DSCN6602 (Kopiowanie)

52 Biologia - repetytorium dla maturzystów i kandydatów na uczelnie medyczne

Jak pamiętamy, w mitochondriach ATP powstaje w procesie fosforylacji oksydacyjnej, co wymaga obecności tlenu. Włókna mięśniowe posiadają barwnik mioglobinę. którego zadaniem jest szybkie i wydajne przenoszenie tlenu w cytoplazmie. Jednak przy dużych wysiłkach ilość dostarczanego mięśniom przez krew tlenu może nie być wystarczająca- a przecież od kontynuowania wysiłku zależeć może życie (np. zająca uciekającego przed wilkiem). Dlatego też mięśnie w warunkach niedostatecznego dowozu tlenu produkują ATP w cytoplazmie w procesie glikolizy beztlenowej (porów, rozdz. 53.4.2.). W tym przypadku kwas pirogronowy przekształcany jest w kwas mlekowy, a zjawisko to nosi nazwę zaciągania długu tlenowego. Dług tlenowy spłacany jest poprzez przyspieszenie oddychania i poprawienie ukrwicnia mięśni. Nagromadzenie się kwasu mlekowego oraz wyczerpanie zasobów fosforanów organicznych i glikogenu stanowi o zmęczeniu mięśnia. Jednym z objawów zmęczenia jest ból. wywołany zakwaszeniem cytoplazmy przez kwas mlekowy. Każdy, kto kiedykolwiek wykonał wysiłek ponad możliwości własnych mięśni, wie, że ból taki pojawia się zwykle w jakiś czas po zakończeniu wysiłku. Ustępuje on zwykle wówczas, gdy kwas mlekowy w mięśniach ulega zmetabolizowaniu - a zatem po dostarczeniu dostatecznej ilości tlenu. Powtarzanie wysiłku sprawia, że sieć naczyń krwionośnych w mięśniu się rozrasta, a włókna mięśniowe gromadzą większe ilości mioglobiny; następuje też ich przerost. O mięśniach takich mówimy, że są wytrenowane- mogą wykonać znacznie większy wysiłek, niż przed treningiem, bez zaciągania długu tlenowego.

Wiemy z doświadczenia, że poszczególne mięśnie są w różnym stopniu oporne na zmęczenie. Na przykład stanie czy chodzenie przez godzinę nie powoduje żadnych bólów mięśni, natomiast wystarczy się dobrze pośmiać przez dwa kwadranse, aby poczuć ból mięśni mimicznych twarzy. Włókna mięśni szkieletowych podzielić możemy na trzy grupy:

1.    włókna mięśniowe czerwone (zwane też włóknami typu 1) kurczą się powoli, lecz są wytrzymałe na zmęczenie. Zawierają one dużo mioglobiny (stąd ich czerwona barwa), znacznie większą liczbę mitochondriów, mają mniejszą średnicę i są gorzej unaczynione;

2.    włókna mięśniowe białe (typu II) kurczą się szybko i mocno, lecz szybko ulegają zmęczeniu; mają one mniej mioglobiny i mniej mitochondriów, natomiast większą średnicę, więcej cytoplazmy, są lepiej unerwione i ukrwione;

3.    włókna pośrednie kurczą się szybko (jak białe), lecz są bardziej wytrzymałe na zmęczenie.

W większości mięśni szkieletowych włókna czerwone występują w liczbie ok. 50%, natomiast przeważają one liczebnie w przeponie i w mięśniach utrzymujących postawę ciała (mm. grzbietu).

W mięśniach mimicznych przeważają włókna białe. Jednak u ludzi występują różnice -prawdopodobnie genetyczne - w składzie włókien mięśniowych poszczególnych grup mięśni; różnice te decydują o predyspozycjach fizycznych (np. do wysiłków typu szybkościowego albo siłowego itp). Badania ostatnich lat sugerują, iż procent włókien białych i czerwonych może ulegać pewnym zmianom w następstwie umiejętnie prowadzonego treningu.

8.53. Jednostka ruchowa mięśni

Fukcjonowanie mięśni jest ściśle związane z docierającymi do włókien bodźcami nerwowymi.

Na mięśnie szkieletowe u człowieka składa się około 250 milionów włókien, unerwionych przez około 420 tysięcy neuronów ruchowych. Neuiyt każdej komórki nerwowej w pobliżu mięśnia rozgałęzia się, a rozgałęzienia te docierają do wielu włókien nerwowych. W ten sposób jeden neuron unerwia kilka, kilkanaście, a czasem kilkaset włókien: wszystkie one kurczą się, kiedy bodziec do nich dotrze. Układ taki (neuron i system zaopatrywanych przezeń włókien) określamy mianem jednostki ruchowej (al bo m o tory cza ej). Stanowi ona podstawową jednostkę czynnościową mięśnia Dokładność skurczu mięśnia jest tym większa, im mniejsza jest liczba włókien mięśniowych w jednostce motorycznej - np. mięśnie poruszające gałką oczną mają po 3-5 włókien yy jednoste* ruchowej, a potężne mięśnie kończyn dolnych ponad 650.