Muşchii: capodopere ale artei de a proiecta

VIAŢA este susţinută prin mişcare. De exemplu, pieptul se ridică şi coboară cu fiecare respiraţie, iar inima bate ritmic, menţinându-vă în viaţă. Ce anume determină efectuarea acestor mişcări? Muşchii!

Muşchii sunt alcătuiţi din ţesuturi solide, elastice, care permit părţilor corpului să funcţioneze şi să transpună astfel în mişcare gândurile şi sentimentele noastre. Indiferent că zâmbim, râdem, plângem, vorbim, ne plimbăm, alergăm, muncim, ne jucăm, citim sau mâncăm, muşchii sunt puşi în mişcare. Este greu să ne gândim la vreun lucru pe care îl facem fără acţiunea vreunui muşchi.

În corp există aproximativ 650 de muşchi. Cei mai mici sunt fixaţi de cele mai mici oase, care se află în ureche. Cei mai mari sunt muşchii glutei ai feselor, care pun în mişcare picioarele. Constituind aproximativ jumătate din masa corpului unui bărbat şi aproximativ o treime din cea a unei femei, muşchii sunt proiectaţi pentru activitate. Ei sunt consideraţi „motoare biologice“; ei „transformă zilnic în mişcare mai multă energie decât toate motoarele făcute de om la un loc, inclusiv automobilul“, a remarcat Gerald Pollack, profesor de inginerie genetică.

Chiar şi atunci când vă odihniţi, muşchii sunt într-o stare de pregătire, gata să fie activaţi. În orice moment sunt în contracţie câteva fibre din fiecare muşchi. Fără această stare de contracţie uşoară, mandibula ar atârna, gura rămânând astfel deschisă, iar organele interne ale corpului nu ar fi bine susţinute. Chiar şi în timp ce staţi în picioare sau aşezaţi, muşchii fac uşoare reglări pentru a menţine poziţia corpului sau pentru a nu permite căderea de pe scaun.

Tipuri de muşchi

În corp există trei tipuri de muşchi. Fiecare îndeplineşte o anumită sarcină. Un tip este muşchiul cardiac, care ajută inima să pompeze. Muşchiul cardiac se odihneşte jumătate din durata vieţii, deoarece după fiecare contracţie el trebuie să se relaxeze până la următoarea contracţie.

Muşchii netezi sunt un alt tip de muşchi. Aceştia se înfăşoară în jurul majorităţii organelor interne, inclusiv al vaselor de sânge. Asemenea muşchiului cardiac, a cărui mişcare este involuntară, muşchii netezi nu sunt sub controlul conştient al creierului. Ei îndeplinesc funcţii vitale cum ar fi trecerea fluidelor prin rinichi şi vezica urinară, împingerea alimentelor de-a lungul tractului digestiv, reglarea circulaţiei sângelui prin vasele de sânge, adaptarea cristalinului ochilor şi dilatarea pupilei în funcţie de luminozitate.

Majoritatea celor 650 de muşchi sunt muşchi scheletici. Ei efectuează mişcările voluntare. Coordonarea acestor muşchi se învaţă de la naştere. Un nou-născut, de exemplu, învaţă să-şi mişte braţele şi picioarele, astfel încât să poată umbla şi să-şi poată păstra echilibrul. Întrucât pentru a îndeplini o anumită funcţie muşchii trebuie să se contracte, muşchii scheletici lucrează în perechi. Când un muşchi se contractă, celălalt se relaxează. Fără această muncă în echipă, de fiecare dată când vă scărpinaţi în cap ar trebui să lăsaţi ca forţa gravitaţională să vă tragă braţul în jos. Însă tricepsul, muşchiul-pereche al bicepsului, se contractă, permiţându-vă astfel să vă întindeţi imediat braţul.

Mărimea şi forma muşchilor variază. Unii sunt lungi şi subţiri, cum ar fi muşchii posteriori ai coapsei. Alţii sunt puternici şi groşi, cum sunt muşchii glutei ai feselor. Toţi sunt proiectaţi pentru a vă permite să vă mişcaţi. Cutia toracică ar fi rigidă dacă nu ar exista muşchii care să umple golurile dintre coaste. Aceştia permit peretelui toracic să se mişte ca un acordeon, ajutându-vă să respiraţi. Asemenea straturilor unui placaj, muşchii abdomenului sunt dispuşi în pături în diverse unghiuri, iar aceasta pentru a împiedica organele abdominale să iasă afară.

Cooperarea dintre tendoane şi muşchi

Muşchii care îmbracă oasele se inserează pe acestea prin intermediul unui ţesut alb, dens şi rezistent, asemănător unui cordon, numit tendon. Tendoanele pătrund mult în interiorul muşchilor şi formează o legătură cu ţesutul conjunctiv care înfăşoară fasciculele de fibre musculare. Ţesutul conjunctiv permite forţelor generate în interiorul muşchilor să exercite o tensiune puternică asupra tendoanelor şi să mişte oasele. Cel mai puternic tendon, tendonul lui Ahile, este fixat de unul dintre cei mai puternici muşchi din corp, muşchi care se află în gambă. Muşchii gambei au rolul de amortizori de şoc ai corpului. Când mergeţi pe jos, alergaţi sau săriţi, ei rezistă la forţe de peste o tonă.

Elasticitatea mâinii este alt exemplu de cooperare între tendoane şi muşchi. Douăzeci de perechi de muşchi ai antebraţului se fixează prin intermediul unor tendoane lungi ce trec pe sub o fascie fibroasă de oasele mâinii şi ale degetelor, oase ce formează multiple articulaţii. Aceştia împreună cu alţi 20 de muşchi care îmbracă palma şi degetele îi conferă mâinii uimitoarea dexteritate de care are nevoie ca să asambleze delicatele mecanisme interne ale unui ceas fin sau ca să apuce coada unui topor pentru a tăia lemne.

Peste 30 de muşchi faciali

Faţa dă expresie personalităţii omului mai mult decât oricare altă parte a corpului. Pentru o cât mai mare varietate de expresii ale feţei, Creatorul a dotat faţa cu o mulţime de muşchi: peste 30 în total. De fapt, avem nevoie de 14 muşchi doar pentru a zâmbi!

Unii muşchi faciali sunt puternici, cum ar fi cei fixaţi de mandibulă, care pot exercita o forţă de 75 de kilograme pentru mestecarea hranei. Alţii sunt delicaţi, totuşi rezistenţi, cum sunt cei care coordonează pleoapele când clipiţi, îmbăind ochii de peste 20 000 de ori pe zi cu un lichid care înlătură impurităţile şi microbii.

Proiectaţi în mod uimitor

Fiecare muşchi este proiectat pentru a se contracta uşor. Contracţiile muşchilor scheletici trebuie adaptate, astfel încât când ridicăm o pană să nu folosim aceeaşi forţă ca şi atunci când ridicăm o greutate de 10 kilograme. Cum se poate realiza acest lucru? Să vedem.

Toţi muşchii sunt alcătuiţi din celule. Întrucât celulele musculare sunt alungite, se foloseşte termenul fibre când se face referire la ele. Unele fibre sunt mai deschise la culoare, altele mai închise. Cele mai deschise la culoare sunt fibre cu contracţie rapidă. Acestea sunt puse în funcţiune în timpul eforturilor intense de scurtă durată, cum ar fi atunci când ridicaţi o greutate mare sau când alergaţi într-o cursă de 100 de metri. Fibrele musculare cu contracţie rapidă sunt puternice, iar sursa din care îşi extrag energia este glicogenul, o substanţă glucidică. Totuşi, acestea obosesc repede, iar acumularea de acid lactic poate cauza dureri şi crampe.

Fibrele musculare mai închise la culoare se caracterizează printr-o contracţie mai lentă şi sunt puse în funcţiune de metabolismul oxigenului. Întrucât aceste fibre sunt mai bogate în sânge şi au mai multă energie extrasă din oxigen decât fibrele cu contracţie rapidă, fibrele musculare cu contracţie lentă „sunt coardele perseverenţei“.

Un alt tip de fibre sunt puţin mai închise la culoare decât cele cu contracţie rapidă, deschise la culoare. Aceste fibre sunt asemănătoare celor cu contracţie rapidă, dar sunt rezistente la oboseală. Întrucât acest tip de fibre foloseşte cu uşurinţă atât glicogenul, cât şi oxigenul ca sursă de energie, este foarte probabil ca acestea să fie folosite când efectuaţi o muncă intensă, îndelungată.

Există şi o combinaţie a acestor tipuri de fibre la fiecare persoană şi la diverşi muşchi. De exemplu, muşchii membrelor inferioare ale alergătorilor de rezistenţă pot fi alcătuiţi în medie din 80 la sută fibre cu contracţie lentă, pe când cei ai sprinterilor pot conţine peste 75 la sută fibre cu contracţie rapidă.

Activate de nervi

Toate fibrele musculare sunt activate de nervi. Când aceştia trimit impulsuri muşchilor, muşchii reacţionează printr-un spasm, sau contracţie. Totuşi, nu toate fibrele musculare dintr-un anumit muşchi se contractă în acelaşi moment. Dimpotrivă, fibrele musculare sunt organizate în unităţi motorii. În cadrul unei unităţi motorii, o singură fibră nervoasă este ataşată la mai multe fibre musculare pe care le coordonează.

Unele unităţi motorii, cum ar fi cele din muşchii picioarelor, sunt compuse din peste 2 000 de fibre coordonate de o singură fibră nervoasă. Dar fiecare unitate motorie din ochi are în componenţă doar trei fibre musculare. Numărul mic de fibre musculare dintr-o unitate motorie şi existenţa mai multor unităţi motorii într-un singur muşchi permit executarea unor mişcări coordonate mai delicate, cum ar fi introducerea aţei în ac sau faptul de a cânta la pian.

Când ridicaţi o pană, se contractă doar câteva unităţi motorii. Când ridicaţi un obiect greu, anumite organe receptoare speciale aflate la nivelul fibrei musculare trimit creierului un mesaj cu viteza fulgerului şi „recrutează“ mai multe unităţi motorii, amplificând astfel forţa folosită pentru ridicarea greutăţii. Când mergeţi încet, sunt activate doar câteva unităţi motorii; pe când dacă alergaţi, sunt stimulate mult mai multe şi cu o frecvenţă mai mare.

Muşchiul cardiac se deosebeşte de muşchii scheletici prin faptul că acesta fie se contractă, fie se relaxează. Când o celulă din muşchiul cardiac este stimulată, mesajul este transmis la toate celelalte celule, fiind inervate instantaneu, aceasta având drept rezultat contracţia, iar apoi relaxarea întregului muşchi de aproximativ 72 de ori pe minut.

Muşchii netezi se comportă într-un mod foarte asemănător muşchiului cardiac: odată ce începe contracţia, întregul organ se contractă. Dar muşchii netezi pot rămâne în stare de contracţie fără să obosească mult mai mult timp decât muşchiul cardiac. Muşchii netezi nu îşi fac aproape deloc cunoscută prezenţa decât printr-o intensă senzaţie de foame sau prin contracţiile puternice provocate de durerile naşterii.

Păstraţi o bună condiţie fizică a muşchilor

„Exerciţiile sunt folositoare întregului corp, atât în interior, cât şi în exterior. . . . Muşchii exersaţi cu regularitate îşi îndeplinesc mult mai bine sarcinile“, se afirmă în cartea Muscles: The Magic of Motion (Muşchii: magia mişcării). Exerciţiile au drept rezultat un bun tonus muscular, fapt care contribuie la o mai bună susţinere a organelor interne şi ajută muşchii să reziste la oboseală.

Sunt folositoare două tipuri de exerciţii fizice pentru muşchi. Exerciţiile anaerobe, care pretind ridicarea de greutăţi pe durate scurte în fiecare zi, întăresc muşchii. Muşchii mai puternici nu numai că acumulează o mai mare cantitate de substanţe glucide şi de acizi graşi, dar şi pot arde aceşti combustibili într-un mod mai eficient, acest lucru ajutând muşchii să reziste la oboseală.

Formele de exerciţii aerobice, cum ar fi joggingul, înotul, ciclismul sau mersul vioi, favorizează păstrarea unei condiţii fizice generale bune. Acest fel de exerciţii de rezistenţă intensifică fluxul sanguin în muşchi şi măreşte numărul de mitocondrii, care produc ATP (adenozin trifosfat), compusul energetic necesar pentru contracţia musculară. Îndeosebi inima beneficiază de acest fel de exerciţii, care pot chiar contribui la prevenirea infarctului.

Încordarea şi întinderea muşchilor înainte de efectuarea unor exerciţii energice poate fi o modalitate de prevenire a întinderilor ligamentare sau a altor leziuni ale muşchilor. Asemenea exerciţii de încălzire măresc temperatura muşchilor, ceea ce contribuie la intensificarea circulaţiei sângelui în muşchi, şi ajută enzimele să producă mai multă energie, permiţându-le astfel muşchilor să se contracte mai bine. Faptul de a vă relaxa cu acelaşi tip de exerciţii cu care aţi făcut încălzirea contribuie la prevenirea durerilor şi a mobilităţii reduse prin înlăturarea acidului lactic acumulat.

Totuşi, trebuie să reţineţi că puteţi cauza leziuni la nivelul muşchilor scheletici prin efectuarea unor exerciţii prea energice, în special dacă nu sunteţi încălziţi. De asemenea, dacă exercitaţi o tensiune prea mare asupra muşchilor prin contracţii îndelungate repetate, cum ar fi atunci când lăsaţi încet o greutate în jos sau alergaţi la vale, fibrele musculare se pot rupe. Chiar şi o mică ruptură cauzată de tensiunea exercitată poate provoca convulsii musculare dureroase şi inflamaţii.

Aveţi grijă de muşchii voştri. Recompensaţi-i cu exerciţiile şi odihna necesare, astfel încât să poată continua să vă servească asemenea unui motor bine proiectat, ca „cel mai bun motor“ al corpului.

[Text generic pe pagina 20]

În corp există aproximativ 650 de muşchi. Cei mai mari sunt muşchii glutei ai feselor, care pun în mişcare picioarele

[Chenarul de la pagina 24]

Muşchii şi alimentaţia

O bună alimentaţie este un factor-cheie ce contribuie la menţinerea unei sănătăţi bune a muşchilor. Alimentele bogate în calciu, cum ar fi produsele lactate, şi în potasiu, cum ar fi bananele, precum şi citricele şi fructele uscate, legumele de un galben intens, nucile şi seminţele ajută la reglarea contracţiilor musculare. Pâinea integrală şi cerealele sunt bogate în fier şi în vitaminele B-complex, în special în vitamina B₁, care are un rol esenţial în transformarea carbohidraţilor, a proteinelor şi a grăsimilor în energia necesară muşchilor. Faptul de a bea multă apă nu numai că contribuie la păstrarea echilibrului electrolitic, dar şi înlătură acidul lactic şi alte reziduuri care pot împiedica o bună activitate musculară.

[Chenarul/Diagrama de la paginile 22, 23]

CONTRACŢIA MUSCULARĂ: UN MECANISM UIMITOR

Activitatea unui muşchi poate părea simplă. Dar mecanismul contracţiei este foarte complex. Profesorul Gerald Pollack afirmă: „Sunt cuprins de admiraţie în faţa frumuseţii artei de a proiecta pe care o vedem în natură. Transformarea energiei chimice în energie mecanică se realizează cu atâta măiestrie — sunt tentat să spun cu atâta inteligenţă —, încât rămânem profund uimiţi“.

Să folosim microscopul electronic pentru a arunca o privire asupra mecanismului complex al contracţiei musculare şi să aflăm mai multe lucruri despre capodopera artei de a proiecta a Creatorului.

Fiecare celulă musculară, sau fibră, nu este altceva decât un mănunchi de fibre mai mici numite miofibrile, dispuse în formaţie paralelă. Fiecare miofibrilă conţine mii de miofilamente şi mai subţiri. Unele miofilamente sunt mai groase, altele mai subţiri. Cele care sunt mai groase conţin miozină, iar cele mai subţiri conţin actină, proteine care ajută celulele musculare să se contracte.

Pe suprafaţa fiecărei fibre musculare există o adâncitură. Fibra nervoasă, care se ramifică din măduva spinării, se termină în acest punct şi intră în această adâncitură. Muşchii noştri intră în acţiune când creierul dă comanda şi când mesajul transmis de-a lungul a milioane de celule nervoase ale sistemului nervos central ajunge la extremitatea nervului. Pe măsură ce fiecare extremitate nervoasă este stimulată, se sparg peste 100 de vezicule, eliberând o substanţă chimică ce amplifică impulsul nervos în timp ce acesta intră în contact cu membrana celulei musculare. Acest lucru generează o succesiune de reacţii electrice care inervează întreaga celulă musculară, determinând membrana celulară să elibereze ioni de calciu încărcaţi electric, care declanşează procesul mecanic al contracţiei.

Ionii de calciu se răspândesc acum în întreaga fibră musculară printr-o reţea tubulară fină şi intră în contact cu diverse proteine. Într-un fel sau altul, acţiunea calciului asupra acestor proteine descoperă sau expune locurile în care se află proteinele pe structura alungită a filamentului de actină.

În acelaşi timp intră în acţiune perechi de muguri rotunjiţi, dotaţi cu un compus macroenergic numit ATP, muguri ce se proiectează din filamentele mai groase de miozină. Unul dintre muguri se fixează de un loc activat de pe filamentul de actină, formând astfel o punte transversală. Celălalt mugur descompune ATP-ul şi eliberează suficientă energie pentru ca puntea transversală să tragă filamentul de actină de-a lungul sau deasupra filamentului de miozină. Asemenea unei echipe care trage o frânghie, fiecare persoană apucând-o şi trăgând alternativ cu câte o mână, mugurii filamentului de miozină eliberează strânsoarea şi se reataşează mai departe de structura alungită a filamentului de actină, în tot acest timp propulsând filamentul de actină spre centrul filamentului de miozină. Această acţiune se repetă până se ajunge la o contracţie completă. Toate aceste reacţii în lanţ au loc doar în câteva miimi de secundă!

Odată ce contracţia este completă, calciul se întoarce în membrana celulei musculare, de unde a plecat de fapt, locurile descoperite de-a lungul filamentului de actină sunt acoperite din nou, iar fibrele musculare se relaxează până când vor primi alţi stimuli. Da, suntem „făcu[ţi] într-un mod înfricoşător şi admirabil“! — Psalmul 139:14.

[Diagrama]

(Pentru modul în care textul apare în pagină, vezi publicaţia)

De fapt, muşchii sunt alcătuiţi din straturi suprapuse de mănunchiuri de fibre musculare

Miofilamente subţiri şi groase (imagine foarte mărită)

Miofibrilă

Mănunchi de miofibrile

Fibră musculară

Muşchi

[Legenda ilustraţiei de la pagina 21]

(imagine mărită de două ori)

Cei mai mici sunt fixaţi de cele mai mici oase, care se află în ureche

[Legenda fotografiei de la pagina 21]

Avem nevoie de 14 muşchi doar pentru a zâmbi!

[Legenda ilustraţiei de la pagina 21]

Muşchii vă ajută să clipiţi de peste 20 000 de ori pe zi

[Legenda ilustraţiei de la pagina 24]

Muşchiul cardiac se contractă şi se relaxează de aproximativ 72 de ori pe minut sau de 2,6 miliarde de ori în durata medie de viaţă

[Legenda fotografiei de la pagina 24]

Exerciţii anaerobe

[Provenienţa fotografiilor, de la pagina 20]

Bărbat, pag. 20; ochi, pag. 21; inimă, pag. 24: The Complete Encyclopedia of Illustration/ J. G. Heck