Dr. Gianfranco De Angelis
Je to skličující vidět instruktory a osobní trenéry dát "empirické" vysvětlení na různá témata: svalová hmota (hypertrofie), síla zisky, rezistence, atd., Aniž by dokonce hrubou znalost histologické struktury a svalové fyziologie.
Málokdo má pouze více či méně důkladnou znalost makroskopické anatomie, jako by to stačilo vědět, kde je biceps nebo prsní sval, nepochopení histologické struktury a ještě méně biochemie a fyziologie svalů. Pokusím se, pokud je to možné, provést krátkou a jednoduchou léčbu předmětu, přístupného i laikovi biologických věd.
Histologická struktura
Svalová tkáň se liší od jiných tkání (nervová, kostní, pojivová) v důsledku zjevné charakteristiky: kontraktility, to znamená, že svalová tkáň je schopna se zkrátit, nebo zkrátit její délku. Než uvidíme, jak se zkracuje a jaké mechanismy, mluvme o jeho struktuře. Máme tři typy svalové tkáně, odlišné histologicky i funkčně: kosterní svalovou tkáň, tkáň hladkého svalstva a srdeční svalovou tkáň. Hlavní funkční rozdíl mezi prvním a ostatními dvěma je ten, že zatímco první je řízen vůlí, další dva jsou nezávislí na vůli. První jsou svaly, které způsobují pohyb kostí, svaly trénujeme s barbells, činky a stroje. Druhý typ je dán svaly vnitřností, jako jsou svaly žaludku, střeva atd. které, jak vidíme každý den, nejsou ovládány vůlí. Třetím typem je srdeční: i srdce je tvořeno svaly, ve skutečnosti je schopno uzavřít se; zejména srdeční sval je pruhovaný, podobně podobný kosternímu, ale důležitý rozdíl, jeho rytmická kontrakce je nezávislá na vůli.
Kosterní pruhovaný sval je ten, kdo je zodpovědný za dobrovolné motorické aktivity, a tedy za sportovní aktivity. Příčně pruhovaný sval je tvořen buňkami, stejně jako všechny ostatní struktury a přístroje organismu; buňka je nejmenší jednotka schopná samostatného života. V lidském těle jsou miliardy buněk a téměř všechny z nich mají centrální část nazvanou jádro, obklopenou želatinovou substancí zvanou cytoplazma. Buňky, které tvoří svaly, se nazývají svalová vlákna : jsou to podlouhlé prvky, uspořádané podélně k ose svalu a shromážděné v pásech. Hlavní charakteristiky svaloviny s pruhovanými svalovinami jsou tři:
- Je velmi velký, délka může dosáhnout několika centimetrů, průměr je 10-100 mikronů (1 mikron = 1/1000 mm.). Ostatní buňky v těle jsou s určitými výjimkami mikroskopické velikosti.
- To má mnoho jader (téměř všechny buňky mají jen jeden) a je proto nazvaný “polynuclear syncytium”.
- Zdá se, že je příčně pruhovaná, tj. Představuje střídání tmavých pásů a světelných pásů. Svalové vlákno má ve své cytoplazmě protáhlé útvary, uspořádané podélně k ose vlákna, a tedy i svalovině, zvané myofibrily, které můžeme považovat za prodloužené provazy umístěné uvnitř buňky. Myofibrily jsou také pruhovány napříč a jsou odpovědné za pruhy celého vlákna.
Vezměme si myofibril a prostudujme si to: má tmavé kapely, zvané kapely A a lehké kapely I, uprostřed skupiny I je tmavá čára zvaná linie Z. Prostor mezi řádkem Z a druhým se nazývá sarkomere, který představuje kontraktilní prvek a nejmenší funkční jednotku svalu; v praxi je vlákno zkráceno, protože jeho sarkomery jsou zkráceny.
Nyní se podívejme, jak je myofibril vyroben, to je to, co se nazývá svalová ultrastruktura. Je vyroben z vláken, některých velkých, které se nazývají myosinová vlákna, jiné tenké nazývané aktinová vlákna. Velké z nich zapadají do tenkých tak, že pás A je tvořen hustým vláknem (proto je tmavší), pásek I je místo toho tvořen částí tenkého vlákna, které není přilepeno na těžké vlákno tenké vlákno je lehčí).
Mechanismus kontrakce
Nyní, když známe histologickou strukturu a ultrastrukturu, můžeme zmínit mechanismus kontrakce. V kontrakci proudí lehká filamenty mezi těžkými vlákny, takže kapsy I se snižují na délku; tak i sarkoméra snižuje délku, tj. vzdálenost mezi pásmem Z a druhou: proto ke kontrakci nedochází proto, že se vlákna zkrátila, ale proto, že způsobily snížení délky sarkomů. Snížení délky sarkomery snižuje délku myofibril, takže jelikož myofibrily tvoří vlákno, délka vlákna se snižuje, a proto se sval, který je vyroben z vláken, zkracuje. Je zřejmé, že pro to, aby tato vlákna mohla proudit, je zapotřebí energie a to je dáno látkou: ATP (adenosintrifosfát), což je energetická měna těla. ATP je tvořen oxidací potravy: energie, kterou potravina přechází do ATP, pak ji dodává vláknům, aby je proudily. K tomu, aby došlo ke kontrakci, je zapotřebí i další prvek, Ca ++ ion (Calcium). Svalová buňka udržuje velké zásoby v jejím vnitřku a dělá to dostupný sarkcomere když kontrakce musí nastat.
Svalová kontrakce z makroskopického hlediska
Viděli jsme, že kontraktilní prvek je sarkomér, nyní zkoumáme celý sval a zkoumáme jej z fyziologického hlediska, ale makroskopicky. Aby se sval dostal do kontraktu, musí se k němu dostat elektrický podnět : tento stimul pochází z motorického nervu, počínaje míchou (jak se to děje přirozeně); nebo může pocházet z motorického nervu resekovaného a elektricky stimulovaného, nebo přímo elektricky stimulovat sval. Představte si svaly: jeden konec svázaný s pevným bodem, druhý konec zavěsíme na váhu; v tomto bodě ji elektricky stimulujeme; sval se zkrátí, to znamená, že se zkrátí, zvedne váhu; tato kontrakce se nazývá isotonická kontrakce. Pokud místo toho svázáme svaly s oběma konci ke dvěma tuhým podpěrám, když ji stimulujeme, sval se bude zvyšovat v napětí bez zkrácení: toto se nazývá izometrické kontrakce. V praxi, pokud vezmeme tyč do mrtvého tahu a zvedneme ji, bude to izotonická kontrakce; pokud ji naložíme s velmi těžkou váhou, a když se ji snažíme zvednout, tak i když svaly svíráme na maximum, nepohybujeme, to se nazývá izometrické kontrakce. V izotonické kontrakci jsme provedli mechanickou práci (práce = síla x posunutí); v izometrické kontrakci je mechanická práce nulová, protože: práce = síla x posuv = 0, posun = 0, práce = síla x 0 = 0
Pokud budeme stimulovat svaly s velmi vysokou frekvencí (tj. Četnými impulsy za sekundu), vyvíjí se velmi vysoká síla a zůstane zkrácena na maximum: sval v tomto stavu se říká, že je v tetanu, proto tetanická kontrakce znamená maximální a kontinuální kontrakci. Svazek může uzavřít trochu nebo hodně, podle přání; to je možné prostřednictvím dvou mechanismů: 1) Když je sval svázán málo, pouze některé vlákna se stahují; zvýšení intenzity kontrakce se přidají další vlákna. 2) Vlákna se mohou stahovat s menší nebo větší silou v závislosti na frekvenci výboje, tj. Počtu elektrických impulsů, které se dostanou do svalů v jednotce času. Modulací těchto dvou proměnných příkazy centrální nervové soustavy poví, jakou silou musí sval svázat. Když to velí silnému kontrakci, téměř všechna vlákna svalu se zkrátí, ne jediný, ale oni všichni zkrátí se s velkou silou: když to přikáže slabé kontrakci jen nemnoho vláken zkrátí a s menší silou.
Nyní řešíme další důležitý aspekt svalové fyziologie: svalový tonus . Svalový tón může být definován jako kontinuální stav mírné svalové kontrakce, který je nezávislý na vůli. Jaký faktor způsobuje tento stav kontrakce? Před narozením mají svaly stejnou délku jako kosti, pak se s vývojem kosti prodlužují více než svaly, takže se tyto kosti protahují. Když se sval natáhne v důsledku spinálního reflexu (myotického reflexu), uzavře se, proto nepřetržité protahování, kterému je sval vystaven, určuje trvalý stav mírného, ale trvalého kontrakce. Příčinou je odraz a protože hlavní charakteristikou reflexů je nedobrovolnost, tón není řízen vůlí. Tón je fenoménem na bázi nervového reflexu, takže když jsem odřízl nerv, který plyne z centrálního nervového systému do svalu, je ochablý a zcela ztrácí svůj tón.
Síla kontrakce svalu závisí na jeho příčném řezu a je rovna 4-6 kg.cm2. Princip je však v zásadě platný, neexistuje přesný poměr přímé proporcionality: u sportovce může být sval o něco menší než sval jiného sportovce silnější. Svazek zvětší jeho hlasitost jestliže to je cvičeno se zvyšujícím se odporem (to je princip na kterém váhy založené gymnastika jsou založené); Je třeba zdůraznit, že objem každého svalového vlákna se zvyšuje, zatímco počet svalových vláken zůstává konstantní. Tento jev se nazývá svalová hypertrofie.
Svalová biochemie
Přiznejme si nyní problém reakcí, ke kterým dochází ve svalech. Už jsme říkali, že pro kontrakci dochází k energii ; tato energie uchovává buňka v takzvaném ATP (adenosintrifosfát), který, když dodává energii svalu, se mění na ADP (adenosin difosfát) + Pi (anorganický fosfát): reakce spočívá v odstranění fosfátu. Takže reakce, která se odehrává ve svalu, je ATP → ADP + Pi + energie. Zásoby ATP jsou však málo a je třeba je znovu syntetizovat. Proto, aby sval svázal ke kontrakci, musí se také provést reverzní reakce (ADP + Pi + energie> ATP), aby měl sval vždy k dispozici ATP. Energie, díky které je ATP resyntéza, nám dává potravu: tyto, poté, co byly stráveny a absorbovány, dosáhnou svalu skrze krev, kde se vzdají své energie, přesně aby vytvořily formu ATP.
Energetická látka par excellence je dána cukry, zejména glukózou. Glukóza může být štěpena v přítomnosti kyslíku (v aerobních podmínkách) a je, jak je nesprávně řečeno, "spálena"; uvolněná energie ji odebírá z ATP, zatímco glukóza nemá nic jiného než vodu a oxid uhličitý. 36 molekul ATP se získá z molekuly glukózy. Glukóza může být také napadena v nepřítomnosti kyslíku, v tomto případě je transformována na kyselinu mléčnou a tvoří se pouze dvě molekuly ATP; pak kyselina mléčná, přecházející do krve, přechází do jater, kde je opět přeměněna na glukózu. Tento cyklus kyseliny mléčné se nazývá Coriho cyklus. Co se stane prakticky, když se svalové kontrakty? Na začátku, když se svalovina začne stahovat, je ATP okamžitě vyčerpán, a protože poté nebyly provedeny žádné srdeční a respirační adaptace, kyslík, který se dostane do svalu, je nedostatečný, proto se glukóza rozpadá na nepřítomnost kyslíku tvořícího kyselinu mléčnou. Ve druhé době můžeme mít dvě situace: 1) Pokud úsilí pokračuje lehkým způsobem, kyslík je dostačující, pak se glukóza oxiduje ve vodě a anhydritu uhlíku: kyselina mléčná se nebude hromadit a cvičení může probíhat několik hodin ( tento druh námahy se proto nazývá aerobní, například spodní chod. 2) Pokud je intenzita stále intenzivní, i když se do svalu dostává velké množství kyslíku, dojde k rozkladu velkého množství glukózy v nepřítomnosti kyslíku; proto se vytvoří mnoho kyseliny mléčné, která způsobí únavu (mluvíme o anaerobním úsilí, například o rychlém běhu, například o 100 metrech). Během odpočinku se kyselina mléčná v přítomnosti kyslíku vrátí zpět na glukózu. Zpočátku, dokonce i v aerobním úsilí, nám chybí kyslík: mluvíme o kyslíkovém dluhu, který bude vyplacen, když odpočíváme; uvedený kyslík bude použit k re-syntetizaci glukózy z kyseliny mléčné; ve skutečnosti okamžitě po úsilí spotřebujeme více kyslíku než obvykle: splácíme dluh. Jak vidíte, jako příklad paliva jsme uvedli glukózu, protože je to nejdůležitější palivo svalu; ve skutečnosti, i když tuky mají větší množství energie, aby je oxidovaly, vždy potřebujete určité množství glycidů a mnohem více kyslíku. Při absenci těchto onemocnění dochází k významným poruchám (ketóza a acidóza). Proteiny mohou být použity jako palivo, nicméně, protože oni jsou jediní používaní tvořit svaly, plastová funkce převládá v nich. Lipidy mají charakteristiku, že pro stejnou hmotnost mají více energie než cukry a proteiny: ideálně se používají jako depozit. Takže glycidy jsou palivo, proteiny jsou suroviny, lipidy jsou rezervy.
Snažil jsem se v tomto článku o fyziologii svalů, aby byly co nejjasnější, bez zanedbávání vědecké přísnosti: Myslím, že jsem dosáhl skvělého výsledku, kdybych stimuloval fitness operátory, aby se více zajímali o fyziologii, protože věřím, že základní pojmy fyziologie a anatomie musí být nepostradatelným kulturním dědictvím, aby se nějakým způsobem pokusily porozumět tomuto úžasnému lidskému tělu.
