Funkcija mišića u ljudskom telu

An older post from www.charliefrancis.com forum that I translated to Serbian in a form of a short article. I am probably going to translate it to English, but for now I am posting it for Serbian readers. The title is “Muscle function in human body” and it is based on the ideas of Bosch and Klomp.

Funkcija mišića u ljudskom telu

Svaki mišić u telu je napravljen sa specifičnom ulogom u ljudskom kretanju. Iako mišići mogu da funkcionišu na različite načine (npr. zadnja loža je napravljena da funkcioniše reaktivno/izometrijski, sportista je koristi prilikom izvođenja leg curl vežbe), kako je brzina kretanja sve veća, a samim time i voljna kontrola pokreta manja, tako mišići sve više funkcionišu prema svojoj specijalizovanoj strukturi.
Uzevši navedeno u obzir, predložena je generalizovana klasifikacija mišića:

Koncentrični-eksplozivni mišići

Jednozglobni mišići (prelaze preko jednog zgloba)
Imaju vretenastu strukturu (mišićna vlakna se pružaju paralelno sa tetivom)
Predviđeni su za pozitivan (koncentrični) rad i trening snage
Imaju veću zonu produkcije sile (razvučenija relacija sila-dužina), tj. mogu da ostvare silu pri različitim dužinama
’Glupi’ mišići
m. gluteus maximus, m. iliopsoas, m. vastus lateralis et medialis, itd.

Reaktivni-elastični mišići

Višezglobni mišići (prelaze preko dva ili više zglobova)
Imaju perastu strukturu (mišićna vlakna se pružaju pod uglom u odnosu na tetivu)
Perasti dizajn omogućuje veći fiziološki presek za istu masu mišića u odnosu na vretenaste mišiće, što im omogućuje da ostvare veću silu po kilogramu mase
Perasti dizajn mišića znači da se vlakna znatno promene dužinu prilikom promene ukupne dužine mišića, što za rezultat ima užu relaciju sila-dužina. Prostije rečeno, perasti mišići mogu da ostvare maksimalnu silu samo pri određenim dužinama
Imaju važne i razvijene pasivne strukture (tetive, fascije i sl.)
Sposobni su da opsorbuju i procesuju spoljašnje sile
Predviđeni za izometrijski rad zbog svoje uske relacije sila-dužina.
Izometrijska funkcija i pre-aktivacija mišića su preduslovi za njegovu reaktivnu-elastičnu funckiju, koja čini kontraktilne elemente mišića (CE) krutima, te omogućuje mišićima da koriste serijske elemente (SE): tetivu i ostale serijske elemente unutar mišićne strukture
M. erector spinae, m. biceps femoris, m. semitendinosus et semimembranosus, m. rectus femoris, abdominalni mišići, itd.
’Inteligentni mišići’ – zahtevaju veći napor i koordinaciju da bi se efikasno koristili

Naravno, ovo je gruba podela. U realnosti, mišići su fleksibilni i mogu da imaju karakteristike obe grupe. Međutim, podela na dve grupe je veoma praktična, pogotovo prilikom organizovanja trenažnog programa.

Naše razumevanje mišića je dominirano modelom da mišići imaju funkciju da samo savlađuju spoljašnje opterećenje, međutim to je samo deo priče. Funkcija mišića je mnogo složenija i svestranija:

Mišići savlađuju spoljašnje opterećenje (produkcija sile i snage)
Mišići pre-istežu elastična tkiva
Mišići imaju ulogu u transferu energije sa jednog zgloba na drugi
Mišići facilituju druge mišiće opterećujući ih ekcentrično

Objašnjenje navedenih funckija je izvan ovog kratkog članka, međutim vredi pojasniti pomenute funckije.

Mišići savlađuju spoljašnje opterećenje (produkcija sile i snage). Kontraktilni deo mišića (CE) ima sposobnost da generiše silu, a samim time omogućuje mišiću da generiše momente sila u zglobovima, koji pomoću sistema poluga omogućuju kretanje ljudskog tela i savladavanje spoljašnjeg opterećenja

Mišići pre-istežu elastična tkiva. Da bi mišić funcionisao reaktivno-elastično, pre pojave spoljašnjeg opterećenja (kod trčanja je to vremenski interval pre faze kontakta stopala sa podlogom) mišić se izometrijski kontrahuje, te zateže serijska elastična tkiva. Pošto je u tom slučaju mišić krući od serijskih elastičnih tkiva, ova tkiva se prilikom pojave spoljašnjeg opterećenja izdužuju, akumulišu energiju i kao opruge kasnije tu energiju vraćaju. Na ovaj način mišić poboljšava ekonomičnost svog rada, ali i poboljšava sposobnost generisanja sile

Mišići imaju ulogu u transferu energije sa jednog zgloba na drugi. Fenomen transfera energije iz zgloba u zglob je vrlo interesantan mehanizam koji zajedno sa elastičnosti omogućuje ekonomičnije funkcionisanje ljudskog tela. Slikovit primer transfera energije je funkcija zadnje lože. Pošto zadnja loža prelazi preko dva zgloba (kuk i koleno) ona može da prenese energiju sa opružanja kolena na opružanje kuka. M. quadriceps opruža koleno, a ukoliko zadnja loža zadrži svoju dužinu (izometrijska kontrakcija) poput ne-elastičnog konopca, opružanje kolena će se ’preneti’ i na opružanje kuka preko zadnje lože. Na ovaj način m. quadriceps uz pomoć koordinisane akcije zadnje lože opruža i kuk Ovaj mehanizam ’transfera energije’ se dešava kod svih dvozglobnih mišića.

Implikacije ovog fenomena su vrlo interesante ukoliko se u obzir uzme i distribucija mišića u telu. Tokom trčanja 80% energije se koristi za ubrzavanje/usporavanje segmenata tela. Da bi se poboljšala efikasnost (smanjila potrošnja energije), količina mase u distalnim segmentima treba biti što manja (ovo će smanjiti momenat inercije). Ovo je razlog zašto je mišić lista dvozgloban (m. gastrocnemius) i perast. Perasta struktura m. gastrocnemiusa omogućuje proizvodnju veće izometrijske sile za istu mišićnu masu u poređenju sa vretenastom strukturom. Da bi omogućio prenos energije sa mnogo većih i snažnijih proksimalnih mišića opružača kolena (m. quadriceps) na opružanje stopala, m. gastrocnemius prelazi oba zgloba i poput primera zadnje lože funckioniše izometrijski-reaktivno. Na ovaj način se redukuje momenat inercije i omogućuje snažnije opružanje stopala. Zaista inteligentno rešenje Majke Prirode!

Mišići facilituju druge mišiće opterećujući ih ekcentrično. Ova funckija mišića je takođe vrlo interesantna. Pošto su mišići postavljeni pod uglom u svakom zglobu, oni izazivaju različite momente u različitim osama. Praktično to znači da svaki mišić izaziva fleksiju/ekstenziju, adukciju/abdukciju i eksternu/internu rotaciju u različitim proporcijama. Iz ovog razloga naši pokreti su većinom spiralni i dijagonalni (što jedna škola u rehabilitaciji, PNF, koristi kao jedan od svojih osnovnih principa), a ne ’robotski’ u jednoj ravni. Iz razloga što sposobnost mišića da generiše silu opada sa povećanjem njegove brzine skraćenja (relacija sila-brzina), akcija susednih mišića na određen način može da smanji brzinu skraćenja glavnog mišića i na taj način omogući generisanje veće sile u ciljnoj ravni pokreta. Primer iskorišćavanja ovog mehanizma vidljiv je tokom faze odgurivanja kod akceleracije tokom sprinta, gde je većina propulzivne snage generisana od strane m. gluteusa i m. quadricepsa. Pošto m. gluteus generiše esktenziju i eksternu rotaciju kuka, torzija trupa i korišćenje zamaha rukama će dovesti do interne rotacije kuka stajne noge, što ima za efekat ’izduženje’ (tj. smanjenje brzinje skraćivanja) m. gluteusa, što kao rezultat, prema relaciji sila-brzina, utiče da gluteus generiše veću silu u smeru ekstenzije kuka, a samim time i veću propulzivnu silu i veću akceleraciju tela.

Ljudsko telo je jedna izuzetno složena i ’inteligentna’ mašina, čiji način funkcionisanja tek počinjemo da shvatamo. Greška u dosadašnjem pristupu je bila da smo pokušali da funkcionisanje celine objasnimo karakteristikama delova koju tu celinu čine, međutim stvari ne funkcionišu na takav način. Celina nije prost zbir delova. Prema tome, na funkciju mišiće ne treba gledati individualno, već na način kako se uklapaju u funkcionisanje celog tela, na način na koji ’sarađuju’ jedni sa drugima, ne bi li maksimalno efektivno i efikasno proizveli pokret. Redukcionistički pristup analizi kretanja treba zameniti novijim metodom ne-linearnih otvorenih i adaptabilnih kompleksnih sistema, koji izučavaju samo-organizaciju motornog sistema i na varijabilnost u kretanju ne gledaju kao „šum i grešku“, ali to je tema za neki drugi put.