Мишићи — ремек-дело Дизајна

ЖИВОТ се подржава покретима. На пример, ваш грудни кош се шири и скупља са сваким дахом, и ваше срце ритмички куца, одржавајући вас на животу. Шта ствара те покрете? Мишићи!

Мишићи су жилаво, еластично ткиво које омогућује да делови вашег тела функционишу и да изражавају ваше мисли и осећања радњама. Било да је та радња осмехивање, смејање, плакање, говор, ходање, трчање, рад, игра, читање или узимање оброка, ту су укључени мишићи. Тешко је помислити на било шта што радите а да у то није укључен неки мишић.

У вашем телу има око 650 мишића. Најмањи су причвршћени за најситније кошчице које се налазе у увету. Највећи су седални мишићи бутина, који покрећу ноге. Мишићи чине око половине тежине код мушкараца и око једне трећине код жена, и обликовани су за рад. Сматрају их „биолошким моторима“, и они ’сваког дана претварају више енергије у покрет него сви људски мотори заједно, укључујући и аутомобил‘, приметио је Џералд Х. Полак, професор биоинжењеринга.

Чак и када се одмарате, ваши мишићи остају у стању приправности — спремни да буду позвани у акцију. У било ком датом тренутку, поједина влакна у сваком мишићу су контрахована. Без те лагане контракције, ваша вилица би висила отворена и унутрашњи органи вашег тела не би баш имали неки ослонац. Чак и док стојите или седите, ваши мишићи праве мале корекције да бисте остали у свом положају или да би вас задржали да не паднете са столице.

Врсте мишића

У вашем телу постоје три врсте мишића. Свака обавља другачији посао. Једна је кардиални мишић, који пумпа срце. Срчани мишић се одмара пола свог живота, јер се након сваке контракције мора одморити до следеће контракције.

Други тип мишића јесте глатки мишић. Глатки мишићи обавијају већину ваших унутрашњих органа, укључујући и крвне судове. Попут срчаног мишића, чија активност није под утицајем воље, ни глатки мишићи се не контролишу путем воље. Они обављају виталне функције као што су потискивање течности кроз бубреге и бешику, гурање хране кроз дигестивни тракт, регулисање протока крви кроз судове, подешавање сочива у вашим очима и ширење отвора за светлост у вашим зеницама.

Од ваших 650 мишића, већина су скелетни мишићи. Они изводе вољне покрете. Ви од рођења учите да контролишете те мишиће. На пример, беба учи да покреће руке и ноге како би могла да хода и одржава равнотежу. Пошто мишићи могу само да се контрахују, скелетни мишићи раде у паровима. Када се један мишић контрахује, други се опушта. Без овог тимског рада, сваки пут када бисте се почешали по глави, морали бисте пустити да гравитација повуче вашу руку надоле. Уместо тога, ваш трицепс, мишић који је партнер вашег бицепса, контрахује се и омогућује вам да брзо исправите руку.

Величина и облик мишића варирају. Неки су дугачки и танки, као што су ножни мишићи потколенице. Други су тешки и дебели као што је седални мишић бутина. Сви су обликовани да би вам омогућили кретање. Грудни кош би био крут када не би било мишића који попуњавају празнине између ребара. Они омогућују да се зид плућа помера као хармоника, и тако вам помажу да дишете. Јако слично слојевима шперплоче, трбушни мишићи су поређани у слојеве под различитим угловима, како би спречили испадање ваших трбушних органа.

Сарадња мишића и тетива

Мишићи који повлаче ваше кости припојени су за њих помоћу отпорног, белог влакнастог ткива званог тетива. Тетиве се протежу дубоко унутар мишића и повезане су везивним ткивом које окружује мишићно влакно. Везивно ткиво омогућује да силе које се стварају унутар мишића повуку тетиву и покрену ваше кости. Најснажнија тетива, Ахилова тетива, припојена је на један од најјачих мишића вашег тела, ваш лист. Ови мишићи служе као амортизери вашег тела. Када ходате, трчите или скачете, они издрже притиске од више од једне тоне.

Многостраност ваше шаке је још један пример сарадње мишића и тетива. Двадесет пари мишића који се налазе у вашој подлактици држе се за ваше вишеструко спојене кости шаке и прстију помоћу дугих тетива које пролазе испод влакнасте манжете. Они заједно с још 20 мишића којима су ишарани длан и прсти дају вашој шаци задивљујућу вештину која је потребна да бисте монтирали пипав механизам неког доброг сата или да бисте ухватили дршку секире и секли дрво.

Преко 30 мишића лица

Више него било који други део вашег тела, лице одражава вашу личност. Да бисте подесили огромну разноврсност израза лица, Створитељ је у ваше лице сместио велику концентрацију мишића — све скупа преко 30. Да, потребно је 14 мишића само да бисте се насмејали!

Неки мишићи лица су снажни, на пример, мишићи уз вилицу, који могу развити притисак од 75 килограма за жвакање хране. Други су нежни, али ипак издржљиви, као што су мишићи који управљају очним капцима када трепћете, купајући ваше очи течношћу која спира прљавштину и клице више од 20 000 пута дневно.

Задивљујући дизајн

Сваки мишић је тако обликован да може да се лако контрахује. Скелетни мишићи морају имати одмерене контракције како се код подизања листа не би користила иста снага као код подизања терета од 10 килограма. Како се то постиже? Погледајмо.

Сваки мишић се састоји од појединачних ћелија. Пошто су мишићне ћелије издужене, о њима се говори као о мишићним влакнима. Нека влакна су светлије боје, а нека тамније. Светлија су брзоконтрахујућа, то јест брзотрзајућа влакна. Она се користе кад вам је потребно брзо ослобађање енергије, као што је код дизања тешког терета или трчања у трци на 100 метара. Брзотрзајућа влакна су снажна, а извор енергије који их покреће јесте гликоген, шећер. Међутим, она се брзо замарају и могу чак да се згрче или да заболе због гомилања млечне киселине.

Тамнија мишићна влакна су спороконтрахујућа, то јест споротрзајућа влакна, и њих покреће кисеонички метаболизам. Пошто ова влакна имају богатију залиху крви и више аеробне енергије од брзоконтрахујућих влакана, споротрзајућа влакна су „влакна издржљивости“.

Још једна врста влакана је мало тамнија од светлих, брзоконтрахујућих влакана. Ова влакна су слична њима али су отпорна на замор. Пошто ова врста лако користи као гориво и шећер и кисеоник, вероватно је укључена онда када дуго, напорно радите.

Код сваке особе и код различитих мишића постоји мешавина ових врста влакана. На пример, тркачи на дуге стазе могу у ножним мишићима у просеку имати 80 посто споротрзајућих влакана, док спринтери у просеку могу имати више од 75 посто брзотрзајућих.

Активирани помоћу нерава

Сва мишићна влакна активирају се помоћу нерава. Кад она пошаљу импулсе у ваше мишиће, они одговарају грчењем, то јест контракцијом. Међутим, у мишићу се не контрахују сва мишићна влакна одједном. Уместо тога, мишићна влакна су груписана у моторне јединице. За једну моторну јединицу спојен је један једини нерв који контролише више влакана.

Неке моторне јединице, као што су оне у вашим ножним мишићима, састоје се од више од 2 000 влакана под једним јединим нервом. Али свака моторна јединица у вашем оку контролише само по три влакна. То што имате мању групу влакана у јединици и више јединица у мишићу омогућује вам координисаније, прецизније покрете, као што су покрети који су потребни да бисте увукли конац у иглу или да бисте свирали на клавиру.

Кад подижете перо, контрахују се само неке моторне јединице. Кад подижете тежак предмет, нарочити сензорни органи у вашем мишићном влакну муњевитом брзином шаљу поруку у мозак и позивају више моторних јединица у акцију, те тако повећавају силу коју користите да бисте подигли терет. Кад полагано ходате, активиране су само неке моторне јединице; док се, кад трчите, стимулише много више њих и то с већом учесталошћу.

Ваш срчани мишић се разликује од скелетног мишића у томе што се контрахује на начин све-или-ништа. Кад се у срчаном мишићу стимулише једна ћелија, порука одлази до свих ћелија и оне се све у исто време подстичу, што доводи до тога да се цео мишић контрахује и затим опусти, око 72 пута у минути.

Глатки мишићи умногоме делују на начин на који делује срчани мишић — кад контракција једном почне, контрахује се цео орган. Али глатки мишићи могу дуже од срчаног мишића остати контраховани без замарања. Глатки мишићи ретко показују да постоје, све док не доживите повремени бол од глади или снажне трудове.

Одржавајте мишиће у кондицији

„Вежбање помаже целом телу, и унутра и споља... Мишићи који редовно вежбају боље обављају посао у свему“, наводи књига Muscles: The Magic of Motion. Вежбање пружа добар тонус мишића, који боље подупиру ваше унутрашње органе и помаже да вам мишићи буду отпорни на замор.

За ваше мишиће су корисне две различите врсте вежбања. Анаеробно вежбање, код којег кратко време сваког дана подижете нешто теже, јача ваше мишиће. Јачи мишићи не само што сакупљају више шећера и масних киселина већ и ефикасније сагоревају та горива, што помаже да вам мишићи буду отпорни на замор.

Аеробни облици вежбања, као што су џогинг, пливање, вожња бицикла или брзо ходање побољшавају свеобухватну способност. Ова врста вежби за издржљивост повећава доток крви у мишиће и повећава број митохондрија, које стварају АТП, енергетско једињење које је потребно да би се ваши мишићи контраховали. Посебно ваше срце извлачи корист из ове врсте вежбања, што чак може помоћи у превентиви од срчаног напада.

Савијање и исправљање мишића пре напорног вежбања помаже да се спречи истезање или повреда мишића. Такве вежбе за загревање повисују температуру у мишићима, у које тече више крви и, онда, помажу у томе да ензими произведу више енергије, што омогућује мишићима да се боље контрахују. Хлађење истим вежбама којима сте се загрејали спречава болове и укоченост јер се уклања нагомилана млечна киселина.

Међутим, мора се приметити да можете оштетити скелетни мишић ако изводите претешку вежбу, нарочито ако нисте у кондицији. Исто тако, уколико пуно напињете мишиће понављаним продуженим контракцијама, као што бисте могли када полако спуштате тежак терет или када трчите низбрдо, могли бисте покидати мишићно влакно. Чак и мало кидање услед напрезања може изазвати болне мишићне спазме и упале.

Чувајте своје мишиће. Омогућите им исправно вежбање и одмор како би и даље могли да вам служе као добро обликован мотор, ’најбољи мотор‘ вашег тела.

[Истакнути текст на 20. страни]

У вашем телу има око 650 мишића. Највећи су седални мишићи бутина, који покрећу ноге

[Оквир на 24. страни]

Мишићи и исхрана

Добра исхрана је кључни фактор у одржавању здравих мишића. Храна богата калцијумом, као што су млечни производи, и калијумом, као што је банана, као и цитруси и сушено воће, жуто поврће, ораси и семење, помажу у регулисању мишићних контракција. Хлеб од целог зрна и цереалије имају гвожђе и витамине Б-комплекса, поготово Б₁, који је пресудан у претварању угљених хидрата, протеина и масти у енергетско гориво које је потребно вашим мишићима. Уношење доста течности не само што помаже да одржите равнотежу електролита него и уклања млечну киселину и друге отпадне материје које би могле реметити функцију мишића.

[Оквир/Дијаграм на странама 22, 23]

ЧУДО МИШИЋНЕ КОНТРАКЦИЈЕ

Активност мишића можда изгледа једноставно. Али механизам контракције улива страхопоштовање. Професор Џералд Х. Полак каже: „Просто сам запањен лепотом дизајна природе. Претварање хемијске енергије у механичку постиже се тако вешто — пре бих рекао тако интелигентно — да се човек може само чудити.“

Послужимо се електронским микроскопом да бисмо погледали комплексну операцију мишићне контракције и научили нешто више о овом ремек-делу Створитељевог дизајна.

Свака мишићна ћелија, или влакно, заправо је један сноп мањих влакана званих миофибриле, која су паралелно поређана. Свака миофибрила има хиљаде тањих миофиламената. Неки миофиламенти су дебљи, неки тањи. Дебљи имају миозин, а тањи актин, протеине који помажу у контракцији мишићних ћелија.

На површини сваког мишићног влакна налази се шупљина. Нервно влакно, које се одваја од кичме, завршава се у тој шупљини. Наши мишићи се покрећу када мозак да наредбу и поруку, која се преноси преко милиона нервних ћелија централног нервног система и стиже до нервног завршетка. Када је нервни завршетак стимулисан, отвара се више од 100 мајушних кеса, које испуштају једну хемикалију која појачава пулс нерва док долази у контакт с мембраном мишићне ћелије. То доводи до таласа електричне активности која побуђује целу мишићну ћелију, проузрокујући да ћелијска мембрана ослободи наелектрисане јоне калцијума, који започињу механички процес контракције.

Јони калцијума сада се шире кроз цело мишићно влакно кроз мрежу финих канала и долазе у контакт с разним протеинима. Дејство калцијума на ове протеине некако проузрокује да заштићена места протеина дуж влакнастог снопа актина постану откривена или изложена.

Истовремено, покрећу се парови заобљених пупољака који вире из дебљих влакана миозина, и на врху имају високоенергетски састојак зван АТП. Један од пупољака главе влакна миозина хвата се за једно од сада изложених активних места на влакну актина, образујући један мост. Други пупољак цепа АТП и ослобађа довољно енергије за прелазак моста да би се повукло или гурнуло влакно актина поред или преко влакна миозина. Попут тима који руком преко руке повлачи конопац, главе миозина попуштају захват и поново се везују даље низ тело актина, све време гурајући влакно актина према центру влакна миозина. Ова акција се понавља све док се не заврши контракција. Цео ланац реакција одиграва се у само неколико хиљадитих делова секунде!

Када је контракција завршена, калцијум се враћа свом извору у мембрану мишићне ћелије, изложена места дуж тела влакна актина још једном бивају сакривена, и мишићно влакно се опушта све док поново не буде стимулисано. Да, ’дивно смо створени на страхопоштовања вредан начин‘! (Псалам 139:14, NW).

[Дијаграм]

(За комплетан текст, види публикацију)

Наши мишићи су заправо слојеви снопова влакана

Дебели и танки миофиламенти (пуно увеличано)

Миофибрил

Сноп миофибрила

Мишићно влакно

Мишић

[Слика на 21. страни]

(Увећано 2⁠X)

Најмањи мишићи су причвршћени за најситније кошчице које се налазе у увету

[Слика на 21. страни]

Само за осмех потребно је 14 мишића

[Слика на 21. страни]

Помоћу мишића трепнете више од 20 000 пута дневно

[Слика на 24. страни]

Ваш срчани мишић се контрахује и опусти око 72 пута у минути или 2,6 милијарди пута током просечног животног века

[Слика на 24. страни]

Анаеробична вежба

[Извори слика на 20. страни]

Човек, стр. 20; око, стр. 21; срце, стр. 24: The Complete Encyclopedia of Illustration/ J. G. Heck