Gianfranco De Angelis
Neramina matyti instruktorius ir asmeninius trenerius, kurie „empiriškai“ paaiškina įvairias temas: raumenų masę (hipertrofiją), stiprumą, atsparumą ir pan., Netgi nesupratę raumenų histologinės struktūros ir fiziologijos.
Nedaugelis turi daugiau ar mažiau išsamių žinių apie makroskopinę anatomiją, lyg būtų pakankamai žinoti, kur yra bicepsas arba pectoralis, neatsižvelgiant į histologinę struktūrą ir dar mažiau raumenų biochemiją ir fiziologiją. Kiek įmanoma, stengsiuosi trumpai ir paprastai aptarti šią temą, taip pat prieinamą biologinių mokslų pasauliui.
Histologinė struktūra
Raumenų audinys skiriasi nuo kitų audinių (nervų, kaulų, jungiamųjų) dėl akivaizdžios savybės: kontraktilumas, ty raumenų sugebėjimas susitraukti arba sutrumpinti jo ilgį. Prieš pamatydami, kaip jis tampa trumpesnis ir kokie mechanizmai, kalbėkime apie jos struktūrą. Mes turime trijų tipų raumenų audinius: histologiškai ir funkciniu požiūriu skiriasi: streikų raumenų audinys, lygiųjų raumenų audinys ir širdies raumenų audinys. Pagrindinis funkcinis skirtumas tarp pirmojo ir kito dviejų yra tas, kad nors pirmasis yra valdomas valios, kitos dvi yra nepriklausomos nuo valios. Pirmasis yra raumenys, perkeliantys kaulus, raumenys, kuriuos treniruojame su barbells, hanteliais ir mašinomis. Antrąjį tipą suteikia vidaus organų raumenys, pvz., Skrandžio, žarnyno ir tt raumenys. kuri, kaip matome kiekvieną dieną, nėra kontroliuojama valios. Trečias tipas yra širdies: širdis taip pat yra pagaminta iš raumenų, iš tikrųjų ji gali sudaryti sutartis; ypač širdies raumenys yra ištempti, todėl panašus į skeletą, tačiau svarbus skirtumas, jo ritminis susitraukimas nepriklauso nuo valios.
Styginių skeleto raumenys yra atsakingi už savanorišką motorinę veiklą, taigi ir sporto veiklą. Styginių raumenų sudaro ląstelės, kaip ir visos kitos organizmo struktūros ir sistemos; ląstelė yra mažiausias vienetas, galintis savarankiškai gyventi. Žmogaus organizme yra milijardų ląstelių, ir beveik visi jie turi centrinę dalį, vadinamą branduoliu, apsuptu želatine medžiaga, vadinama citoplazmu. Ląstelės, sudarančios raumenis, vadinamos raumenų skaidulomis : jos yra pailgos dalys, išdėstytos išilgai į raumenų ašį ir surenkamos juostose. Pagrindinės raumenų skaidulos savybės yra trys:
- Tai labai didelis, ilgis gali siekti keletą centimetrų, skersmuo yra 10-100 mikronų (1 mikronas = 1/1000 mm.). Kitos organizmo ląstelės, su tam tikromis išimtimis, yra mikroskopinės.
- Jame yra daug branduolių (beveik visose ląstelėse yra tik vienas) ir dėl šios priežasties yra apibrėžtas „polinukleáris sincitinis“.
- Jis atrodo skersai perforuotas, ty jis yra tamsių juostų ir šviesos juostų pakaitomis. Raumenų pluoštas savo pailgose citoplazminėse formose yra išilgai nukreiptas į pluošto ašį, taigi ir į raumenų, vadinamų myofibrilais, ašį, mes galime juos laikyti pailgosiomis virvėmis, esančiomis ląstelės viduje. Myofibrilai taip pat skersai skersai ir yra atsakingi už viso pluošto stygius.
Paimkite myofibrilį ir jį ištirkite: ji turi tamsių juostų, vadinamų A juostomis, ir šviesos juostų, vadinamų I, juostos I viduryje yra tamsi linija, vadinama linija Z. sarcomere, kuris žymi kontraktinį elementą ir mažiausią funkcinį raumenų vienetą; praktikoje pluoštas sutrumpinamas, nes jo sarcomerai yra sutrumpinti.
Dabar pažiūrėkime, kaip gaminamas myofibrilas, tai yra, vadinama raumenų ultrastruktūra. Jis yra pagamintas iš gijų, kai kurių didžiųjų minosino gijų, kitų plonų aktino gijų. Didelės sumontuotos kartu su plonomis, todėl juostą A sudaro šiurkščioji gija (todėl ji yra tamsesnė), juosta I yra sudaryta iš tos plonosios gijos dalies, kuri nėra prilipusi prie sunkiojo kaitinimo siūlelio (sudaryta iš plonasis siūlas yra lengvesnis).
Susitraukimo mechanizmas
Dabar, kai žinome histologinę struktūrą ir ultrastruktūrą, galime paminėti susitraukimo mechanizmą. Susitraukiant šviesos gijos vyksta tarp sunkiųjų gijų, todėl juostos, kurių ilgis mažėja; taigi, sarcomere taip pat mažėja ilgis, tai yra atstumas tarp Z juostos ir kito: todėl susitraukimas vyksta ne todėl, kad siūlai buvo sutrumpinti, bet todėl, kad jie sumažino sarcomere ilgį. Sumažinus sarkomero ilgį, sumažėja miofibrilų ilgis, todėl, kadangi miofibrilai sudaro pluoštą, pluošto ilgis sumažėja, todėl raumenys, pagaminti iš pluošto, sutrumpėja. Akivaizdu, kad šiems kaitinamiesiems siūlams reikia srauto, ir tai suteikia medžiaga: ATP (adenozino trifosfatas), kuris yra organizmo energijos valiuta. ATP formuoja maisto oksidacija: energija, kurią maistas perkelia į ATP, o tai suteikia jai gijų, kad jie tekėtų. Norint susitraukti, reikalingas kitas elementas, Ca ++ jonas (kalcis). Raumenų ląstelė joje yra didelių atsargų ir suteikia ją prieigai, kai reikia susitraukti.
Raumenų susitraukimas makroskopiniu požiūriu
Mes matėme, kad kontraktinis elementas yra sarkomeras, dabar ištirti visus raumenis ir ištirti jį fiziologiniu požiūriu, bet makroskopiškai. Kad raumenys susitartų, būtina, kad jis pasiektų elektrinį stimulą : šis stimulas atsiranda iš motorinio nervo, pradedant nuo nugaros smegenų (kaip atsitinka natūraliai); arba jis gali būti pagamintas iš elektriniu būdu išstumtų ir stimuliuojamų motorinių nervų, arba tiesiogiai stimuliuojantis raumenis elektriniu būdu. Įsivaizduokite raumenį: viena galūnė yra susieta su fiksuotu tašku, kita kraštinė pakabinama prie svorio; šiuo metu mes ją skatiname elektros energija; raumenys susitrauks, tai reiškia, kad jis sutrumpės pakeliant svorį; šis susitraukimas vadinamas izotoniniu susitraukimu. Jei vietoj to susiejame raumenis su abiem galais į dvi standžiąsias atramas, kai mes ją stimuliuojame, raumenys padidins įtampą be sutrumpinimo: tai vadinama izometriniu susitraukimu. Praktikoje, jei ištrauksime štampą nuo žemės ir pakelsime jį, tai bus izotoninis susitraukimas; jei jį pakrauname labai sunkiu svoriu ir, bandydami jį pakelti, nors mes sutrumpinsime raumenis iki didžiausio, mes neperkeliame jo, tai bus vadinama izometriniu susitraukimu. Izotoniniame susitraukime atlikome mechaninį darbą (darbas = jėga x poslinkis); izometriniame susitraukime mechaninis darbas yra nulis, nes: darbas = jėga x poslinkis = 0, poslinkis = 0, darbas = jėga x 0 = 0
Jei stimuliuojame raumenis labai aukštu dažniu (ty daug impulsų per sekundę), ji sukurs labai didelę jėgą ir išliks iki didžiausio: šios būklės raumenys yra stabligės, todėl tetaninis susitraukimas reiškia maksimalų ir nuolatinį susitraukimą. Raumenys gali susitarti mažai ar daug, noriai; tai įmanoma dviem mechanizmais: 1) kai raumenys susitraukia mažai, tik kai kurios pluošto sutartys; didinant susitraukimo intensyvumą, pridedami kiti pluoštai. 2) Pluoštas gali susitarti su mažesne ar didesne jėga, priklausomai nuo iškrovimo dažnio, ty elektros impulsų, kurie laiko vienetais pasiekia raumenis, skaičius. Moduliuojant šiuos du kintamuosius centrinė nervų sistema kontroliuoja, kokia jėga musulmonas turi susitarti. Stipriai susitraukus komandoms, beveik visi raumenų pluoštai sutrumpinami, ne tik, bet visi jie bus smulkinami su didele jėga: kai silpnas susitraukimo komandas sutrumpėja ir mažesnė jėga.
Dabar susiduriame su dar vienu svarbiu raumenų fiziologijos aspektu: raumenų tonusu . Raumenų tonusą galima apibūdinti kaip nepertraukiamą raumenų susitraukimo būseną, kuri yra nepriklausoma nuo valios. Kuris veiksnys sukelia šią susitraukimo būseną? Prieš gimimą raumenys yra tokie patys kaip ir kaulai, tada, vystydamiesi, kaulai išlieka ilgesni už raumenis, kad pastarieji būtų ištempti. Kai raumenis tempia stuburo refleksas (myotatic reflex), jis susitraukia, todėl nuolatinis tempimas, su kuriuo veikia raumenys, lemia nuolatinę šviesos būseną, bet nuolatinį susitraukimą. Priežastis yra atspindys ir kadangi pagrindinė refleksų ypatybė yra savanoriškumas, tonas nėra reguliuojamas valios. Tonas yra reiškinys, pagrįstas nervų refleksu, todėl, jei supjaustysiu nervą, kuris eina iš centrinės nervų sistemos į raumenį, jis tampa suglebęs, visiškai praradęs toną.
Raumenų susitraukimo jėga priklauso nuo skersinio pjūvio ir yra lygi 4-6 kg.cm2. Tačiau šis principas iš esmės galioja, nėra konkretaus tiesioginio proporcingumo santykio: sportininke gali būti stipresnis raumenys, šiek tiek mažesni už kito sportininko raumenis. Raumenys padidina jo tūrį, jei jis yra apmokytas didėjančiu pasipriešinimu (tai yra principas, kuriuo gimnastika grindžiama svoriais); svarbu pabrėžti, kad kiekvieno raumenų pluošto tūris didėja, o raumenų skaidulų skaičius išlieka pastovus. Šis reiškinys vadinamas raumenų hipertrofija.
Raumenų biochemija
Dabar susiduriame su raumenų reakcijų problema. Mes jau sakėme, kad energijos susitraukimas atsiranda; ši energija taupo vadinamojo ATP (adenozino trifosfatas) ląstelę, kuri, kai ji duoda raumenų energiją, virsta ADP (adenozino difosfatu) + Pi (neorganiniu fosfatu): reakcija yra fosfato pašalinimas. Taigi raumenyje vykstanti reakcija yra ATP → ADP + Pi + energija. Tačiau ATP atsargos yra nedaug, todėl turime iš naujo sintezuoti šį elementą. Taigi tam, kad raumenys susitartų, taip pat turi pasireikšti atvirkštinė reakcija (ADP + Pi + energija> ATP), kad raumenys visada būtų prieinami ATP. Energiją, skirtą ATP sintezei atlikti, duoda maisto produktai: jie, virškinami ir absorbuojami per kraują, pasiekia raumenis, kur jie atsisako savo energijos, tik norėdami padaryti ATP.
Energetinę medžiagą par excellence suteikia cukrus, ypač gliukozė. Gliukozė gali būti suskaidyta esant deguoniui (aerobinėje atmosferoje) ir yra, kaip teigiama netinkamai, „sudeginta“; energija, iš kurios ji atsikratoma, užtrunka ATP, o gliukozė išlieka nieko, išskyrus vandenį ir anglies dioksidą. Iš gliukozės molekulės gaunamos 36 ATP molekulės. Tačiau gliukozę taip pat galima užpulti be deguonies, tokiu atveju jis virsta pieno rūgštimi ir susidaro tik dvi ATP molekulės; pieno rūgštis, einanti į kraują, patenka į kepenis, kur ji vėl virsta gliukoze. Šis pieno rūgšties ciklas vadinamas Cori ciklu. Kas vyksta praktiškai, kai raumenys susitraukia? Pradžioje, kai raumenys pradeda susitraukti, ATP iš karto išeikvojama ir, kadangi vėliau nebuvo jokių širdies ir kraujotakos ir kvėpavimo adaptacijų, deguonis, kuris patenka į raumenį, yra nepakankamas, todėl gliukozė suskaidoma deguonies susidarymo pieno rūgšties nebuvimas. Antrą kartą mes galime susidurti su dviem situacijomis: 1) Jei pastangos tęsiasi lengvai, deguonis yra pakankamas, tada gliukozė oksiduojasi vandenyje ir anglies anhidrite: pieno rūgštis nesikaupia ir pratimas gali tęstis valandas ( todėl šios rūšies pastangos yra vadinamos aerobinėmis, pavyzdžiui, foninės varžybos. 2) Jei pastangos vis dar yra intensyvios, nepaisant to, kad raumenys atvyko daug deguonies, daug deguonies bus suskaidyta, nesant deguonies; todėl susidarys daug pieno rūgšties, kuri sukels nuovargį (tai vadinama anaerobiniu stresu, pvz., greitai paleisti, pvz., 100 metrų). Poilsiui pieno rūgštis, esant deguoniui, vėl virs gliukoze. Pradžioje, net ir aerobinėse pastangose, trūksta deguonies: mes kalbame apie deguonies skolą, kuri bus mokama, kai pailsėsime; minėtas deguonis bus naudojamas gliukozės pakartotiniam sintetinimui iš pieno rūgšties; iš tiesų, iš karto po pastangų mes suvartojame daugiau deguonies nei įprasta: mes mokame skolą. Kaip matote, mes nurodėme gliukozę kaip kuro pavyzdį, nes jis yra svarbiausias raumenų kuras; iš tiesų, net jei riebalai turi didesnį energijos kiekį, norint juos oksiduoti, visada reikia turėti tam tikrą kiekį glicidų ir daug daugiau deguonies. Jei tokių nėra, yra reikšmingų sutrikimų (ketozė ir acidozė). Tačiau baltymai gali būti naudojami kaip kuras, nes jie yra vieninteliai, kurie naudojami treniruoti raumenis. Lipidai pasižymi tuo, kad tokiu pačiu svoriu jie turi daugiau energijos nei cukrūs ir baltymai: jie idealiai naudojami kaip sandėliavimas. Taigi glicidai yra degalai, baltymai yra žaliavos, lipidai yra rezervai.
Šiame raumenų fiziologijos straipsnyje aš bandžiau būti kuo aiškesni, nepamirštant mokslinio griežtumo: manau, kad pasieksiu puikų rezultatą, jei paskatinsiu fitneso operatorius rimtiau domėtis fiziologija, nes manau, kad pagrindinės fiziologijos ir anatomijos sąvokos turi būti esminė kultūrinė vertybė, siekiant tam tikru būdu suprasti šį nuostabų žmogaus kūną.
