Μυϊκό σύστημα: Τι συμβαίνει στους μύες μας κατά την διάρκεια της άσκησης

Όλοι λίγο πολύ, είτε συστηματικά, είτε περιστασιακά έχετε εκτελέσει κάποια μορφή άσκησης ή φυσικής δραστηριότητας. Αναρωτηθήκατε τι μπορεί να συμβαίνει κατά την διάρκεια μιας άσκησης ή και μετά το τέλος αυτής στο μυϊκό σας σύστημα;

Αν όχι, στην συνέχεια του άρθρου θα γνωρίζετε πως λειτουργεί το μυϊκό σύστημα σε τέτοιες καταστάσεις.

Περικλής Κάβουρας, Γυμναστής. Κομοτηνή

Τι είναι το μυϊκό σύστημα;

Αναφορικά πριν αναλυθεί το κύριο ζήτημα για το οποίο αναφέρετε το άρθρο θα πρέπει να γίνει μια λεπτομερή, σύντομη και κατανοητή περιγραφή του μυϊκού συστήματος. Συνολικά το ανθρώπινο σώμα αποτελείται περίπου από 792 μυς και 100 αρθρώσεις.

Πριν να επεξηγηθεί το μυϊκό σύστημα θα πρέπει να γνωρίσετε τι είναι και από τι αποτελείται ένας μυϊκός ιστός.

Πολύ γενικά, οι μυς, η κύρια ιδιότητα τους είναι ότι μπορεί να εκτελεί την μυική συστολή και μυική διαστολή και να βοηθάει σε συνεργασία με την λειτουργία του νευρικού συστήματος την ικανότητα της ομαλής και συντονισμένης κίνησης όλου του σώματος.

Επίσης δεν είναι λίγες οι έρευνες που τονίζουν ότι οι λειτουργίες των μυών είναι πολύ περισσότερες από αυτές αλλά θα αναλυθούν σε επόμενο άρθρο.

Η μορφολογία και η ανατομία του μυός 

Αρχικά ο μυς έχει προστατευτικούς υμένες που σχηματίζουν έναν ανθεκτικό συνδετικό ιστό που ονομάζεται τένοντας.

Ο τένοντας πέρα ότι συνδέει τον μυϊκό ιστό με τον οστικό ιστό μεταβιβάζει και την δύναμη που παράγει ο μυς κατά την μυική συστολή στο σημείο κατάφυσης που λέγεται περιόστεο και έτσι προκαλείται κίνηση. Οι μυς μαζί με τους τένοντες του αποτελεί την μυοτενόντια ενότητα (έκφυση και κατάφυση).

Τα τρία βασικά χαρακτηριστικά του τένοντα είναι ότι συνδέει τον μυϊκό ιστό με τον οστικό ιστό, αυξάνει το μήκος του μυός και μεταδίδει την μυική τάση που παράγεται από τον μυ στα οστά.

Ένας μυς περιβάλλεται από έναν ινώδη συνδετικό ιστό το επιμύιο το οποίο περικλείει μέσα του χιλιάδες μυϊκές ίνες που είναι τοποθετημένες σε μυϊκά δεμάτια τα οποία νευρόνονται από έναν κινητικό νευρώνα και σχηματίζουν μια κινητική μονάδα.

Βάση ερευνών κάθε μυϊκό δεμάτιο περιλαμβάνει περίπου 150 μυικές ίνες όπου και αυτές περιβάλλονται από έναν υμένα που ονομάζεται περιμύιο. Επιπροσθέτως κάθε μυική ίνα ώστε να ξεχωρίζει από τις άλλες μυικές ίνες περιβάλλεται και αυτή με την σειρά της από έναν υμένα που ονομάζεται ενδομύιο.

Επιπλέον η μυική ίνα περιέχει πολλά μυοινίδια τα οποία χαρίζουν τα συσταλτά στοιχεία των μυών  και κάθε μυοινίδιο αποτελείται από σαρκομέρια. Η βασική λειτουργία του σαρκομερίου είναι η λειτουργία του συσταλτικού συστήματος του μυός.

Εν συντομία το σαρκομέριο αποτελείται από παχιά και λεπτά μυονημάτια. Τα παχιά περιέχουν μια σημαντική πρωτεΐνη για την μυική συστολή την μυοσύνη και τα λεπτά νημάτια περιέχουν μια άλλη σημαντική πρωτεΐνη που έχει σημαντικό ρόλο στην μυική συστολή την ακτίνη.

Η μυική συστολή πολύ γενικά πραγματοποιείται έπειτα από την παράλληλη ολίσθηση των μυονηματίων της ακτίνης και της μυοσύνης. Η κίνηση αυτή προκαλείται από τις εγκάρσιες γέφυρες που υπάρχουν πάνω στις κεφαλές των πρωτεϊνών της μυοσίνης, οι οποίες ολισθαίνουν επάνω σε ειδικές συνδετικές θέσεις που υπάρχουν στις πρωτεΐνες της ακτίνης.

Όταν πραγματοποιηθεί αποκόλληση και επαναφορά στις αρχικές θέσεις αυτών των πρωτεϊνών τότε η μυική συστολή διακόπτεται επέρχεται μυική διαστολή και ο μυϊκός ιστός επιστρέφει σε κατάσταση ηρεμίας.

 Είδη μυϊκών ινών  

Βραδείας συστολής μυικές ίνες όπου επιστρατεύονται σε αργές και μικρής έντασης άσκησης αλλά έχουν αυξημένη αντοχή στην κόπωση.

Ταχείας συστολής μυικές ίνες όπου επιστρατεύονται γρήγορες και μεγάλης ισχύος κινήσεις αλλά έχουν μειωμένη αντοχή στην κόπωση

Βάση των ιδιοτήτων τους ξεχωρίζουν σε:

• Τύπου Ι  = Βραδείας συστολής οξειδωτικές. Χρώμα Ερυθρό και έχει υψηλή πυκνότητα μιτοχονδρίων. Είναι πιο ανθεκτικές στην κόπωση. Ενεργοποιούνται περισσότερο σε αερόβιες μορφές άσκησης.
• Τύπου ΙΙα =Ταχείας συστολής οξειδωτικές γλυκολητικές. Χρώμα Λευκό/ Ερυθρό και έχει μεσαία πυκνότητα μιτοχονδρίων. Μέτρια ανθεκτικές στην κόπωση
• Τύπου ΙΙβ = Ταχείας συστολής γλυκολητικές. Μικρή ανοχή στην κόπωση.
• Τύπου ΙΙχ = Χρώμα Λευκό και έχει χαμηλή πυκνότητα μιτοχονδρίων. Παράγουν γρήγορες και πραγματικά ταχείες μυικές σύσπασης. Ενεργοποιούνται περισσότερο σε σύντομης διάρκειας, υψηλής έντασης αναερόβιες δραστηριότητες.

Ανάλυση και επιπλέον επεξήγηση σχετικά με τις μυικές ίνες θα αναφερθεί σε επόμενο άρθρο. Έρευνες επιπλέον έχουν αναφερθεί και σε ένα ακόμα τύπο μυϊκών ινών αλλά χρήζει περεταίρω έρευνα ώστε να τεκμηριωθεί. Επιπλέον έχει παρατηρηθεί και μετατροπή των μυϊκών ινών ΙΙβ σε ΙΙα ανάλογα με το ερέθισμα της άσκησης.

Με αυτή την διαδικασία όταν πραγματοποιείται μια μορφή κίνησης η πληροφορία μεταφέρεται και επεξεργάζεται από τον εγκέφαλο με την βοήθεια των νευρικών κυττάρων και των νευροδιαβιβαστών προς τις μυϊκές ίνες και στην συνέχεια πραγματοποιείται η μυική συστολή και παρατηρείται το φαινόμενο της κίνησης

Αυτή η διαδικασία χρήζει περισσότερο ανάλυση ώστε να γίνει κατανοητή στον αναγνώστη και θα υλοποιηθεί σε επόμενο άρθρο.

Τύποι μυϊκών κυττάρων

Ο λείος μυϊκός ιστός  ο οποίος περιβάλει κυρίως τοιχώματα αγγείων του γαστρεντερικού σωλήνα και οργάνων τα οποία συσπώνται και λειτουργούν ακούσια (χωρίς την θέληση μας) από το αυτόνομο νευρικό σύστημα.

Ο σκελετικός μυϊκός ιστός ο οποίος συναντάται στους σκελετικούς μύες και αποτελείται από μυϊκές ίνες που φέρουν γραμμώσεις οι οποίες σε άτομα με γυμνασμένα και με χαμηλό ποσοστό σωματικού λίπους είναι ορατές και με γυμνό μάτι.

Η συστολή αυτών των μυών γίνεται κυρίως με την θέληση μας χωρίς όμως να αποκλείονται περιπτώσεις, όπου μπορούν να ενεργοποιηθούν και ακούσια χωρίς την θέληση μας πχ. Μυοτατικό αντανακλαστικό.

Και ο καρδιακός μυϊκός ιστός, ο οποίος βρίσκεται στα τοιχώματα του καρδιακού ιστού και αυτή η κατηγορία του μυϊκού ιστού εκτελείται χωρίς την θέληση μας και παρέχει τον ελεγχόμενο ρυθμό του καρδιακής μυϊκής συστολής.

Τι μεταβολές παρατηρούνται στο μυϊκό σύστημα κατά την διάρκεια της άσκησης;

Κατά την άσκηση αλλά και μετά από αυτή πραγματοποιούνται κάποιες θετικές προσαρμογές και μεταβολές κυρίως στους σκελετικών μυών. Κάποιες από αυτές είναι :

Αλλάζει το μεταβολικό υπόστρωμα που χρησιμοποιεί ο μυς ως πηγή ενέργειας κατά την διάρκεια της άσκησης.

Κατά την άσκηση οι μυς χρησιμοποιούν ως μορφή ενέργειας για να αποδώσουν  το έργο τους, αυτές είναι η γλυκόζη (από τους υδατάνθρακες), τα λιπαρά οξέα (από το λιπώδη ιστό), τα αμινοξέα (από της πρωτεΐνες), το γαλακτικό οξύ κ.α.

Η αναλογία ενεργοποιήσεις των ενεργειακών υποστρωμάτων σχετικά με τα καύσιμα που θα χρησιμοποιήσει το μυϊκό σύστημα καθορίζεται από την ένταση, την επιβάρυνση τον τύπο και την διάρκεια της άσκησης.

Το μυϊκό σύστημα επίσης αποθηκεύει την ενέργεια με μορφή μυϊκού γλυκογόνου και άλλων ειδών ώστε να μπορέσει να την χρησιμοποιήσει μακροπρόθεσμα, μεταφέροντας την στα μιτοχόνδρια τις περισσότερες φορές για να μετατραπούν σε ενέργεια.

Τα μιτοχόνδρια θεωρούνται τα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας των κυττάρων. Ο οργανισμός πέρα από την αποθήκευση της γλυκόζης κυρίως στους μύες και στο ήπαρ με την μορφή του γλυκογόνου αποθηκεύει και τα λιπαρά οξέα με την μορφή τριγλυκεριδίων και τα αμινοξέα σαν μυική πρωτεΐνη στους μυϊκούς ιστούς.

Αντίσταση

Είτε κάνεις αερόβια είτε κάνεις αναερόβια μορφή προπόνησης, πραγματοποιείται αύξηση της αντίστασης και οφείλεται στην διόγκωση των μυών (ανάπτυξη και αύξηση των μυϊκών κυττάρων.

Όταν τα ποσοστά οξυγόνου μειώνονται τότε η γλυκόζη που χρησιμοποιούν οι μύες για να πραγματοποιήσουν την μυική συστολή σχηματίζεται σε γαλακτικό οξύ.

Τραυματισμός μυϊκών ινών και μικροτραυματισμοί

Οι τραυματισμοί αυτοί πραγματοποιούνται σχεδόν σε κάθε μορφή προπόνησης αλλά ποικίλει ο βαθμός και το μέγεθος του μικροτραυματισμού.

Αν εκτελείτε κάποια μορφή άσκησης πχ. Προπόνηση με αντιστάσεις αν ο ασκούμενος είναι αρχάριος ή απλά ορίσει ένταση υψηλότερη από αυτό που πρέπει τότε μετά την προπόνηση ίσως και κατά την διάρκεια θα παρατηρηθεί καθυστερημένος μυϊκός κάματος και το αίσθημα μυϊκού πόνου.

Αυτό προκαλείται λόγω μικροτραυματισμών στους μύες, οι πρωτεΐνες οι οποίες είναι υπεύθυνες για την μυική συστολή φθείρονται έχοντας ως αποτέλεσμα να δημιουργούνται στις κυτταρικές μεμβράνες των μυϊκών κυττάρων μικρά σχησίματα.

Τότε ειδικές κατηγορίες κυττάρων όπως τα δορυφορικά κύτταρα τα οποία είναι κύτταρα τα οποία ήταν να μετατραπούν σε μυικές ίνες είναι ανενεργά και ενεργοποιούνται σε περίπτωσης εμφάνισης μυϊκού τραυματισμού.

Αυτά μαζί με άλλα κύτταρα έχουν αναγεννητικές ικανότητες και ξεκινάει ο ρυθμός αποκατάστασης των μυϊκών κυττάρων

Η αποκατάσταση γίνεται με την εισχώρηση διάφορων ουσιών στα μικροτραύματα μέσω ειδικών κυττάρων.

Αποκατάσταση

Οι μυς μετά την άσκηση αλλά και κατά την διάρκεια φαίνονται μεγαλύτεροι, αυτό οφείλεται από την αύξηση, την αλλαγή και της ποσότητας και  κατανομής του αίματος στα μυϊκά κύτταρα.

Αυτή η διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα να μεταφέρετε περισσότερο οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά στα μυϊκά κύτταρα και να επιταχύνει την αποβολή και απομάκρυνση τοξινών και του ιόντων υδρογόνου που παράγονται παράλληλα με την αύξηση του γαλακτικού.

Λόγω των παραπάνω δημιουργείται προσωρινό οίδημα που διαρκεί περίπου δυο ώρες μετά την προπόνηση. Ο πραγματικός λόγος που δημιουργείτε το ανάλογο οίδημα είναι διότι συσσωρεύεται υγρό ανάμεσα στα ενδοκυτταρικά διαστήματα των μυών.

Μετά από την άσκηση και μετά από ένα χρονικό διάστημα το υγρό επιστρέφει στην κυκλοφορία του αίματος.

Σε αυτή την περίοδο το μυϊκό του σύστημα είναι αρκετά καταπονημένο και χρειάζεται θρεπτικά συστατικά όπως πρωτεΐνη υψηλής διατροφικής αξίας, καλής ποιότητας υδατάνθρακα, βιταμίνες κ.α. έτσι ώστε να επιτευχθεί η απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών και να αυξηθεί ο ρυθμός πρωτεινοσύνθεσης με αποτέλεσμα και την καλύτερη αποκατάσταση των τραυματισμών.

Ανάπτυξη

Το μυϊκό σύστημα όταν δέχεται συχνά υψηλές επιβαρύνσεις με σωστή εκτέλεση κίνησης  έχει ως αποτέλεσμα να αναπτυχθεί μέχρι εκεί που ορίζεται να φτάσει γενετικά (χρήζει περεταίρω έρευνα αν υπάρχει ανώτατο όριο μυϊκής υπερτροφίας ανάλογα με τις γενετικές προδιαγραφές του κάθε οργανισμού).

Με την συνεχή άσκηση και εναλλαγή προγραμμάτων προπόνησης και επιβάρυνσης το μυϊκό σύστημα προσπαθεί να προσαρμόζεται με αναδιαμορφώσεις στην δομή του, ώστε να μπορέσει να προσαρμοστεί στις καταστάσεις που απαιτούνται.

Επίσης μακροχρόνια υπάρχουν μεταβολές στην διάμετρο και το μήκος του μυός, στα ποσοστά δύναμης και αγγείωσης τους καθώς παρατηρούνται και μετατροπές στην ποσόστωση και στον τύπο ορισμένων μυϊκών ινών.

Όμως αν δεν υπάρχει εναλλαγή προγραμμάτων και προπονητικών ερεθισμάτων ως προς την επιβάρυνση, και δεν αλλάξει το ερέθισμα που δέχονται οι μύες τότε η μυική τους υπερτροφία αναστέλλεται.

Ωστόσο αλλάζοντας τις γωνίες αντίστασης στις οποίες προπονείται ο μυς, το ασκησιολόγιο κ.α. παραμέτρους τότε ο μυς αναγκάζεται συνεχώς να προσαρμόζεται με αποτέλεσμα να αυξάνεται την μυική υπερτροφία.

Βέβαια πρέπει να υπάρχει και αναλόγως χρόνος αποκατάστασης ώστε το μυϊκό σύστημα να αποκαθίσταται από τους μικροτραυματισμούς που προκαλούνται από τις προπονήσεις.

Με αυτό τον τρόπο λοιπόν οι μύες μακροχρόνια γίνονται πιο ανθεκτικοί και την επόμενη φορά που θα εκτελεστεί παρόμοια μορφή άσκησης θα είναι μειωμένο το αίσθημα του πόνου, οι μυικές ίνες θα γίνουν πιο δυνατές έχοντας ως αποτέλεσμα να αυξήσεις το φορτίο προπόνησης.

Τέλος με την άσκηση αυξάνονται οι συσταλτικές πρωτεΐνες έχοντας ως αποτέλεσμα την αύξηση της  διατομής των μυϊκών ινών και της μυϊκής διατομής.

Εν κατακλείδι όταν αναφερόμαστε για προσαρμογές στο μυϊκό σύστημα με την άσκηση παράλληλα έχουμε και προσαρμογές στο νευρικό σύστημα (και σε άλλα συστήματα).

Μερικές επιπλέον προσαρμογές που πραγματοποιούνται με την προπόνηση ενδυνάμωσης είναι:

• Αυξάνεται ο ρυθμός και η συχνότητα της μυϊκής ενεργοποίησης από το νευρικό σύστημα.
• Η εκτέλεση των κινήσεων με γρήγορη εφαρμογή δύναμης έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της ηλεκτρικής δραστηριότητας του μυός και την εφαρμογή δύναμης.
• Η αύξηση του ρυθμού ανάπτυξης της δύναμης λόγω της αυξημένης συχνότητας και εξειδικευμένης ενεργοποίησης των κινητικών μονάδων και στην μείωση του κατωφλιού ενεργοποίησης του.
• Αύξηση της ικανότητας εκούσιας ενεργοποίησης του μυϊκού ιστού.
• Αυξάνεται η διεγερσιμότητα και ο ρυθμός ενεργοποίησης των περιφερικών κινητικών νευρώνων στο νωτιαίο μυελό.
• Αυξάνεται η διεγερσιμότητα και ο ρυθμός ενεργοποίησης των περιφερικών κινητικών νευρώνων στο νωτιαίο μυελό από τα ανώτερα εγκεφαλικά κέντρα (πχ. Βασικά γάγγλια, παραγγεφαλίδα κλπ.).
• Αυξάνεται η διεγερσιμότητα των νευρώνων στον κινητικό φλοιό. Αυτό προκαλείται από την τεχνική της άσκησης και την δυσκολία της άσκησης.
• Μειώνεται η δράση των ανασταλτικών μηχανισμών στον κινητικό φλοιό.

Συμπερασματικά οι προσαρμογές που εμφανίζονται στο μυϊκό σύστημα κατά την διάρκεια της άσκησης αλλά και μετά το πέρας αυτής είναι αρκετές.

Με σωστή τεχνική και σωστή εφαρμογή και κατανομή της επιβάρυνσης με την βοήθεια ειδικών της άσκησης θα  έχει ως αποτέλεσμα να προσφέρουν μόνο τις θετικές προσαρμογές της άσκησης στον ασκούμενο σε επίπεδο μυϊκού συστήματος αποφεύγοντας τον κίνδυνο για τραυματισμούς και επιπλοκές στο μυϊκό σύστημα.

Παραθέτω και το παρακάτω βίντεο σχετικά με τον μηχανισμό της μυϊκής συστολής ώστε να γίνει κατανοητός ο μηχανισμός λειτουργίας.

Ακολούθησε το fmh.gr στο Google News, στο Twitter, στο Facebook στο Υoutube και στο Instagram

Περικλής Κάβουρας, Γυμναστής. Κομοτηνή

Βιβλιογραφία

Pollanen E, Kangas R, Horttanainen M, et al. Intramuscular sex steroid hormones are associated with skeletal muscle strength and power in women with different hormonal status. Aging Cell 2015;14(2):236e48.

Gabriel DA, Kamen G, Frost G. Neural adaptations to resistive exercise: mechanisms and recommendations for training practices. Sports Med 2006;36(2):133e49.

Enoka RM. Neural adaptations with chronic physical activity. J Biomech 1997;30(5):447e55.

Brandt M, Jakobsen MD, Thorborg K, Sundstrup E, Jay K, Andersen LL. Perceived loading and muscle activity during hip strengthening exercises: comparison of elastic resistance and machine exercises. Int J Sports Phys Ther 2013;8(6):811e9.

Jakobsen MD, Sundstrup E, Andersen CH, Persson R, Zebis MK, Andersen LL. Effectiveness of hamstring knee rehabilitation exercise performed in training machine vs. elastic resistance: electromyography evaluation study. Am J Phys Med Rehabil/- Assoc Acad Physiatr 2014;93(4):320e7.

Jin EH, Park S, So JM. The effect of muscle power training with elastic band on blood glucose, cytokine, and physical function in elderly women with hyperglycemia. J Exerc Nutr Biochem 2015;19(1):19e24.

Binder EF, Yarasheski KE, Steger-May K, et al. Effects of progressive resistance training on body composition in frail older adults: results of a randomized, controlled trial. J Gerontol Ser A Biol Sci Med Sci 2005;60(11):1425e31.

Milte R, Crotty M. Musculoskeletal health, frailty and functionaldecline. Best Pract Res Clin Rheumatol 2014;28(3):395e410.

Buford TW, Hsu FC, Brinkley TE, et al. Genetic influence on exercise-induced changes in physical function among mobilitylimited older adults. Physiol Genomics 2014;46(5):149e5