Onze spieren — een mysterie der schepping
ONZE spieren, die wij op zoveel manieren en voor oneindig veel doeleinden gebruiken, bezien wij doorgaans als de gewoonste zaak van de wereld — dat wil zeggen, totdat er iets gebeurt waardoor ze pijn gaan doen. Wat weten wij echter over de wijze waarop de spieren werken?
Al jaren worden onderzoekers door het mysterie van de spierwerking geïntrigeerd. Zij hebben studie gemaakt van de spieren in de hoop te begrijpen wat er precies gebeurt als ze gaan functioneren. De spierwerking is voor deze mensen een ware uitdaging.
Een vooraanstaand geleerde op dit gebied, de Hongaarse scheikundige Szent-Györgyi, verklaarde zo’n vijfentwintig jaar geleden: „Het probleem van de spiercontractie is nog steeds niet opgelost.” Veertien jaar later verklaarde een andere onderzoeker: „Wij kunnen nog steeds geen antwoord geven op de fundamentele vraag: ’Hoe wordt de chemische energie die door de stofwisseling is opgeslagen, door het moleculaire mechanisme van de spier in mechanische arbeid omgezet?’” En nog niet zo lang geleden verklaarde professor Ville van de Harvard-universiteit in zijn boek Biology: „Fysiologen en biochemici trachten al jaren een oplossing te vinden voor het probleem hoe een spier zich kan samentrekken, maar de werkelijke chemische en fysische processen die bij een spiersamentrekking plaatsvinden, zijn nog altijd meer een kwestie van gissing dan van vastgestelde feiten.” Men is echter op deze wijze wel heel wat interessante dingen aan de weet gekomen.
Kenmerkende eigenschappen van spieren
Doordat spieren bewegingen kunnen laten verrichten, behoren ze tot de dingen die mens en dier van de meeste planten onderscheiden. Spieren stellen ons niet alleen in staat op onze voeten te lopen en veel dingen met onze handen te doen, maar ook tal van lichaamsfuncties die voor ons van levensbelang zijn, zijn grotendeels van onze spieren afhankelijk. Ademhaling, bloedsomloop, spijsvertering, uitscheiding en voortplanting zijn alle van onze spieren afhankelijk, en er zijn wel vijf- à zeshonderd of meer spieren.
De spieren maken ongeveer 40 à 50 percent van het lichaamsgewicht uit. Ze bestaan uit ongeveer 75 percent water, 20 percent eiwit, 2 percent vet, alsmede verscheidene soorten mineralen of zouten. De spieren verschillen afzonderlijk in lengte — van ongeveer drie millimeter, namelijk in het binnenoor, tot 45 of meer centimeter, namelijk in de benen. Misschien wel de kleinste spieren zijn die welke ons haar overeind doen staan wanneer wij schrikken of die welke ons kippevel geven als wij huiveren van de kou.
Een populair-wetenschappelijke publikatie heeft eens gezegd dat „een van de grootste geheimen der natuur het mysterie van de spieren” is. Sommige spieren kunnen duizend maal hun eigen gewicht optillen; sommige kunnen een druk uitoefenen van drie kilogram per vierkante centimeter eigen doorsnee. De sluitspier van een mossel kan urenlang, zonder ogenschijnlijk enige energie te verbruiken, een knellende greep als van een bankschroef blijven uitoefenen. De spieren van ons hart en onze longen werken zonder ophouden van de wieg tot het graf. In Methusalah’s geval was dat 969 jaar! (Gen. 5:27) Sommige van onze spieren kunnen zich samentrekken en ontspannen in een fractie van een seconde. De spieren van bepaalde insekten kunnen in een fantastisch tempo bewegen of trillen — van 55 maal per seconde in het geval van bepaalde torren, tot wel 1046 maal per seconde in het geval van sommige kleine mugjes.
Drie soorten spieren
Er zijn drie soorten spieren in ons lichaam: 1. Willekeurige spieren, waartoe onder andere de skelet- en aangezichtsspieren behoren, 2. onwillekeurige spieren, die men onder andere aantreft in de bloedvaten, ingewanden, maag, blaas en baarmoeder, en 3. de hartspier.
Willekeurige spieren worden ook wel dwarsgestreepte spieren genoemd, omdat ze onder een microscoop afwisselend lichte en donkere kruiselings lopende strepen of ribbels vertonen. De meeste van deze spieren zijn lang en smal, zoals van de armen en benen; andere zijn echter plaatvormig, zoals die van de buik en de rug. Willekeurige spieren zijn in ruime mate van zenuwen voorzien en hebben een rijke bloedtoevoer om aan hun doel te kunnen beantwoorden. Sommige spieren, zoals die welke de ademhaling beheersen, zou men zowel willekeurig als onwillekeurig kunnen noemen. Wij maken er een „willekeurig” ofte wel opzettelijk gebruik van wanneer wij diep ademhalen, maar meestal, en vooral wanneer wij slapen, functioneren ze zonder enige wil van onze kant.
Bij wijze van tegenstelling worden onwillekeurige spieren „glad” genoemd, want ze missen die gestreepte ribbels. Met behulp van de elektronenmicroscoop heeft men een frappant en doelmatig verschil ontdekt tussen de structuur van de willekeurige en die van de onwillekeurige of gladde spieren. In gladde spieren liggen de fibrillen of vezels die de eigenlijke functie van het samentrekken verrichten evenwijdig gerangschikt, terwijl ze elkaar gedeeltelijk bedekken onder een hoek van ongeveer 10 graden met de lange as van de spiercel. Door deze scheve ligging van de fibrillen kunnen de gladde spieren wel tien keer zo sterk zijn als ze anders zouden zijn geweest en zijn ze in staat zich gedurende lange tijdsperioden krachtig te blijven samentrekken. De ligging daarentegen van de vezels in willekeurige of dwarsgestreepte spieren, namelijk in rijen of met de einden tegen elkaar, geeft deze spieren de mogelijkheid met grotere snelheid te bewegen. Bovendien kan de samentrekking van veel grotere omvang zijn dan bij gladde spieren. Dit is ook nodig in verband met de dienst die deze willekeurige spieren de mens moeten bewijzen. Ze verschaffen stellig een bewijs van een wijze Ontwerper.
De hartspier is een klasse apart. Wegens de belangrijke taak die ze te verrichten heeft, is ze op een speciale wijze samengesteld, waardoor ze de krachtigste spier is die de mens bezit. Bij de vrouw is echter naar verluidt slechts één spier sterker, namelijk de spier van de baarmoeder, waardoor een baby bij de geboorte moet worden uitgedreven. De hartspier is opgebouwd naar het patroon van de willekeurige spier, maar ze functioneert als een onwillekeurige spier.
Spierwerking
De willekeurige of skeletspieren, die door middel van pezen aan de botten zijn vastgehecht, dienen in werkelijkheid voor het overbruggen van de gewrichten. Zo wordt de onderarm bewogen door de groep spieren tussen de elleboog en de schouder, evenals de spiergroep tussen de elleboog en de pols de hand doet bewegen. Een groep? Ja, er is een groep van spieren nodig om de verschillende soorten van beweging mogelijk te maken, en wel via de pezen. Pezen moet men echter niet verwarren met de banden die de beenderen onderling verbinden en zich niet kunnen strekken. Wanneer gewrichtsbanden worden uitgerekt, betekent dat een pijnlijke verstuiking of verrekking.
Wat de spierwerking zelf betreft, er bestaan slechts twee soorten: De spieren kunnen 1. trekken, zich samentrekken of zich spannen en 2. zich ontspannen. Ze kunnen nooit duwen.
Onze willekeurige spieren of spiergroepen vervullen hun functie hoofdzakelijk paarsgewijs. Groepen van twee of drie van zulke spieren zijn in paren gerangschikt om als antagonisten van elkaar op te treden. De twee buigspieren of flexoren aan de voorkant van de opperarm zijn in staat de onderarm te buigen, en de drie strekspieren of extensoren aan de achterkant van de opperarm kunnen de onderarm weer strekken. Deze „antagonisten” werken altijd samen. Dus als de een zich samentrekt, ontspant de ander zich en maakt daardoor de samentrekking of contractie van de eerste mogelijk. Dit vereist natuurlijk dat de zenuwen samenwerken door naar het ene stel spieren signalen te zenden dat ze zich moeten samentrekken en tegelijkertijd de tegenoverliggende groep van spieren het sein te geven zich te ontspannen.
Een spier bestaat uit vezels of fibrillen die omgeven zijn door een schede en die elk een doorsnede kunnen hebben van 0,1 tot 0,01 millimeter en even lang kunnen zijn als de gehele spier. De spiervezels bestaan uit evenwijdige elementen die een doorsnee hebben van 0,001 millimeter, en deze zijn op hun beurt samengesteld uit evenwijdig lopende actine- en myosine-filamenten. Het schijnt dat het geheim van de spierwerking in deze actine- en myosinefilamenten schuilt. Men begrijpt thans dat bij spiercontractie deze filamenten langs elkaar glijden.
Bij de spierwerking wordt zuurstof en stikstof verbruikt, hetgeen maakt dat het bloed aan de vraag hiernaar moet voldoen, en ontstaat terzelfder tijd een toename in afvalprodukten, namelijk kooldioxyde en melkzuur, die door het bloed worden weggevoerd. De aanwezigheid van melkzuur in de spier veroorzaakt dat men zich vermoeid voelt. De bloedstroom dient zowel voor het voeden van de spieren als voor het verwijderen van hun afvalprodukten, en dit gebeurt zonder dat het bloed deze twee taken door elkaar haalt. Hoewel men al deze dingen te weten is gekomen, begrijpt men nog altijd niet hoe nu precies de zenuwen in staat zijn de stofwisselingsprodukten die in de spier worden opgeslagen, in mechanische energie om te zetten. Dat is nog altijd een groot mysterie voor de mens.
Spiertonus
Onze willekeurige spieren zijn nooit geheel ontspannen. Er is altijd een geringe spanning of ’tonus’, en deze spanning maakt dat de spieren snel in actie kunnen komen. Zowel de snelheid als de soepelheid van de beweging hangen van deze spiertonus af. Een bewijs voor deze tonus kan men zien wanneer een pees — waarmee een spier aan een bot is vastgehecht — wordt doorgesneden. De spier krimpt in.
De spiertonus is echter niet het gevolg van het feit dat de hele spier altijd enigszins gespannen is. In spiervezels geldt de regel „alles of niets”. Dat wil zeggen: de afzonderlijke vezels reageren in het geheel niet totdat de zenuwimpuls een bepaalde sterkte heeft bereikt, en dan trekken ze zich helemaal samen. Op welke manier wordt de spiertonus dan gehandhaafd? Door de samentrekking van groepjes spiervezels in relaisschakeling, zodat de vezels voor het merendeel in rust en er dus betrekkelijk weinig in werking zijn. Hierdoor ontstaat de nodige spiertonus; de spier is als het ware op haar hoede.
Deze relaiswerking van de spiervezels maakt dat wij lange tijd een goede houding kunnen hebben zonder erg vermoeid te raken. Een zekere spierarbeid of tonus is nodig om rechtop te zitten. Een staande houding vereist nog meer tonus. En wanneer wij gaan lopen, is de samenwerking van nog veel meer spieren vereist. Geen wonder dat het een kind veel tijd en inspanning kost om te leren lopen.
Zorg goed voor uw spieren
De Schepper heeft de mens niet alleen honderden prachtig functionerende spieren gegeven maar hij heeft de eerste mens ook geboden de tuin van Eden „te bebouwen en er zorg voor te dragen”. Dit vereiste dat de mens zijn spieren zou gebruiken. De mens had zeer belangrijk werk te doen dat ertoe zou bijdragen hem in een uitstekende lichamelijke conditie te houden. De Schepper heeft de mens niet voor een lui leven bestemd. In feite is luiheid zelfs een van de grootste vijanden van krachtige, gezonde spieren. — Gen. 2:15.
Wanneer iemands dagelijkse bezigheden hem niet de nodige lichaamsbeweging verschaffen, dient hij er zorgvuldig op te letten dat hij zijn spieren op een andere manier in conditie houdt. Trappenlopen in plaats van steeds de lift te nemen kan van groot nut zijn; ook kan men beter gaan lopen als dit mogelijk is, dan van de gezinsauto of het openbaar vervoer gebruik te maken. Het gaan in looppas en oefeningen als die waarbij men zich steunend op de handen uit liggende houding opdrukt, kunnen eveneens veel goed doen.
Hand in hand met voldoende lichaamsbeweging gaan voldoende rust en slaap. Het is vooral nuttig ontspannen te leren werken in plaats van steeds nerveus en gespannen te zijn. Onnodige spanning schaadt zowel zenuwen als spieren.
Ook is het belangrijk erop toe te zien dat de spieren het juiste voedsel krijgen. Dat betekent onder andere erop te letten dat men voldoende vitaminen en mineralen binnenkrijgt en daarom ongeraffineerd en niet-veredeld voedsel kiest en fruit en groente eet, liefst rauw en ruimschoots voldoende.
Wat kan er worden gedaan in verband met spiermoeheid, spierkrampen en dergelijke kwalen? Warme, vochtige omslagen en massage behoren tot de beste geneesmiddelen, hoewel bepaalde smeerseltjes ook goed kunnen helpen. En rust is natuurlijk de allerbeste geneeswijze. Wanneer spierkrampen en hevige pijn voortduren, zou het verstandig zijn een arts te raadplegen, vooral wanneer deze krampen en pijnen niet in de ledematen optreden.
Psychosomatische factoren dienen evenmin over het hoofd te worden gezien. Als iemands spieren voortdurend vermoeid zijn ook al krijgt men voldoende rust en eet men het juiste voedsel, kan het probleem heel goed van psychosomatische aard zijn en de uitwerking zijn van de geest en de emoties op het lichaam. Terecht zegt de bijbel: „Een hart dat blij is, doet goed als geneesmiddel, maar een geest die terneergeslagen is, droogt de beenderen uit” — en, zo zou men eraan kunnen toevoegen, maakt de spieren vermoeid. — Spr. 17:22.
Onze spieren zijn inderdaad een wonder, maar hoe ze precies werken is nog steeds een mysterie. Niettemin dient datgene wàt wij ervan begrijpen, ertoe bij te dragen dat wij goed voor onze spieren zorgen.
[Illustraties op blz. 21]
Willekeurige spieren
Hartspier
Onwillekeurige spieren
[Illustraties op blz. 23]
Om spieren in goede conditie te houden zijn lichaamsbeweging, niet-veredeld voedsel en voldoende nachtrust belangrijk