Ο λείος μυϊκός ιστός ( π.χ. μυϊκός χιτώνας αγγείων & σπλάχνων ) και ο καρδιακός μυϊκός ιστός ( δηλαδή ο μυς της καρδιάς ), είναι ιστοί που λειτουργούν παρά τη θέληση του ανθρώπου, ενώ ο γραμμωτός μυϊκός ιστός ( π.χ. σκελετικοί μύες ) λειτουργεί με τη θέληση του ανθρώπου. Η διαφορά αυτή οφείλεται στη διαφορετική νεύρωση των παραπάνω ιστών. Μόνο ο γραμμωτός μυϊκός ιστός νευρώνεται από το κεντρικό νευρικό σύστημα - μέσο των “τελικών κινητικών πλακών” -, ενώ ο λείος και ο καρδιακός μυϊκός ιστός, νευρώνονται από το αυτόνομο νευρικό σύστημα.
Σε κάθε σκελετικό μυ διακρίνονται δύο είδη μυϊκών ινών, σε αναλογία που εξαρτάται από διάφορους παράγοντες και διαφέρει από άνθρωπο σε άνθρωπο, αλλά και από μυ σε μυ, στον ίδιο άνθρωπο. Έτσι έχουμε τις ίνες τύπου Ι ή σκουρόχρωμες ή αργές μυϊκές ίνες και τις ίνες τύπου ΙΙ ή ανοιχτόχρωμες ή γρήγορες μυϊκές ίνες.
Οι ίνες τύπου Ι προμηθεύονται ενέργεια μέσο του οξυγόνου του αίματος (“αερόβια οδός”), ενώ οι τύπου ΙΙ μέσο της αποθηκευμένης στο μυ γλυκόζης (“αναερόβια οδός”) . Οι τελευταίες διακρίνονται σε ίνες τύπου ΙΙα και ΙΙβ.
Κατά τη διάρκεια μιας μυϊκής σύσπασης σε ένα μυ, οι ίνες που κυρίως ενεργοποιούνται αρχικά, είναι οι τύπου Ι. Αμέσως μετά, εάν χρειασθεί, εάν δηλαδή η ένταση της προσπάθειας αυξηθεί, ενεργοποιούνται κυρίως οι ίνες τύπου ΙΙα και τέλος, εάν πάλι χρειασθεί, ενεργοποιούνται κυρίως οι ίνες τύπου ΙΙβ. Αυτή η διαδικασία ενεργοποίησης των μυϊκών ινών, μας κάνει να προβληματισθούμε για την ταξινόμηση των μυϊκών ινών σε αργές και γρήγορες. Εάν, δηλαδή, η διαφορά στους δύο τύπους μυϊκών ινών, είναι η ταχύτητα σύσπασής τους ή η διάρκεια και η ένταση ( αντίσταση ) της προσπάθειας. Δηλαδή ότι, οι μυϊκές ίνες τύπου Ι είναι ίνες έργου, οι ίνες τύπου ΙΙα είναι ίνες έργου & δύναμης και οι ίνες τύπου ΙΙβ είναι ίνες μεγάλης δύναμης.
Ανάλογη “σειρά”, ακολουθούν οι μυϊκές ίνες και σε περίπτωση ατροφίας τους, έπειτα από ένα τραυματισμό του μυοσκελετικού συστήματος, υποχρεούμενες σε ακινησία ή περιορισμένη κίνηση. Πρώτες, δηλαδή, ατροφούν οι ίνες τύπου Ι και ακολουθούν οι ίνες τύπου ΙΙ.
Το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από 434 περίπου γραμμωτούς μύες, αλλά μόνο τα 75, περίπου, ζεύγη λαμβάνουν μέρος ενεργητικά στη θέση και τη κίνηση του σώματος.
Ένας σκελετικός μυς αποτελείται από τρία μέρη. Την έκφυση, την κατάφυση και τη γαστέρα. Έκφυση, ονομάζεται το άκρο του μυός που προσφύεται στο σχετικά πιο ακίνητο μέλος του σκελετού, ενώ κατάφυση, ονομάζεται το άκρο που προσφύεται στο πιο κινητό μέλος του σκελετού. Η γαστέρα, είναι το κομμάτι του μυός μεταξύ της έκφυσης και της κατάφυσης. Το συσταλτό, δηλαδή, κομμάτι του μυός.
Η πρόσφυση των σκελετικών μυών με τα οστά, γίνεται με κατάλληλο συνδετικό ιστό, που λέγεται τένοντας. Οι τένοντες των μυών χωρίζονται σε εκφυτικούς - καταφυτικούς τένοντες και σε απονευρώσεις ( είναι τένοντες ενδιάμεσοι των δύο προηγούμενων, που υπάρχουν σε κάποιους μύες ).
Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά τους, οι σκελετικοί μύες χωρίζονται στις παρακάτω κατηγορίες ( είδη μυών ) :
ανάλογα με τον αριθμό των εκφύσεων ή καταφύσεων,
δικέφαλος, τρικέφαλος, τετρακέφαλος
ανάλογα με τη κατανομή των μυϊκών ινών μέσα στο μυ,
ατρακτοειδής, ημιπτεροειδής, πτεροειδής
ανάλογα με τα λειτουργικά αποτελέσματα που μπορεί να προκαλέσει στη κίνηση,
πρωταγωνιστής (αυτός που κάνει τη κίνηση), συναγωνιστής (αυτός που βοηθάει να γίνει η κίνηση), ανταγωνιστής (αυτός που κάνει την ακριβώς αντίθετη κίνηση, με αποτέλεσμα να λειτουργεί σαν επιβραδύνοντας της κίνησης), σταθεροποιητής της άρθρωσης (αυτός που μαζί με τους συνδέσμους, βοηθάει στο να αποφευχθεί οποιαδήποτε καταστροφή στην άρθρωση)
ανάλογα με το αν παρουσιάζει ή όχι ενδιάμεσους τένοντες,
διγάστορας ή πολυγάστορας
ανάλογα με το αν διέρχεται πάνω από μία ή περισσότερες αρθρώσεις,
μονοαρθρικός, διαρθρικός, πολυαρθρικός
ανάλογα με τη θέση του στο σώμα,
θωρακικοί, κοιλιακοί κ.τ.λ.
ανάλογα με την ενέργειά του,
απαγωγός, προσαγωγός, καμπτήρας κ.τ.λ.
Όπως και στις αρθρώσεις, έτσι και οι σκελετικοί μύες πλαισιώνονται από διάφορα επικουρικά (βοηθητικά) μόρια. Αυτά είναι, οι περιτονίες - υμένες από συνδετικό ιστό, που περιβάλλουν έναν ή περισσότερους μύες, διευκολύνοντας τις μεταξύ τους κινήσεις -, τα τενόντια έλυτρα - “καλύμματα” των τενόντων, για την διευκόλυνση της κίνησής τους -, οι ορογόνοι θύλακοι - υμένες γεμάτοι υγρό, για την προφύλαξη των τενόντων στα σημεία που έρχονται σε επαφή με τα οστά ή τρίβονται σε αυτά -, οι σησαμοειδείς χόνδροι - βρίσκονται στα σημεία που οι τένοντες υποβάλλονται σε πίεση π.χ. επιγονατίδα - και τέλος, ο λιπώδης ιστός, που παρεμβάλλεται μεταξύ των μυών για να ελαττώνεται η τριβή.
Στο σημείο αυτό, θα πρέπει να αναφέρουμε και τους εξωτερικούς παράγοντες που επηρεάζουν την ανθρώπινη κίνηση. Τη δύναμη της βαρύτητας (βάρος), τη δύναμη της τριβής, τους αεροδυναμικούς παράγοντες, όταν η κίνηση γίνεται στον αέρα και τους υδροδυναμικούς παράγοντες, όταν η κίνηση γίνεται στο νερό.
Μυϊκή λειτουργία
Ακόμα και στην ανάπαυση, οι μύες στον ζωντανό οργανισμό βρίσκονται σε διαρκεί τόνο, τον λεγόμενο μυϊκό τόνο.
Η μυϊκή συστολή, δηλαδή η ανάπτυξη δύναμης από τον μυ με την επίδραση ενός ερεθίσματος, χωρίζεται σε ισομετρική, ισοτονική και ισοκινητική. Ο διαχωρισμός αυτός, γίνεται λόγω του διαφορετικού τρόπου σύσπασης του μυός. Ισομετρική σύσπαση, λέγεται αυτή που ενώ ο μυς συστέλλεται παράγοντας δύναμη, δεν παρατηρείται κίνηση. Δεν παράγεται, δηλαδή, έργο (W), αφού W=F*S. Κι επειδή η απόσταση-μετακίνηση είναι S=0, είναι μηδέν και το γινόμενό της με την παραγόμενη δύναμη. Ισοτονική λέγεται η σύσπαση, που κατά τη διάρκεια της συστολής του μυός, παρατηρείται κίνηση του μέλους. Τέλος, ισοκινητική λέγεται η σύσπαση, κατά την οποία η κίνηση του μέλους γίνεται με σταθερή ταχύτητα, ανεξάρτητα από το μέγεθος της εφαρμοζόμενης δύναμης. Ισοκινητικές συσπάσεις, πετυχαίνονται μόνο μέσο κατάλληλων μηχανημάτων εκγύμνασης-αποκατάστασης, τύπου CYBEX. Η ισοτονική και η ισοκινητική σύσπαση, μπορεί να είναι συσπάσεις ομόκεντρες ή μειομετρικές ,εάν κατά τη διάρκεια της κίνησης ο μυς μειώνει το μήκος του και έκκεντρες ή πλειομετρικές, εάν κατά τη διάρκεια της κίνησης ο μυς αυξάνει το μήκος του.
Η συνηθέστερη μέθοδος μελέτης της μυϊκής λειτουργίας, είναι η μέθοδος της ηλεκτρομυογραφίας. Η καταγραφή των παρατηρήσεων, σύμφωνα με αυτή τη μέθοδο, γίνεται μέσω ηλεκτροδίων που είναι τοποθετημένα μέσα στο μυ. Η ηλεκτρομυογραφία είναι αυτή που απέδειξε, ότι καθώς αυξάνεται η προσπάθεια, ενεργοποιούνται όλο και περισσότερες μυϊκές ίνες. Επίσης απέδειξε, ότι σε καμία περίπτωση δεν ενεργοποιούνται ταυτόχρονα όλες οι μυϊκές ίνες. Πάντως ακόμη και με την ηλεκτρομυογραφία, παραμένει η δυσκολία στον καθορισμό της συμβολής κάθε μυός, σε μια συγκεκριμένη κίνηση.
Παράγοντες που επηρεάζουν τη μυϊκή λειτουργία
Η λειτουργία του μυός, εξαρτάται από τους παρακάτω παράγοντες,
α) τον τύπο των μυϊκών ινών, β) το είδος της μυϊκής συστολής, γ) τη ταχύτητα της μυϊκής συστολής, δ) το αρχικό μήκος του μυός, ε) τη προδιάταση του μυός ζ) τη μυϊκή του μάζα, η) τη δράση των μοχλών, θ) τη διάταξη των μυϊκών του ινών, ι) την ηλικία και το φύλο και τέλος, κ) τη ψυχολογία του ατόμου.
Ο παράγοντας που θα μας απασχολήσει αυτή τη στιγμή, είναι η δράση των μοχλών του ανθρώπινου σώματος.
Όπως είδαμε στη προηγούμενη ενότητα, το αποτέλεσμα της μυϊκής σύσπασης - όταν αυτή είναι ισοτονική ή ισοκινητική -, είναι η κίνηση του κινητού μέλους της άρθρωσης και συγκεκριμένα η περιστροφή του γύρω από την άρθρωση. Το μέλος του σώματος που κινείται, η άρθρωση γύρω από την οποία γίνεται η κίνηση, ο μυς που συσπάται και η εξωτερική αντίσταση που υπερνικάτε, αποτελούν μια μηχανή που ονομάζεται “μοχλός”.
Ένας μοχλός αποτελείται, από το υπομόχλιο( άξονα περιστροφής), το μοχλοβραχίονα της δύναμης (απόσταση του σημείου εφαρμογής της δύναμης από το υπομόχλιο, δηλαδή η απόσταση του σημείου κατάφυσης του μυ που συσπάται από το υπομόχλιο) και το μοχλοβραχίονα της αντίστασης (απόσταση του σημείου εφαρμογής της αντίστασης από το υπομόχλιο ).
Ανάλογα με τη διάταξη του υπομοχλίου και των δύο μοχλοβραχιόνων, διακρίνουμε τρία είδη μοχλών:
μοχλό 1ου είδους, όταν ισχύει η διάταξη
δύναμη - υπομόχλιο - αντίσταση ή αντίσταση - υπομόχλιο - δύναμη
π.χ. ο μοχλός που δημιουργείται στο κεφάλι, με υπομόχλιο το δεύτερο αυχενικό σπόνδυλο, αντίσταση το βάρος του κεφαλιού και δύναμη, τη δύναμη που ισορροπεί
μοχλό 2ου είδους, όταν ισχύει η διάταξη
υπομόχλιο - αντίσταση - δύναμη ή δύναμη - αντίσταση - υπομόχλιο
π.χ. ο μοχλός του άκρου ποδιού, με υπομόχλιο τα δάχτυλα του ποδιού, αντίσταση το βάρος του σώματος και δύναμη, τη δύναμη του γαστροκνημίου
μοχλό 3ου είδους, όταν ισχύει η διάταξη
υπομόχλιο - δύναμη - αντίσταση ή αντίσταση - δύναμη - υπομόχλιο
π.χ. ο μοχλός του αγκώνα, με υπομόχλιο την άρθρωση του αγκώνα,
αντίσταση ένα εξωτερικό βάρος(π.χ. αλτήρας) και δύναμη, τη δύναμη του δικέφαλου βραχιόνιου
Οι μοχλοί 1ου και 2ου είδους, έχουν το πλεονέκτημα ότι μια μικρή δύναμη μπορεί να μετακινήσει μια μεγάλη αντίσταση - αυξάνοντας το υπομόχλιο της δύναμης ή/και μειώνοντας το υπομόχλιο της αντίστασης -, ενώ μειονέκτημα αποτελεί το ότι, το σημείο εφαρμογής της δύναμης, θα πρέπει να κινηθεί σε μεγαλύτερη απόσταση από ότι το σημείο εφαρμογής της αντίστασης.
Στους μοχλούς 3ου είδους, υπάρχει το πλεονέκτημα ότι κερδίζουμε σε μετατόπιση του σημείου εφαρμογής της αντίστασης, ενώ μειονέκτημα είναι το ότι χρησιμοποιούμε πάντα μεγαλύτερη δύναμη από ότι αντίσταση.
Στο ανθρώπινο σώμα συναντάμε και τα τρία είδη μοχλών, με μεγαλύτερη συχνότητα όμως, τους μοχλούς 3ου είδους. Αυτό σημαίνει όπως είδαμε, ότι γίνονται μεγάλες μετατοπίσεις των μελών του σώματος, χρησιμοποιώντας όμως και μεγάλες δυνάμεις.
Κάτι άλλο, πολύ σημαντικό, που συναντάμε στο ανθρώπινο σώμα, είναι το ότι στις περισσότερες κινήσεις που γίνονται σε μια άρθρωση, υπάρχει συμμετοχή και γειτονικών αρθρώσεων. Για την ολοκλήρωση, δηλαδή, μιας κίνησης σε μία άρθρωση - υπάρχει τις περισσότερες φορές -, μια “αλυσιδωτή κίνηση υποστήριξης” από τις γειτονικές αρθρώσεις. Αυτό σημαίνει πως σε κάθε άρθρωση που ενεργεί, αντιστοιχεί ένα ποσοστό “ενεργειακής” συμμετοχής, για την ολοκλήρωση της κίνησης. Η κύρια άρθρωση, δηλαδή, ολοκληρώνει τη κίνηση πιο ξεκούραστα.
Το σύνολο λοιπόν των αρθρώσεων που συμμετέχουν σε μία κίνηση, αποτελούν μια κινητική αλυσίδα, η οποία διαχωρίζεται σε κλειστή και ανοιχτή κινητική αλυσίδα.
Κλειστή κινητική αλυσίδα ή άσκηση κλειστής κινητικής αλυσίδας, ονομάζουμε την άσκηση, που για την ολοκλήρωση της κίνησης στη βασική άρθρωση, απαιτείται υποχρεωτική κίνηση και των γειτονικών αρθρώσεων π.χ. η άσκηση στο μηχάνημα του leg press, γιατί υπάρχει διαδοχική κίνηση έκτασης και των τριών αρθρώσεων του ποδιού, κατά σειρά : άρθρωση ισχίου, άρθρωση γονάτου και ποδοκνημική άρθρωση.
Αντίθετα, ανοιχτή κινητική αλυσίδα ή άσκηση ανοιχτής κινητικής αλυσίδας, ονομάζουμε την άσκηση κατά την οποία, η ολοκλήρωση της κίνησης γίνεται μόνο από τη βασική άρθρωση π.χ. η άσκηση στο μηχάνημα του leg extension, γιατί η άσκηση ολοκληρώνεται μόνο από τη λειτουργία της άρθρωσης του γονάτου. Η ίδια άσκηση μπορεί να μετατραπεί σε άσκηση κλειστής κινητικής αλυσίδας, εάν εφαρμόσουμε την αντίσταση όχι σε σημείο της κνήμης, αλλά πάνω στη ράχη του ποδιού. Αυτό θα είχε σαν αποτέλεσμα τη κίνηση και της ποδοκνημικής άρθρωσης για την υπερνίκηση της αντίστασης.
Φυσιολογία της μυϊκής συστολής
Η εντολή για τη σύσπαση, δίνεται από το “κέντρο της κίνησης”, δηλαδή τον εγκέφαλο και τη παρεγκεφαλίδα. Μέσο του νωτιαίου μυελού, η εντολή περνάει στα κινητικά νεύρα, τις κινητικές και αισθητικές ίνες δηλαδή, που νευρώνουν το μυ. Κάθε τέτοιο κινητικό νεύρο ενώνεται μέσο “αξόνων” - οι οποίοι διαιρούνται σε νευρικές ίνες -, με μια δέσμη μυϊκών ινών. Κάθε νευρική ίνα, ενώνεται με μία μυϊκή ίνα, μέσο μιας τελικής πλάκας. (το σύστημα του άξονα, των νευρικών ινών & των μυϊκών ινών που νευρώνονται από αυτόν, ονομάζεται κινητική μονάδα).
Καταλήγοντας η εντολή ( ηλεκτρικό δυναμικό ) στις τελικές πλάκες των μυϊκών ινών, προκαλείται διατάραξη της ηλεκτροστατικής ισορροπίας των φορτισμένων ιόντων νατρίου και καλίου, που βρίσκονται στις δύο επιφάνειες της μεμβράνης. Αυτό αναγκάζει τα ιόντα να αλλάξουν θέση - διαπερνώντας τη μεμβράνη -, με αποτέλεσμα τον ερεθισμό των νηματίων της ακτίνης - λεπτά πρωτεϊνικά νημάτια - και της μυοσίνης - παχιά πρωτεϊνικά νημάτια - ( τα νημάτια της ακτίνης και της μυοσίνης, είναι τα συστατικά των μυϊκών ινιδίων ) και κατά συνέπεια τη μεταξύ τους έλξη. Δημιουργείται, δηλαδή, συστολή του συγκεκριμένου μυϊκού ινιδίου και κατά επέκταση όλων των δεσμίδων και τελικά όλου του μυ, προκαλώντας την οφθαλμοφανή μυϊκή συστολή.
