Siła mięśniSerdecznie witamy na rozstrzygnięciu konkursu pt: „Siła mięśni”.

ZSTI

Mięsień to element narządu ruchu, który posiada zdolność do aktywnego kurczenia się lub rozkurczania (które jest aktem biernym najczęściej wywołany impulsem elektrycznym, siłą grawitacji lub sprężystością szkieletu).

Mięśnie zbudowane są z tkanki mięśnioweji połączone z elementami szkieletu, dzięki czemu przy ich aktywności powodują ruch poszczególnych elementów szkieletu. Człowiek posiada ich około 500.

Biorą energię z glukozy lub glikogenu, który jest dostarczany z krwi.

Co to jest mięsień?

Na obrazku widoczne są przykładowe mięśnie człowieka

Podział tkanki mięśniowej

Tkankę mięśniową u człowieka dzielimy na 3 rodzaje:

Tkanka mięśniowa gładkaTkanka mięśniowa poprzecznie

prążkowana szkieletowa

Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana serca

Ten rodzaj tkanki znajduje się: • w ścianach narządów wewnętrznych przewodu pokarmowego• w naczyniach krwionośnych• w naczyniach limfatycznych• w narządach moczowo-płciowych

Te włókna mięśniowe najczęściej skupiają się w pasma lub błony mięśniowe (tworząc mięsień).

Dzięki nim nasz organizm może m.in. regulować przepływ krwi przez naczynka krwionośne i przesuwać pokarm w układzie pokarmowym.

Tkanka mięśniowa gładka jest odporna na zmęczenie i ma zdolność do pozostania w długotrwałym skurczu. Ich skurcz jest niezależny od nas.

Tkanka mięśniowa gładka

Ten rodzaj tkanki znajduje się: • w mięśniach języka• w mięśniach podniebienia • w mięśniach krtani

Włókna w mięśniu są równolegle ułożone, dzięki czemu siła skurczu się zwiększa. Ich wnętrze jest wypełnione pęczkami miofibryli. Mięśnie szkieletowe są bardzo dobrze ukrwione i unerwione. Tkanka zbudowana jest z długich wielojądrzastych włókien o charakterystycznym prążkowaniu. Zużywają one najwięcej energii.

Mięśnie szybko się kurczą i szybko się męczą (ulegają znużeniu).

Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana szkieletowa

Występuje tylko w mięśniu sercowym.

Włókna mięśniowe serca są widlasto rozgałęzione, przez co łączące się ze sobą komórki mięśniowe tworzą przestrzenną sieć, w której skurcz elementów prowadzi do zmniejszenia objętości jam serca.

Dzięki nim nasz organizm może transportować substancje do wszystkich części ciała. Miejsca połączeń międzykomórkowych (‘’czarne prążki’’) to wstawki.

Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana serca jest odporna na długotrwałe zmęczenie i nie mamy bezpośredniego wpływu na skurcze.

Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana serca

Układ mięśniowy

Skurcz jest spowodowany cyklicznym przyłączaniem i odłączaniem cienkiego filamentu.

A. W stanie spoczynku kulista główka miozyny ma przyłączoną cząsteczkę ADP. Troponina i tropomiozyna w cienkich filamentach nie mają przyłączonego Ca2+ i blokują miejsca wiązania w aktynie (kolor pomarańczowy).

B. Podczas aktywacji włókna mięśniowego, uwolniony wapń przyłącza się do kompleksu tropomiozyny. Powoduje to konformacyjną zmianę w cienkim filamencie, która prowadzi do ekspozycji miejsc wiązania. Przyłączona główka miozyny tworzy połączenie pomiędzy cienkim i grubym filamentem.

Skurcze mięśni

C. Przyłączona główka miozyny wykonuje obrót i wywiera siłę wzdłuż osi filamentu. Powoduje to wzajemne nasuwanie się cienkiego i grubego filamentu.

D. Pod koniec przesunięcia wywołanego obrotem główki, nowa cząsteczka ATP łączy się z miozyną, co indukuje przerwanie wiązania pomiędzy aktyną i miozyną.

E. Energia chemiczna uwolniona z ATP, powoduje przeciwny obrót główki, która staje się gotowa do kolejnego przyłączenia w następnym miejscu wiązania.

Skurcze mięśni

Skurcz pojedynczy. (wykres A) U ssaków trwa on od kilku do

kilkudziesięciu ms w zależności od rodzaju mięśnia, u kręgowców zmiennocieplnych czas

ten jest dwa razy dłuższy. Powstawanie kolejnych skurczów

pojedynczych wy-maga, aby odstępy w czasie pomiędzy impulsami pobudzającymi były

większe niż czas trwania całego pojedynczego

skurczu.

Skurcz tężcowy nie-zupełny.(wykres B)

Seria impulsów pobu-dzających działa z czę-stotliwością

minimalnie większą niż maksymalny czas

skurczu pojedynczego. 

Skurcz tężcowy zupełny.(wykres C) Częstotliwość impulsów pobudzających

jest tak duża, że nie pozwala mięśniowi nawet na częściowe rozkurczenie

się. Mięsień pozostanie wówczas

w permanentnym skurczu. 

Skurcze mięśni

W skurczu izotonicznym

zmienia się długość mięśnia ale stan

napięcia pozostaje bez zmian(grec.

isos- równy; tonus- napięcie).

Skurcz izomeryczny. Nie zmienia się długość

mięśnia, wzrasta jednak napięcie. Mięsień napina coraz to nowe jednostki motoryczne, próbując pokonać opór większy niż maksymalna moc

rozwijana przez mięsień. 

Skurcze mięśni

Mimo, że początkowo wydaje się, że fizyka a mięśnie niewiele mają ze sobą wspólnego, to jednak jest to błędne myślenie.

Pojęcie siły fizycznej można powiązać z siłą mięśniową, dzięki temu np. mając dane o masie trzymanego przedmiotu i wartość przyciągania ziemskiego, możemy obliczyć siłę naszych mięśni.

Z kolei siła grawitacji może mieć wpływ na rozkurczenie mięśni.

Fizyka a mięśnie

W MIĘŚNIACH

NA PLACU ZABAW

W SKLEPIE (WAGA)

NA BUDOWIE

Gdzie siła występuje?

Nasze mięśnie pracują przede wszystkim podczas wykonywania różnorakich ćwiczeń i uprawiania sportów:

pilates joga sztuki walki lekkoatletyka gry zespołowe pływanie

Sporty

Rower Riksza Trikke Kwadrycykl Hulajnoga Kajak Mięśniolot Samochód

Freda Flinstone’a

Pojazdy napędzane siłą mięśni

Mięśnie składają się głównie z białka,

ale do sprawnego funkcjonowania potrzebują też minerałów.

Minerały, które są potrzebne organizmowi to przede wszystkim

a) wapń (który przewodzi impulsy nerwowe),

b) fosfor (mobilizujący wapń),

c) żelazo (dostarcza tlen)

d) magnez (pomaga mięśniom się odprężyć),

e) sód i potas (są niezbędne podczas dużego wysiłku mięśniowego, gdzie nie ma czasu na odpoczynek, np. podczas pracy serca).

Jak dbać o mięśnie?

Mięśnie znajdują w zasadzie w każdej części ludzkiego ciała.

Bez mięśni nie można się sprawnie poruszać ani żyć. Najważniejszy mięsień to serce.Oddychanie zawdzięczamy mięśniom oddechowych (podczas choroby zaniku mięśni, najczęściej śmierć

następujez powodu niemożności „złapania oddechu”).Mięśnie gładkie oraz mięsień sercowy są unerwione za pomocą tzw. autonomicznego układu nerwowego. W ten sposób poruszają się niezależnie od naszej woli.

Kondycja mięśni

- Zasoby komórkowe ATP zawierają zasoby energii wystarczające jedynie na kilka pobudzeń.

- Najszybsza resynteza ATP odbywa się kosztem rozkładu fosfokreatyny i starcza na kilka sekund pracy.

fosfokreatyna kreatyna

ADP ATP

Przemiana beztlenowa

1. Wysiłki trwające kilka sekundglukoza kwas mlekowy

2 ADP 2 ATP

Przemiana beztlenowa

2. Wysiłki trwające do 60 sekund

- Glukoza magazynowana jest w tkance mięśniowej w postaci glikogenu.

- Gromadzenie się kwasu mlekowego powoduje silne zakwaszenie środowiska tkanki mięśniowej (charakterystyczny skurcz lub ból).Działanie szlaku ustaje.

- Kwas mlekowy przenika do krwi i jest transportowany do wątroby, gdzie ulega przemianie w glukozę (glikoneogeneza).

Źródła energii wykorzystywanej do pracy mięśniowej

- Produkty końcowe tej przemiany nie zmieniają pH środowiska.

- Czynnikiem ograniczającym pracę w tym trybie jest szybkość dostarczania tlenu do mięśni.

- Źródłem tlenu jest:

mioglobina – białko mięśniowe magazynujące tlen;

hemoglobina – białko czerwonych krwinek krwi transportujące tlen

glukoza CO2 + H2O

36 ADP 36 ATP

Przemiana tlenowa

3. Wysiłki trwające do 60 minut4. Wysiłki trwające ponad 60 minut

129 ADP 129 ATP

Kwas tłuszczowy CO2 + H2O

Przemiana tlenowa

-Zasoby kwasów tłuszczowych w organizmie są ogromne.

-Jest to najwolniejszy z przedstawionych szlaków metabolicznych.Czynnikiem ograniczającym tę przemianę jest szybkość transportu kwasów tłuszczowych z krwi do komórek mięśniowych.

-Czynnikiem ograniczającym długość pracy mięśni w tym trybie są inne układy niezdolne do długotrwałego funkcjonowania (np. układ nerwowy).

Źródła energii wykorzystywanej do pracy mięśniowej

Jedynym sposobem na poprawę siły, mocy i wytrzymałości mięśni szkieletowych człowieka jest regularny trening fizyczny. Już po kilku tygodniach regularnych ćwiczeń siłowych obserwuje się wyraźny przyrostsiły mięśniowej.

Jak można poprawić siłę, moci wytrzymałość mięśni?

Ćwiczenia na zwiększenie siły mięśniowej

1) Przerost mięśni zachodzi pod wpływem systematycznego treningu, w którym podstawowymi bodźcami oddziaływania są wysiłki izometryczne lub dynamiczne o bardzo dużej intensywności.

2) Hipertrofia spowodowana jest zwiększeniem rozmiarów (zgrubieniem) poszczególnych włókien mięśniowych, co spowodowane jest z kolei zwiększeniem ilości białek i zasobów energetycznych włókna mięśniowego

3) Trening powoduje więc zarówno zwiększenie impulsacji nerwowej wysyłanej z mózgu do pracujących mięśni, a tym samym aktywację większej ilości włókien mięśniowych, oraz zwiększenie przekroju poprzecznego mięśnia co bezpośrednio wpływa na wzrost siły.

Ćwiczenia na zwiększenie siły mięśniowej

Choroba (albo raczej zaburzenia)

wywołane niewłaściwym odżywianiem

(lub brakiem odżywiania) narządów

i tkanek.

Zaburzenia te mogą prowadzić nawet

do zaniku komórek, tkanek i części ciała,

w łagodniejszej postaci do zmian

zwyrodnieniowych.

Dystrofia

Najczęściej spotykany typ choroby, który objawia się tylko

u chłopców w ich pierwszych latach życia.

Do pierwszych objawów zalicza się tu trudności w poruszaniu: wchodzeniu

i schodzeniu ze schodów oraz wstawaniu (z pozycji leżącej i siedzącej).

Następnie pojawiają się zaniki mięśniowe, często towarzyszy im przerost

łydek: w miejscu dawnej tkanki gromadzi się tłuszcz, tworząc tzw. rzekome

przerosty mięśni, czego skutkiem są przykurcze mięśni w stawach, trudności

w chodzeniu (tzw. „kaczy chód”), następuje zniekształcenie kręgosłupa

(lordoza), odsuwają się łopatki, potęgują się trudności ze wstawaniem.

Choroba rozwija się przez wiele lat, jej ostatecznym skutkiem jest powstanie

niedowładów mięśni, co może nawet całkowicie uniemożliwić chodzenie.

Dystrofia mięśniowa Duchenne’a

Układ mięśniowy człowieka składa się

z około 450-500 mięśni co stanowi

40-45% masy ciała.

Gdy uśmiechamy się pracuje jednocześnie 17 mięśni w trakcie marszu pracuje ich

około 200W czasie spoczynku

mięśnie pozostają w fazie częściowego skurczu zwanego napięciem

mięśniowym lub tonusem mięśni.

Mięśnie są bogato unaczynione – obliczono, że

w 1 mm3 mięśnia poprzecznie prążkowanego

znajduje się około 2000 naczyń krwionośnych

włosowatych.

Ciekawostki

Bibliografia

Materiały użyte pochodzą z prezentacji:• Anny Morys, Kamili Kornaś• Dominika Moszczyńskiego, Daniela Skrzypczyk• Huberta Basaj• Karoliny Pudło, Aleksandry Malawskiej• Klaudii Szyszka, Nicoli Oleksza• Marka Sonda, Michała Gembara• Mateusza Maleńkiego• Piotra Kuziel, Michała Wyleżoł• Sławomira Piotrowskiego