Toimittanut tri Gianfranco De Angelis
On "masentavaa nähdä ohjaajien ja henkilökohtaisten valmentajien kuntosaleilla antavan" empiirisiä "selityksiä eri aiheista: lihasmassa (hypertrofia), voiman lisääntyminen, kestävyys jne., Ilman edes karkeaa tietoa lihasten histologisesta rakenteesta ja fysiologiasta .
Harvoilla on vain enemmän tai vähemmän syvällinen tieto makroskooppisesta anatomiasta, ikään kuin se riittäisi tietämään, missä hauis tai rintakehä on, jättäen huomiotta histologisen rakenteen ja vielä vähemmän lihasten biokemian ja fysiologian. Keskustele lyhyesti ja yksinkertaisesti aiheesta, myös biologisten tieteiden maallikot.
Histologinen rakenne
Lihaskudos eroaa muista kudoksista (hermo, luu, sidekudos) ilmeisen ominaisuuden vuoksi: supistuvuus eli lihaskudos kykenee supistumaan tai lyhentämään pituuttaan. Ennen kuin näemme kuinka se lyhenee ja mihin mekanismeihin, puhutaan sen rakenteesta. Meillä on kolme lihaskudostyyppiä, jotka ovat erilaisia sekä histologisesti että toiminnallisesti: luustolihakset, sileät lihakset ja sydänlihaskudokset. Tärkein toiminnallinen ero ensimmäisen ja kahden muun välillä on se, että vaikka ensimmäistä hallitsee tahto, kaksi muuta ovat riippumattomia tahdosta. Ensimmäinen on luita liikuttavat lihakset, lihakset, joita harjoittelemme tangot, käsipainot ja koneet. Toisen tyypin antavat sisäelinten lihakset, kuten vatsan, suoliston jne. Lihakset, joita tahto ei hallitse, kuten näemme joka päivä.Kolmas tyyppi on sydäntyyppi: sydän koostuu myös lihaksista, itse asiassa se kykenee supistumaan; erityisesti sydänlihas on myös raidallinen, joten samanlainen kuin luuranko, kuitenkin tärkeä ero, sen rytminen supistuminen on riippumaton tahdosta.
Luustolihakset ovat vastuussa vapaaehtoisesta motorisesta toiminnasta, siis urheilutoiminnasta. Raidallinen lihas koostuu soluista, kuten kaikki muutkin rakenteet ja järjestelmät; solu on pienin yksikkö, joka kykenee itsenäiseen elämään. Ihmiskehossa on miljardeja soluja ja melkein kaikilla on keskusosa, jota kutsutaan ytimeksi. jota ympäröi hyytelömäinen aine nimeltä sytoplasma. Lihaksen muodostavia soluja kutsutaan lihaskuiduiksi: ne ovat pitkänomaisia elementtejä, jotka on järjestetty pituussuunnassa lihaksen akseliin nähden ja koottu nauhoiksi.
- Se on erittäin suuri, pituus voi nousta muutamaan senttimetriin, halkaisija on 10-100 mikronia (1 mikroni = 1/1000 mm.). Muut organismin solut ovat joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta mikroskooppisia.
- Sillä on monia ytimiä (lähes kaikissa soluissa on vain yksi), ja siksi sitä kutsutaan "polynukleaariseksi syncytiumiksi".
- Se on poikittain raidallinen, eli siinä on vuorottelu tummista ja vaaleista nauhoista. Lihaskuidun sytoplasmassa on pitkänomaisia muodostelmia, jotka on järjestetty pituussuunnassa kuidun akseliin ja siten myös lihaksen akseliin, joita kutsutaan myofibrilleiksi.
Otetaan myofibrilli ja tutkitaan sitä: siinä on tummia raitoja, joita kutsutaan A -kaistoiksi, ja vaaleita kaistoja nimeltä I, keskellä kaistaa I c "on tumma viiva nimeltä Z -viiva. Z -linjan ja toisen välistä tilaa kutsutaan sarkomeeri, joka edustaa supistavaa elementtiä ja lihaksen pienintä toiminnallista yksikköä; käytännössä kuitu lyhenee, koska sen sarkomeerit ovat lyhentyneet.
Katsotaan nyt, miten myofibrilli valmistetaan, sitä kutsutaan lihaksen ultrastruktuuriksi. Se on valmistettu filamentteista, joista jotkut ovat suuria, nimeltään myosiinifilamentteja, toisia ohuita, nimeltään aktiinifilamentteja. Isot sopivat yhteen ohuiden kanssa siten, että nauha A muodostuu suuresta filamentista (siksi se on tummempi), nauha I sen sijaan muodostaa se osa ohutta filamenttia, joka ei ole tarttunut raskaaseen filamenttiin (ohuen filamentin muodostama se on kevyempi).
Supistumisen mekanismi
Nyt kun tiedämme histologisen rakenteen ja ultrastruktuurin, voimme vihjata supistumismekanismiin. Supistuksessa kevyt filamentti virtaa raskaiden filamenttien välillä, niin että nauhat I pienenevät; näin ollen sarkomeeri myös pienenee, eli etäisyys yhden Z -kaistan ja toisen välillä: siksi supistuminen ei johdu siitä, että filamentit ovat lyhentyneet, vaan koska ne ovat pienentäneet sarkomeerin pituutta liukumalla. myofibrillien pituus koska myofibrillit muodostavat kuidun, kuidun pituus pienenee, minkä seurauksena kuiduista tehty lihas lyhenee. On selvää, että näiden filamenttien virtaamiseksi tarvitaan energiaa, ja sen antaa aine: l "ATP ( adenosiinitrifosfaatti). , Ca ++ -ioni (kalsium). Lihasolu pitää sen suuret varastot sisällä ja asettaa sen sarkomeerin saataville, kun supistumisen on tapahduttava.
Lihasten supistuminen makroskooppisesta näkökulmasta
Olemme nähneet, että supistuva elementti on sarkomeeri, tutkitaan nyt koko lihas ja tutkitaan sitä fysiologisesta näkökulmasta, mutta makroskooppisesti. Jotta lihas supistuisi, sähköisen ärsykkeen täytyy saapua: tämä ärsyke tulee moottorista hermo, alkaen selkäytimestä (kuten se tapahtuu luonnostaan); tai se voi olla peräisin resektoidusta ja sähköisesti stimuloidusta motorisesta hermosta tai stimuloimalla lihaksia suoraan sähköisesti. tässä vaiheessa stimuloimme sitä sähköisesti; lihas supistuu, toisin sanoen se lyhenee nostamalla painoa; tätä supistumista kutsutaan isotoniseksi supistukseksi. Jos toisaalta sitomme lihaksen molemmista päistä kahteen jäykkään tukeen, kun sitä stimuloimme, lihas kasvaa jännityksessä lyhentämättä: tätä kutsutaan isometriseksi supistukseksi. Käytännössä jos otamme tangon irti maasta ja nostamme sen, tämä on isotoninen supistuminen; Jos me kuormitamme sitä erittäin raskaalla painolla ja yritämme nostaa sitä, joten kun lihakset supistuvat maksimissaan, emme liikuta sitä, tätä kutsutaan isometriseksi supistukseksi. Isotonisessa supistuksessa olemme tehneet mekaanista työtä (työ = voima x siirtymä); isometrisessä supistuksessa mekaaninen työ on nolla, koska: työ = voima x siirtymä = 0, siirtymä = 0, työ = voima x 0 = 0
Jos stimuloimme lihaksia erittäin korkealla taajuudella (eli lukuisia impulsseja sekunnissa), se kehittää erittäin suuren voiman ja pysyy supistuneena maksimissaan: tämän tilan lihaksen sanotaan olevan jäykkäkouristuksessa, joten tetaninen supistuminen tarkoittaa maksimaalista ja jatkuva supistuminen. Lihas voidaan supistaa vähän tai paljon, haluttaessa; tämä on mahdollista kahden mekanismin avulla: 1) Kun lihaksia ei supisteta vähän, vain jotkut kuidut supistuvat; supistumisen voimakkuutta lisäämällä lisätään muita kuituja.2) Kuitu voi supistua pienemmällä tai suuremmalla voimalla riippuen purkautumistaajuudesta eli lihaksiin saavuttavien sähköimpulssien määrästä ajan kuluessa. Moduloimalla näitä kahta muuttujaa keskushermosto valvoo, kuinka voimakkaasti lihaksen täytyy supistua. Kun se käskee voimakasta supistumista, lähes kaikki lihaksen kuidut eivät vain lyhene, vaan kaikki lyhenevät suurella voimalla: kun se määrää heikon supistumisen, vain muutama kuitu lyhenee ja pienemmällä voimalla.
Tarkastellaan nyt toista tärkeää lihasten fysiologian näkökohtaa: lihasääntä. Lihaksen sävy voidaan määritellä jatkuvana vähäisenä lihassupistumisena, joka tapahtuu tahdosta riippumatta. Mikä tekijä aiheuttaa tämän supistumisen? Ennen syntymää lihakset ovat yhtä pitkiä kuin luut, ja kun ne kehittyvät, luut venyvät enemmän kuin lihakset, joten jälkimmäiset venytetään. Kun lihas on venytetty, se supistuu selkärangan refleksin (myotaattinen refleksi) vuoksi, joten jatkuva venytys, johon lihas joutuu, määrää jatkuvan kevyen mutta jatkuvan supistumisen. Syy on refleksi, ja koska refleksien pääpiirre on vapaaehtoisuus, sävy ei määräydy tahdon mukaan. Sävy on ilmiö hermoston refleksipohjaisesti, joten jos leikkaan keskushermostosta lihakseen menevän hermon, se muuttuu velttoksi menettäen sävynsä kokonaan.
Lihaksen supistumisvoima riippuu sen poikkileikkauksesta ja on 4-6 kg. Cm2. Mutta periaate on periaatteessa pätevä, tarkkaa suoraa suhteellisuussuhdetta ei ole: urheilijalla lihakset, jotka ovat hieman pienempiä kuin toiset urheilijat, voivat olla vahvempia. Lihas lisää volyymiaan, jos se on koulutettu. on painovoimistelun periaate); on korostettava, että kunkin lihaskudoksen tilavuus kasvaa ja lihaskuitujen määrä pysyy vakiona. Tätä ilmiötä kutsutaan lihasten hypertrofiaksi.
Lihaksen biokemia
Tarkastellaanpa nyt lihaksissa esiintyvien reaktioiden ongelmaa. Olemme jo sanoneet, että supistumiseen tarvitaan energiaa; solu säilyttää tämän energian niin sanotussa ATP: ssä (adenosiinitrifosfaatti), joka, kun se antaa energiaa lihakselle, muuttuu ADP: ksi (adenosiinidifosfaatti) + Pi (epäorgaaninen fosfaatti): reaktio koostuu fosfaatin poistamisesta. Joten reaktio, joka tapahtuu lihaksessa, on ATP → ADP + Pi + energia. ATP-varastoja on kuitenkin vähän, ja tämä elementti on syntetisoitava uudelleen. Siksi, jotta lihas supistuisi, on myös tapahduttava käänteinen reaktio (ADP + Pi + energia> ATP), jotta lihaksella on aina ATP saatavilla. Energia ATP: n uudelleensynteesin suorittamiseksi annetaan meille ruoasta: nämä, kun ne on pilkottu ja imeytynyt, saavuttavat lihaksen veren kautta, missä ne vapauttavat energiansa juuri ATP -muodon muodostamiseksi.
Energia -aine par excellence saadaan sokereista, erityisesti glukoosista. Glukoosi voi hajota hapen läsnä ollessa (aerobioosissa) ja se, kuten sanotaan väärin, "poltetaan"; vapautuvan energian ottaa ATP, kun taas glukoosista on jäljellä vain vettä ja hiilidioksidia. Yhdestä glukoosimolekyylistä saadaan 36 ATP -molekyyliä. Mutta glukoosia voidaan hyökätä myös ilman happea, jolloin se muuttuu maitohapoksi ja muodostuu vain kaksi ATP -molekyyliä; Maitohappo siirtyy sitten vereen ja siirtyy maksaan, jossa se muuttuu jälleen glukoosiksi. Mitä käytännössä tapahtuu, kun lihas supistuu? Alussa, kun lihas alkaa supistua, ATP on välittömästi tyhjentynyt ja koska sydämen ja verenkierron ja hengityssopeutumista ei ole tapahtunut myöhemmin, lihakseen saapuva happi on riittämätön, joten glukoosi hajoaa Toisen kerran meillä voi olla kaksi tilannetta: 1) Jos vaivaa jatketaan kevyesti, happi riittää, glukoosi hapettuu vedessä ja hiilidioksidissa: maitohappo ei kerry ja liikunta voi jatkua tuntikausia (tämän tyyppistä ponnistelua kutsutaan siksi aerobiseksi; esimerkiksi maastojuoksu.) paljon maitohappoa, joka aiheuttaa väsymystä (puhumme anaerobisesta ponnistelusta; esimerkiksi nopea juoksu, kuten 100 metriä). Lepoaikana maitohappo muuttuu hapen läsnä ollessa takaisin glukoosiksi. Alussa, jopa aerobisessa harjoittelussa, meiltä puuttuu happea: puhumme happivelkaantumisesta, joka maksetaan lepoaikamme aikana; tätä happea käytetään syntetisoimaan glukoosi maitohaposta; itse asiassa heti rasituksen jälkeen kulutamme tavallista enemmän happea: maksamme velan. Kuten näette, olemme maininneet glukoosin esimerkkinä polttoaineesta, koska se edustaa tärkein lihas; itse asiassa, vaikka rasvoilla olisi enemmän energiaa, niiden hapettamiseen tarvitaan aina tietty määrä glysidejä ja paljon enemmän happea. Jos niitä ei ole, esiintyy huomattavia häiriöitä (ketoosi ja asidoosi). Proteiineja voidaan kuitenkin käyttää polttoaineena, mutta koska ne ovat ainoita, joita käytetään lihasten harjoitteluun, niissä vallitsee muovifunktio.Lipideillä on ominaisuus, että samalla painolla niillä on enemmän energiaa kuin sokereilla ja proteiineilla: niitä käytetään ihanteellisesti varastointiin. Glysidit ovat siis polttoaine, proteiinit ovat raaka -aineita, lipidit ovat varantoja.
Olen yrittänyt tässä lihasten fysiologiaa käsittelevässä artikkelissa olla mahdollisimman selkeä jättämättä kuitenkaan vähättelemättä tieteellistä tarkkuutta: Uskon, että olen saavuttanut erinomaisen tuloksen, jos olen kannustanut kunto -ammattilaisia kiinnostumaan vakavammin fysiologiasta, koska Uskon, että fysiologian ja anatomian peruskäsitysten on oltava välttämätön kulttuuriperintö, jotta voimme yrittää jollakin tavalla ymmärtää tätä upeaa ihmiskehoa.
