Як працюють м’язи
Основна властивість м'язів, як відомо, - це здатність скорочуватися (ця діяльність являє собою ланцюжок складних біохімічних реакцій, що відбуваються в людському організмі).
Гладкі м'язи відповідає за нормальне функціонування внутрішніх органів (серця, шлунка, легень, сечового міхура і т. Д.), Поперечно-смугасті є двигунами для кісток скелета. Керує всіма цими процесами нервова система.
Знаходяться в головному і спинному мозку волокна нервових клітин розгалужуються і досягають всіх м'язів людського тіла, які теж складаються з волокон. Кількість порушуваних нервовими волокнами м'язових може відрізнятися - це може бути як 3-6, так і 120-160 волокон.
Як відбувається м'язове скорочення
М'язове скорочення відбувається при отриманні «команди» для цього з мозку. Волокна м'язової тканини приходять в збудження завдяки як рухових нервах, так і особливого виду нервової діяльності організму, званого трофікою (в перекладі з грецького # 964; # 961; # 959; # 966; # 942; значить «харчування»). Вона відповідає за нервову управління обмінними процесами в тканинах, засвоєння м'язами доставляються з кров'ю корисних речовин, а також передачу сигналу збудження на м'язи від нервів.
Після того, як по нерву від мозку до м'яза приходить команда, її скорочення відбувається через приблизно 0,01 секунди. У холоднокровних тварин скорочення м'язів відбувається повільніше, ніж у теплокровних. В цілому час скорочення м'язового волокна становить близько 0,04 секунди. Але ж руху займають більше часу, як це виходить? Все очевидно - вони складаються з серії скорочень, йдуть одне за одним суцільним потоком. Ці скорочення і є основними «цеглинками» в хмарочосі функціонування мускулатури.
Для того щоб здійснювати ті чи інші рухи, необхідно підтримувати рівновагу тіла в просторі. Це відбувається в результаті тривалого напруги і скорочення груп тих чи інших м'язів. Така м'язова діяльність називається тонічної. Будь-якої зі збереження стійкого становища тіла або в русі м'язів діє у «співпраці» з усіма іншими м'язами тіла, скорочуючись і розслабляючись в строго відведену йому чергу.
Так яке ж пристрій мускулатури, завдяки чому відбуваються скорочення і яку речовину змушує м'язи скорочуватися?
Всі м'язи в залежності від виду скорочення діляться на поперечно-смугасті і гладкі. Їх відмінність полягає в тому, що роботу перших осіб може контролювати, в той час як другі скорочуються мимоволі (вони вистилають стінки шлунково-кишкового тракту, кровоносних судин і ряду внутрішніх органів). Винятком з цього є лише серце - воно складається з поперечно-смугастої м'язової тканини, але в той же час його скорочення відбуваються без втручання господаря.
Поперечно-смугаста мускулатура отримала свою назву завдяки своїй будові - під мікроскопом можна розгледіти довгі смуги м'язових волокон з поперечними перетинами. Волокна складаються з клітин подовженої форми, що досягають у представників виду Homo sapiens 5 см в довжину і 5 мікрон в ширину. Кожна з цих клітин захищена еластичною оболонкою, всередині якої знаходяться цитоплазма, ядро і основний механізм дії м'язи - міофібрили. Вивчити їх будова стало можливим завдяки використанню потужного електронного мікроскопа з 100000-кратним збільшенням. Отже, кожна миофибрилла складається з безлічі тонких і товстих ниток, розташованих в чіткому порядку - тонкі нитки (міофіламенти) витягнуті по всій довжині клітини між товстими нитками (филаментами). Міофіламенти побудовані з білка під назвою актин, філаменти - з білка міозину. Властивість цих двох білків таке, що вони спільно можуть синтезувати третій білок, званий актомиозином. І ось уже він має здатність скорочуватися.
Коли м'язи знаходяться в стані спокою, міофіламенти розташовуються поруч з филаментами так, що тільки трохи заходять один за одного. Під час скорочення відбувається змичка тонких ниток і можна спостерігати чітке чергування коротких товстих філаментів із суцільними довгими і тонкими миофиламентами. Якщо поглянути на міофібрили під електронним мікроскопом, то можна буде помітити, що на товстих нитках є крихітні шипи, завдяки яким при скороченні вони зчіплюються з тонкими. Ті, хто розбирається в механіці, можуть порівняти цей феномен з механізмом зубчастої передачі. Отже, механізм м'язового скорочення з точки зору біохімії - це з'єднання двох білків і синтез третього білка, здатного скорочуватися.
АТФ, або енергія для м'язів
Як відомо з закону збереження енергії, нічого не з'являється з нізвідки. Людське тіло - не виняток, так що навіть саме непомітне рух вимагає певних енергетичних витрат.
Джерелами енергії в організмі служать опредёленние сполуки фосфору, що виходять в результаті ряду хімічних реакцій, найважливішим з яких є аденозинтрифосфат (АТФ). Його молекула включає в себе три залишку фосфорної кислоти, два з яких пов'язані з іншою молекулою дуже слабо. Коли ці неміцні зв'язки розриваються при складних хімічних реакціях, і вивільняється необхідна організму для підтримки життєдіяльності енергія.
Таким чином, м'язове скорочення - це процес, що починається з передачі нервом збудження на м'яз, після чого воно йде по всій поверхні м'язів, і приводить до хімічної реакції білка актомиозина з аденозинтрифосфатом. Синтез АТФ відбувається в основному в клітинних структурах, званих мітохондріями. Саме вони вважаються генератором енергії в клітинах.
Після скорочення, як відомо, йде період розслаблення м'язи. Може здатися, що в цей час не відбувається ніякої м'язової роботи, але це не так. Дослідження довели, що в стадії розслаблення м'язи відновлюють запаси енергії і готуються до майбутньої роботи в вигляді повторних скорочень. Фахівці висувають гіпотезу, що в розслабленні м'язів бере участь якась речовина, яка зв'язує актоміозін і не дає йому займатися розщепленням АТФ і виділенням із нього енергії для роботи волокон.
Як натренувати м'язи
З біохімічної точки зору, фізичні навантаження є причиною зменшення амплітуди коливання ряду показників (наприклад, частота дихання, збагачення крові киснем, рівень в ній цукру і т. Д.). Внутрішні запаси організму починають їм витрачатися більш ощадливо.
Паралельно з цими змінами, загальними для всіх, в той же самий час в організмі протікають процеси, що залежать вже від виду навантажень. Що це означає, можна розглянути на прикладах. Якщо взяти бігуна на спринтерські дистанції, то від його організму буде вимагатися швидка мобілізація максимально можливої кількості енергії (якнайшвидшого вступу АТФ в реакцію з актомиозином). Саме можливість протікання з потрібною швидкістю ряду біохімічних процесів визначає, чи буде спринтер чемпіоном чи ні. Протилежністю йому є бігун-марафонець. При бігу на довгі дистанції необхідна висока витривалість і тривалі періоди напруги мускулатури, і тут вже нас більше цікавлять інші біохімічні показники - які загальні енергетичні резерви організму, особливо сполуки фосфору, що дають приплив енергії, і як скоро ці запаси при необхідності відновлюються.
Навіть якщо ви не займаєтеся спортом професійно, але регулярно робите хоча б зарядку, то вже робите свій організм більш витривалим і підвищуєте кількість містять фосфор речовин в тканинах. В першу чергу мається на увазі, звичайно ж, АТФ.
Важлива в роботі м'язової системи та роль її ендокринної колеги. Подивіться на підлітка в період пубертату і ви помітите, що його зовнішній вигляд помітно змінюється. Це відбувається тому, що під впливом гормонального вибуху відбувається прискорене зростання, в результаті чого збільшується і кількість м'язової маси.
Проведені останнім часом дослідження також підтвердили, що м'язова витривалість і активність, а разом з ними і працездатність, залежать в тому числі і від якості їжі, що вживається, і від достатньої кількості вітамінів. Щоб підтримати роботу мускулатури, варто звернути увагу на вітаміни групи В, особливо на вітамін В1 (тіамін). Він благотворно впливає на проведення нервових імпульсів, нервово-м'язове порушення і допомагає накопичувати в організмі фосфорні сполуки, що дають енергію.