Muskulaturen — mesterligt konstrueret
BEVÆGELSE er en forudsætning for livet som menneske. Uden hjertets regelmæssige slag og vejrtrækningen som foregår ved at vores brystkasse hæver og sænker sig, kan vi ikke opretholde livet. Hvad fremkalder disse bevægelser? Det gør vores muskler.
Muskler består af stærkt og smidigt væv som har stor betydning for kroppens funktioner. Ved hjælp af musklerne kan vi bevæge os og omsætte tanker og følelser i handling. Hvad enten vi smiler, ler, græder, taler, går, løber, arbejder, leger, læser eller spiser, er musklerne med i det. Det er svært at forestille sig at vi kan foretage os noget som helst uden muskelaktivitet.
Der findes hen ved 650 muskler i menneskelegemet. De mindste af dem er tilhæftet legemets mindste knogler, som findes i mellemøret. De største er sædemusklerne, som vi bruger når vi bevæger hofteleddet og benene. Musklerne udgør hos mænd cirka halvdelen af legemsvægten, hos kvinder cirka en tredjedel, og de er konstrueret til at arbejde. De kan betragtes som „biologiske maskiner“, og ifølge Gerald H. Pollack, der er professor i bioteknik, kan de ’hver dag omdanne mere energi til bevægelse end alle menneskeskabte maskiner tilsammen, inklusive automobiler’.
Selv i hvileperioder er musklerne i „standbyposition“ — klar til at træde i aktion. I alle vores muskler vil der, på et hvilket som helst givet tidspunkt, være nogle af fibrene der er kontraherede (sammentrukne). Uden denne lette kontraktion (sammentrækning) ville underkæben hænge slapt ned og de indre organer mangle støtte. Selv når man blot sidder eller står, foretager musklerne små justeringer for at hjælpe én til at bibeholde den stilling man indtager, og forebygge at man falder ned af den stol man sidder på.
Muskeltyper
Der findes tre typer muskler i menneskelegemet, og de udfører tre forskellige former for arbejde. Hjertemuskulaturen får hjertet til at pumpe. Den er i hvile halvdelen af tiden eftersom hver kontraktion efterfølges af en hvilefase inden næste kontraktion.
En anden muskeltype er den glatte muskulatur. De fleste af vores indre organer, også blodkarrene, er omgivet af glat muskulatur. Den glatte muskulaturs funktion er, ligesom hjertemuskulaturens, ufrivillig, det vil sige ikke underlagt viljens kontrol. Det er glat muskulatur der sørger for den vigtige væsketransport gennem nyrerne og blæren, og for at maden bliver skubbet igennem fordøjelseskanalen. Den regulerer blodgennemstrømningen i karsystemet, former øjnenes linser og udvider vores pupiller.
De fleste af legemets 650 muskler består af skeletmuskulatur, som udfører de bevægelser der er underlagt viljens kontrol. Man lærer at kontrollere disse musklers funktion lige fra fødselen. Små børn lærer for eksempel at bevæge deres arme og ben så de kan gå og holde balancen. Eftersom muskler kun kan trække sig sammen, fungerer skeletmusklerne parvis. Når den ene trækker sig sammen, slapper den modsvarende af. Uden dette samarbejde måtte man, hver gang man havde kløet sig på kinden, lade tyngdekraften trække armen ned i hvilestilling igen. Vi kan i stedet strække armen hurtigt ud igen ved hjælp af tricepsmuskelen, som danner par med vores bicepsmuskel.
Muskler varierer i størrelse og form. Nogle er lange og slanke, som hasemusklerne i benene. Andre er tykke og kraftige, som de store sædemuskler. Alle vores muskler er konstrueret med henblik på bevægelse. Hvis det ikke var for musklerne mellem ribbenene, ville vores brystkasse være stiv og usmidig. Disse muskler giver os mulighed for at bevæge brystkassen som en harmonika og hjælper os med at trække vejret. Mavemusklerne som holder organerne i bughulen på plads, består af flere lag muskler der krydser hinanden i forskellige vinkler, på samme måde som lagene i krydsfinér.
Samarbejdet mellem muskler og sener
Skeletmusklernes tilhæftning til knoglerne består af stærke, hvide strenge af fast bindevæv som kaldes sener. Senerne strækker sig langt ind i selve musklerne og er forbundet med det bindevæv der omgiver muskelfibrene. Det er bindevæv der overfører muskelens kraft til senen, som derpå trækker i den tilhæftede knogle. Den kraftigste sene vi har, achillessenen, er forbundet med en af legemets stærkeste muskler, som findes i læggen. Lægmusklerne virker som kroppens støddæmpere. Når vi går, løber eller hopper, bliver de udsat for en belastning på mere end et ton.
Håndens bevægelighed er endnu et godt eksempel på samarbejdet mellem muskler og sener. Ved hjælp af lange sener som passerer igennem en tunnel af fast bindevæv i håndleddet, er tyve muskelpar i underarmen tilhæftet håndens og fingrenes mange knogler. Sammen med tyve muskler som beklæder håndfladen og fingrenes inderside, giver disse muskler hånden den forbløffende fingerfærdighed der skal til for at samle bittesmå dele i et ur eller gribe fat i en økse for at hugge brænde.
Mere end 30 ansigtsmuskler
Ansigtet afspejler vores personlighed mere end nogen anden del af kroppen. For at give os mulighed for at antage mange forskellige ansigtsudtryk har Skaberen udstyret os med mere end 30 ansigtsmuskler. Alene det at smile involverer hele 14 muskler.
Nogle af ansigtets muskler er meget kraftige. Kæbemusklerne kan udøve et tryk på mere end 75 kilo når vi tygger maden. Andre er bittesmå, men meget udholdende, som for eksempel de muskler der kontrollerer blinkebevægelsen. De sørger for at vi mere end 20.000 gange om dagen „bader“ vores øjne ved hjælp af øjenlågene så urenheder og mikroorganismer bliver fjernet.
En forbløffende konstruktion
Hver eneste af vores muskler er konstrueret til at kunne foretage en jævn og rolig sammentrækning. Når det gælder skeletmuskulatur, må musklernes kontraktion afpasses efter behovet, så man ikke benytter den samme kraft hvad enten man skal samle en fjer op eller løfte noget der vejer 10 kilo. Hvordan foregår denne tilpasning?
Alle muskler er opbygget af enkelte muskelceller som også kaldes muskelfibre fordi de er langstrakte i formen. Nogle er lyse, andre mørke i farven. De lyse muskelfibre kan trække sig hurtigt sammen. Dem bruger vi når vi skal præstere et kortvarigt, kraftbetonet stykke arbejde, som for eksempel at løfte en tung byrde eller løbe et 100-meterløb. Disse „hurtige“ og stærke muskelfibre, som bruger et sukkerstof der kaldes glykogen som brændstof, udtrættes imidlertid hurtigt og kan få krampe eller volde smerte på grund af ophobning af mælkesyre i muskelen.
De mørke muskelfibre trækker sig langsomt sammen og får deres energi fra forbrændingsprocesser der kræver ilttilførsel. Eftersom blodtilførselen, og dermed også ilttilførselen, til disse „langsomme“ muskelfibre er bedre, har de mere energi til deres rådighed end de „hurtige“ muskelfibre, og de er derfor „de mest udholdende fibre“.
Der findes en anden type muskelfibre som er lidt mørkere i farven end de lyse, „hurtige“ fibre. De ligner de lyse, men de er mere udholdende. Da disse fibre både kan udnytte glykogen og energi som produceres under ilttilførsel, er de sandsynligvis involveret når vi udfører længerevarende hårdt arbejde.
Vi er alle udstyret med disse typer muskelfibre, og de findes i varierende mængde i vores muskler. Hos langdistanceløbere udgør de „langsomme“ muskelfibre omkring 80 procent af benmusklerne, hvorimod sprintere ofte har over 75 procent af de „hurtige“ fibre i disse muskler.
Aktiveres af nerver
Alle muskelfibre aktiveres af nerver. Når nerverne sender impulser til musklerne, reagerer de ved at trække sig sammen. Men alle fibrene i en muskel trækker sig ikke sammen på én gang. Muskelfibrene er samlet i funktionelle enheder hvor en enkelt nerve er forbundet med og kontrollerer mange fibre.
I nogle af de funktionelle enheder, som for eksempel dem der findes i benmusklerne, kontrollerer én nerve mere end 2000 muskelfibre. I øjet er der kun tre muskelfibre i hver funktionel enhed. En muskel med mange funktionelle enheder og få fibre pr. enhed giver mulighed for præcise og velkoordinerede bevægelser, som for eksempel dem der skal til for at tråde en nål eller spille klaver.
Når man samler en fjer op, er der kun få funktionelle enheder involveret. Når man løfter noget tungt, sender nogle særlige sanseorganer i muskelfibrene med lynets hast besked til hjernen om at aktivere flere funktionelle enheder, og på den måde øges den kraft man løfter med. Når vi går stille og roligt, er kun få funktionelle enheder aktiveret, men begynder vi at løbe, bliver langt flere enheder stimuleret, og det sker med kortere mellemrum end ved gang.
Hjertemuskulaturen adskiller sig fra skeletmuskulaturen ved dens alt-eller-intet funktion. Når én af hjertemuskelens celler stimuleres, spredes budskabet til samtlige celler, som øjeblikkelig trækker sig sammen for derefter at slappe af. Den proces foregår cirka 72 gange i minuttet.
Den glatte muskulaturs funktion minder om hjertemuskulaturens. Så snart en sammentrækning begynder, vil den spredes til hele det pågældende organ. Men glat muskulatur kan forblive kontraheret i længere tid. Hvis man ser bort fra sultfornemmelsen og de kraftige veer i forbindelse med en fødsel, gør den glatte muskulatur sig i det hele taget sjældent bemærket.
Hold musklerne i form
„Motion gavner hele legemet. . . . Muskler som bruges regelmæssigt under motion, er bedre til det hele,“ forklarer bogen Muscles: The Magic of Motion. Motion styrker musklerne, gør dem mere udholdende og medfører en bedre understøttelse af vores indre organer.
To motionsformer kan gavne musklerne. Anaerob træning, som for eksempel daglig vægtløftning i kortere tid ad gangen, styrker musklerne. Stærkere muskler kan ikke alene oplagre mere sukker og flere fedtsyrer, de forbrænder også disse næringsstoffer mere effektivt, hvilket giver musklerne større udholdenhed.
Aerobic-træning som jogging, svømning, cykling eller rask gang forbedrer konditionen. Motion som udøves i længere tid ad gangen, forøger blodtilstrømningen og antallet af mitokondrier som danner ATP, det stof der forsyner musklerne med den energi de behøver for at kunne trække sig sammen. Denne form for motion gavner hjertet og kan endda være med til at forebygge hjerteanfald.
Skader på muskler og sener kan forebygges ved at arbejde med musklerne før hård træning. Opvarmningsøvelser øger temperaturen i musklerne, hvorved blodtilstrømningen øges. Dette får enzymerne til at producere mere energi, som sætter musklerne i stand til bedre at trække sig sammen. At „køle ned“ ved hjælp af de samme øvelser kan forebygge smerter og stivhed ved at fjerne den mælkesyre der har ophobet sig i musklerne.
Skeletmuskulatur kan lide skade hvis man motionerer for kraftigt, især hvis man ikke er i træning. Belaster man sine muskler for meget ved gentagne kontraktioner mens de er forlængede, for eksempel ved langsomt at sænke noget tungt eller løbe ned ad bakke, kan det føre til sprængning af muskelfibre. Selv en mindre fibersprængning som følge af overbelastning kan give smertefulde muskelkramper og betændelse (inflammation).
Pas godt på dine muskler. Giv dem motion og hvile i passende omfang, så du fortsat kan bruge dem som den velkonstruerede maskine de tilsammen udgør. Det er den bedste maskine du har.
[Ramme på side 24]
Muskler og ernæring
Rigtig ernæring er en forudsætning for at bevare musklerne sunde. Fødevarer med et stort calciumindhold, som for eksempel mælkeprodukter, og et stort kaliumindhold, som for eksempel bananer, citrusfrugter og tørrede frugter, har betydning for reguleringen af musklernes kontraktion. Det gælder også mørkegule grøntsager, nødder og frø. Fuldkornsbrød og andre kornprodukter indeholder jern og B-vitaminer, især B1-vitamin, som er vigtigt i forbindelse med omdannelsen af kulhydrater, proteiner og fedt til det brændstof musklerne har brug for. Ved at drikke masser af vand får man opretholdt sin elektrolytbalance og fjernet mælkesyre og andre affaldsprodukter som kunne påvirke musklernes funktion.
[Ramme/diagram på side 22, 23]
Musklernes underfulde kontraktion
En muskels kontraktion kan synes enkel, men processen er dybt imponerende. Professor Gerald H. Pollack siger: „Jeg er fuld af ærefrygt over naturens smukke og opfindsomme konstruktion. Den omdanner kemisk energi til mekanisk energi på så behændig en måde — ja man fristes til at sige så intelligent en måde — at det vækker forundring.“
Lad os ved hjælp af et elektronmikroskop betragte muskelkontraktionens indviklede proces og lære mere om Skaberens konstruktion af dette mesterværk.
Hver enkelt muskelcelle, eller muskelfiber, består af et bundt mindre fibre kaldet muskelfibriller, som ligger parallelt i cellen. Hver eneste muskelfibril indeholder tusinder af endnu tyndere muskelfilamenter. Nogle muskelfilamenter er tynde, andre lidt tykkere. De tykke indeholder myosin, de tynde aktin, proteiner der hjælper muskelcellen til at trække sig sammen.
På overfladen af hver muskelfiber er der en fordybning. Nervetråden som udgår fra rygmarven, passer ned i denne fordybning og ender der. Musklerne aktiveres når hjernen giver ordre til det og budskabet, via millioner af celler i centralnervesystemet, når ud til enden af nervetråden. Når denne stimuleres, åbner der sig pludselig mere end 100 bittesmå sække som frigiver et kemisk stof der forstærker nerveimpulsen idet det kommer i kontakt med muskelcellens cellemembran. Dette udløser en bølge af elektriske impulser som stimulerer hele muskelcellen, og denne stimulation får cellemembranen til at frigive calciumioner som sætter kontraktionsprocessen i gang.
Via et netværk af små fine kanaler spredes calciumionerne nu til hele cellen og kommer i kontakt med forskellige proteiner. På en eller anden måde bevirker denne kontakt at nogle beskyttede proteinområder langs det tynde aktin-filaments stamme blottes.
Samtidig går nogle afrundede knopper som stikker frem fra de tykke myosin-filamenters hoved, i aktion parvis. Disse knopper er „kronet“ med ATP, som leverer energi til musklernes kontraktion. Den ene knop får kontakt med et af de aktive, blottede steder på aktin-filamentet og danner en bro på tværs. Den anden knop spalter ATP og frigør derved tilstrækkelig energi til at tværbroen kan trække aktin-filamentet hen langs, eller ind over, myosin-filamentet. Som et hold tovtrækkere der flytter hænderne længere frem på tovet mens de trækker, slipper myosin-filamenternes hoveder deres tag og griber fat længere fremme på aktin-filamentets stamme. På den måde trækker de aktin-filamentet hen mod midten af myosin-filamentet, og processen fortsætter indtil muskelcellen er fuldt kontraheret. Hele denne kædereaktion sker i løbet af nogle få tusindedele af et sekund.
Når kontraktionen er fuldført, vender calciumionerne tilbage til cellemembranen. De blottede steder langs aktin-filamentets stamme tildækkes igen, og muskelfiberen slapper af indtil næste stimulation. Ja, ’vi er dannet så underfuldt at det indgyder frygt’. — Salme 139:14.
[Diagram]
(Tekstens opstilling ses i den trykte publikation)
Musklerne består af flere lag bundtede muskelfibre oven på hinanden
Tykke og tynde muskelfilamenter (kraftigt forstørret)
Muskelfibril
Bundt af muskelfibriller
Muskelfiber
Muskel
[Illustration på side 20]
Der findes cirka 650 muskler i legemet. De største er sædemusklerne, som vi bruger når vi bevæger hofteleddet og benene
[Kildeangivelse]
Mand, s. 20; øje, s. 21; hjerte, s. 24: The Complete Encyclopedia of Illustration/ J. G. Heck
[Illustration på side 21]
(Forstørret 2×)
De mindste muskler er tilhæftet legemets mindste knogler, som findes i mellemøret
[Illustration på side 21]
Alene det at smile involverer hele 14 muskler
[Illustration på side 21]
Vi blinker mere end 20.000 gange om dagen
[Illustration på side 24]
Hjertemuskulaturen trækker sig sammen for derefter at slappe af cirka 72 gange i minuttet
eller 2,6 milliarder gange i menneskets gennemsnitlige levetid
[Illustration på side 24]
Anaerob træning