Σκελετικός μυϊκός ιστός: τι είναι και πώς λειτουργεί;
|
Αυτό το σύντομο κείμενο περιγράφει τον γραμμωτό σκελετικό μυ, δηλαδή τον μυ που επιτρέπει την κίνηση! |
Υπάρχουν διάφοροι τύποι μυϊκού ιστού. Με την ευρύτερη έννοια του όρου, ο μυϊκός ιστός επιτρέπει τις εκούσιες και ακούσιες κινήσεις των οργάνων του σώματος. Η ιδιότητα του μυϊκού ιστού που εμπλέκεται σε αυτό το έργο είναι η ικανότητά του να συστέλλεται, δηλαδή να μειώνει το μήκος του.
Οι γραμμωτοί σκελετικοί μύες θα περιγραφούν εδώ, ενώ οι λείοι και οι καρδιακοί μύες δεν θα εξεταστούν.
Για να φανταστούμε την οργάνωση ενός σκελετικού μυός μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την εικόνα ενός χοιρινού φιλέτου. Πράγματι, το κρέας είναι απλώς ένας μυϊκός ιστός και η δομή οποιουδήποτε κομματιού κρέατος δεν διαφέρει από εκείνη του ανθρώπινου μυϊκού ιστού.
Το βασικό στοιχείο είναι η μυϊκή ίνα, η οποία είναι ένα μοναδικό κύτταρο με πολλούς πυρήνες που προκύπτει από τη σύντηξη διαφόρων μεμονωμένων κυττάρων που ονομάζονται πολυπυρηνικά συγκύτια. Το πάχος του κυμαίνεται μεταξύ 10 και 100 μm αλλά μπορεί να φτάσει σε μήκος μέχρι και 50 cm. Επειδή είναι το βασικό στοιχείο, το άθροισμα των συσπάσεων των επιμέρους ινών είναι αυτό που επιτρέπει την κίνηση.
Η συστολή των ινών καθίσταται δυνατή με την επαναλαμβανόμενη σύντμηση των μεμονωμένων σαρκομερίων που περιέχει. Κάθε μεμονωμένο σαρκομέριο περιέχει συσταλτικές πρωτεΐνες (μυοσίνη και ακτίνη μεταξύ άλλων), η αλληλεπίδραση των οποίων είναι υπεύθυνη για τη συντόμευση των ινών και την παραγωγή δύναμης. Οι μη συσταλτές πρωτεΐνες παίζουν σημαντικό ρόλο υποστήριξης των συσταλτών πρωτεϊνών και για τη διατήρηση της δομής των ινών και ολόκληρου του μυός.
Επιστρέφοντας στο κομμάτι κρέατος, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι περιέχει μια σειρά από ομάδες ινών που περιβάλλονται από φλέβες διαυγέστερου ιστού. Αυτός ο ιστός ονομάζεται διάμεσος συνδετικός ιστός και έχει σημαντικές δομικές και υποστηρικτικές λειτουργίες, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως. Υπάρχουν τρεις τύποι διάμεσου συνδετικού ιστού: το επιμύιο, δηλαδή ένα στρώμα που περικλείει ολόκληρο τον μυ και τον διαχωρίζει από τις γύρω δομές- Μπορεί να παρατηρηθεί στην επιφάνεια του χοιρινού φιλέτου. Είναι ένας μάλλον πυκνός ιστός ανθεκτικός στην επιμήκυνση. Το περιμύσιο περιβάλλει κάθε δεσμίδα ινών και έχει παρόμοια χαρακτηριστικά με το επιμύσιο. Οριοθετεί επίσης τη διαδρομή των αιμοφόρων αγγείων και των νευρωνικών δομών του μυός. Είναι ορατό αν παρατηρήσουμε μια εγκάρσια τομή ενός κομματιού κρέατος.
Συνοπτικά, ο γραμμωτός σκελετικός μυς αποτελείται από τα εξής στοιχεία:
- Σαρκομέριο,
- Μια σειρά από σαρκομέρια σχηματίζουν τη μυϊκή ίνα. Κάθε μεμονωμένη ίνα περικλείεται στο ενδομύσιο,
- Ομάδες ινών περικλείονται σε μυϊκές δεσμίδες από το περιμύσιο,
- Το επιμύσιο συγκεντρώνει όλες τις ίνες και τις διατάσσει για να σχηματίσει τη μυϊκή κοιλιά.
Το νευρικό ερέθισμα από τον εγκέφαλο μετατρέπεται σε σύσπαση των μυϊκών ινών μέσω μιας σειράς κυτταρικών αντιδράσεων που προκαλούνται από τις νευρομυϊκές συνδέσεις.
Ο σκελετικός μυς μπορεί να υποστεί τρεις διαφορετικούς τύπους συστολής:
- Ισομετρική συστολή: Ο μυς παράγει δύναμη χωρίς να αλλάζει το μήκος του. Η δύναμη που παράγει ο μυς είναι ίση με την εξωτερική δύναμη και επομένως δεν πραγματοποιείται καμία κίνηση. Παράδειγμα ισομετρικής άσκησης είναι η πάγκος στον πάγκο, στην οποία πρέπει να διατηρείται η ίδια θέση για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα.
- Συγκεντρωτική συστολή: ο μυς παράγει δύναμη ενώ βραχύνεται και, κερδίζοντας την εξωτερική δύναμη παράγει κίνηση. Μια ομόκεντρη συστολή συμβαίνει όταν ο τετρακέφαλος μυς τεντώνει το γόνατο.
- Έκκεντρη συστολή: ο μυς παράγει δύναμη ενώ προσπαθεί να αντιταχθεί σε μια κυρίαρχη εξωτερική δύναμη. Ο μυς επιβραδύνει την κίνηση που προσδίδεται στην άρθρωση από μια μεγαλύτερη εξωτερική δύναμη. Ένα παράδειγμα έκκεντρης συστολής είναι η δράση του δικέφαλου βραχιόνιου μυός κατά την τοποθέτηση ενός ποτηριού σε ένα τραπέζι: στην περίπτωση αυτή ο μυς αυτός θα αντιταχθεί στη δύναμη που παράγει η βαρύτητα στο αντιβράχιο.
- Εάν ο κινητικός νευρώνας είναι μικρός, οι ίνες που νευρώνει θα είναι σε θέση να διατηρήσουν ένα χαμηλό επίπεδο παραγωγής δύναμης για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτές οι ίνες ονομάζονται "ίνες βραδείας σύσπασης" και παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση μιας θέσης για μεγάλο χρονικό διάστημα.
- Εάν ο κινητικός νευρώνας είναι μεγάλος, οι ίνες θα είναι σε θέση να παράγουν αιχμές δύναμης σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, επειδή κουράζονται γρήγορα. Ονομάζονται "ίνες ταχείας σύσπασης" και είναι υπεύθυνες για τις εκρηκτικές συσπάσεις.
Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα ενδιάμεσων προφίλ μεταξύ των δύο τύπων που περιγράφονται παραπάνω.
Γενικά, κατά κανόνα, κατά τη διάρκεια μιας κίνησης εμπλέκονται πρώτα οι ίνες βραδείας σύσπασης για τον έλεγχο των τμημάτων που εμπλέκονται σε χαμηλής έντασης, διαρκείς συσπάσεις και μόνο σε μεταγενέστερο στάδιο εμπλέκονται οι ίνες ταχείας σύσπασης για την παραγωγή αυξημένης δύναμης για μικρό χρονικό διάστημα.
Μια πολύ σημαντική ιδιότητα του νευρομυϊκού συστήματος είναι η πλαστικότητα: στην πραγματικότητα, είναι σε θέση να προσαρμόζεται στα εφαρμοζόμενα εξωτερικά φορτία και στις περιβαλλοντικές απαιτήσεις. Εάν ένας μυς διεγερθεί σωστά, αντιδρά αυξάνοντας τη δύναμη και τον τροφισμό του. Η μυϊκή υπερτροφία προκύπτει από την αύξηση της πρωτεϊνοσύνθεσης στο εσωτερικό των μεμονωμένων ινών, οι οποίες αυξάνονται σε μέγεθος αλλά όχι σε αριθμό. Αντίθετα, οι προσαρμογές του νευρικού συστήματος είναι υπεύθυνες για την αυξημένη δύναμη ενός μυός. Μεταξύ αυτών, αξίζει να αναφερθούν η νευρική αναστολή και η αυξημένη δραστηριότητα του εγκεφαλικού φλοιού, καθώς και ο υψηλότερος βαθμός αναστολής των ανταγωνιστών μυών, που επιτρέπει στους αγωνιστές μυς να παράγουν περισσότερη δύναμη.
Αντίθετα, η αδράνεια, ακόμη και για λίγες εβδομάδες, προκαλεί σημαντική μείωση της μυϊκής δύναμης και του μεγέθους των μυών. Αναλογικά, ο εκφυλισμός αυτός επηρεάζει πιο έντονα τις ίνες βραδείας σύσπασης.
Οι αγωνιστές μύες είναι κυρίως υπεύθυνοι για την έναρξη και την εκτέλεση μιας κίνησης. Για παράδειγμα, οι οπίσθιοι μηριαίοι είναι οι αγωνιστές μύες στην κάμψη του γόνατος και την έκταση του μηρού.
Οι ανταγωνιστές μύες αντιτίθενται στην κίνηση των αγωνιστών μυών. Αναφερόμενοι στους οπίσθιους μηριαίους, ο τετρακέφαλος μυς μπορεί να οριστεί ως ανταγωνιστής τους.
Οι συνεργαζόμενοι μύες συμμετέχουν σε περιορισμένο βαθμό στην εκτέλεση μιας κίνησης. Κάθε κίνηση απαιτεί τη συμμετοχή πολλών συνεργαζόμενων μυών.
Οι μύες μπορεί να είναι μονοαρθρικοί ή διαρθρικοί. Οι μονοαρθρικοί μύες δρουν σε μία μόνο άρθρωση, δηλαδή εκτελούν μία μόνο κίνηση σε ένα μόνο τμήμα του σώματος (για παράδειγμα, ο μυς του ιγνυακού μυός δρα μόνο στην άρθρωση του ισχίου). Οι βιοαρθρικοί μύες είναι πολύ πιο πολύπλοκοι και δρουν σε δύο γειτονικές αρθρώσεις (ο ορθός μηριαίος μυς εκτείνει το γόνατο και κάμπτει το ισχίο). Αυτή η διάκριση είναι σημαντική κυρίως αν αναλογιστεί κανείς ότι οι βιοαρθρικοί μύες είναι πολύ πιο επιρρεπείς σε τραυματισμούς.
