Raumenų susitraukimas ir atsipalaidavimas

Raumens susitraukimas

Raumenims susitraukiant mes galime atlikti įvairius darbus: rašyti, pakelti įvairius svorius, atlikti įvairiausius kasdienius, mums įprastus judesius. Tačiau vargu ar suprantam kodėl ir kaip mūsų griaučių raumenys gali susitraukti, kokie mechanizmai už to slypi.
Visų pirma, prieš raumenims susitraukiant ir mums atliekant įvairius judesius, veiksmus, galvos smegenyse turi susidaryti "motorinė programa". Tai tarsi vizija, planas, veiksmo, judesio, kurį planuojame atlikti. Susidarius "motorinei programai" nervinis impulsas, iš galvos smegenų keliauja į nugaros smegenis, iš kurių išeinančiais motoriniais neuronais patenka į programos įgyvendintojus - raumenis.

Taigi, raumenims susitraukti reikalingas nervinis signalas ateinantis iš centrinės nervų sistemos (CNS). Nervinis impulsas į raumenis patenka motoriniu neuronu, kuris galine plokštele tvirtinasi prie įnervuojamos raumeninės skaidulos, sudaro sinapsę bei sukelia eilę pokyčių joje: sukeliamas veikimo potencialas, kuris sklinda sarkolema ir patenka į T sistemą, per ją į sarkoplazminį tinklą bei sukeliamas kalcio jonų (Ca⁺⁺) išmetimas į sarkoplazmą.

Padidėjus kalcio jonų koncentracijai sarkoplazmoje, pašalinamas slopinantis troponino I poveikis bei miozino galvutė susijungia su aktinu, sudaromi aktino-miozino skersiniai tilteliai, kurių sukamieji judesiai sukelia sarkomero ir viso raumens susitraukimą. Raumenys susitraukia pagal dar 1954 m. pasiūlytą Huxley & Huxley slenkančių siūlų mechanizmą (Saplinskas, 2004; Beachle & Earle, 2008). Daugiau apie tai galite sužinoti peržiūrėję gana paprastą video filumuką pateiktą žemiau:

Miozino skersinių tiltelių sukibimo su aktinu greitis priklauso ne tik nuo miozino lengvųjų grandžių fosforilinimo (t.y. kaip greitai miozino skersiniai tilteliai sugeba pakeisti erdvinę struktūrą ir iš pasyvios būsenos, kurios metu negali sukibti su aktinu, pereina į aktyvią ir sudaro stiprias jungtis), bet ir kalcio jonų koncentracijos (esant per mažai kalcio jonų koncentracijai nesukimba arba sukimba nedidelis kiekis miozino skersinių tiltelių su aktinu).

Būtina paminėti, kad raumens susitraukimui (taip pat ir atsipalaidavimui) yra reikalinga energija – ATP.

Raumens atsipalaidavimas

Manoma, kad, kai Ca⁺⁺ sukimba su baltymu parvalbuminu, esančiu sarkoplazmoje, ir per Ca⁺⁺ siurblį grąžinami į sarkoplazminį retikulumą (ten iš kur buvo išskirti). Ląstelėje sumažėjus laisvų Ca⁺⁺ jonų koncentracijai tropomiozinas užblokuoja aktyviąsias aktino vietas ir, jei tarp miofibrilių yra pakankamas ATP kiekis, raumuo atsipalaiduoja. Kuo daugiau sarkoplazmoje yra parvalbumino, tuo greičiau atsipalaiduoja raumuo.

Raumens susitraukimas ir atsipalaidavimas yra du skirtingi, atskiri procesai. Raumens susitraukimo jėga priklauso nuo miozino skersinių tiltelių sukibimo su aktinu jėgos bei kiekio, o raumens atsipalaidavimo greitis – nuo Ca⁺⁺ siurblio efektyvumo, parvalbumino bei ATF koncentracijos raumenyse.

Taigi, kad raumuo išvystytų didelę jėgą, kad galėtume pakelti kuo didesnį svorį, turi kuo daugiau ir kuo greičiau miozino skersinių tiltelių sukibti su aktinu. Tai yra viena iš būtinų sąlygų siekiant išvystyti kuo didesnę jėgą.

Kita sąlygą – greitas raumenų atsipalaidavimas. Katik minėta Ca⁺⁺ koncentracijos dinamika atsipalaidavimo metu bei pakankamas ATP kiekis užtikrina greitą raumenų atsipalaidavimą (Saplinskas, 2004; Skurvydas, 1998).

Tai supaprastintas molekulinis raumenų susitraukimo ir atsipalaidavimo modelis.

Apibendrinant:

• Raumenims susitraukiant cheminė energija paverčiama mechanine - darbu.
• Raumenims susitraukti ir atsipalaiduoti būtina energija (ATP).
• Raumens susitraukimas molekuliniame lygmenyje - aktino ir miozino baltymų sąveiką, kuri yra nulemta daugybės prieš tai įvykusių reakcijų.
• Kuo daugiau, raumens susitraukimo metu, susidaro stiprių jungčių tarp aktino ir miozino baltymų, tuo potencialiai didesnę jėgą ir galingumą gali išvystyti raumenys.
• Raumenims susitraukti būtina sąlyga - raumenų atsipalaidavimas,....

Naudota literatūra:

• Beachle T.R., Earle R.W.(2008). Esentials of strength training and conditioning/National strength and conditioning asssociation - Human Kinetics.
• Saplinskas, J. (2004). Griaučių raumenys, molekulės, judėjimas. Vilnius.
• Skurvydas, A. (1998). Judesių valdymo ir sporto fiziologijos konspektai. LKKA. Kaunas