z. Zdrowie - funkcje organizmu

Mięśnie przejawiają aktywność pod wpływem bodźców ze strony układu nerwowego. Impuls z neuronu ruchowego dociera do płytki ruchowej (synapsy nerwowo-mięśniowej) i powoduje uwolnienie do szczeliny synaptycznej przekaźnika zwanego acetylocholiną. Acetylocholina zmienia przepuszczalność błony postsynaptycznej do jonów sodu, co prowadzi do powstania potencjału czynnościowego i aktywacji elementów kurczliwych włókna mięśniowego.

Zdolność do wysiłku fizycznego wzrasta pod wpływem powtarzanych ćwiczeń. Najważniejsze zmiany adaptacyjne zachodzą w mięśniach szkieletowych. A zatem zdolność do wysiłku zależy od przygotowania zarówno do np. zwykłego spaceru, jak i do biegów maratońskich.

Rola mięśni szkieletowych

Trening Typy włókien mięśniowych i wydolność fizyczne

W mięśniach szkieletowych człowieka oba typy komórek, powolne i szybkie, są ze sobą przemieszczane. Zazwyczaj stwierdza się 15-60 % włókien powolnych i 40-80 % włókien szybkich. Trening wywiera decydujący wpływ na szybkość kurczenia się mięśni i na ich siłę. Stwierdzono, że u długodystansowców 60 % komórek mięśniowych stanowią włókna powolne, podczas gdy sprinterzy, wykonujący ruchy krótkotrwałe i szybkie, mają aż 75% komórek szybkich. Trudno jest zdobyć mistrzostwo jeżeli budowa mięśni nie jest odpowiednia, jednak osiągnięcia sportowe zależą również od innych czynników, takich jak dobra koordynacja, szybkość reagowania i motywacja. dalej >>

Wysiłek fizyczny - fizjologia

Rola mięśni szkieletowych

Fizjologia wysiłku fizycznego sprowadza się w dużej mierze do fizjologi mięśni szkieletowych. Bez skurczu mięśni nie ma ruchu, nie ma więc i wysiłku fizycznego. Czas wysiłku zależy od jego intesywności i od narastającego podczas pracy fizycznej zmęczenia. Znaczne zaopatrzenie na tlen podczas pracy fizycznej powoduje zwiększenie przepływu krwi przez mięśnie szkieletowe i zmniejszenie przepływu w przewodzie pokarmowym, wątrobie i nerkach.

Klasyfikacja komórek mięśni szkieletowych

Komórki mięśni skieletowych róznią się między sobą budową i czynnością. Podstawowym kryterium podziału jest szybkość skurczu.

Komórki szybkie - zgodnie ze swą nazwą - kurczą się szybko, ale ich skurcz jest krótkotrwały. Komórki te uczestnicą w takich zadaniach, jak podnoszenie ciężarów, skoki, biegi na krótki dystans, gra w hokeja, piłkę nożną i koszykówkę. Zużywają znaczne ilości energii zmagazynowanej w wiązaniach chemicznych kwasu adenozynotrójfosforowego (ATP). W metabolizmie komórek szybkich przeważają procesy beztlenowe.
Komórki powolne - biorą udział w zadaniach wymagających wytrzymałości, jak biegi długodystansowe, pływanie, wioślarstwo, kolarstwo. Komórki powolne czerpią energię z procesów przebiegających w obecności tlenu, mają więc gęstą sieć naczyń włosowatych, zapewniających odpowiednie zaopatrzenie.

Siła mięśni

Siła mięsnia jako całości jest sumą siły włókien wschodzących w skład poszczególnych jednostek ruchowych i zwiększa się w miarę aktywności kolejnych jednostek.

Mechanizm skurczu mięśnia szkieletowego

Włókno mięśniowe skraca się dlatego, że w aparcie kurczliwym nitki aktyny wsuwają się głębiej między nitki miozyny. Przesunięcia aktyny odbudują się za pośrednictwem wyrostów poprzecznych nici miozynowej. Niezbędna w tym procesie energia pochodzi z kwasu adenozynodwufosforowego (ATP). Rozpad ATP na ADP (kwas adenozynodwufosforowy) i fosforan odbywa się dzięki enzymatycznej aktywności miozyny. Elementy kurczliwe (aktyna i miozyna) uczynniają się pod wpływem impulsów z udziału nerwowego.Zaopatrzenie mięśni w energię

Prawidłowe funkcjonowanie mięśni wymaga odnowy rezerw ATP. Odnowa ta odbywa się dzięki przyłączeniu do ADP reszty fosforowanej pochodzącej ze związku zwanego fosfokreatyną. Energia magazynowa w ATP i fosfokreatywnie pochodzi z rozpadu glukozy do kwasu pirogronowego (w warunkach tlenowych) lub kwasu mlekowego (bez dostępu tlenu). W przebiegu rozpadu jednej cząsteczki glukozy dwie cząsteczki ADP przekształcają się w ATP.

Jednostka Motoryczna

Jednostką motoryczną nazywamy pojedynczy neuron ruchowy i zaopatrywane przez niego włókna mięśniowe. Jest to najmniejsza część mięśnia, która może się kurczyć niezależnie od pozostałych części. Liczba włókien mięśniowych w jednostce motorycznej jest rózna w róznych mięśniach. Od liczby włókien przypadających na jeden neuron zależy precyzja ruchu.

W mięśniach kończyny dolnej, o niewielkiej precyzji, jeden neuron aktywuje wiele włókien mieśniowych. Najmniejsza liczba włókien przypada na jednostkę motoryczną mięśni zewnętrznych oka.

Siła skurczu mięśnia jest zmienna, gdyż zmienna jest częstotliwość bodźców docierających do każdej jednostki motorycznej i zmienna jest też liczba równocześnie pobudzanych jednostek.

O sile mięśniowej decydują czasem takie czynniki jak emocje: w gniewie czy strachu może się zwiększać zdolność do wysiłku fizycznego.

Układ ruchu znajduje się pod kontrolą ośrodkowego układu nerwowego: kory mózgowej, zwojów podstawowych oraz móżdżku. Bodźce przekazywane do mięśni z wymienionych ośrodków zależą od informacji uzyskanych z narządu równowagi w uchu wewnętrznym oraz z receptorów w stawach, ścięgnach i w samych mięśniach.

Zlokalizowane w mięśniach wrzecionka nerwowo-mięśniowe składają się z 2-12 komórek śródwrzecionowych. Wrzecionko zawiera receptory wrażliwe na rozciąganie, ma też unerwienie ośrodkowe z neuronów gamma w rdzeniu kręgowym. Włókna gamma regulują czułość wrzecionek. Bodźce z wrzecionka docierają do neuronów gamma oraz do neuronów ruchowych alfa w rdzeniu, zaopatrujących zwykłe komórki mięśniowe. Krążenie impulsów w pętli rdzeniowo-mięśniowej, między neuronami gamma, wrzecionkami i neuronami ruchowymi alfa, zapewnia utrzymanie napięcia mięśniowego.

Impulsy z wrzecionek w rozciągniętym mięśniu biegną nie tylko do neuronów ruchowych unerwiających ten mięsień, ale i do neuronów pośredniczących, które hamują neurony ruchowe mięśnia antagonistycznego. Mechanizm ten zapewnia ruchom precyzję.

źródło: Atlas fizjologii Santiago Ferrandiz, Fanny Font, Lluis Serra

Mięśnie - siła i trening

Grubość mięśnia

Siła mięśni zależy nie tylko od liczby aktywnych jednostek ruchowych, ale i od wielu innych czynników. Jednym z nich jest grubość mięśnia czyli bezwzględna liczba włókien. Siła mięśnia jest wprost proporcjonalna do powierzchni jego przekroju.

Kąt zgięcia w stawie

Podczas wykonywania ruchu bardzo ważny jest kat zgięcia w stawie. Każdy staw ma właściwy sobie kąt, przy którym skurcz jest najbardziej efektywny.

Długość mięśnia

Siła skurczu zależy również od wstępnego rozciągnięcia mięśnia, od jego napięcia i długości, a na poziomie molekularnym - od takiego ułożenia nici aktyny i miozyny, w którym optymalna jest liczba mostków poprzecznych łączących się z aktyną. Zakres ruchu zależy od długości i kąta ustawienia włókien mięśniowych.

Szybkość skurczu

Im większa jest szybkość skracania się mięśnia, to znaczy prędkość przesuwania się nici aktyny, tym mniejszą siłę może rozwinąć mięsień.

Ciepło

Ciepło zwiększa siłę i szybkość skurczu: być może ma to związek z procesami metabolicznymi zachodzącymi w pracującym mięśniu. Skuteczne jest ogrzanie bierne, za pomocą środków fizycznych lub czynne, w postaci tak zwanej rozgrzewki, czyli aktywności fizycznej przygotowującej do większych wysiłków.

Płeć

Innym czynnikiem decydującym o sile mięśniowej jest płeć. Siła pojedynczego włókna mięśniowego jest taka sama u obu płci, ale ze względu na większą masę mięśni mężczyźni są zdolni do większych wysiłków niż kobiety.

Wiek

Siła mięśni zwiększa się z wiekiem i osiąga maksimum między 25 a 30 rokiem życia. Utratę siły z wiekiem może rekompensować dobra koordynacja ruchowa.

Trening

Typy włókien mięśniowych i wydolność fizyczne

W mięśniach szkieletowych człowieka oba typy komórek, powolne i szybkie, są ze sobą przemieszczane. Zazwyczaj stwierdza się 15-60 % włókien powolnych i 40-80 % włókien szybkich.

Trening wywiera decydujący wpływ na szybkość kurczenia się mięśni i na ich siłę. Stwierdzono, że u długodystansowców 60 % komórek mięśniowych stanowią włókna powolne, podczas gdy sprinterzy, wykonujący ruchy krótkotrwałe i szybkie, mają aż 75% komórek szybkich. Trudno jest zdobyć mistrzostwo jeżeli budowa mięśni nie jest odpowiednia, jednak osiągnięcia sportowe zależą również od innych czynników, takich jak dobra koordynacja, szybkość reagowania i motywacja.

Zaopatrzenie mięśni w energię

Sposób korzystania ze źródeł energii zależy od typu włókien mięśniowych i rodzaju wykonywanej pracy.

Komórki szybkie wykazują przewagę metabolizmu beztlenowego. W komórkach powolnych dominuje metabolizm tlenowy - są one zaopatrzone w liczne naczynia włosowate zapewniające dostateczna podaż tlenu.

O sposobie korzystania ze źródeł energii decyduje także czas trwania i intensywność wysiłku.

Bezpośrednim źródłem energii jest rozpad kwasu adenozynotrójfosforowego. Jego regeneracja odbywa się kosztem energii pochodzącej z rozpadu fosfokreatyny, metabolizmu węglowodanów i kwasów tłuszczowych.

Intensywny wysiłek powoduje szybkie zużycie zasobów fosfokreatyny. Głównym źródłem energii podczas intensywnego wysiłku jest glikogen mięśniowy. W miarę przedłużania się wysiłku wzrasta wykorzystanie pochodzących z krwi glukozy oraz wolnych kwasów tłuszczowych. Gdy wysiłek trwa ponad dwie godziny, udział kwasów tłuszczowych jest większy niż udział węglowodanów. Podczas wysiłku o niewilkiej intensywności zapotrzebowanie energetyczne jest pokrywane przez glukozę pochodzącą z krwi.

Magazynowanie substancji energetycznych

Substancje stanowiące źródło energii niezbędnej do pracy mięśni pochodzą z krwi (glukoza, wolne kwasy tłuszczowe) lub depozytów w mięśniach (glikogen), wątrobie (wolne kwasy tłuszczowe).

Dieta uboga w węglowodany upośledza wykorzystanie glukozy.

Wysiłek fizyczny, zwłaszcza intensywny i długotrwały, powoduje znaczne zubożenie rezerw glikogenu w wątrobie. rezerwy te ulegają jednak odnowie, gdyż po wysiłku narasta synteza glikogenu, często powyżej poziomu wyjściowego.

źródło: Atlas fizjologii Santiago Ferrandiz, Fanny Font, Lluis Serra