Zgradba in delovanje skeletne mišice: energija, krčenje in vzdržljivost

Zgradba skeletne mišice

Kako je zgrajena skeletna mišica (musculus), kolikšen % telesne teže obsega in kaj omogoča?
Skeletna mišica je zgrajena iz mišičnih celic, ki so dolge in tanke ter jim pravimo mišična vlakna. Mišica obsega približno 40 % telesne teže in omogoča premikanje znotraj sklepov ter posledično gibanje telesa v celoti.

Skeletna mišica in njeno delovanje

Skeletne mišice so povezane z okostjem preko kit, so odgovorne za premikanje in gibanje telesa.

Mišična kontrakcija

Kako pride do mišične kontrakcije?
Do krčenja pride tako, da tanki aktinski filamenti drsijo vmes med debelimi miozinskimi filamenti.

Kako so zgrajena mišična vlakna?
Mišična vlakna so zgrajena iz miofibril, v katerih dejansko prihaja do mišične kontrakcije.

Kako so sestavljene miofibrile?
Miofibrile so sestavljene iz proteinov, ki jih imenujemo miofilamenti.

Energija za mišično delo

Za koliko časa zadostujejo zaloge ATP v celici pri maksimalnem mišičnem naprezanju?
Približno 3 sekunde.

Kaj je ATP?
Adenozin trifosfat. Na kaj razpade ATP?
Na ADP + P + E (energijo).

Glavne snovi, iz katerih celica pridobiva energijo, in v kaj se presnavljajo, preden prispejo do celice:
Kisik, ogljikovi hidrati, maščobe in beljakovine se spremenijo v glukozo (ogljikovi hidrati), aminokisline (beljakovine) ter maščobne kisline in glicerol (maščobe).

Kemično razkrajanje snovi v celicah imenujemo: katabolizem.
Kemično sintezo snovi v celicah imenujemo: anabolizem.

Za pokrivanje energijskih potreb mišične funkcije so pomembni predvsem: ogljikovi hidrati in maščobe.

Energijske substance za obnovo ATP od najhitrejše (najuspešnejše) do najmanj uspešne: kreatin fosfat, glikogen, maščobe.

V kaj se transformira kemijska energija razpada ATP?
Na ADP, anorganski fosfat in energijo. Del te energije se porabi za mišično delo, ostalo pa se pretvori v toplotno energijo.

Energijski sistemi in procesi

Kako delimo energijske sisteme-procese glede na obnovo energije brez in s prisotnostjo kisika?
Na aerobne in anaerobne, anaerobne pa na fosfatne (alaktatne) in laktatne.

Naštej energijske procese:

• anaerobni alaktatni energijski proces,
• anaerobni laktatni energijski proces,
• aerobni energijski proces.

Kako se energijski procesi med seboj razlikujejo?
Po hitrosti resinteze ATP, trajanju resinteze ATP, gorivih, ki jih potrebujejo za potek biokemičnih reakcij, ter posledicah, ki nastanejo pri teh reakcijah.

Anaerobni alaktatni energijski proces

Gorivo je kreatin fosfat, kisik ni potreben, moč in hitrost sta največji, produkcija ATP pa je majhna in omejena.

Anaerobni laktatni energijski proces (glikoliza)

Gorivo je glikogen ali glukoza, kisik ni potreben, moč in hitrost sta manjši, produkcija ATP pa je majhna in omejena.

Aerobni energijski proces

Goriva so piruvična kislina, maščobe in beljakovine, kisik je prisoten in potreben, moč in hitrost sta najmanjši, produkcija ATP pa je skoraj neomejena.

Produkcija ATP

• Iz 1 mola kreatin fosfata pri anaerobnem alaktatnem procesu nastane 1 mol ATP.
• Iz 1 mola glukoze pri anaerobnem laktatnem procesu nastanejo 2 mola ATP.
• Iz 1 mola glukoze pri aerobnem procesu nastane 36 molov ATP.

Viri energije, stranski produkti in trajanje

Anaerobni alaktatni sistem: vir energije je kreatin fosfat, produkcija ATP je majhna in omejena.

Laktatni sistem: vir energije je glikogen ali glukoza, produkcija ATP je majhna in omejena.

Stranska produkta:

• anaerobni alaktatni sistem: energija (ATP),
• anaerobni laktatni sistem: energija (ATP) in mlečna kislina,
• aerobni sistem: ogljikov dioksid.

Raven mlečne kisline (časovno in v %): po 10 minutah pade za 25 %, po 25 minutah za 50 %, po 1 uri in 15 minutah pa za 95 %.

Goriva, ki jih potrebujejo energijski procesi za potek biokemičnih procesov: ogljikovi hidrati, maščobe in beljakovine.

Tipi mišičnih vlaken

Tipi mišičnih vlaken: TIP 1, TIP 2A, TIP 2B, TIP 2C.

Najhitreje se krči: TIP 2B.
Tipično vzdržljivo in počasi krčljivo mišično vlakno: TIP 1.

Prilagoditve mišic

Hipertrofija je povečanje velikosti mišičnih celic (ne srca).
Hiperplazija je pomnoženje števila celic v tkivu ali organu.
Atrofija je nasprotno stanje od hipertrofije in nastaja, kadar se mišica ne uporablja ali se slabo uporablja.

Breme in hitrost krčenja

Manjše kot je breme, ki ga mora mišica s svojo silo premagovati, večja je hitrost njene kontrakcije.

Trajanje kontrakcije posameznih mišic je odvisno od funkcije posamezne mišice.

Maksimalna sila mišične kontrakcije: 3,5 kg na cm².

Delež kemične energije, ki se sprosti v mehansko delo: 20–25 %, preostanek se pretvori v toploto.

Utrujenost in vzdržljivost

Utrujenost je stanje začasno zmanjšane delovne sposobnosti, ki nastopi zaradi določene obremenitve. Pri isti obremenitvi se bo utrujenost pri različnih ljudeh zaradi razlik v njihovi pripravljenosti in vzdržljivosti pojavila v različnem času in z različno intenzivnostjo.

Oseba s slabo vzdržljivostjo se pri opravljanju delovnih opravil:

Hitreje utrudi, za obnovo po naporu potrebuje daljši odmor, pri dolgotrajnejšem delu pa je večja verjetnost napak in poškodb.

Odvisnost med trajanjem aktivnosti in njeno intenzivnostjo: čim dlje traja aktivnost, tem bolj moramo zmanjšati njeno intenzivnost.

Aerobni trening

To je trening z nižjo intenzivnostjo, ki vpliva na prilagoditev organizma in s tem na vzdržljivost oziroma visok izkoristek kisika. Izboljša se delovanje dihal in srca, poraba maščob, kopičenje glikogena ter prilagoditev centralnega živčnega sistema.

Anaerobni trening

Pri tem treningu se intenzivnost naprezanja poveča do te mere, da telo ne more več zadovoljevati potreb po kisiku, ki je glavni dejavnik hitre obnove zalog ATP in vzdržljivosti za napore. Ker je potreba po energiji v telesu velika, telo začne uporabljati energijo, shranjeno v mišicah in jetrih.

Prehrana, gorivo in shranjevanje energije

Kaj od naštetega je topno v vodi (maščobne kisline, glicerol)? Glicerol.

Iz katerih energijskih virov pretežno črpamo energijo za delo? Ogljikovi hidrati in maščobe.

Kje v telesu se shranjuje glikogen in v kakšnem razmerju? Nekaj glikogena je shranjenega v jetrih (približno 135 g), največje skladišče glikogena pa so mišice (450–600 g).

V katerem času po vadbi se glikogen obnavlja najhitreje?
Glikogen iz jeter se po pretvorbi v glukozo prenese s krvnim obtokom do mišičevja.

Kje v telesu se shranjuje maščoba? Shranjuje se v maščobnem tkivu in v maščobnih celicah.

Tri oblike pojavljanja maščob v organizmu: v maščobnem tkivu, okoli mišic in v mišičnih celicah, v krvi.

Glavna dejavnika, ki vplivata na energijsko porabo: poraba energije med počitkom in fizična aktivnost.

Delež maščob pri odraslih glede na telesno težo: pri moških 12–15 %, pri ženskah 18–25 %.

V kaj med vadbo aktivne mišice spreminjajo shranjeno kemično energijo?
V kinetično energijo in toploto.

Dejavniki, ki vplivajo na izbiro vira goriva pri proizvajanju energije: poraba kisika v telesu in intenzivnost vadbe.

Energijski procesi pri nizko intenzivni vadbi: telo zagotavlja potrebno energijo z aerobnimi presnovnimi procesi in kot gorivo uporablja predvsem maščobe.

Energijski procesi pri visoko intenzivni vadbi: poraba maščob in ogljikovih hidratov je približno enaka.

Vloga inzulina pri sprejemu energije (ogljikovih hidratov) pred vadbo: uživanje ogljikovih hidratov neposredno pred vadbo odsvetujemo, saj glukoza pred vadbo povzroči dvig koncentracije inzulina v krvi, kar zmanjšuje sproščanje maščobnih kislin.

Priporočen dnevni delež makrohranil pri normalni prehrani: 3–24 % beljakovin, 3–35 % maščob, 40–80 % ogljikovih hidratov.

Voda v organizmu

Delež telesne teže, ki ga predstavlja voda: 60 %.

Zakaj organizem potrebuje vodo? Najpomembnejši nalogi:

Voda je nujno potrebna za zdravje in je prav tako pomembna kot ogljikovi hidrati in ostale hranljive snovi. Potrebna je za vzdrževanje telesne temperature (hlajenje med naporom) ter za prenos hranljivih snovi in kisika do tkiv.

Izguba vode, ki je lahko usodna: od 9 do 12 %.

Načini in delež vnosa vode v organizem: 60 % celotnega vnosa dosežemo s pitjem, 30 % s hrano, 10 % vode pa nastane kot produkt oksidativne fosforilacije.

Štirje pomembni vplivi dehidracije na organizem: reakcijski čas je rahlo poslabšan, vzdržljivost je bistveno prizadeta, srčni utrip je zvišan, telesna temperatura je zvišana.

Debelost in srčni volumen

Debelost govorimo, kadar delež maščevja pri ženskah presega 30 % telesne mase, pri moških pa 25 %.

Posledica povečanja telesne mase zaradi maščevja je neizravnana bilanca med vnosom energije in njeno porabo.

Minutni volumen srca: v mirovanju je okoli 6 L na minuto, pri intenzivnem fizičnem delu pa se poveča do 40 L na minuto. To je posledica povečane frekvence srca in povečanja utripnega volumna.

Trenirani ljudje v primerjavi z netreniranimi imajo v mirovanju večji utripni volumen in manjšo frekvenco srčnega utripa.