FIZJOLOGIA MIĘŚNI
– Mięśnie są silnikami poruszającym dźwignie kostne i ustalającymi czynnie wzajemne położenie poszczególnych elementów kości organizmu.Dzielimy je na następujące grupy:
1) mięśnie poprzecznie prążkowane do których należą wszystkie miesnie szkieletowe, a więc mięśnie kończyn, tułowia, twarzy itd. Czynnści tych mięśni podlega naszej woli. Możemy dowolnie uruchamiać tę czy inną grupę mięśniowa i wykonywać ten czy inny ruch. Mięsień sercowy stanowi wyjątek. Chociaż pod względem swej budowy jest on mięśniem poprzecznie prążkowanym, to jednak różni sie od mięśni szkieletowych i nie podlega naszej woli. Mięśnie poprzecznie prążkowane cechuje duża szybkość działania. Kurczą sie szybko i szybko mogą powracać do stanu rozkurczu. Ta duża szybkość działania mięśni poprzecznie prążkowanych oraz ich zależność od woli związana jest z ich fizjologiczna rolą. Głównym zadaniem mięśni szkieletowych jest bowiem umożliwienie organizmowi wykonywania opowiednich szybkich ruchó w pożądanym dlań kierunku;
2) mięśnie gładkie: do tego typu mięśni należą mięśnie znajdujące się w narządach wewnętrznych organizmu, a więć w ścianach przełyku, żołądka, jelit, naczyń krwionośnych, tchawicy i drzewa oskrzelowego, moczowód, macicy. Różnią się od mięśni poprzecznie prążkowanych nie tylo swą budową, ale również sposobem działania. Czynnośc tych mięśni związana jest z pracą narządów wewnętrznych, która przebiega mniej lub więcej regularnie i spokojnie. W pracy tych narządów zazwyczaj nie występują nagłe zrywy czynnościowe, okresy skrajnie wytężonej i szybkiej działalnosci, charakterystyczne dla układu mięśni szkieletowych. W związku z tym skurcze mięśni gładkich są powolne i leniwe w porównaniu ze skurczami mięśni poprzecznie prążkowanych. Cechuje je natomiast znacznie większa długotrwałość. Poza tym mięśnie gładkie wykazują właściwość automatyzmu, tzn. Kurczą sie pod wpływem impulsów, powstających w nich samych. Czynność mięśni gładkich nie podlegaja naszej woli.
3)mięsień sercowy buduje przedsionek i komory sercowe,ale jego praca zachowuje zdolność do wykonywania samodzielnego skurczu niezależnie od pobudzeń docierających z ukł. nerwowego i dokrewnego. Automatyzm serca warunkowany jest obecnością w sercu tzw. tkanki węzłowej, której komórki posiadają unikalną zdolność do generowania i przewodzenia impulsów nerwowych pobudzajacych mięśień sercowy do pracy.
CZYNNOŚCI MIĘŚNI
Pobudliwość mięśni.
Mięsień sercowy wykazuje cechę pobudliwości, tzn.odpowiada skurczem na podrażnienia. Miarą ich pobudliwości jest wielkość bodzca progowego. Bodźce słabsze od bodźca progowego nie wywołują skurczu mięśnia i nosza nazwę bodźców podprogowych, bodźce natomiast silniejsze do pewnej granicy, zwane bodźcami nadprogowymi wywołuja silniejszy skurcz mięsni. Zwiększenie siły bodźca wywołuje skurcz maksymalny. Dalsze zwiększenie siły bodźca nie powoduje juz narastanie wiekości skurczu mięśniowego. Zależnośc siły skurczu od siły bodźca jest ograniczona z jednej strony siła bodźca progowego, a z drugiej0 siłą bodźca max.
Pobudliwość mięśni poprzecznie prążkowanych jest znacznie większa od pobudliwości mięśni gładkich. Pobudzony mięsień staje się na pewien czas niepobudliwy. Okres utraty pobudliwości nazywamy okresem refrakcji albo okresem niepobudliwości. Dzieli sie on na dwa podokresy: okres refrakcji bezwzględnej i okres refrakcji względnej. W okresie refrakcj bezwzględnej utrata pobudliwości jest całkowita i nawet bardzo silne bodźce nie mogą wywołac skurczu mięśniowego. W okresie refrakcji wzglednej mamy do czynienia ze stopniowy powrotem pobudliwości mięśnia do stanu normalnego. W okresie tym skurcze mięśni wywołane są tylko przez bodźce silne. Okres refrakcji bezwzględnej trwa w mięsniach 0,002-0,003 sek. Okres względnej jest nieco dłuższy.
Rodzaje skurczów mięśnia
Jeśli podrażnimy izolowany mięśień szkieletowy jednym tylko bodźcem to nastąpi skurcz pojedyńczy.Pojedyńczy skurcz mięśnia szkieletowego moze być izotoniczny bądź izometryczny.W skurczu izotonicznym nastepuje skrócenie mięśnia, a jego napięcie nie ulega zmianie. Konsekwencją tego rodzaju skurczu jest zbliżenie się do siepbie przyczepów mięśni w układzie szkieletowym. W skurczu izometrycznym nastepuje wzrost napięcia mięśniowego, ale nie zmienia się jego długość, a przyczepy mięśnia w układzie szkieletowym pozostają w tej samej odległości. W rzeczywistości skurcze mięśnia mają charakter mieszany, sa auksotoniczne. W wyidealizowaniu postaci skurcze izotoniczne i izometryczne uzyskuje sie głównie w warunkach przeprowadzonych doświadczeniach. W organiźmie większość skurczów mięśnia jest wywołana podnietami rytmicznymi. Powtarzające sie z pewna częśtotliwością podniety naprogowe powoduja nakładanie sie na siebie kolejnych skurczów mięśnia, co nazywa sie sumowaniem skurczów pojedyńczych. Chodzi o to , że każdy następny bodziec pobudza mięśnie do skurczu zanim zdążył się on rozkurczyć po po przednim pobudzeniu. W ten sposób skurcz staje sie coraz silniejszy, ale tylko do pewnej granicy. Po jej osiągnięciu utrzymuje sie na tym samym poziomie tak długo, jak działają bodźce. Długotrwały skurcz mięśnia zwany jest skurczem tężcowym. Jeśli bodźce pobudzają mięsień w odstepach czasu krótszy niż trwa skurcz pojedyńczy to nosi nazwę skurczu tężcowego zupełnego. W przypadku, gdy pobudzenie mięśnia następuje w odstępach czasu dłuższy niz trwa skurcz pojedynczy i dochodzi do częściowego rozkurczu mięśnia między działaniem poszczególnych bodźców, to taki skurcz nazywa sie skurczem tężcowym niezupełnym. Mięśnie, które kurczą się szybko, potrzebują ponad 100 bodżców na sekundę, aby doszło do skurczu tężcowego zupełnego a mięśniom kurczącym sie wolno wystarcza do takiego skurczu tylko kilkanaście bodźców na sekundę.
Napięcie mięśniowe
Mięśnie szkieletowe znajdują się w ciągłym napięciu czynnościowym, wyrażającym sie niewielkim przykurczem. Stan ten w prawidłowo funkcjonującym norganiźmie nie znika nigdy. Istnieje on nawet wtedy, gdy wydaje sie nam że całkowicie rozuluźniamy nasze mięśnie. Napięcie mięśniowe podtrzymywane jest w ciagu całego życia organizmu odruchowo. Znika ono po śmierci organizmu albo też po przerwaniu nerwów łączących mięśnie z OUN.
PROCESY ZACHODZĄCE W MIĘŚNIACH PODCZAS PRACY
Wykonanie pracy mechanicznej przez mięsień wymaga dopływu swobodnej energii.Organizm uzyskuje ją w wyniku urlenienia pozywienia (cukrów i tłuszczu).
Energia swobodna uzyskana przez utlenienie cząsteczek pokarmowych zanim zostanie spożywana, częściowo zostaje zmagazynowana w łatwo dostępnej postaci kilku bogatoenergetycznych związków.:
W fazie beztlenowej zachodzi przede wszystkim rozpad kwasu ATP (Adezynotrifosforan-słuzy jako bezpośredni dawca energii swobodnej w większosci procesów zuzywających energię) na kwas adenylowy i fosforowy. Rozpad ATP jest źródłem energii mechanicznej mięśnia. Następna reakcją jest rozpad innego związku zawierającego fosforan kreatyny tzw. Fosfokreatynę (jest w mięśniach prążkowanych rezerwuarem grup fosforanowych o wysokim potencjale, który łatwo przekazuje grupę fosforanową do ATP) . Energia wyzwalająca się podczas tej reakcji wyzyskiwana jest dla resyntezy, czyli odbudowy ATP, związku rozłożonego poprzednio na kwas adenylowy i fosforowy. Po rozpadzie fosfokreatyny następuje rozpad glikogenu. Wynikiem tego rozpadu jest tworzenie się kwasu mlekowego. Energia chemiczna wytwarzana podczas rozpadu glikogenu zuzywana jest z kolei dla resyntezy fosfokreatyny. Na rozpadzie glikogenu i wytworzeniu się kwasu mlekowego kończy się faza beztlenowa. Z przytoczonych faktów wynika,że obecność tlenu nie jest bezpośrednio konieczna dla pracy mięśnia, ponieważ reakcje chemiczne dostarczające bezpośrednio energii mechanicznej są reakcjami beztlenowymi. Dzięki szybkiej resyntezie ATP i fosfokreatyny, również nie wymagającej obecności tlenu, iości tych dwóch ciał nie ulega zmainie i mięsień kurczyć się może dopóty, dopóki istnieje w nim zapas gikogenu dostarczający przez swój rozpad energii dla resyntezy fosfokreatyny. Odbudowa fosfokreatyny umożliwia z kolei przez swój rozpad resyntezę ATP. Dopiero całkowite wyczerpanie zapasu glikogenu uniemożliwia dalszą pracę mięśnia.
W fazie tlenowej następuje częściowa odbudowa glikogenu z kwasu mlekowego. Trzecia część kwasu mlekowego, który powstał w fazie beztlenowej z rozpadu glikogenu, ulega utlenieniu na wodę i dwutlenek węgla. Reakcja ta dostarcza energi chemicznej umożliwiającej przekształcenie pozostałych 2/3 tego kwasu z powrotem na glikogen. Jedyna więc substancją, która mięsień częściowo traci w czasie swej pracy jest glikogen. Wszystkie inne substancje ulegają szybkiej i całkowitej resyntezie i ilości ich nie zmienia się, chyba że cały czas zapas glikogenu zostanie wyczerpany. Utrata glikogenu jest jednak szybko wyrównywana przez mięśnie, które z glikozy dostarczanej z krwą odbudowują ten związek.
Widzimy wiec że faza tlenowa umozliwia znacznie bardziej długotrwała pracę mięśniową w wyniku częściowej resyntezie glikogenu.
Energia cieplna wyzwalająca sie w wyniku reakcji chemicznej podczas pracy mięśnia przekształaca się tylko w 30% w energię mechaniczną
ZMIANY W ORGANIŹMIE PODCZAS PRACY FIZYCZNEJ
Praca mięsni wywołuje szereg zmian w całym organiźmie. Zmiany te dotyczą głównie układu sercowo-naczyniowego i oddechowego. Przy ciężkim wysiłku fizycznym akcja serca ulega przyśpieszeniu nawet do 150 uderzeń na minute. Wzratsa również ciśnienie krwi w wyniku skurczu naczyń trzewi. Szybkość oddychania wzrasta. Zmiany te prowadzą z jednej strony do lepszego ukrwienia mięśni,a z drugiej strony do lepszego ich zaopatrzenia w tlen;stwarza to optymalne warunki dla pracy mięśni.
Bibliografia:
1.Stanisława Rzepkowska, Aleksander Korsak- „Mała Encyklopedia Zdrowia”
2.Paweł Hoser- „Anatomia i Fizologia Człowieka”
j.u.s.t.i.n