Fizjologia sportu

Spis treści

1. Reakcja na ćwiczenia
2. Jak pracują mięśnie?

W organizmie znajduje się ponad 430 mięśni zależnych od woli- każdy z nich zawiera 75 procent wody, 20 procent białka i 5 procent soli i innych związków chemicznych. Więzadła są to wytrzymałe, elastyczne pasma, które łączą ze sobą kości i stabilizują stawy. Pomagają one w prawidłowym ruchu kości względem siebie. Receptory w więzadłąch i ścięgnach wysyłają informacje do mózgu, co pomaga regulować nasilenie skurczu mięśni. Torebki wypełnione płynem, zwane kaletkami, chronią i naoliwiają ścięgna, które bez przerwy ślizgają się w tę i z powrotem po powierzchni kości. Ze względu na to, że ścięgna, więzadła, poduszeczki kaletek i stawy znacznie dłużej niż włókna mięśniowe, przystosowują się do danego ruchu są one szczególnie narażone na zapalenia, przerwanie czy inne uszkodzenia, najbardziej przy powtarzających się czynnościach - takich jak chodzenie, uderzanie piłeczki tenisowej, czy pisanie na komputerze.

Jeśli zrozumiesz w jaki sposób główne mięśnie odpowiadają na ćwiczenia fizyczne, będziesz w stanie osiągać lepsze rezultaty w treningu a ponadto uniknąć zagrożeń jakie czyhają na osoby mało aktywne fizycznie.

Reakcja na ćwiczenia

Kiedy przystępujesz do wykonywania ćwiczeń, w całym twoim ciele zachodzą zmiany zupełnie automatyczne. Twoje pracujące mięśnie zwiększają zapotrzebowanie na produkty energetyczne, nasila się metabolizm. Podczas wykonywania dłuższego tlenowego wysiłku, np. żwawy spacer, czy bieganie ze stałą prędkością, mięśnie zużywają 15 do

20 razy więcej energii niż w spoczynku- spalaniu ulegają węglowodany i zapasy tłuszczu. Podczas intensywnego, beztlenowego wysiłku, jak bieg na 1000 metrów czy sprint na długość basenu pływackiego, mięśnie wymagają do 120 razy więcej energii niż podczas odpoczynku. Podczas intensywnych ćwiczeń, częstotliwość bicia serca może wzrosnąć do 150 uderzeń na minutę lub więcej (w porównaniu z 70- 80 uderzeniami na minutę w spoczynku). Dlaczego tak się dzieje? Jak tylko zaczynasz ćwiczyć, receptory nerwowe w naczyniach krwionośnych, mięśniach, stawach dają znak do układu współczulnego, który z kolei wydziela epinefrynę (adrenallinę) oraz norepinorfinę do krwi. Są to związki momentalnie przyśpieszające bicie serca. Podczas gdy serce średnio pompuje około 5 litrów krwi na minutę w spoczynku, tak w czasie aktywnego wysiłku wzrasta do 20 litrów na minutę. Serca wytrenowanych wytrzymałościowo zawodników pompuje nawet do 40 litrów na minutę!. Twoje naczynia krwionośne również przechodzą gwałtowne zmiany w momencie, kiedy zaczynasz ćwiczyć. Pobudzane przez nerwy oraz sygnały chemiczne, ściany tętnic prowadzących do pracujących mięśni ulegają rozluźnieniu, co powoduje rozszerzenie naczynia. W tym samym czasie, żyły obwodowe kurczą się, co przemieszcza krew do centralnego krążenia. Mniejsze tętniczki prowadzące do włókien mięśniowych również się rozszerzają, a także otwierają się miliony "uśpionych" naczyń kapilarnych, które dostarczają krew bezpośrednio do włókien. W spoczynku tylko około jedna na 30 kapilar jest otwarta. Wskutek wszystkich zmian- wraz ze wzrostem dostawy tlenu i składników odżywczych- znacznie zwiększa się przepływ krwi do pracujących mięśni -- włączając w to mięsień sercowy, który otrzymuje kilka razy więcej krwi niż w spoczynku. Przepływ krwi jest maksymalny, jeśli każdy mięsień rozluźnia się, a następnie zatrzymuje się w czasie skurczu, co wspomaga pompowanie krwi wewnątrz ciała podczas ruchu. Zwiększony przepływ krwi w skórze podczas ćwiczeń o małym i średnim nasileniu zapewnia dobry efekt chłodzący- dlatego też zaczynasz się więcej pocić. W tym samym czasie krew jest jakby czasowo odcięta od nerek, wątroby, układu pokarmowego i innych narządów niezwiązanych bezpośrednio z ćwiczeniami. Twoje płuca zaczynają oddychać szybciej i głębiej, zapewniając większą ilość tlenu. Taka reakcja może wynikać z różnych przyczyn, włączając w to wzrost dwutlenku węgla we krwi, wzrost temperatury ciała czy sygnały z chemoreceptorów obwodowych. W spoczynku przechodzi przez płuca przeciętnie ok. 6 litrów powietrza w ciągu minuty. Podczas wytężonych ćwiczeń ta objętość może się zwiększyć nawet do 100 litrów na minutę. Przemiana materii, która zależy od tego ile kalorii spalamy może się zwiększyć o 4 a nawet 20 krotnie w stosunku do tej w spoczynku, w zależności rodzaju ćwiczeń.

Jak pracują mięśnie?

Każdy mięsień jest w rzeczywistości zapakowaną paczuszką, która zawiera inne, mniejsze zapakowane paczuszki długich, smukłych komórek, zwanych włóknami mięśniowymi. Warstwa zewnętrzna opakowania zbudowana jest z tkanki łącznej i jest nazywana powięzią. Mniejsze paczuszki to pęczki mięśniowe, z których każdy składa się z grupy do 150 włókien mięśniowych. Mięsień przechodzi w ścięgno, które przyczepia go do kości. Kiedy mięsień się kurczy, pociąga za ścięgno co prowadzi do przemieszczenia kości. Im większy mięsień, z tym większą siłą poruszana jest kość. Na obydwu końcach mięśnia, pokrywająca go powięź formuje mocne pasma tkanki łącznej nazywane ścięgnami, które są bezpośrednio przyczepione do kości. Koniec, który jest przyczepiony do stosunkowo nieruchomej części szkieletu jest to początek mięśnia. Miejsce w którym jest on przyczepiony do poruszającej się kości jest to przyczep mięśnia. Kiedy mięsień się kurczy, przyciąga on początek i przyczep bliżej siebie. Często mięśnie są przyczepione do kości połączonych ze sobą przy pomocy zamkniętej, wypełnionej płynem kapsułki, zwanej stawem (twoje kolana, łokcie, ramiona, czy kłykcie to przykłady stawów). Skurcz mięśni prowadzi do powstania ruchu wokół stawu, pozwalając na ruchy pociągania i pchania co sprawia, że dochodzi do fizycznego przemieszczenia. Każde włókno mięśniowe dzieli zakończenie nerwowe z sąsiadującymi włóknami, które wszystkie razem tworzą grupę, zwaną jednostką motoryczną. Za każdym razem, kiedy nadrzędne włókno nerwowe wysyła impuls do mięśnia, dana jednostka motoryczna kurczy się jednocześnie. Jest to efekt zwany zasadą "wszystko-albo-nic" skurczu mięśni. Najczęściej wykonywany ruch polega na skróceniu określonych mięśni - tak, jak w przypadku dźwigania czegoś z ziemi. Jest to tzw. skurcz koncentryczny. Jeśli jednak siła przeciwstawna jest większa niż siła mięśnia, może on się wydłużyć, mimo że się kurczy. Na przykład, kiedy opuszczasz ciężki przedmiot na podłogę, twoje mięśnie dwugłowe wydłużają się, mimo że są napięte. Jest to kurcz ekscentryczny. W końcu, jeśli mięsień nie zmienia swojej długości podczas skurczu, na przykład podczas pchania nieruchomej ściany, daje to w rezultacie skurcz izometryczny. Inne rodzaje tkanki łącznej pomagają w zapewnieniu gładkich, kontrolowanych ruchów.

Za każdym razem, kiedy impuls dociera do zakończenia nerwowego, dochodzi do gwałtownego uwolnienia energii w każdym pojedynczym włóknie mięśniowym, powodując wsuwanie się między siebie drobnych filamentów. Wskutek tego dochodzi do znacznego skrócenia włókna mięśniowego. Kiedy wszystkie włókna danej jednostki motorycznej kurczą się jednocześnie, prowadzi to w efekcie do skurczu mięśnia.