonji rastežu. Kada se mišić rasteže, zbog spinalnog refleksa (miotatičkog refleksa), on se skuplja, stoga kontinuirano istezanje kojemu je mišić izložen određuje kontinuirano stanje lagane, ali trajne kontrakcije. Uzrok je refleks, a budući da je glavna značajka refleksa nevoljnost, tonom ne upravlja volja. Ton je fenomen na živčanoj refleksnoj osnovi, pa ako prerežem živac koji ide od središnjeg živčanog sustava do mišića, on postaje mlitav, potpuno gubi tonus.
Sila kontrakcije mišića ovisi o njegovom presjeku i jednaka je 4-6 kg.cm2. No, načelo vrijedi u načelu, ne postoji precizan omjer izravne proporcionalnosti: u sportaša, mišić koji je nešto manji od onog drugog sportaša može biti jači. Mišić povećava svoj volumen ako se trenira. S povećanjem otpora (ovo je načelo na kojem se temelji gimnastika s utezima); valja naglasiti da se volumen svakog mišićnog vlakna povećava, dok broj mišićnih vlakana ostaje konstantan.Ta se pojava naziva mišićna hipertrofija.
Biokemija mišića
Obratimo se sada problemu reakcija koje se javljaju u mišićima. Već smo rekli da je za pojavu kontrakcije potrebna energija; stanica čuva tu energiju u takozvanom ATP-u (adenozin trifosfat), koji se, kada daje energiju mišiću, pretvara u ADP (adenozin-difosfat) + Pi (anorganski fosfat): reakcija se sastoji u uklanjanju fosfata. Dakle, reakcija koja se odvija u mišiću je ATP → ADP + Pi + energija. Međutim, zalihe ATP-a su malobrojne i potrebno je ponovno sintetizirati ovaj element. Stoga, da bi se mišić mogao stegnuti, mora doći i do obrnute reakcije (ADP + Pi + energija> ATP), tako da mišić uvijek ima na raspolaganju ATP. Energija za ponovnu sintezu ATP -a daje nam se hranom: one, nakon što su probavljene i apsorbirane, dopiru do mišića krvlju, gdje oslobađaju energiju, upravo kako bi se stvorio ATP.
Energetsku tvar par excellence daju šećeri, osobito glukoza. Glukoza se može razgraditi u prisutnosti kisika (u aerobiozi) te je, kako se neprikladno kaže, "spaljena"; energiju koju oslobađa uzima ATP, dok od glukoze ostaje samo voda i ugljični dioksid. Iz jedne molekule glukoze dobije se 36 molekula ATP -a. No glukoza se također može napasti u nedostatku kisika, u tom slučaju se pretvara u mliječnu kiselinu i nastaju samo dvije molekule ATP -a; mliječna kiselina zatim, prelazeći u krv, odlazi u jetru gdje se ponovno pretvara u glukozu.Taj ciklus mliječne kiseline naziva se Cori ciklus. Što se praktički događa kada se mišić stegne? Na početku, kada se mišić počinje kontraktirati, ATP se odmah iscrpljuje, a budući da nije došlo do kardiocirkulacijske i respiratorne prilagodbe koja će se dogoditi kasnije, kisik koji dospije u mišić je nedovoljan, pa se glukoza razgrađuje u odsutnost kisik stvara mliječnu kiselinu. U drugom trenutku možemo imati dvije situacije: 1) Ako se napor nastavi lagano, kisik je dovoljan, tada će se glukoza oksidirati u vodi i ugljičnom dioksidu: mliječna kiselina se neće nakupljati i vježbe mogu trajati satima (ova vrsta napora se stoga naziva aerobnom; na primjer, trčanje na drugom mjestu). 2) Ako napor bude i dalje intenzivan, unatoč tome što puno kisika dopire do mišića, puno glukoze će se podijeliti u nedostatku kisika; stoga puno mliječne kiseline koja će uzrokovati umor (govorimo o anaerobnim naporima; na primjer brzo trčanje, poput 100 metara). Tijekom odmora mliječna kiselina će se u prisutnosti kisika ponovno pretvoriti u glukozu. Na početku, čak i u aerobnim naporima, nedostaje nam kisika: govorimo o dugu kisika, koji će se platiti kad se odmorimo; ovaj kisik će se koristiti za ponovnu sintezu glukoze iz mliječne kiseline; zapravo, odmah nakon napora konzumiramo više kisika nego što je uobičajeno: otplaćujemo dug.Kao što vidite, naveli smo glukozu kao primjer goriva, jer je ona najvažnije gorivo u mišićima; zapravo, čak i ako masti imaju veću količinu energije, za njihovu oksidaciju uvijek je potrebna određena količina glicida i mnogo više kisika. U nedostatku ovih postoje značajni poremećaji (ketoza i acidoza). Proteini se mogu koristiti kao gorivo, međutim, budući da se oni jedini koriste za treniranje mišića, u njima prevladava plastična funkcija. Lipidi imaju karakteristiku da za istu težinu imaju više energije od šećera i bjelančevina: idealno se koriste za skladištenje. Dakle, glicidi su gorivo, proteini su sirovine, lipidi su rezerve.
Pokušao sam u ovom članku o fiziologiji mišića biti što jasniji, a da pritom ni najmanje ne zanemarim znanstvenu strogost: vjerujem da bih postigao izvrstan rezultat ako sam potaknuo fitnes profesionalce da se ozbiljnije zainteresuju za fiziologiju, jer Vjerujem da temeljni pojmovi fiziologije i anatomije moraju biti neizostavna kulturna baština za pokušaj razumijevanja ovog divnog ljudskog tijela na neki način.
