Musklene — mesterlig konstruert

LIVET opprettholdes gjennom bevegelser. Tenk for eksempel på det at brystkassen hever og senker seg for hvert åndedrag, og at hjertet slår rytmiske slag, noe som gjør at du kan fortsette å leve. Hva forårsaker disse bevegelsene? Musklene!

Musklene består av seigt, elastisk vev som gjør det mulig for de forskjellige kroppsdelene å fungere og omsette tankene og følelsene dine i handling. Både når du smiler, ler, gråter, snakker, går, løper, arbeider, leker, leser eller spiser, gjør du bruk av musklene. Det er vanskelig å komme på noe som helst gjøremål som ikke har sammenheng med muskelaktivitet.

Du har omkring 650 muskler i kroppen. De minste er festet til bittesmå knokler i øret. De største er setemusklene, som beveger bena. Musklene utgjør omkring halvparten av kroppsvekten hos menn og en tredjedel av kroppsvekten hos kvinner og er utformet med tanke på arbeid. De blir betraktet som «biologiske maskiner», og de ’omdanner mer energi til bevegelse hver dag enn alle menneskelagde maskiner til sammen, innbefattet bilen,’ sier Gerald H. Pollack, som er professor i bioteknologi.

Selv når du hviler, fortsetter musklene å være i beredskap og er klare til å bli tatt i bruk. På ethvert tidspunkt er noen av fibrene i hver muskel sammentrukket. Uten denne lette sammentrekningen ville kjeven henge åpen og kroppens indre organer ikke få særlig støtte. Musklene er også i virksomhet når du står eller sitter. Da gjør de små justeringer for å hjelpe deg til å opprettholde kroppens stilling eller for å hindre deg i å falle av stolen.

Muskeltyper

I kroppen finnes det tre muskeltyper, som utfører hver sin oppgave. Én type er hjertemuskulaturen, som får hjertet til å slå. Denne muskulaturen hviler halve livet, for etter hver sammentrekning må den forbli i ro inntil neste sammentrekning.

En annen muskeltype er den glatte muskulaturen, som omgir de fleste av kroppens indre organer, deriblant blodkarene. Verken hjertemuskulaturen eller den glatte muskulaturen er underlagt viljens kontroll. Den glatte muskulaturen utfører slike viktige oppgaver som å drive væske gjennom nyrene og blæren, skyve maten gjennom fordøyelsessystemet, regulere blodstrømmen gjennom blodårene, endre fasongen på linsen i øyet og utvide lysåpningen i pupillene.

De fleste av de 650 musklene i kroppen er skjelettmuskler. De utfører viljestyrte bevegelser, og man lærer å styre disse musklene fra fødselen av. Et lite barn lærer for eksempel å bevege armer og ben på en slik måte at det kan gå og holde balansen. Fordi muskler bare kan trekke seg sammen, arbeider skjelettmusklene i par. Når den ene muskelen trekker seg sammen, slappes den andre. Uten dette samarbeidet måtte du ha latt tyngdekraften trekke armen ned hver gang du hadde løftet den for å klø deg i hodet. Det som skjer i stedet, er at tricepsen, den muskelen som er partneren til bicepsen, trekker seg sammen, slik at du raskt kan rette ut armen.

Musklene har forskjellig størrelse og form. Noen er lange og slanke, for eksempel musklene på baksiden av låret. Andre er massive og tykke, for eksempel setemusklene. Alle er utformet med tanke på at du skal kunne bevege deg. Brystkassen ville ha vært uelastisk hvis det ikke hadde vært for de musklene som fyller mellomrommene mellom ribbena. Disse musklene setter brystkassens vegg i stand til å bevege seg som et trekkspill, slik at du kan puste. Omtrent som lagene i kryssfiner er bukmusklene ordnet i lag i forskjellige vinkler, noe som hindrer innvollene i å falle ut.

Samarbeid mellom muskler og sener

De musklene som trekker i knoklene, er festet til dem med seigt, hvitt, snorlignende vev som kalles sener. Senene strekker seg langt inn i musklene og er knyttet sammen med bindevev som omgir muskelfibrene. Bindevevet sørger for at de kreftene som blir frambrakt inne i musklene, trekker i senene og beveger knoklene. Den kraftigste senen, akillessenen, er festet til en av de sterkeste musklene i kroppen, som befinner seg i leggen. Leggmusklene fungerer som kroppens støtdempere. Når du går, løper eller hopper, motstår de trykk på over et tonn.

Håndens bevegelighet er et annet eksempel på samarbeid mellom muskler og sener. Tjue muskelpar i underarmen er forbundet med de mangeleddete knoklene i hånden og fingrene med lange sener som passerer håndleddet under brede bindevevsbånd. Sammen med 20 andre muskler som ligger langs håndflaten og fingrene, sørger disse musklene for den forbløffende fingerferdigheten som trengs for å sette sammen et fint urverk eller for å gripe om et økseskaft for å hogge ved.

Over 30 ansiktsmuskler

Mer enn noe annet trekk ved kroppen gjenspeiler ansiktet en persons vesen. For å gi rom for et stort antall forskjellige ansiktsuttrykk har Skaperen gitt oss mange muskler i ansiktet — over 30 til sammen. Ja, du bruker 14 muskler bare for å smile.

Noen ansiktsmuskler er sterke, for eksempel de som er festet til kjeven, som kan øve et trykk på ti kilo for å tygge den maten du spiser. Andre er fine, men likevel utholdende, for eksempel de musklene som styrer øyelokkene når du blunker. Ved hjelp av blunkingen blir øynene badet i væske som vasker bort urenheter og mikroorganismer over 20 000 ganger om dagen.

Forbløffende konstruksjon

Hver muskel er utformet med tanke på at den skal trekke seg jevnt sammen. Skjelettmusklenes sammentrekninger må tilpasses forskjellige behov, slik at man ikke bruker samme kraft for å plukke opp en fjær som for å løfte en ti kilos bør. Hvordan lar dette seg gjøre? La oss se.

Alle muskler består av individuelle celler. Fordi muskelcellene er langstrakte, kalles de fibrer. Noen fibrer har en lys farge, mens andre er mørkere. De lyse fibrene trekker seg hurtig sammen. Det er dem du bruker når du trenger mye energi i løpet av kort tid, for eksempel når du løfter noe tungt eller gjennomfører en rask spurt. De hurtige muskelfibrene er sterke, og de har glykogen, et karbohydrat, som sin energikilde. Men de blir fort trette, og det kan oppstå kramper eller smerter i dem på grunn av opphopning av melkesyre.

De mørke muskelfibrene trekker seg langsomt sammen, og de drives av oksygenstoffskiftet. Ettersom disse fibrene har rikere blodtilstrømning og har mer aerob energi enn hurtige fibrer, er de mer utholdende.

En annen type fibrer er litt mørkere enn de bleke, hurtige fibrene. Disse fibrene ligner på dem, men blir ikke så fort trette. Fordi fibrer av denne typen kan nyttiggjøre seg både sukker og oksygen som brennstoff, er det sannsynligvis disse du bruker når du utfører langvarig, intenst arbeid.

Alle mennesker har en blanding av disse fibertypene i forskjellige muskler. Langdistanseløpere kan for eksempel ha gjennomsnittlig 80 prosent langsomme fibrer i benmusklene, mens sprintere kan ha gjennomsnittlig 75 prosent eller mer av den hurtige typen.

Aktivert av nerver

Alle muskelfibrer blir aktivert av nerver. Når disse sender impulser til musklene, svarer musklene med å trekke seg sammen. Men det er ikke alle muskelfibrene i en bestemt muskel som trekker seg sammen med én gang. I stedet er det slik at muskelfibrene er ordnet i motoriske enheter. En motorisk enhet inneholder mange fibrer som er forbundet med og blir styrt av en enkelt nerve.

I noen motoriske enheter, for eksempel de som finnes i benmusklene, er flere enn 2000 fibrer forbundet med en enkelt nerve. Men de motoriske enhetene i øyet styrer bare tre fibrer hver. Der det er færre fibrer i en enhet og flere enheter pr. muskel, kan det foregå mer koordinerte, finere bevegelser, så som de bevegelsene man må utføre for å træ en nål eller for å spille piano.

Når du plukker opp en fjær, er det bare noen av de motoriske enhetene som trekker seg sammen. Når du løfter en tung gjenstand, sender spesielle sanseorganer i muskelfibrene lynsnart en beskjed til hjernen og får flere motoriske enheter til å tre i aksjon, og dermed øker den kraften du bruker for å løfte gjenstanden. Når du går i langsomt tempo, er det bare enkelte motoriske enheter som blir aktivert, mens det er mange flere som blir stimulert, med høyere frekvens, når du løper.

Hjertemuskulaturen skiller seg ut fra skjelettmuskulaturen på den måten at sammentrekningen er basert på en alt-eller-ingenting-reaksjon. Når én celle i hjertemuskulaturen blir stimulert, blir beskjeden spredt til alle cellene, og alle blir aktivert, slik at hele muskelen trekker seg sammen og så slappes, omkring 72 ganger i minuttet.

Den glatte muskulaturen fungerer omtrent slik hjertemuskulaturen gjør — så snart en sammentrekning begynner, trekker hele organet seg sammen. Men den glatte muskulaturen kan være sammentrukket uten å bli trett i lengre tid enn hjertemuskulaturen kan. Den glatte muskulaturen er en muskelgruppe du knapt legger merke til, med mindre du av og til plages av sultsmerter eller opplever de kraftige sammentrekningene under en fødsel.

Hold musklene i form

«Mosjon er nyttig for hele kroppen, fra innerst til ytterst. . . . Muskler som får regelmessig mosjon, utfører enhver oppgave bedre,» sier en bok om musklene. (Muscles: The Magic of Motion) Mosjon fører til god spenning i hvilende muskler, slik at de indre organene får bedre støtte og musklene blir mer utholdende.

Det er to forskjellige former for trening som er til gagn for musklene. Anaerob trening, der man løfter vekter en kort stund hver dag, styrker musklene. Sterkere muskler lagrer ikke bare mer sukker og fettsyrer, men kan også forbrenne disse stoffene mer effektivt, slik at musklene blir mer utholdende.

Aerobe former for trening, for eksempel jogging, svømming, sykling og raske spaserturer, bedrer allmenntilstanden. Denne formen for utholdenhetsøvelser øker blodtilstrømningen til musklene og øker tallet på mitokondrier, som produserer ATP, en energirik kjemisk sammensetning som må være til stede for at musklene skal kunne trekke seg sammen. Hjertet har særlig stort gagn av denne formen for mosjon, som også kan bidra til å forebygge hjerteinfarkt.

Ved å bøye og tøye musklene før du går i gang med anstrengende trening, kan du avverge at musklene blir forstrukket eller blir skadet på andre måter. Disse oppvarmingsøvelsene øker temperaturen i musklene, slik at det blir større blodtilstrømning til dem, og det igjen hjelper enzymene til å produsere mer energi, noe som gjør det lettere for musklene å trekke seg sammen. Hvis du avslutter med de samme øvelsene som du varmet opp med, kan du forebygge ømhet og stivhet i muskulaturen ved at du får fjernet den opphopede melkesyren.

Det bør imidlertid nevnes at du kan skade skjelettmuskulaturen hvis du mosjonerer altfor intenst, særlig hvis du ikke er godt trent. Hvis du belaster musklene for mye ved å strekke dem gjentatte ganger, for eksempel ved at du langsomt heiser ned en tung gjenstand eller løper nedoverbakke, risikerer du at en del muskelfibrer blir revet over. Selv en liten brist på grunn av en forstrekning kan forårsake smertefull muskelkrampe og betennelse.

Ta vare på musklene. Gi dem skikkelig mosjon og hvile, slik at de kan fortsette å tjene deg som en velbygd maskin, kroppens ’suverene motor’.

[Uthevet tekst på side 20]

Det finnes omkring 650 muskler i kroppen. De største er setemusklene, som beveger bena

[Ramme på side 24]

Muskler og ernæring

God ernæring er en nøkkelfaktor når det gjelder å bevare musklenes sunnhet. Næringsmidler som er rike på kalsium, for eksempel meieriprodukter, og på kalium, for eksempel bananer, og dessuten sitrusfrukter og tørkede frukter, mørkegule grønnsaker, nøtter og frø bidrar til å regulere musklenes sammentrekning. Helkornbrød og frokostblandinger som inneholder jern og B-vitaminkomplekset, særlig B₁, har avgjørende betydning for at karbohydrater, proteiner og fettsyrer skal bli omdannet til det brennstoffet musklene trenger. Å drikke rikelig med vann bidrar ikke bare til å opprettholde elektrolyttbalansen, men også til å fjerne melkesyre og andre avfallsprodukter som ellers kunne ha vært til hinder for musklenes virksomhet.

[Ramme/Illustrasjon på sidene 22 og 23]

MUsklenes enestående sammentrekningsmekanisme

En muskels virkemåte kan virke enkel. Men sammentrekningsmekanismen er ærefryktinngytende. Professor Gerald H. Pollack sier: «Jeg er kommet til å nære ærefrykt for det estetiske i naturens oppbygning. Omdanningen av kjemisk energi til mekanisk energi foregår så smidig — det er fristende å si så intelligent — at man bare kan undre seg.»

La oss bruke et elektronmikroskop for å betrakte den kompliserte muskelsammentrekningen og lære mer om dette mesterstykket i skaperverket.

Hver muskelcelle, eller fiber, er i virkeligheten en bunt av mindre fibrer som kalles myofibriller og ligger på langs i cellene. Hver myofibrill inneholder tusenvis av myofilamenter. Noen myofilamenter er tykke, mens andre er tynne. De tykke inneholder myosin, og de tynne inneholder aktin, proteiner som hjelper muskelen til å trekke seg sammen.

På overflaten av hver muskelfiber er det en fordypning. Nervefiberen, som utgår fra ryggmargen, har sitt endepunkt der og passer inn i fordypningen. Musklene kommer i bevegelse når hjernen sender ut en beskjed som via millioner av nerveceller i sentralnervesystemet kommer fram til nerveenden. Hver gang en nerveende blir stimulert, oppstår det åpninger i flere enn 100 bittesmå sekker, og dermed utskilles det et kjemisk stoff som forsterker nerveimpulsen når stoffet kommer i kontakt med muskelcellens membran. Dette utløser en bølge av elektrisk aktivitet som stimulerer hele muskelcellen og får cellens membran til å frigjøre elektrisk ladede kalsiumioner, som setter i gang den mekaniske sammentrekningsprosessen.

Kalsiumionene sprer seg nå gjennom hele muskelfiberen via et nettverk av fine rør og kommer i kontakt med forskjellige proteiner. På en eller annen måte sørger kalsiumet for at beskyttede proteinbindingssteder langs det tynne aktinfilamentet blir avdekket.

Samtidig begynner flere par runde knopper, som har bundet til seg en energirik kjemisk forbindelse som kalles ATP, og som stikker fram fra de tykke myosinfilamentene, å røre på seg. En av knoppene på myosinfilamentet griper tak i et av de nå avdekkede bindingsstedene på aktinfilamentet, slik at det dannes en tverrbro. Den andre knoppen spalter ATP-molekylet og frigjør nok energi til at tverrbroen kan trekke aktinfilamentet langs eller over myosinfilamentet. I likhet med et arbeidslag som trekker i et tau ved å flytte den ene hånden fram foran den andre, løsner myosinhodene grepet og tar tak lenger framme på aktinfilamentet, mens de hele tiden trekker aktinfilamentet inn mot myosinfilamentets midtpunkt. Denne prosessen blir gjentatt inntil sammentrekningen er fullført. Hele kjedereaksjonen finner sted i løpet av bare noen få tusendeler av et sekund.

Når sammentrekningen er fullført, går kalsiumet tilbake til muskelcellens membran, de avdekkede bindingsstedene langs aktinfilamentet lukker seg igjen, og muskelfiberen slappes inntil den igjen blir stimulert. Ja, ’på en fryktinngytende måte er vi dannet på underfullt vis’. — Salme 139: 14.

[Illustrasjon]

(Se den trykte publikasjonen)

Musklene består i virkeligheten av lag på lag med fiberbunter

Tykke og tynne myofilamenter (kraftig forstørret)

Myofibrill

Bunt av myofibriller

Muskelfiber

Muskel

[Bilde på side 21]

(Forstørret 2 g.)

De minste musklene er festet til bittesmå ben i øret

[Bilde på side 21]

Du bruker 14 muskler bare for å smile

[Bilde på side 21]

Muskler sørger for at du kan blunke over 20 000 ganger om dagen

[Bilde på side 24]

Hjertemuskulaturen trekker seg sammen og slappes omkring 72 ganger i minuttet eller 2,6 milliarder ganger i løpet av en gjennomsnittlig levetid

[Bilde på side 24]

Anaerob trening

[Bilderettigheter på side 20]

Menneske, s. 20; øye, s. 21; hjerte, s. 24: The Complete Encyclopedia of Illustration/ J.G. Heck