MOTOR egységek
a BYU-I hallgató által készített kép Nate Shoemaker 2016 tavaszán
a vázizomrostokat innerváló motoros neuronokat alfa motoros neuronoknak nevezik. Mivel az alfa motoros neuron belép az izomba, több ágra oszlik, mindegyik izomrostot beidegezve (vegye figyelembe ezt a fenti képen). Egy alfa motor neuron együtt az összes izomrostok ez innervates egy motor egység . A motoregység mérete korrelál az izom funkciójával. Az izmok részt, jól koordinált, a motoros egységek nagyon kicsik 3-5 izomrostok per motoneuron. A szemmozgást szabályozó izmok és a kezünkben lévő izmok viszonylag kis motoregységekkel rendelkeznek. Másrészt az erősebb, de kevésbé összehangolt akciókkal rendelkező izmokban, mint például a lábak és a hát izmai, a motoregységek nagyok, 1000-es izomrostokkal motoros neurononként.
IZOM RÁNDUL
Ha egy művelet potenciális utazik le a motor neuron, az eredmény egy összehúzódás a izomrostok társul, hogy a motor neuron. Az egyetlen cselekvési potenciál által generált összehúzódást izomrángásnak nevezik. Egyetlen izomrángásnak három összetevője van. A látens időszak, vagy lag fázis, a kontrakciós fázis, a relaxációs fázis. A látens időszak rövid késleltetés (1-2 msec) attól az időponttól kezdve, amikor az akciós potenciál eléri az izomot, amíg feszültség nem figyelhető meg az izomban. Ez az idő szükséges a kalcium diffúz ki a SR, bind, hogy ultrahangot, a mozgás tropomyosin le az aktív helyek, kialakulását kereszt hidak, valamint figyelembe fel bágyadt, hogy lehet, hogy az izom. Az összehúzódási fázis az, amikor az izom feszültséget generál, és a kereszthidak kerékpározásával jár, a relaxációs fázis pedig az az idő, amikor az izom visszatér a normál hosszához. A twitch hossza különböző izomtípusok között változik, és lehet olyan rövid, mint 10 ms (milliszekundum) vagy 100 ms (erről később bővebben).
Ha az izomrángás csak egyetlen gyors összehúzódás, amelyet azonnal relaxáció követ, Hogyan magyarázzuk meg izmaink zökkenőmentes folyamatos mozgását, amikor összehúzódnak, és a csontokat nagy mozgástartományon keresztül mozgatják? A válasz a motoregységek tüzelésének elrendelésében rejlik. Ha az összes motoros egység egyszerre lőtt, az egész izom gyorsan összehúzódik és ellazul, ami nagyon szaggatott mozgást eredményez. Ehelyett, amikor egy izom összehúzódik, a motoros egységek aszinkron módon tüzelnek, vagyis az egyik szerződést, majd a másodperc töredékét később egy másik szerződést, mielőtt az elsőnek ideje lenne pihenni, majd egy másik tüzet stb. Tehát a gyors, szaggatott mozgás helyett az egész izomösszehúzódás nagyon sima és kontrollált. Még akkor is, ha egy izom nyugalomban van, a motoros egységek véletlenszerű tüzelése történik. Ez a véletlenszerű égetés felelős az úgynevezett izomtónusért. Tehát az izom soha nem “teljesen” nyugodt, még alvás közben sem. Ha azonban az izom neuronja le van vágva, akkor nem lesz “izomtónus”, ezt petyhüdt bénulásnak nevezik. Az izomtónusnak számos előnye van: először az izom “lazaságát” veszi fel, hogy amikor felkérik a szerződést, azonnal elkezdheti feszültséget generálni és mozgatni a végtagot. Ha valaha vontatott egy autót, akkor tudja, mi történik, ha a húzás megkezdése előtt nem veszi ki a vontatókötelet. A második dolog, amit az izomtónus tesz, megakadályozza az izom atrófiáját.
az izomösszehúzódás típusai
az izomösszehúzódásokat két változó alapján írják le: erő (feszültség) és hossz (rövidítés). Amikor az izom feszültsége a megfelelő hosszváltozás nélkül növekszik, a összehúzódást izometrikus összehúzódásnak nevezik (iso = ugyanaz, metrikus=hossz). Az izometrikus összehúzódások fontosak a testtartás fenntartásában vagy az ízület stabilizálásában. Másrészt, ha az izom hossza megváltozik, miközben az izomfeszültség viszonylag állandó marad, akkor a összehúzódást izotóniás összehúzódásnak (tonic = feszültség) nevezik. Ezenkívül az izotóniás összehúzódások a hossz változásának függvényében osztályozhatók. Ha az izom feszültséget generál, az egész izom lerövidül, mint koncentrikus összehúzódás. Példa erre a deréktól a vállig terjedő súly hajlítása; az ehhez a mozgáshoz használt bicepsz izom koncentrikus összehúzódáson megy keresztül. Ezzel szemben, amikor a vállról a derékra csökkenti a súlyt, a bicep is erőt generál, de az izom meghosszabbodik, ez egy excentrikus összehúzódás. Az excentrikus összehúzódások lassítják a mozgást az ízületben. Ezenkívül az excentrikus összehúzódások több erőt generálhatnak, mint a koncentrikus összehúzódások. Gondolj a nagy doboz vegye le formájában a felső polcon a szekrényben. Az excentrikus összehúzódásokkal teljes ellenőrzés alatt csökkentheti, de amikor koncentrikus összehúzódásokkal próbálja visszaadni a polcra, nem tud elegendő erőt generálni ahhoz, hogy visszaállítsa. Az erősítő edzés, amely mind a koncentrikus, mind az excentrikus összehúzódásokat magában foglalja, úgy tűnik, hogy jobban növeli az izomerőt, mint csak a koncentrikus összehúzódások. Az excentrikus összehúzódások azonban nagyobb károkat (szakadást) okoznak az izomban, ami nagyobb izomfájdalmat eredményez. Ha valaha is lefelé futsz egy hosszú versenyen, majd másnap megtapasztaltad a quadriceps izmaid fájdalmát, tudod, miről beszélünk.
az izomméretet a myofibrilek száma és mérete határozza meg, amelyet viszont a myofilament fehérjék mennyisége határoz meg. Így a rezisztenciaképzés olyan események kaszkádját indukálja, amelyek több fehérje termelését eredményezik. Ezt gyakran az izomrostok apró, mikro-könnyei kezdeményezik. Ha a szakadás a myofibril szintjén történik, az izom a fehérjék mennyiségének növelésével reagál, ezáltal erősíti és növeli az izomot, ezt a jelenséget hipertrófiának nevezik. Úgy gondolják, hogy ez a szakadás figyelembe veszi az edzés után tapasztalt izomfájdalmat. Mint már említettük, ezeknek a kis könnyeknek a javítása az izomrostok megnagyobbodását eredményezi, de az izomban lévő kötőszövet mennyiségének növekedését is eredményezi. Amikor egy személy” felemelkedik ” a súlyképzésből, az izom méretének növekedésének jelentős százaléka a kötőszövet mennyiségének növekedése miatt következik be. Meg kell jegyezni, hogy az állóképességi edzés nem eredményezi az izomméret jelentős növekedését, hanem növeli az ATP aerob termelésének képességét.
az izomösszehúzódás erejét befolyásoló tényezők
nyilvánvaló, hogy izmaink képesek különböző erőszinteket generálni az egész izomösszehúzódás során. Egyes cselekvések sokkal több erőtermelést igényelnek, mint mások; gondolj arra, hogy felvesz egy ceruzát, mint egy vödör vizet. A kérdés az, hogyan lehet különböző erőszinteket generálni?
többmotoros egység összegzése vagy toborzása: korábban említettük, hogy az izom összes motoregysége általában nem lő egyszerre. A generált erő mennyiségének növelésének egyik módja az, hogy növeljük az adott időben tüzelő motoregységek számát. Azt mondjuk, hogy több motoros egységet toboroznak. Minél nagyobb a terhelés, annál több motoregységet próbálunk mozgatni, amelyek aktiválódnak. Azonban még akkor is, ha a lehető legnagyobb erőt generáljuk, csak a teljes motoregységünk körülbelül 1/3-át tudjuk egyszerre használni. Általában aszinkron módon tüzelnek annak érdekében, hogy maximális erőt generáljanak, és megakadályozzák az izmok fáradtságát. Ahogy a rostok elkezdenek fáradni, mások helyettesítik őket az erő fenntartása érdekében. Vannak azonban olyan esetek, amikor szélsőséges körülmények között még több motoregységet tudunk felvenni. Hallottál már történeteket anyák emelő autók le a gyerekek, ez nem lehet teljesen fikció. Nézze meg a következő klipet, hogy megnézze, milyen csodálatos lehet az emberi test. Izom toborzás. (Videó Átírás Elérhető)
Hullám összegzése: Emlékezzünk vissza, hogy egy izom rándul utolsó 100 ms, hogy a művelet potenciális tart csak 1-2 ms. Továbbá, az izom rándul, nincs refrakter periódus, így újra lehet ösztönözni bármikor. Ha lenne, hogy ösztönözze egy motor egység fokozatosan magasabb frekvenciájú akciós potenciálok lenne megfigyelni fokozatos növekedése az erő által generált, hogy az izom. Ezt a jelenséget hullám összegzésnek nevezik. Végül az akciópotenciálok gyakorisága olyan magas lenne, hogy az izomnak nincs ideje pihenni az egymást követő ingerek között, és teljesen összehúzódik,egy tetanusznak nevezett állapot. Lényegében az akciós potenciálok nagy gyakoriságával nincs idő a kalcium eltávolítására a citozolból. A maximális erő tehát a maximális toborzással és a tetanusz kialakulásához elegendő lehetséges gyakorisággal jön létre.
kezdeti Sarcomere Hossz: Kísérletileg kimutatták, hogy a sarcomere kiindulási hossza befolyásolja az izom által generált erő mennyiségét. Ennek a megfigyelésnek köze van a vastag és vékony szálak átfedéséhez. Ha a kezdő sarcomere hossza nagyon rövid, akkor a vastag szálak már a Z-koronghoz nyomódnak, és nincs lehetőség további sarcomere rövidítésre, és az izom nem képes annyi erőt generálni. Másrészt, ha az izom olyan pontra nyúlik, ahol a myosin fejek már nem tudnak kapcsolatba lépni az aktinnal, akkor ismét kevesebb erő keletkezik. A maximális erő akkor keletkezik, amikor az izom addig a pontig nyúlik, amely lehetővé teszi, hogy minden myosin fej érintkezzen az aktinnal, a sarcomere pedig a maximális távolságot lerövidítheti. Más szavakkal, a vastag szálak a vékony szálak végein vannak. Ezeket az adatokat kísérletileg olyan békaizmok felhasználásával állították elő, amelyeket két rúd között boncoltak ki és feszítettek ki. Ép izmok a testünkben általában nem feszített túl messze az optimális hossza miatt elrendezése izom mellékletek, ízületek.
azonban tehet egy kis kísérletet, amely segít látni, hogy az erő elvész, ha egy izom nagyon rövid vagy nagyon feszített helyzetben van. Ez a kísérlet az izmokat fogja használni, amelyek segítenek a hüvelykujj párnáját az ujjainak párnáira csípni. Ezek az izmok közel maximális szakaszon, ha kiterjeszti a karját, valamint kiterjeszti a csuklóját. Mivel a csuklóját a maximális kiterjesztésbe szorítják vissza, próbálja meg megcsípni a hüvelykujját az ujjaihoz. Látod milyen gyenge érzés? Most fokozatosan hajlítsa vissza a csuklóját egyenes vagy semleges helyzetbe. Éreznie kell, hogy a csípése erősebb lesz. Hajlítsd meg a könyököd és a csuklód. A csukló maximális hajlításával a csípéshez használt izmok közel vannak a leginkább rövidített helyzetükhöz. Próbálja meg újra csípni. Gyengének kell lennie. De, újra, ahogy kiterjeszti a csuklóját vissza semleges akkor úgy érzi, a csipet erősebb lesz.
energiaforrás az izomösszehúzódáshoz
az izomösszehúzódás végső energiaforrása az ATP. Emlékezzünk vissza, hogy a myosin fej minden ciklusa ATP molekulát igényel. Szorozzuk meg, hogy az összes myosin fej egy izom és a ciklusok száma minden fej befejezi minden twitch, és akkor elkezd látni, hogy mennyi ATP szükséges az izom működését. Becslések szerint minden nap körülbelül a teljes testtömegünket égetjük az ATP-ben, így nyilvánvalóvá válik, hogy folyamatosan fel kell töltenünk ezt a fontos energiaforrást. Az izomösszehúzódáshoz négy módja van annak, hogy izmaink megkapják a összehúzódáshoz szükséges ATP-t.
- Cytosolic ATP: ez az ATP az ATP “úszó” medencéjét jelenti, vagy azt, amely jelen van és elérhető a citoplazmában. Ez az ATP nem igényel oxigént (anaerob) ahhoz, hogy elkészítse (mert már ott van), és azonnal elérhető, de rövid élettartamú. Elegendő energiát biztosít az izom maximális aktivitásának néhány másodpercére-nem a legjobb forrás a hosszú távú összehúzódáshoz. Mindazonáltal a szem izmainak, amelyek folyamatosan gyorsan, de rövid ideig összehúzódnak, ez egy nagyszerű forrás.
- kreatin-foszfát: miután az ATP citoszolos tárolói kimerültek, a sejt egy másik gyors energiaforrást, a kreatin-foszfátot hív fel. A kreatin-foszfát egy nagy energiájú vegyület, amely gyorsan átviheti foszfátját az ADP molekulájába, hogy oxigén használata nélkül gyorsan feltöltse az ATP-t. Ez az átvitel megköveteli a kreatin-kináz enzimet, egy enzimet, amely a sarcomere M-vonalán található. A kreatin-foszfát többször is feltöltheti az ATP-medencét, elég ahhoz, hogy az izomösszehúzódást körülbelül 10 másodpercig meghosszabbítsa. A kreatin-foszfát a súlyemelők legszélesebb körben használt kiegészítője. Bár bizonyos előnyöket bizonyítottak, a legtöbb nagyon kicsi, és erősen szelektív tevékenységekre korlátozódik.
- glikolízis: A glikolízis, ahogy a neve is sugallja, a glükóz lebomlása. Ennek a folyamatnak az elsődleges glükózforrása az izomban tárolt glikogén. A glikolízis oxigén hiányában működhet, és mint ilyen, az ATP-termelés fő forrása az anaerob aktivitás során. Ez a sorozat a kémiai reakciók lesz a fő hangsúly a következő egység. Bár a glikolízis nagyon gyors, és képes energiát szolgáltatni az intenzív izomaktivitáshoz, csak körülbelül egy percig tartható, mielőtt az izmok kimerülnének.
- aerob vagy oxidatív légzés: A fent felsorolt mechanizmusok talán egy kicsit több mint egy percig biztosítják az ATP-t, mielőtt a fáradtság beáll. Nyilvánvaló, hogy olyan izomtevékenységet folytatunk, amely sokkal hosszabb, mint egy perc (olyan dolgok, mint a gyaloglás vagy a kocogás vagy a kerékpározás). Ezek a tevékenységek állandó ATP-ellátást igényelnek. Ha folyamatos ATP-ellátásra van szükség, a sejtek metabolikus mechanizmusokat alkalmaznak, amelyek az oxigént hasznosító mitokondriumokban helyezkednek el. Ezeket a folyamatokat általában aerob anyagcserének vagy oxidatív anyagcserének nevezzük. Ezen aerob folyamatok alkalmazásával a mitokondriumok elegendő ATP-t tudnak biztosítani az izomsejtek órákig történő táplálásához. Az aerob anyagcsere lefelé mutató oldala az, hogy lassabb, mint az anaerob mechanizmusok, és nem elég gyors az intenzív aktivitáshoz. A mérsékelt aktivitáshoz azonban nagyszerűen működik. Bár a glükóz aerob anyagcserében is felhasználható, a választott tápanyag zsírsavak. Az alábbiakban leírtak szerint a lassú rángás és a gyors rángás oxidatív rostok képesek az aerob metabolizmus kihasználására
fáradtság
amikor arra gondolunk, hogy a vázizmok elfáradnak, gyakran használjuk a fáradtság szót, azonban a fáradtság fiziológiai okai jelentősen eltérnek. A legegyszerűbb szinten a fáradtságot olyan állapot leírására használják, amelyben az izom már nem képes optimálisan összehúzódni. A vita megkönnyítése érdekében a fáradtságot két nagy kategóriába osztjuk: központi fáradtság és perifériás fáradtság. A központi fáradtság leírja azokat a kellemetlen érzéseket, amelyek fáradtságból származnak, gyakran “pszichológiai fáradtságnak” nevezik.”Azt javasolták, hogy a központi fáradtság az izom által az edzés során felszabaduló tényezőkből ered, amelyek jelzik az agyat, hogy “fáradtnak” érzik magukat. A pszichológiai fáradtság megelőzi a perifériás fáradtságot, és jóval azelőtt következik be, hogy az izomrost már nem tud összehúzódni. A képzés egyik eredménye a pszichológiai fáradtság leküzdésének megtanulása. Edzésünk során megtanuljuk, hogy ezek az érzések nem olyan rosszak, és hogy akkor is folytathatjuk a fellépést, ha kényelmetlenül érezzük magunkat. Ez az oka annak, elit sportolók felvenni az oktatók, hogy tolja őket kényszeríteni őket, hogy lépjünk túl a lelki fáradtság.
perifériás fáradtság bárhol előfordulhat a neuromuszkuláris csomópont és az izom összehúzódó elemei között. Két alkategóriára osztható, az alacsony frekvenciájú (maratoni futás) és a nagyfrekvenciás (áramköri képzés) fáradtságra. A nagyfrekvenciás fáradtság az ionok egyensúlyhiányának következtében károsodott membrán ingerlékenységből ered. A lehetséges okok a Na+/K+ szivattyú nem megfelelő működése, a Na+ csatornák későbbi inaktiválása és a Ca2+ csatornák károsodása. Az izmok gyorsan felépülhetnek, általában 30 percen belül vagy annál kevesebb, nagyfrekvenciás fáradtság után. Az alacsony frekvenciájú fáradtság korrelál a károsodott Ca2 + felszabadulással, valószínűleg a gerjesztési kapcsolási összehúzódási problémák miatt. Sokkal nehezebb visszanyerni az alacsony frekvenciájú fáradtságot, 24 órától 72 óráig.
Ezen kívül sok más lehetséges fáradtság közreműködők, ezek a következők: szervetlen foszfátok felhalmozódása, hidrogénion felhalmozódás és az azt követő pH-változás, glikogénhiány és K+egyensúlyhiányok. Felhívjuk figyelmét, hogy a listán nem szereplő tényezők az ATP és a tejsav, amelyek mindkettő nem járul hozzá a fáradtsághoz. A valóság az, hogy még mindig nem tudjuk pontosan, mi okozza a fáradtságot, és jelenleg sok kutatás foglalkozik ezzel a témával.
VÁZIZOMROST típusok
klasszikusan a vázizomrostok csoportosíthatók összehúzódási sebességük és fáradtsággal szembeni ellenállásuk szerint. Ezek az osztályozások folyamatban vannak, de az alapvető típusok a következők:
- lassú twitch oxidatív (I. típusú) izomrostok,
- gyors twitch oxidatív-glikolitikus (IIA típusú) izomrostok és
- gyors twitch glikolitikus (IIx típusú) rostok.
a gyors-twitch (II. típusú) szálak két-háromszor gyorsabban fejlődnek, mint a lassú-twitch (I. típusú) szálak. Az, hogy egy szál milyen gyorsan tud összehúzódni, összefügg azzal, hogy mennyi ideig tart a hídciklus befejezése. Ez a variabilitás a myosin molekulák különböző fajtáinak köszönhető, valamint annak, hogy milyen gyorsan képesek hidrolizálni az ATP-t. Emlékezzünk vissza, hogy a myosin fej osztja az ATP-t. A gyors twitch rostok gyorsabb ATPáz (ATP felosztása ADP + Pi) képességgel rendelkeznek. A gyors twitch rostok szintén nagyon gyorsan pumpálják a Ca2 + ionokat a szarkoplazmatikus retikulumba, így ezeknek a sejteknek sokkal gyorsabb rángatózása van, mint a lassabb fajta. Így a gyors rángatózó szálak sokkal gyorsabban képesek több összehúzódást végrehajtani, mint a lassú rángatózó szálak. A teljes listát arról, hogy az izomrostok hogyan különböznek a fáradtság ellenállóképességétől, lásd az alábbi táblázatot:
| Slow Twitch Oxidative (Type I) | Fast-twitch Oxidative (Type IIA) | Fast-Twitch Glycolytic (Type IIX) | |
| Myosin ATPase activity | slow | fast | fast |
| Size (diameter) | small | medium | large |
| Duration of contraction | long | short | short |
| SERCA pump activity | slow | fast | fast |
| Fatigue | resistant | resistant | easily fatigued |
| Energy utilization | aerobic/oxidative | both | anerobic/glycolytic |
| capillary density | high | medium | low |
| mitochondria | high numbers | medium numbers | low numbers |
| Color | red (contain myoglobin) | red (contain myoglobin) | white (no myoglobin) |
In human skeletal muscles, the ratio of the various fiber types differs from izomból izomba. Például a borjú gastrocnemius izma körülbelül félig lassú, félig gyors típusú rostokat tartalmaz, míg a mélyebb borjúizom, a soleus, túlnyomórészt lassú rángatás. Másrészt a szemizmok túlnyomórészt gyors rángatás. Ennek eredményeként a gastrocnemius izomot sprintingben használják, míg a soleus izom fontos az álláshoz. Továbbá, úgy tűnik, hogy a nőknek nagyobb a lassú rángatás aránya a gyors rángatáshoz képest a férfiakhoz képest. A sprintelő sportolók számára az “előnyös” száltípus a gyors twitch glikolitikus, ami nagyon gyors, azonban a legtöbb embernek nagyon alacsony aránya van ezeknek a rostoknak, < 1%. Az egyik világklasszis sprinter izombiopsziái 72% – os gyors twitch rostokat mutattak ki, és meglepően 20% – uk IIx típusú volt. Az izomkutatás Szent Grálja annak meghatározása, hogyan lehet megváltoztatni a vázizomrostokat egyik típusról a másikra. Úgy tűnik, hogy az izomrost-típusokat embriológiailag az izomrostot innerváló neuron típusa határozza meg. Az alapértelmezett izom lassúnak tűnik, I. típusú rostok. Ha egy izom innervált egy kis neuron, hogy az izomrost lassú marad, míg a nagy mylenated rostok indukálják a gyors izoformák. Ezenkívül a neuron égési sebességének gyakorisága megváltoztatja az izomrost típusát is. A kutatások azt mutatják, hogy az embereknek a rostok altípusai vannak, amelyek az izom <5% – át alkotják, amelyek általában beidegződnek, és lehetővé teszik a lassú és gyors váltást. Általában úgy tűnik, hogy a genetika határozza meg a beidegzés típusát, amely előfordul, és az azt követő izomrost-típusokat, valamint hogy a képzés képes lehet kissé megváltoztatni az arányokat a lazán beidegzett izmok miatt. Mivel azonban a<5% kettős beidegzéssel rendelkezik, a genetika sokkal nagyobb szerepet fog játszani a rost típusokban, mint a képzés.
**az alábbi gombokat használhatja a modul következő vagy előző olvasásához**
