Fizjologia

[tm7]

Budowa mięśnia

W naszym organizmie wyróżnia się trzy rodzaje mięśni:

1. szkieletowe (łączą się ze szkieletem)
2. gładkie (tworzą mięśniową wyściółkę dla organów)
3. mięsień sercowy

Zajmę się głównie budową mięśni szkieletowych.

Każdy mięsień zbudowany jest z wielu cylindrycznych komórek mięśniowych zwanych włóknami (miofibryle).



Każda miofibryla składa się z sarkomerów, natomiast sarkomer składa się z cieniutkich pręcików zwanych miofilamentami.



Miofilamenty składają się z dwóch części. Grubych filamentów zbudowanych z miozyny oraz cienkich filamentów zbudowanych z aktyny. Kiedy biegamy grube i cienkie filamenty oddziałują wzajemnie między sobą wytwarzając skurcz mięśnia.

Innym ważnym składnikiem komórki mięśniowej są mitochondria. Znajdują się one obok filamentów, a ich podstawową funkcją jest produkcja energii potrzebnej przy skurczu mięśniowym.

W komórce mięśniowej znajdują się również kropelki tłuszczowe oraz glikogen.

Rodzaje włókien mięśniowych

Wyróżniamy dwa główne typy włókien mięśniowych:

typ I wolnokurczliwe (ST)
typ II szybkokurczliwe (FT)

Ich skróty pochodzą od angielskich słów "fast twich" co znaczy że mają dużą prędkość skracania i "slow twich" co znaczy że mają małą prędkość skracania.

Wśród włókien typu II można wyróżnić kilka podtypów: IIa (czerwone), IIb (białe), IIc (forma pośrednia między IIb i IIb).

Różnice w prędkości skracania zarówno jednych jak i drugich włókien są głównie wynikiem występowania w tych włóknach różnych form ATP-azymiozynowej. ATP-aza to enzym który powoduje rozpad ATP. Włókna ST mają formę wolną ATP-azy a włókna FT formę szybką. W organizmie człowieka występują zarówno włókna wolno jak i szybkokurczliwe a ich zawartość procentowa determinuje to czy jesteśmy bardziej wytrzymali, szybcy czy silni. Przewaga włókien wolnokurczliwych informuje o tym, że jesteśmy bardziej wytrzymali. Natomiast przewaga włókien szybkokurczliwych daje nam większe możliwości szybkościowo-siłowe.
Warte uwagi jest również to, iż poszczególne mięśnie człowieka mają różne składy włókien.

Mechanizm skurczu mięśnia

Działanie mięśni szkieletowych polega na wytwarzaniu siły, która może być rozwinięta dopiero po otrzymaniu sygnału z ośrodkowego układu nerwowego. Impuls ten rozprzestrzenia się dzięki włóknom nerwowym i dochodzi do jednostki motorycznej, a tym samym do wszystkich jej włókien mięśniowych.



Do skurczu mięśnia niezbędna jest energia, a jej bezpośrednim źródłem jest adenozynotrifosoforan(ATP)

Rodzaje skurczów mięśniowych

Pojedynczy – jest to pojedyncze pobudzenie mięśnia.
Tężcowy – następuje w momencie kiedy mięsień zostanie pobudzony serią bodźców w której przerwa między bodźcami jest krótsza niż cały czas skurczu.

Funkcja mięśni

Każdy skoordynowany ruch w naszym ciele wymaga zastosowania siły mięśniowej. Wykonanie tych ruchów możliwe jest tylko dzięki pracy mięśni, które ze względu na funkcje można podzielić na następujące grupy:

agonistyczne - grupa mięśni, których skurcz powoduje określony ruch np. zginanie,

antagonistyczne - grupa mięśni przeciwstawiających się agonistom,

synergistyczne – asystują mięśniom agonistycznym, stabilizują staw

Na przykład zginanie w stawie łokciowym wymaga skracania mięśnia ramiennego i dwugłowego ramienia (biceps) - mm agonistyczne i rozluźnienia mięśnia trójgłowego ramienia (triceps) - antagonista. Mięsień ramienno-promieniowy (synergista) współdziała z mięśniem dwugłowym ramienia i mięśniem ramiennym, czyli asystuje w zginaniu w stawie łokciowym.

Warunki pracy mięśnia

Koncentryczne – podstawowa funkcja mięśni czyli skracanie odnosi się właśnie do działania w warunkach koncentrycznych. Podczas działania koncentrycznego mięśni, występuje ruch w stawie i zalicza się on do ruchów dynamicznych.

Statyczne – mięśnie mogą również pracować bez poruszania dźwigniami kostnymi i wywoływania ruchu w stawie. Kiedy to następuje mięśnie rozwijają siłę, ale ich długość pozostaje bez zmiany (czyli jest stała). Warunki statyczne występują wtedy, kiedy próbujemy podnieść przedmiot, którego ciężar jest większy od siły naszych mięśni.

Ekscentryczne – występują wtedy, gdy działająca siła zewnętrzna jest większa niż możliwa do rozwinięcia i wtedy mięsień ulega wydłużeniu. Ruch ten nazywamy ekscentrycznym. Ponieważ w stawie występuje ruch, jest to więc również ruch dynamiczny. Jego przykładem jest praca mięśnia dwugłowego ramienia w chwili prostowania w stawie łokciowym, gdy ciężar, który powinieneś unieść przekracza możliwości utrzymania go. W tym momencie nie upuszczasz ciężaru gwałtownie na ziemię tylko próbujesz przeciwdziałać temu i następuje rozciąganie mięśnia. Tego rodzaju warunki występują podczas schodzenia po schodach, zbiegu z góry lub zeskoku z wysokości (Jaskólski 2002).

Energetyka wysiłku fizycznego

Do pracy mięśni potrzebna jest energia. Bardzo specyficznym i będącym zarazem jedynym źródłem tej energii jest ATP (adenozynotrifosforan).
Z samochodowego punktu widzenia możemy powiedzieć, że nasze mięśnie są jak silnik zamieniający energię chemiczną w energię kinetyczną (ruch).
Wartą zaznaczenia rzeczą jest fakt, iż mięśnie nie tylko zużywają, ale także produkują energię.

Systemy produkcji energii

Różnica pomiędzy tymi systemami wynika z tego, iż organizm pozyskuje energię do resyntezy ATP z różnych źródeł.

Anaerobowy niekwasomlekowy – w systemie tym organizm nie wykorzystuje tlenu i nie produkuje kwasu mlekowego. A do resyntezy ATP (czyli ponownego odtworzenia tego związku) używa fosfokreatyny. Ten system uruchamia się przy wysiłkach maksymalnych trwających według różnych źródeł około 10 sekund.

Anaerobowy kwasomlekowy - system ten uruchamia się przy wysiłkach trwających do 2min. Rozpad cząsteczek cukru zachodzi bez udziału tlenu ale organizm produkuje kwas mlekowy. Głównym substratem energetycznym są cukry.

Aerobowy – do produkcji „paliwa” pochodzącego z cukrów, tłuszczy i niewielkiej ilości białek potrzebuje tlenu. Produkcja kwasu mlekowego jest znikoma.



Bibliografia:
Enrico Arcellli i Renato Canova – Marathon Traning A Scientific Approach
Tim Noakes - Lore of Running
Podstawy fizjologi wysiłku fizycznego z zarysem fizjologi człowieka pod redakcja Artura Jaskólskiego
[link widoczny dla zalogowanych Użytkowników]