Spiere—meesterstukke van ontwerp
LEWE word deur beweging onderhou. Jou borskas beweeg byvoorbeeld in en uit met elke asemteug, en jou hart klop ritmies om jou aan die lewe te hou. Wat veroorsaak hierdie bewegings? Spiere!
Spiere is sterk, elastiese weefsels wat jou liggaamsdele laat funksioneer en jou deur aksies aan jou gedagtes en gevoelens laat uiting gee. Of die aksie nou glimlag, lag, huil, praat, loop, hardloop, werk, speel, lees of eet is, spiere is daarby betrokke. Dit is moeilik om aan enigiets te dink wat ’n mens doen waarby ’n spier nie betrokke is nie.
Daar is ongeveer 650 spiere in jou liggaam. Die kleinste spiertjies is aan die piepklein beentjies vasgeheg wat in jou oor gevind word. Die grootste spiere is die boudspiere wat jou bene laat beweeg. Spiere, wat ongeveer die helfte van ’n man se liggaamsgewig uitmaak en ongeveer een derde van ’n vrou s’n, is ontwerp om te werk. Hulle word as “biologiese masjiene” beskou, en hulle ‘sit elke dag meer energie in beweging om as al die mensgemaakte masjiene tesame, met inbegrip van die motor’, het Gerald H. Pollack, ’n professor in bio-ingenieurswese, gesê.
Selfs wanneer jy rus, bly jou spiere in ’n toestand van gereedheid—gereed om te werk. Op enige gegewe tydstip is party van die vesels in elke spier saamgetrek. Sonder hierdie effense sametrekking sou jou mond oopgehang het en jou liggaam se inwendige organe min ondersteuning gehad het. Selfs terwyl jy staan of sit, maak jou spiere klein aanpassings om jou liggaamshouding te behou of om te keer dat jy van jou stoel afval.
Spiersoorte
Daar is drie soorte spiere in jou liggaam. Elkeen het ’n ander werk. Die een is die hartspier, wat jou hart laat pomp. Die hartspier rus die helfte van sy lewe, want ná elke sametrekking moet hy ontspan tot die volgende sametrekking.
Gladdespiere is ’n ander soort spier. Gladdespiere omhul die meeste van jou inwendige organe, met inbegrip van jou bloedvate. Soos die hartspier, wat onwillekeurig saamtrek, word gladdespiere nie bewustelik beheer nie. Hulle verrig lewensfunksies, soos om vloeistowwe deur jou niere en blaas te laat beweeg, kos deur jou spysverteringskanaal te stoot, die bloedvloei deur jou vate te reguleer, die vorm van die lense in jou oë aan te pas en die ligopening van jou pupille te vergroot.
Die meeste van jou 650 spiere is skeletspiere. Hulle voer jou willekeurige bewegings uit. Van jou geboorte af leer jy hoe om hierdie spiere te beheer. ’n Baba leer byvoorbeeld om sy arms en bene te beweeg sodat hy kan loop en sy balans kan behou. Omdat spiere net kan saamtrek, werk skeletspiere in pare saam. Wanneer een spier saamtrek, ontspan die ander een. Sonder hierdie spanwerk sou jy moes wag dat swaartekrag jou arm aftrek elke keer as jy jou kop gekrap het. In plaas hiervan trek jou triseps, die spier wat jou biseps se maat is, saam sodat jy gou jou arm kan laat sak.
Spiere verskil in grootte en vorm. Party is lank en dun, soos die dyspiere in jou bene. Ander is swaar en dik, soos die boudspiere. Hulle is almal ontwerp om jou te laat beweeg. Die ribbekas sou onbeweeglik gewees het as daar nie spiere was wat die spasies tussen die ribbes gevul het nie. Hierdie spiere laat die borskas soos ’n trekklavier beweeg, wat jou help om asem te haal. Maagspiere is, baie soos die lae in laaghout, teen verskillende hoeke in lae gerangskik, om te keer dat die organe in jou buik uitval.
Samewerking tussen spiere en senings
Spiere wat aan jou beendere trek, is daaraan vasgeheg met sterk, wit, tou-agtige weefsels wat senings genoem word. Senings strek diep in die spier in en heg vas aan bindweefsel wat die spiervesel omhul. Bindweefsel laat die kragte wat in jou spiere ontstaan aan die sening trek sodat jou beendere kan beweeg. Die sterkste sening, die haksening, is vasgeheg aan een van die sterkste spiere in jou liggaam, wat in jou kuit gevind word. Kuitspiere is die liggaam se skokbrekers. Wanneer jy loop, hardloop of spring, weerstaan hulle kragte van meer as ’n ton.
Die beweegbaarheid van jou hand is nog ’n voorbeeld van die samewerking tussen spiere en senings. Twintig pare spiere in jou voorarm is aan jou hand- en vingerbeentjies met al hulle gewriggies vasgeheg deur middel van lang senings wat onder ’n veselagtige band in jou pols deurloop. Hierdie spiere, tesame met 20 ander spiere wat jou handpalms en vingers uitvoer, gee jou hand die verbasende vaardigheid wat nodig is om die delikate onderdele van ’n goeie horlosie aanmekaar te sit of ’n byl vas te hou om hout te kap.
Meer as 30 gesigspiere
Jou gesig, meer as enige ander deel van jou liggaam, gee uiting aan jou persoonlikheid. Die Skepper het ’n groot konsentrasie van spiere in jou gesig geplaas—altesaam meer as 30—wat ’n wye verskeidenheid gesigsuitdrukkings moontlik maak. Dit vereis 14 spiere net om jou te laat glimlag!
Party gesigspiere is kragtig, soos dié wat aan jou kakebeen vasgeheg is, wat ’n krag van 75 kilogram kan uitoefen om jou kos te kou. Ander is delikaat maar sterk, soos die spiere wat jou ooglede beheer wanneer jy jou oë knip en jou oë met vloeistof baai wat vuiligheid en kieme meer as 20 000 keer per dag wegwas.
Verbasende ontwerp
Elke spier is ontwerp om egalig saam te trek. Skeletspiere moet hulle sametrekkings kan aanpas sodat jy nie dieselfde hoeveelheid krag gebruik wanneer jy ’n veertjie optel as wanneer jy ’n gewig van tien kilogram oplig nie. Hoe word dit gedoen? Kom ons kyk.
Alle spiere bestaan uit individuele selle. Omdat spierselle lang selle is, word hulle vesels genoem. Sommige vesels het ’n ligte kleur, ander is donkerder. Die ligter vesels is vesels wat vinnig saamtrek, oftewel sneltrek-vesels. Hulle word gebruik wanneer jy jou ’n kort tydjie kragtig moet inspan, soos wanneer jy ’n swaar voorwerp optel of die 100 meter hardloop. Sneltrek-spiervesels is kragtig, en glikogeen, ’n suiker, is hulle bron van energie. Maar hulle word gou moeg en kan selfs kramp of pyn weens ’n ophoping van melksuur.
Die donkerder spiervesels is vesels wat stadig saamtrek, oftewel traagtrek-vesels, en hulle werk deur suurstofmetabolisme. Aangesien hierdie vesels ’n groter bloedtoevoer en meer aërobiese energie as sneltrek-vesels het, is traagtrek-vesels “die koorde van uithouvermoë”.
’n Ander soort vesel is effens donkerder as die ligte sneltrek-vesels. Hierdie vesels is soortgelyk aan hulle, maar word nie so gou moeg nie. Omdat hierdie soort vesel goed van suiker en suurstof as brandstof gebruik maak, is hulle waarskynlik betrokke wanneer jy langdurige, harde werk doen.
Daar is ’n kombinasie van hierdie soorte vesels in elke mens en in verskillende spiere. Langafstandhardlopers kan byvoorbeeld gemiddeld 80 persent traagtrek-vesels in hulle beenspiere hê, terwyl naellopers gemiddeld meer as 75 persent van die sneltrek-soort kan hê.
Deur senuwees geaktiveer
Alle spiervesels word deur senuwees geaktiveer. Wanneer hulle prikkels na jou spiere stuur, reageer die spiere deur saam te trek. Maar nie al die spiervesels in ’n sekere spier trek op dieselfde tyd saam nie. Spiervesels is eerder in motoreenhede gerangskik. In ’n motoreenheid heg ’n enkele senuwee aan baie vesels vas en beheer dit.
Sommige motoreenhede, soos dié in jou beenspiere, bestaan uit meer as 2 000 spiervesels vir ’n enkele senuwee. Maar die motoreenhede in jou oog beheer net drie vesels elk. As daar minder spiervesels in ’n eenheid is en meer eenhede per spier, kan beter gekoördineerde, fyner bewegings uitgevoer word, soos dié wat jy nodig het om garing deur ’n naald se oog te steek of klavier te speel.
Wanneer jy ’n veertjie optel, word net ’n paar motoreenhede geaktiveer. Wanneer jy ’n swaar voorwerp oplig, stuur spesiale sensoriese organe in jou spiervesels blitsvinnig ’n boodskap na jou brein om meer motoreenhede te aktiveer, en sodoende word die krag vergroot wat jy gebruik om die voorwerp op te lig. Wanneer jy stadig loop, is net ’n paar motoreenhede geaktiveer; maar wanneer jy hardloop, word baie meer eenhede vinniger gestimuleer.
Jou hartspier verskil van skeletspiere deurdat dit óf saamtrek óf ontspan. Wanneer een sel in die hartspier gestimuleer word, versprei die boodskap na al die selle en hulle word almal terselfdertyd geaktiveer, wat daartoe lei dat die hele spier saamtrek en dan ontspan, ongeveer 72 keer per minuut.
Gladdespiere reageer baie soos die hartspier—wanneer die sametrekking eers begin, trek die hele orgaan saam. Maar gladdespiere kan langer as die hartspier saamgetrek bly sonder om moeg te raak. Tensy jy af en toe hongerpyne voel of die kragtige sametrekkings ondervind wat met kindergeboorte gepaardgaan, weet ’n mens skaars dat jy gladdespiere het.
Hou jou spiere fiks
“Oefeninge is goed vir die hele liggaam, binne en buite. . . . Spiere wat gereeld geoefen word, doen alles beter”, sê die boek Muscles: The Magic of Motion. Oefeninge lei tot goeie spierspanning, wat jou inwendige organe beter ondersteun en jou spiere help om nie so gou moeg te raak nie.
Twee verskillende soorte oefeninge is goed vir jou spiere. Anaërobiese oefeninge, waartydens jy elke dag ’n rukkie met gewigte oefen, versterk jou spiere. Sterker spiere berg nie net meer suiker en vetsure nie, maar hulle kan hierdie brandstowwe ook doeltreffender gebruik, wat jou spiere help om nie moeg te raak nie.
Aërobiese oefeninge, soos om te draf, te swem, fiets te ry of vinnig te stap, verbeter algehele fiksheid. Hierdie soort uithou-oefeninge verhoog die bloedvloei na die spiere en laat die aantal mitochondria toeneem, wat ATP maak, die energieverbinding wat nodig is om jou spiere te laat saamtrek. Jou hart word veral bevoordeel deur hierdie soort oefeninge, wat selfs ’n hartaanval kan help voorkom.
As jy die spiere beweeg en strek voordat jy veeleisende oefeninge doen, kan dit help voorkom dat jy jou spiere verrek of andersins beseer. Sulke opwarmingsoefeninge verhoog die temperatuur in jou spiere, wat meer bloed na hulle laat sirkuleer en weer ensieme help om meer energie te vervaardig wat jou spiere in staat stel om beter saam te trek. Deur met dieselfde oefeninge af te koel waarmee jy opgewarm het, help jy seerheid en styfheid voorkom deur van opgehoopte melksuur ontslae te raak.
Daar moet egter op gewys word dat jy skeletspiere kan seermaak deur oefeninge wat te veel inspanning verg, veral as jy onfiks is. As jy te veel spanning op jou spiere plaas deur herhaalde verlengingsametrekkings, soos wat kan gebeur wanneer jy ’n swaar voorwerp stadig neersit of teen ’n afdraande af hardloop, kan jy ook spiervesels skeur. Selfs ’n klein skeurtjie as gevolg van ooreising kan pynlike spierspasmas en ontsteking veroorsaak.
Kyk goed na jou spiere. Gee hulle die regte oefening en rus sodat hulle kan aanhou om jou soos ’n goed ontwerpte masjien te dien, jou liggaam se ‘beste masjien’.
[Lokteks op bladsy 20]
Daar is ongeveer 650 spiere in jou liggaam. Die boudspiere, wat jou bene laat beweeg, is die grootste
[Venster op bladsy 24]
Spiere en voeding
Goeie voeding is ’n sleutelfaktor as jy gesonde spiere wil behou. Kossoorte wat ryk is aan kalsium, soos suiwelprodukte, en aan kalium, soos piesangs sowel as sitrus- en droëvrugte, donkergeel groente, neute en sade help om spiersametrekkings te reguleer. Volgraanbrood en graansoorte verskaf yster en B-groep vitamiene, veral B1, wat noodsaaklik is sodat koolhidrate, proteïene en vette in die energie omgesit kan word wat jou spiere nodig het. As jy baie water drink, help dit nie net om jou elektrolietewewig te handhaaf nie, maar dit spoel ook melksuur en ander afvalprodukte uit wat spierfunksie kan belemmer.
[Venster/Diagram op bladsy 22, 23]
DIE WONDER VAN SPIERSAMETREKKING
’n Spier se werking lyk dalk eenvoudig. Maar die meganisme van sametrekking is ontsagwekkend. Professor Gerald H. Pollack sê: “Die prag in die natuur se ontwerp vervul my met ontsag. Die omsetting van chemiese energie na meganiese energie word so behendig gedoen—ek wil amper sê so intelligent—dat ’n mens jou net daaroor kan verwonder.”
Laat ons deur ’n elektronmikroskoop na die ingewikkelde werking van spiersametrekking kyk en meer leer oor hierdie meesterstuk van ons Skepper se ontwerp.
Elke spiersel, oftewel vesel, bestaan eintlik uit ’n bundel kleiner vesels wat miofibrille genoem word en wat parallel aan mekaar gerangskik is. Elke miofibril bevat duisende dunner miofilamente. Sommige miofilamente is dikker, ander is dunner. Die dikker filamente bevat miosien, en die dunner filamente bevat aktien, proteïene wat die spiersel help om saam te trek.
Op die oppervlak van elke spiervesel is ’n holte. Die senuweevesel, wat ’n vertakking van die rugmurg is, eindig hier en pas in die holte in. Ons spiere begin beweeg wanneer die brein die bevel gee en wanneer die boodskap, wat deur miljoene senuweeselle van die sentrale senuweestelsel af oorgedra word, die senuwee-eindpunt bereik. Namate elke senuwee-eindpunt gestimuleer word, bars meer as 100 piepklein sakkies oop en stel dit ’n chemiese stof vry wat die senuwee se prikkel versterk wanneer dit met die membraan van die spiersel in aanraking kom. Dít sit ’n reeks elektriese veranderinge aan die gang wat die hele spiersel opwek en veroorsaak dat die selmembraan elektries gelaaide kalsiumione vrystel, wat die meganiese proses van sametrekking laat begin.
Kalsiumione versprei nou deur die hele spiervesel via ’n netwerk van klein buisies en kom met verskillende proteïene in aanraking. Op die een of ander manier veroorsaak die uitwerking van die kalsium op hierdie proteïene dat bedekte proteïenpunte op die skag van die dun aktienfilament blootgestel word.
Pare ronde knoppies wat uit die dikker miosienfilamente uitsteek en bo bedek is met ’n hoë-energieverbinding wat ATP genoem word, word terselfdertyd geaktiveer. Een van die knoppies aan die punt van die miosienfilament heg vas aan een van die geaktiveerde punte op die aktienfilament wat nou blootgestel is en vorm ’n verbinding tussen die twee. Die ander knoppie splyt die ATP en stel genoeg energie vry sodat die verbinding die aktienfilament al met die miosienfilament langs of bo-oor dit kan trek of laat gly. Soos ’n span wat hand oor hand werk om ’n tou te trek, maak die miosienfilamente hulle los en heg hulle verder met die aktienskag langs weer vas, terwyl hulle die hele tyd die aktienfilament na die middel van die miosienfilament toe trek. Hierdie aksie word herhaal totdat die sametrekking voltooi is. Die hele kettingreaksie vind binne net ’n paar duisendstes van ’n sekonde plaas!
Aan die einde van die sametrekking keer die kalsium terug na die bron daarvan in die membraan van die spiersel, die blootgestelde punte op die skag van die aktienfilament word weer eens bedek en die spiervesel ontspan totdat dit weer geprikkel word. Ja, ‘op ’n vreesinboesemende wyse is ons wonderbaar gemaak’!—Psalm 139:14, NW.
[Diagram]
(Sien publikasie vir oorspronklike teksuitleg)
Ons spiere is in werklikheid bondels vesels wat in lae gerangskik is
Dik en dun miofilamente (baie vergroot)
Miofibril
’n Bundel miofibrille
Spiervesel
Spier
[Prent op bladsy 21]
(Vergroot, 2x)
Die kleinste spiertjies is aan die piepklein beentjies vasgeheg wat in jou oor gevind word
[Prent op bladsy 21]
Dit vereis 14 spiere net om jou te laat glimlag!
[Prent op bladsy 21]
Spiere laat jou oë meer as 20 000 keer per dag knip
[Prent op bladsy 24]
Jou hartspier trek saam en ontspan ongeveer 72 keer per minuut of 2,6 miljard keer in ’n gemiddelde leeftyd
[Prent op bladsy 24]
Anaërobiese oefeninge
[Foto-erkennings op bladsy 20]
Man, bl. 20; oog, bl. 21; hart, bl. 24: The Complete Encyclopedia of Illustration/ J. G. Heck