Upravil doktor Gianfranco De Angelis
Je „skľučujúce vidieť inštruktorov a osobných trénerov v telocvičniach, ktorí poskytujú„ empirické “vysvetlenia na rôzne témy: svalová hmota (hypertrofia), zvýšenie sily, vytrvalosti atď., Bez toho, aby ste mali hrubé znalosti o histologickej štruktúre a fyziológii svalov .
Málokto má iba viac či menej hlboké znalosti o makroskopickej anatómii, akoby jej stačilo vedieť, kde sa nachádza biceps alebo prsný sval, pričom ignoruje histologickú štruktúru a ešte menej biochémiu a fyziológiu svalov. Urobte krátku a jednoduchú diskusiu predmetu, prístupné aj laikom biologických vied.
Histologická štruktúra
Svalové tkanivo sa líši od ostatných tkanív (nervové, kostné, spojivové) v dôsledku zjavnej charakteristiky: kontraktility, to znamená, že svalové tkanivo je schopné sťahovania alebo skracovania svojej dĺžky. Predtým, ako uvidíme, ako sa skracuje a pre ktoré mechanizmy, si povedzme niečo o jeho štruktúre. Máme tri typy svalových tkanív, odlišné histologicky aj funkčne: svalové tkanivo priečne pruhovaného tkaniva, tkanivo hladkého svalstva a tkanivo srdcového svalu. Hlavný funkčný rozdiel medzi prvými a ďalšími dvoma je v tom, že zatiaľ čo prvý sa riadi vôľou, ďalšie dva sú na vôli nezávislé. Prvým sú svaly, ktoré pohybujú kosťami, svaly, ktoré precvičujeme s činkami, činkami a strojmi. Druhý typ je daný svalmi vnútorností, ako sú svaly žalúdka, čriev atď., Ktoré, ako vidíme každý deň, nie sú ovládané vôľou. Tretí typ je srdcový: srdce je je tiež vyrobený zo svalov, v skutočnosti je schopný sťahovania; najmä srdcový sval je priečne pruhovaný, preto je podobný kostrovému, ale dôležitý rozdiel, jeho rytmické sťahovanie je nezávislé od vôle.
Kostrový pruhovaný sval je zodpovedný za dobrovoľné motorické aktivity, teda za športové aktivity. Prúžkovaný sval je tvorený bunkami, rovnako ako všetky ostatné štruktúry a systémy organizmu; bunka je najmenšou jednotkou schopnou autonómneho života. V ľudskom tele sú miliardy buniek a takmer všetky majú centrálnu časť nazývanú jadro, obklopený želatínovou látkou nazývanou cytoplazma. Bunky, ktoré tvoria sval, sa nazývajú svalové vlákna: sú to predĺžené prvky usporiadané pozdĺžne k osi svalu a zhromaždené v pásoch. Hlavné charakteristiky priečne pruhovaného svalového vlákna sú tri:
- Je veľmi veľký, dĺžka môže dosiahnuť niekoľko centimetrov, priemer je 10-100 mikrónov (1 mikrón = 1/1000 mm.) Ostatné bunky organizmu majú, až na niektoré výnimky, mikroskopické rozmery.
- Má veľa jadier (takmer všetky bunky majú iba jedno), a preto sa nazýva „polynukleárne syncytium“.
- Je priečne pruhovaný, to znamená, že predstavuje striedanie tmavých a svetlých pásov. Svalové vlákno má vo svojej cytoplazme predĺžené útvary, usporiadané pozdĺžne k osi vlákna, a teda aj k svalovej, nazývanej myofibrily, môžeme ich považovať za predĺžené šnúry umiestnené vo vnútri bunky.prúžkov celého vlákna.
Vezmime si myofibril a študujme ju: má tmavé pásy, nazývané pásy A, a svetlé pásy s názvom I, v strede pásma I c “je tmavá čiara nazývaná čiara Z. Priestor medzi jednou líniou Z a druhou sa nazýva sarkoméra, ktorá predstavuje kontraktilný prvok a najmenšiu funkčnú jednotku svalu; v praxi sa vlákno skracuje, pretože sa skracujú jeho sarkoméry.
Teraz sa pozrime, ako sa myofibril vyrába, tomu sa hovorí ultraštruktúra svalu. Je vyrobený z filamentov, niektoré veľké nazývané myozínové filamenty, iné tenké, nazývané aktínové filamenty. Veľké pasujú k tenkým tak, že pás A je tvorený veľkým filamentom (preto je tmavší), pás I je namiesto toho tvorený tou časťou tenkého vlákna, ktorá nie je prilepená k ťažkému vláknu (keď je tvorené tenkým vláknom, je ľahšie).
Mechanizmus kontrakcie
Teraz, keď poznáme histologickú štruktúru a ultraštruktúru, môžeme naznačiť mechanizmus kontrakcie. Pri sťahovaní svetelné vlákna prúdia medzi ťažkými vláknami, takže pásy I sa zmenšujú na dĺžku; sarkoméra teda tiež klesá v dĺžke, to je vzdialenosť medzi jedným pásmom Z a druhým: ku kontrakcii teda nedochádza preto, že sa vlákna skrátili, ale preto, že kĺzaním zmenšili dĺžku sarkoméry. dĺžka myofibríl, preto pretože myofibrily tvoria vlákno, dĺžka vlákna sa znižuje, v dôsledku toho sa sval, ktorý je vyrobený z vlákien, skráti. Na to, aby tieto vlákna prúdili, je zrejmé, že je potrebná energia, ktorá je daná látkou: l „ATP ( adenozíntrifosfát), ktorý predstavuje energetickú menu organizmu. ATP sa tvorí oxidáciou potravín: energia, ktorú potravina dostane, sa odovzdá ATP, ktorá ju potom prenesie do vlákien, aby prúdili. Kontrakcia prebieha tiež je potrebný ďalší prvok ión Ca ++ (vápnik). Svalová bunka v sebe ukrýva veľké zásoby a sprístupňuje ich sarkoméru, keď musí dôjsť ku kontrakcii.
Svalová kontrakcia z makroskopického hľadiska
Videli sme, že kontraktilným prvkom je sarkoméra, preskúmajme teraz celý sval a študujme ho z fyziologického hľadiska, ale makroskopicky. Aby sa sval zmrštil, musí prísť elektrický stimul: tento stimul pochádza z motora nerv, vychádzajúci z miechy (ako sa to prirodzene deje); alebo môže pochádzať z resekovaného a elektricky stimulovaného motorického nervu alebo priamo elektrickou stimuláciou svalu; v tomto mieste ho stimulujeme elektricky; sval sa stiahne, to znamená, že sa skráti zdvihnutím závažia; táto kontrakcia sa nazýva izotonická kontrakcia. Ak naopak sval pripútame oboma koncami k dvom pevným podperám, pri stimulácii sa sval zvýši v napätí bez skrátenia: hovorí sa tomu izometrická kontrakcia. V praxi, ak vezmeme činku zo zeme a zdvihneme ju, bude to izotonická kontrakcia; ak ho zaťažíme veľmi ťažkou váhou a pri pokuse o jeho zdvihnutie, teda pri sťahovaní svalov na maximum, s ním nehýbeme, bude sa to nazývať izometrická kontrakcia. V izotonickej kontrakcii sme vykonali mechanickú prácu (práca = sila x posunutie); pri izometrickej kontrakcii je mechanická práca nulová, pretože: práca = sila x výtlak = 0, posun = 0, práca = sila x 0 = 0
Ak sval stimulujeme veľmi vysokou frekvenciou (tj. Početnými impulzmi za sekundu), vyvinie veľmi vysokú silu a zostane stiahnutý na maximum: sval v tomto stave je údajne v tetane, preto tetanická kontrakcia znamená maximálnu a nepretržité sťahovanie. Sval sa môže sťahovať podľa potreby málo alebo veľa; je to možné pomocou dvoch mechanizmov: 1) Keď sval nie je trochu stiahnutý, zmrštia sa iba niektoré vlákna; zvýšením intenzity sťahu sa pridajú ďalšie vlákna.2) Vlákno sa môže sťahovať menšou alebo väčšou silou v závislosti od frekvencie vybíjania, teda od počtu elektrických impulzov, ktoré sa dostanú do svalov v jednotke času. Moduláciou týchto dvoch premenných centrálny nervový systém riadi, ako silne sa musí sval stiahnuť. Keď vyvoláva silnú kontrakciu, takmer všetky vlákna svalu sa nielen skracujú, ale všetky sa skracujú veľkou silou: keď prikazuje slabej kontrakcii, skracuje sa iba niekoľko vlákien a menšou silou.
Pozrime sa teraz na ďalší dôležitý aspekt svalovej fyziológie: svalový tonus. Svalový tonus možno definovať ako nepretržitý stav mierneho sťahovania svalov, ku ktorému dochádza nezávisle od vôle.Aký faktor spôsobuje tento stav kontrakcie? Pred narodením majú svaly rovnakú dĺžku ako kosti, potom sa kosti vyvíjajú a napínajú viac ako svaly, takže sa napínajú. Keď je sval natiahnutý, v dôsledku spinálneho reflexu (myotatický reflex) sa stiahne, preto nepretržité naťahovanie, ktorému je sval podrobený, určuje kontinuálny stav svetla, ale trvalé sťahovanie. Príčinou je reflex a keďže hlavnou črtou reflexov je nedobrovoľnosť, tón sa neriadi vôľou. Tón je jav na nervovom reflexnom základe, takže ak preruším nerv, ktorý ide z centrálneho nervového systému do svalu, stane sa ochabnutý a úplne stratí svoj tón.
Sila kontrakcie svalu závisí od jeho prierezu a je rovná 4-6 kg.cm2. Princíp však v zásade platí, neexistuje presný priamy pomerný pomer: u športovca môže byť sval, ktorý je o niečo menší ako u iného športovca, silnejší. Sval zvyšuje svoj objem, ak je trénovaný. So zvyšujúcim sa odporom (tento je princíp, na ktorom je založená gymnastika s hmotnosťou); treba zdôrazniť, že objem každého svalového vlákna sa zvyšuje, pričom počet svalových vlákien zostáva konštantný. Tento jav sa nazýva svalová hypertrofia.
Biochémia svalu
Poďme sa teraz zaoberať problémom reakcií, ktoré sa vyskytujú vo svaloch. Už sme povedali, že na to, aby nastala kontrakcia, je potrebná energia; bunka uchováva túto energiu v takzvanom ATP (adenozíntrifosfát), ktorý keď dáva energiu svalu, transformuje sa na ADP (adenozíndifosfát) + Pi (anorganický fosfát): reakcia spočíva v odstránení fosfátu. Reakcia, ktorá prebieha v svale, je teda ATP → ADP + Pi + energia. Zásoby ATP sú však malé a je potrebné tento prvok znova syntetizovať. Preto, aby sa sval stiahol, musí dôjsť aj k opačnej reakcii (ADP + Pi + energia> ATP), aby mal sval vždy k dispozícii ATP. Energiu na to, aby prebiehala resyntéza ATP, nám dodáva potrava: tieto sa po strávení a vstrebaní dostávajú do svalu krvou, kde uvoľňujú svoju energiu, presne tak, aby sa vytvorila forma ATP.
Energetickú látku par excellence dodávajú cukry, najmä glukóza. Glukóza sa môže rozkladať v prítomnosti kyslíka (pri aerobióze) a je, ako sa hovorí nesprávne, „spálená“; energia, ktorá sa uvoľňuje, je odoberaná ATP, zatiaľ čo z glukózy zostáva iba voda a oxid uhličitý. Z jednej molekuly glukózy sa získa 36 molekúl ATP. Na glukózu však možno útočiť aj v neprítomnosti kyslíka, v takom prípade sa zmení na kyselinu mliečnu a vytvoria sa iba dve molekuly ATP; kyselina mliečna potom prechádza do krvi a prechádza do pečene, kde sa opäť premieňa na glukózu. Tento cyklus kyseliny mliečnej sa nazýva Coriho cyklus. Čo sa prakticky stane, keď sa sval stiahne? Na začiatku, keď sa sval začne sťahovať, sa ATP okamžite vyčerpá a keďže nedošlo k kardiocirkulačným a respiračným adaptáciám, ktoré nastanú neskôr, kyslík, ktorý sa dostane do svalu, je nedostatočný, takže glukóza sa rozpadne kyslík tvoriaci kyselinu mliečnu. V druhom prípade môžeme mať dve situácie: 1) Ak úsilie pokračuje zľahka, stačí kyslík, potom sa glukóza oxiduje vo vode a v kysličníku uhličitom: kyselina mliečna sa nehromadí a cvičenie môže pokračovať hodiny (tento typ úsilia sa preto nazýva aeróbny; napríklad beh na lyžiach). 2) Ak je námaha aj naďalej intenzívna, napriek tomu, že sa do svalu dostane veľa kyslíka, veľa glukózy sa za nedostatku kyslíka rozdelí; veľa kyseliny mliečnej, ktorá spôsobí únavu (hovoríme o anaeróbnom úsilí; napríklad rýchly beh, napríklad 100 metrov). Počas odpočinku sa kyselina mliečna v prítomnosti kyslíka zmení späť na glukózu. Na začiatku, dokonca aj pri aeróbnom úsilí, nám chýba kyslík: hovoríme o kyslíkovom dlhu, ktorý sa zaplatí, keď budeme odpočívať; tento kyslík sa použije na opätovnú syntézu glukózy z kyseliny mliečnej; v skutočnosti bezprostredne po námahe spotrebujeme viac kyslíka ako obvykle: splácame dlh. Ako vidíte, ako palivo sme uviedli glukózu, pretože predstavuje najdôležitejší sval Proteíny možno použiť ako palivo, pretože ako jediné slúžia na precvičovanie svalov, prevažuje v nich plastická funkcia. Lipidy sú charakteristické tým, že pri rovnakej hmotnosti majú viac energie ako cukry a bielkoviny: ideálne používané ako Takže glycidy sú palivo, bielkoviny sú suroviny, lipidy sú rezervy.
V tomto článku o fyziológii svalov som sa pokúsil byť čo najjasnejší, bez toho, aby som prinajmenšom zanedbával vedeckú prísnosť: Verím, že dosiahnem vynikajúci výsledok, ak budem stimulovať profesionálov v oblasti fitness, aby sa vážnejšie zaujímali o fyziológiu, pretože Verím, že základné pojmy fyziológie a anatómie musia byť nepostrádateľným kultúrnym dedičstvom, aby sme sa pokúsili nejakým spôsobom porozumieť tomuto nádhernému ľudskému telu.
.jpg)
