Уредио др Гианфранцо Де Ангелис
"Поражавајуће је видети инструкторе и личне тренере у теретанама који дају" емпиријска "објашњења о разним темама: мишићној маси (хипертрофија), повећању снаге, издржљивости итд., А да немате ни приближно знање о хистолошкој структури и физиологији мишића .
Мало њих има само мање-више дубинско знање о макроскопској анатомији, као да је довољно знати где се налази бицепс или грудни кош, занемарујући хистолошку структуру, а још мање биохемију и физиологију мишића. Направите кратку и једноставну дискусију предмета, приступачан чак и лаицима биолошких наука.
Хистолошка структура
Мишићно ткиво се разликује од других ткива (нервно, коштано, везивно), због очигледне карактеристике: контрактилности, односно мишићно ткиво је способно да се контрактише, односно скрати његова дужина. Пре него што видимо како се скраћује и за које механизме, разговарајмо о њеној структури. Имамо три врсте мишићног ткива, различитог хистолошки и функционално: мишићно ткиво са скелетним пругама, глатко мишићно ткиво и ткиво срчаног мишића. Главна функционална разлика између прве и друге две је у томе што, док првом управља воља, друга два су независна од воље. Први су мишићи који покрећу кости, мишићи које тренирамо са шипкама, бучицама и машинама. Други тип дају мишићи утробе, попут мишића желуца, црева итд., Који, како свакодневно видимо, нису контролисани вољом.Трећи тип је срчани: срце је такође направљено од мишића, у ствари је способно за контракцију; срчани мишић је такође пругаст, дакле сличан скелетном, међутим, важна разлика, његова ритмичка контракција је независна од воље.
Скелетни пругасти мишић одговоран је за добровољне моторичке активности, дакле за спортске активности. Пругасти мишић састоји се од ћелија, као и све остале структуре и системи организма; ћелија је најмања јединица способна за аутономни живот. У људском организму има милијарде ћелија и скоро све имају централни део који се назива језгро, окружена желатинозном супстанцом која се зове цитоплазма. Ћелије које чине мишић називају се мишићна влакна: они су издужени елементи, распоређени уздужно према оси мишића и сакупљени у траке. Главне карактеристике пругастог мишићног влакна су три:
- Веома је велики, дужине може досећи неколико центиметара, пречник је 10-100 микрона (1 микрона = 1/1000 мм.) Остале ћелије организма су, уз неке изузетке, микроскопских димензија.
- Има много језгара (скоро све ћелије имају само једно) и зато се назива "полинуклеарни синцицијум".
- Попречно је пругаст, односно представља измјену тамних и свијетлих трака. Мишићно влакно има издужене формације у својој цитоплазми, распоређене уздужно према оси влакна, па стога и према оној мишића, које се називају миофибрили, можемо их сматрати издуженим жицама постављеним унутар ћелије. Пруга целог влакна.
Узмимо миофибрил и проучимо га: он има тамне траке, назване А траке, и светле траке које се зову И, у средини траке И ц "је тамна линија која се назива линија З. Простор између једне З линије и друге назива се саркомера, која представља контрактилни елемент и најмању функционалну јединицу мишића; у пракси се влакно скраћује јер су му саркомере скраћене.
Сада да видимо како настаје миофибрил, то је оно што се зове ултраструктура мишића. Направљен је од филамената, неки велики који се називају миозински нити, други танки који се називају актински филаменти. трака И уместо тога формирана је од оног дела танке нити која није залепљена за тешку нит (формирана танком нити је светлија).
Механизам контракције
Сада када знамо хистолошку структуру и ултраструктуру, можемо наговијестити механизам контракције. У контракцији, лаки филаменти теку између тешких нити, тако да се траке И смањују по дужини; тако се саркомера такође смањује по дужини, то је растојање између једне З траке и друге: стога долази до контракције не зато што су се филаменти скратили, већ зато што су смањили дужину саркомере клизањем. дужина миофибрила, дакле будући да миофибрили сачињавају влакно, дужина влакана се смањује, па се и мишић, који је сачињен од влакана, скраћује. Очигледно, за проток ових влакана потребна је енергија коју даје супстанца: л "АТП ( аденозин трифосфат), који чини енергетску валуту организма. АТП настаје оксидацијом хране: енергија коју храна има преноси се до АТП -а који је затим преноси у влакна како би текао. долази до контракције такође је потребан још један елемент , јон Ца ++ (калцијум). Мишићна ћелија држи велике залихе у себи и чини је доступном саркомеру када мора доћи до контракције.
Контракција мишића са макроскопске тачке гледишта
Видели смо да је контрактилни елемент саркомера, хајде да сада испитамо цео мишић и проучимо га са физиолошког становишта, али макроскопски. Да би се мишић контрактовао, мора стићи електрични стимулус: овај стимулус долази од мотора нерва, почевши од кичмене мождине (како се то природно дешава); или може доћи из ресецираног и електрично стимулираног моторног живца или директном електричном стимулацијом мишића. у овом тренутку га стимулишемо електрично; мишић ће се стегнути, односно скратити подизањем тежине; ова контракција се назива изотонична контракција. С друге стране, ако вежемо мишић са оба краја за два чврста ослонца, када га стимулишемо, мишић ће се повећати у напетости без скраћивања: то се назива изометријска контракција. У пракси, ако узмемо мрену са земље и подигнемо је, то ће бити изотонична контракција; ако га оптеретимо великом тежином и, док покушавамо да га подигнемо, дакле, док максимално скупљамо мишиће, не померамо га, то ће се назвати изометријском контракцијом. У изотоничној контракцији извршили смо механички рад (рад = сила к померање); у изометријској контракцији механички рад је нула, будући да је: рад = сила к помак = 0, помак = 0, рад = сила к 0 = 0
Ако стимулирамо мишић врло високом фреквенцијом (тј. Бројним импулсима у секунди), он ће развити врло велику силу и остат ће максимално контрактиран: каже се да је мишић у овом стању у тетанусу, стога тетаничка контракција значи максималну и континуирано скупљање. Мишић се може мало или много контрактирати, по вољи; то је могуће путем два механизма: 1) Када се мишић мало контрактира, само се нека влакна стежу; повећавајући интензитет контракције, додају се друга влакна.2) Влакно се може контрактирати са мањом или већом силом у зависности од учесталости пражњења, односно броја електричних импулса који у јединици времена стижу до мишића. Модулацијом ове две варијабле, централни нервни систем контролише колико снажно мишићи морају да се стежу. Када нареди снажну контракцију, скоро сва влакна мишића не само да се скраћују, већ ће се и сва с великом силом скратити: када нареди слабу контракцију, само се неколико влакана скраћује и са мањом силом.
Хајде сада да се позабавимо још једним важним аспектом мишићне физиологије: мишићним тонусом. Мишићни тонус се може дефинисати као континуирано стање благе контракције мишића, које се јавља независно од воље. Који фактор изазива ово стање контракције? Пре рођења, мишићи су исте дужине као и кости, а затим се, док се развијају, кости растежу више од мишића, тако да се они истежу. Када се мишић растеже, због спиналног рефлекса (миотатичког рефлекса), он се скупља, па непрестано истезање којем је мишић изложен одређује континуирано стање лагане, али упорне контракције. Узрок је рефлекс, а будући да је главна одлика рефлекса невољност, тоном не управља воља. Тон је феномен на основу нервног рефлекса, па ако пресечем нерв који иде од централног нервног система до мишића, он постаје млитав, потпуно губећи тонус.
Сила контракције мишића зависи од његовог попречног пресека и једнака је 4-6 кг.цм2. Али принцип важи у принципу, не постоји прецизан однос директне пропорционалности: код спортиста, мишић који је нешто мањи од оног другог спортисте може бити јачи. Мишић повећава своју запремину ако се тренира. Са повећањем отпора (ово је принцип на којем се заснива гимнастика с утезима); треба нагласити да се волумен сваког мишићног влакна повећава, док број мишићних влакана остаје константан. Ова појава се назива хипертрофија мишића.
Биохемија мишића
Обратимо се сада проблему реакција које се јављају у мишићима. Већ смо рекли да је потребна енергија да би дошло до контракције; ћелија ту енергију чува у такозваном АТП-у (аденозин трифосфат), који се, када даје енергију мишићу, претвара у АДП (аденозин-дифосфат) + Пи (неоргански фосфат): реакција се састоји у уклањању фосфата. Дакле, реакција која се одвија у мишићу је АТП → АДП + Пи + енергија. Међутим, залихе АТП-а су малобројне и потребно је поново синтетизовати овај елемент. Стога, да би се мишић могао контрактирати, мора доћи и до обрнуте реакције (АДП + Пи + енергија> АТП), тако да мишић увијек има на располагању АТП. Енергија за поновну синтезу АТП -а даје нам се храном: оне, након што су пробављене и апсорбиране, допиру до мишића крвљу, гдје ослобађају енергију, управо како би се створио АТП.
Енергетску супстанцу пар екцелленце дају шећери, посебно глукоза. Глукоза се може разградити у присуству кисеоника (у аеробиози) и, како се неприкладно каже, "сагорева"; енергију коју ослобађа узима АТП, док од глукозе остаје само вода и угљен -диоксид. Из једног молекула глукозе добија се 36 молекула АТП -а. Али глукоза се такође може напасти у одсуству кисеоника, у том случају се претвара у млечну киселину и формирају се само два молекула АТП -а; млечна киселина затим, прелазећи у крв, одлази у јетру где се поново претвара у глукозу.Овај циклус млечне киселине назива се Цори циклус. Шта се практично дешава када се мишић стегне? У почетку, када мишић почиње контракције, АТП се одмах исцрпљује, а будући да није дошло до кардиоциркулацијске и респираторне адаптације које ће се догодити касније, кисик који доспије у мишић је недовољан, па се глукоза разграђује у недостатак кисеоник који ствара млечну киселину. Други пут можемо имати две ситуације: 1) Ако се напор настави лагано, кисеоник је довољан, тада ће глукоза оксидирати у води и угљен -диоксиду: млечна киселина се неће акумулирати и вежбе могу трајати сатима (ова врста напора се зато назива аеробним; на пример, трчање на кросу). 2) Ако напор настави да буде интензиван, упркос томе што много кисеоника допире до мишића, много глукозе ће се поделити у недостатку кисеоника; стога много млечне киселине која ће изазвати умор (говоримо о анаеробном напору; на пример брзо трчање, на пример 100 метара) .Мрека за време одмора, у присуству кисеоника, ће се поново претворити у глукозу. На почетку, чак и у аеробним напорима, недостаје нам кисеоника: говоримо о дугу кисеоника, који ће бити плаћен када се одморимо; овај кисеоник ће се користити за ресинтетизацију глукозе из млечне киселине; у ствари, одмах након напора конзумирамо више кисеоника од нормалног: отплаћујемо дуг. Као што видите, навели смо глукозу као пример горива, јер она представља најважнији мишић; у ствари, чак и ако масти имају већу количину енергије, за њихову оксидацију увек је потребна одређена количина глицида и много више кисеоника. У недостатку њих постоје значајни поремећаји (кетоза и ацидоза). Протеини се могу користити као гориво, међутим, будући да се они једини користе за вјежбање мишића, у њима превладава пластична функција.Липиди имају карактеристику да за исту тежину имају више енергије од шећера и протеина: идеално се користе за складиштење. Дакле, глициди су гориво, протеини су сировине, липиди су резерве.
Покушао сам у овом чланку о физиологији мишића да буде што јаснији, а да ни најмање не занемарим научну строгост: верујем да бих постигао одличан резултат ако сам стимулисао фитнес професионалце да се озбиљније заинтересују за физиологију, јер Верујем да темељни појмови физиологије и анатомије морају бити незаобилазно културно наслеђе да би се покушало на неки начин разумети ово дивно људско тело.
