Гианфранцо Де Ангелис
Обесхрабрујуће је видети инструкторе и личне тренере који дају "емпиријска" објашњења о различитим темама: мишићна маса (хипертрофија), добитци снаге, отпорност итд., Без чак и грубог познавања хистолошке структуре и мишићне физиологије.
Мало има само мање или више дубоког знања о макроскопској анатомији, као да је довољно да зна где је бицепс или пекторал, погрешно схвата хистолошку структуру, а још мање биохемију и физиологију мишића. Покушаћу, колико је то могуће, да направим кратак и једноставан третман теме, доступан и лаику биолошких наука.
Хистологицал Струцтуре
Мишићно ткиво се разликује од других ткива (нервног, костног, везивног), због евидентне карактеристике: контрактилност, тј. Мишићно ткиво је у стању да се контрахује или скрати своју дужину. Пре него што видимо како се скраћује и који механизми, хајде да причамо о његовој структури. Имамо три типа мишићног ткива, различито и хистолошки и функционално: скелетно стриатно мишићно ткиво, глатко мишићно ткиво и ткиво срчаног мишића. Главна функционална разлика између прве и друге двије је та што, док се прва управља вољом, друга два су независна од воље. Прво, мишићи који чине кости се крећу, мишиће тренирамо са барбеллс, думббеллс и машинама. Други тип се даје мишићима утробе, као што су мишићи желуца, црева итд. које, као што видимо сваки дан, не контролише воља. Трећи тип је срчани: чак је и срце направљено од мишића, у ствари оно је способно да се контрахује; посебно, чак и срчани мишић је пругаст, толико сличан скелетном, међутим, важна разлика, његова ритмичка контракција је независна од воље.
Скелетни стриатед мишић је онај који је одговоран за добровољне моторне активности, а самим тим и за спортске активности. Тракасти мишић чине ћелије, као и све друге структуре и апарати организма; ћелија је најмања јединица способна за самосталан живот. У људском телу постоје милијарде ћелија и скоро све имају централни део који се зове нуклеус, окружен желатинозном супстанцом званом цитоплазма. Ћелије које чине мишић називају се мишићна влакна : они су издужени елементи, распоређени уздужно на оси мишића и сакупљени у траке. Главне карактеристике стриатних мишићних влакана су три:
- Веома је велика, дужина може достићи и центиметре, пречник је 10-100 микрона (1 микрон = 1/1000 мм.). Остале ћелије тела су, уз неке изузетке, микроскопске величине.
- Има много језгра (скоро све ћелије имају само једну) и зато се назива "полинуклеарни синцитиум".
- Чини се да је то трансверзално, тј. Представља измену тамних трака и светлосних трака. Мишићно влакно има издужене формације у својој цитоплазми, постављене уздужно на оси влакана и стога и на мишиће, које се називају миофибрили, можемо их сматрати издуженим жицама смјештеним унутар ћелије. Миофибрили су такође попречно испреплетени и они су одговорни за пруге читавог влакна.
Узмимо миофибрил и проучавамо га: има тамне траке, зване бендови А, и светлосне траке које се зову И, у средини траке И постоји тамна линија названа линија З. Простор између линије З и другог се зове сарцомере, који представља контрактилни елемент и најмању функционалну јединицу мишића; у пракси, влакно се скраћује јер се његови саркомери скраћују.
Сада да видимо како се прави миофибрил, то је оно што се назива ултраструктура мишића. Направљен је од филамената, неки велики називају се миозин филаменти, други су танки названи актински филаменти. Велики се уклапају заједно са танким на такав начин да је трака А формирана од дебелог влакна (због чега је тамнија), а трака И је уместо тога формирана оним делом танког филамента који није везан за тешку нит (формиран од стране танак филамент је лакши).
Механизам контракције
Сада када знамо хистолошку структуру и ултраструктуру, можемо споменути механизам контракције. У контракцији светли филаменти тече између тешких нити, тако да се траке И смањују у дужини; тако се и саркорем смањује у дужини, то је удаљеност између З-траке и другог: стога контракција не долази због тога што су се филаменти скратили, већ зато што су смањили дужину саромере. Смањењем дужине саркомера смањује се дужина миофибрила, тако да пошто миофибрили чине влакно, дужина влакна се смањује, па се мишић, који је начињен од влакана, скраћује. Очигледно је, да би се ова влакна струјала, потребна енергија, а то даје супстанца: АТП (аденозин трифосфат), која је енергетска валута тијела. АТП се формира оксидацијом хране: енергија коју храна има је прослеђена АТП-у који га затим даје филаментима како би их натјерали да тече. Да би дошло до контракције, потребан је још један елемент, Ца ++ јон (калцијум). Мишићна ћелија држи велике залихе у својој унутрашњости и чини је доступном саркомере када дође до контракције.
Контракција мишића са макроскопске тачке гледишта
Видели смо да је контрактилни елемент саромере, сада испитујемо цео мишић и проучавамо га са физиолошке тачке гледишта, али макроскопски. Да би се мишић смањио, мора доћи до електричног подражаја : овај стимулус долази из моторног нерва, почевши од кичмене мождине (као што се то догађа природно); или може доћи из ресектованог моторног нерва и електрично стимулисаног, или директно стимулишући мишић електрично. Замислите да узмете мишић: један крај везан за фиксну тачку, други крај га обесимо на тежину; у овом тренутку је стимулишемо електрично; мишић ће се смањити, то јест, скратит ће се, подићи тежину; ова контракција се назива изотонична контракција. Ако уместо тога вежемо мишић са оба краја на два крута подупирача, када га стимулишемо мишић ће се повећати у напетости без скраћивања: то се зове изометријска контракција. У пракси, ако узмемо шипку у мртво дизање и подигнемо је, то ће бити изотонична контракција; ако га убацимо са веома тешком тежином и, док покушавамо да је подигнемо, па чак и ако доведемо мишиће до максимума, ми га не померамо, то ће се звати изометријска контракција. У изотоничној контракцији извели смо механички рад (рад = снага к померање); у изометријској контракцији механички рад је нула, јер: рад = сила к помак = 0, помак = 0, рад = сила к 0 = 0
Ако стимулишемо мишић врло високом фреквенцијом (то јест, бројни импулси у секунди), она ће развити веома високу снагу и остати контрахована до максимума: за мишић у овом стању се каже да је у тетанусу, тако да тетанична контракција значи максималну и континуирану контракцију. Мишић се може мало или јако скупити, по вољи; то је могуће кроз два механизма: 1) када се мишић мало контрахује, само се нека влакна спајају; повећавајући интензитет контракције, додају се друга влакна. 2) Влакно се може стезати са мање или више силе у зависности од учесталости пражњења, тј. Броја електричних импулса који достижу мишиће у јединици времена. Модулишући ове две варијабле, централни нервни систем командује са којом силом се мишић мора контрахирати. Када покреће снажну контракцију, скоро сва влакна мишића се скраћују, не само, већ ће се све скратити са великом снагом: када нареди слабу контракцију, само неколико влакана скраћује и са мањом силом.
Сада се бавимо још једним важним аспектом мишићне физиологије: мишићни тонус . Мишићни тон се може дефинисати као континуирано стање мале мишићне контракције, које је независно од воље. Који фактор узрокује ово стање контракције? Пре порођаја мишићи су исте дужине као и кости, а затим, са развојем, кости се продужавају више од мишића, тако да се потоње истежу. Када се мишић протеже, због спиналног рефлекса (миотатски рефлекс), он се контрахује, тако да континуирано истезање којем је мишић подвргнут одређује континуирано стање лагане али упорне контракције. Узрок је рефлексија и пошто је главна карактеристика рефлекса не-добровољна, тон се не управља вољом. Тон је феномен на бази нервног рефлекса, тако да ако сечем живац који иде од централног нервног система до мишића, он постаје флацидан, потпуно губи тон.
Сила контракције мишића зависи од његовог попречног пресека и износи 4-6 кг.цм2. Али принцип је у принципу валидан, не постоји прецизан однос директне пропорционалности: код спортисте, мишић нешто мањи од оног другог спортисте може бити јачи. Мишић повећава волумен ако је трениран са повећаном отпорношћу (то је принцип на којем се заснива гимнастика на бази тежина); треба нагласити да се волумен сваког мишићног влакна повећава, док број мишићних влакана остаје константан. Овај феномен се назива мишићна хипертрофија.
Мусцле биоцхемистри
Сада се суочимо са проблемом реакција које се дешавају у мишићима. Већ смо рекли да долази до контракције да се догоди енергија ; ова енергија чува се у тзв. АТП (аденозин трифосфат), која, када даје енергију мишићу, претвара се у АДП (аденозин дифосфат) + Пи (неоргански фосфат): реакција се састоји у уклањању фосфата. Реакција која се одвија у мишићу је АТП → АДП + Пи + енергија. Међутим, залиха АТП-а је мало и треба их поново синтетизовати. Стога, да би се мишић смањио, мора се десити и обрнута реакција (АДП + Пи + енергија> АТП), тако да мишић увек има на располагању АТП. Енергија да се АТП ресинтеза покаже храном: они, након што су пробављени и апсорбовани, стижу до мишића кроз крв, где одустају од енергије, управо да би направили АТП форму.
Енергетску супстанцу пар екцелленце дају шећери, посебно глукоза. Глукоза се може одцијепити у присуству кисеоника (у аеробним условима) и, како је непрописно речено, "изгорела"; енергија која се ослобађа узима га из АТП-а, док глукоза нема ништа осим воде и угљен-диоксида. 36 молекула АТП добијено је из молекула глукозе. Али глукоза се такође може напасти у одсуству кисеоника, у ком случају се трансформише у млечну киселину и формирају се само два молекула АТП; затим млечна киселина, која прелази у крв, одлази у јетру где се поново претвара у глукозу. Овај циклус млијечне киселине се назива Цори циклус. Шта се практично дешава када се мишић контрахује? На почетку, када мишић почне да се смањује, АТП се одмах исцрпљује и, пошто после тога није било срчаних и респираторних адаптација, кисеоник који допире до мишића је недовољан, па се глукоза дели на одсуство кисеоника који формира млечну киселину. У другом тренутку можемо имати две ситуације: 1) Ако се напор настави на лакши начин, кисеоник је довољан, онда ће се глукоза оксидирати у води и угљен анхидриту: млечна киселина се неће акумулирати и вежба може да траје сатима ( овај тип напора се стога назива аеробним, нпр. 2) Ако напор настави да буде интензиван, иако велики део кисеоника допире до мишића, много глукозе ће се распасти у одсуству кисеоника; стога ће се формирати много млечне киселине која ће узроковати замор (говоримо о анаеробним напорима; на примјер, брзој вожњи, као што је 100 метара). Током одмора, млечна киселина ће се вратити у глукозу у присуству кисеоника. У почетку, чак иу аеробном напору, недостаје нам кисеоник: говоримо о дугу кисеоника, који ће бити исплаћен када одмарамо; поменути кисеоник ће бити коришћен за поновно синтезу глукозе из млечне киселине; у ствари, одмах након напора трошимо више кисеоника него што је нормално: отплатимо дуг. Као што видите, као пример горива смо навели глукозу, јер је она најважније гориво мишића; у ствари, чак и ако масти имају већу количину енергије, да би их оксидирале, увек вам је потребна одређена количина глицида и много више кисеоника. У одсуству ових постоје значајни поремећаји (кетоза и ацидоза). Протеини се могу користити као гориво, међутим, будући да су једини који се користе за формирање мишића, у њима превладава пластична функција. Липиди имају карактеристике да за исту тежину имају више енергије него шећери и протеини: идеално се користе као депозит. Гликиди су гориво, протеини су сировине, липиди су резерве.
Покушао сам у овом чланку о физиологији мишића да буде што јаснији, не занемарујући научну строгост: мислим да ћу постићи велики резултат ако сам стимулисао физичаре да се озбиљније заинтересују за физиологију, јер верујем да темељни појмови физиологије и анатомије морају бити незамјењива културна баштина како би се на неки начин покушало разумјети ово дивно људско тијело.
