Fiziologija miFiziologija miššiićća a

MiMiššiiććna kontrola na kontrola pokreta pokreta

Uloga miUloga miššiićća u pokretua u pokretudrdr. sc. Vladimir Ivan. sc. Vladimir Ivanččev, dr. med.ev, dr. med.

specijalist sportske medicine i medicine radaspecijalist sportske medicine i medicine rada

22

SkeletnaSkeletna poprepopreččnono--prugasta muskulaturaprugasta muskulatura

preko 600 skeletnih mipreko 600 skeletnih miššiićća u tijelua u tijelu

33

najdulje minajdulje miššiiććno vlakno 12 cm no vlakno 12 cm (500 000 sarkomera)(500 000 sarkomera)

broj mibroj miššiiććnih vlakana u minih vlakana u miššiićću:u:10 000 1. lumbrikalni mi10 000 1. lumbrikalni miššiićć

>>

1 000 000 m. gastrocnemius1 000 000 m. gastrocnemius

promjer mipromjer miššiiććnog vlakna 10 nog vlakna 10 –– 80 80 μμmm

44

svaka sarkolema se nastavlja u tetivusvaka sarkolema se nastavlja u tetivusvako misvako miššiiććno vlakno je vezano za kost preko tetiveno vlakno je vezano za kost preko tetive

55

sarkoplazmasarkoplazma

citoplazma micitoplazma miššiiććnog vlaknanog vlakna

sastav: proteini, minerali, masti, organele sastav: proteini, minerali, masti, organele (mitohondriji)(mitohondriji),,

glikogen glikogen (1(1--3 % stani3 % staniččne mase; nedostatak fosforilaze)ne mase; nedostatak fosforilaze)

mioglobinmioglobin

66

tranverzalni tubulitranverzalni tubuli

poprepopreččna mrena mrežža kanala u plazmatskoj a kanala u plazmatskoj membrani (sarkolemi)membrani (sarkolemi)

brzi prijenos brzi prijenos žživivččanog signala iz sarkoleme anog signala iz sarkoleme u pojedinau pojedinaččne miofibrilene miofibrile

prijenos glukoze, kisika, iona u miprijenos glukoze, kisika, iona u miššiiććna na vlaknavlakna

77

sarkoplazmatski retikulumsarkoplazmatski retikulum

uzduuzdužžna mrena mrežžaa

skladiskladiššte iona kalcijate iona kalcija

88

mimiššiiććno vlaknono vlakno

⇩⇩

(100 (100 ––

1000)1000)

miofibrilamiofibrilakontraktilni dio skeletne muskulkontraktilni dio skeletne muskulature ature

1500 miozinskih 1500 miozinskih ––

A pruge 3000 aktinskih niti A pruge 3000 aktinskih niti ––

I prugeI prugeHH--zona Zzona Z--ploploččee

⇩⇩

sarkomerasarkomeranajmanja funkcionalna jedinica minajmanja funkcionalna jedinica miššiiććaa

dio miofibrile između dio miofibrile između 2 susjedne Z2 susjedne Z--ploploččee(I(I--zona, Azona, A--zona, Hzona, H--zonazona……))

99

Vrste miVrste miššiiććnih vlakananih vlakana

1010

Određivanje udjela miOdređivanje udjela miššiiććnih vlakananih vlakana Biopsija miBiopsija miššiiććaa

1111

1212

Prema aktivnosti Prema aktivnosti miozinske ATPmiozinske ATP--azeaze

brzina razgradnje ATP brzina razgradnje ATP ⇒⇒ brzina kontrakcijebrzina kontrakcije

spora vlakna spora vlakna ⇒⇒ spora aktivnost ATPspora aktivnost ATP––azeaze

brza brza vlakna vlakna ⇒⇒ brza aktivnost ATPbrza aktivnost ATP––azeaze

1313

Razvijenost sarkoplazmatskog Razvijenost sarkoplazmatskog retikulumaretikuluma

brza vlakna brza vlakna ⇒⇒ znatno razvijeniji SR znatno razvijeniji SR ⇒⇒ brbržže e oslobađanje Caoslobađanje Ca++++ ⇒⇒ brbržža kontrakcijaa kontrakcija

priblipribližžno jednaka sila sporih i brzih vlakanano jednaka sila sporih i brzih vlakana

snaga brzih 3snaga brzih 3--5 puta ve5 puta veććaa

1414

MotoriMotoriččka jedinicaka jedinica motorimotoriččki neuron + miki neuron + miššiiććno vlaknono vlakno

spora motorispora motoriččka jedinicaka jedinica::manji motoneuron koji inervira 10manji motoneuron koji inervira 10--180 180 mimiššiiććnih vlakananih vlakana

brza motoribrza motoriččka jedinicaka jedinica::vevećći motoneuron koji inervira 300i motoneuron koji inervira 300--800 800 mimiššiiććnih vlakana nih vlakana

(ukupna sila ve(ukupna sila većća a ––

prema broju aktiviranih vlakana)prema broju aktiviranih vlakana)

1515

1616

ŠŠto određuje vrstu mito određuje vrstu miššiiććnih vlakana ?nih vlakana ?

genetska određenost genetska određenost -- izraizražžena veena većć u prvim u prvim godinama godinama žživotaivota

jednojajjednojajččani blizanci ani blizanci –– isti sastav miisti sastav miššiiććnih vlakananih vlakanadvojajdvojajččani blizanci ani blizanci --

razlirazliččit sastav miit sastav miššiiććnih vlakananih vlakana

uvjetovano vrstom motoriuvjetovano vrstom motoriččkog neurona koji svojim kog neurona koji svojim popoččetnim podraetnim podražžajem usmjerava razvoj prema ajem usmjerava razvoj prema sporom ili brzom vlaknusporom ili brzom vlaknu

1717

ŠŠto određuje vrstu mito određuje vrstu miššiiććnih vlakana ?nih vlakana ?

trening izdrtrening izdržžljivosti ili miljivosti ili miššiiććna neaktivnost utjena neaktivnost utječču na u na promjenu miozinskih izoformi, te dovode do promjenu miozinskih izoformi, te dovode do umjerene promjene udjela brzih i sporih vlakanaumjerene promjene udjela brzih i sporih vlakana

istraistražživanja na starijoj populaciji: starenjem se ivanja na starijoj populaciji: starenjem se smanjuje broj brzih motorismanjuje broj brzih motoriččkih jedinica uz povekih jedinica uz poveććanje anje udjela sporihudjela sporih

udio brzih i sporih vlakana na rukama i nogama iste udio brzih i sporih vlakana na rukama i nogama iste osobe je pribliosobe je približžno jednakno jednak

1818

Aktivacija miAktivacija miššiiććnih vlakananih vlakana

selektivna aktivacija brzih ili sporih vlakana selektivna aktivacija brzih ili sporih vlakana ovisna o zahtjevima aktivnostiovisna o zahtjevima aktivnosti

Gollnick i suradnici: aktivacija nije ovisna o Gollnick i suradnici: aktivacija nije ovisna o brzini radnje, nego o potrebnoj mibrzini radnje, nego o potrebnoj miššiiććnoj silinoj sili

motorimotoriččke jedinice se aktiviraju prema ke jedinice se aktiviraju prema veliveliččini motoini moto--neurona ( manji neuroni se neurona ( manji neuroni se aktiviraju prvi)aktiviraju prvi)

1919

2020

Brza i spora vlakna u sportuBrza i spora vlakna u sportu

2121

Brza i spora vlakna u sportuBrza i spora vlakna u sportu

% % sporih vlakana u misporih vlakana u miššiiććima ruku:ima ruku:plivaplivačči i ⇒⇒

6060--65% 65%

netrenirani ljudi netrenirani ljudi ⇒⇒

4545--55%55%

% % sporih vlakana u m. gastrocnemiusu:sporih vlakana u m. gastrocnemiusu:vrhunski maratonci vrhunski maratonci ⇒⇒

9393--99%99%

vrhunski sprinteri vrhunski sprinteri ⇒⇒

25%25%

2222

MiMiššiiććna aktivnost kao na aktivnost kao svrsishodna radnjasvrsishodna radnja

2323

Vrste miVrste miššiiććne aktivnostine aktivnosti

2424

Intenzitet sile ovisi o:Intenzitet sile ovisi o:

broju aktiviranih motoribroju aktiviranih motoriččkih jedinicakih jedinica

vrsti motorivrsti motoriččkih jedinicakih jedinica

veliveliččini miini miššiiććaa

duljini miduljini miššiićća (max. 20% a (max. 20% >> duljine u mirovanju)duljine u mirovanju)

kutu u zglobukutu u zglobu

brzini kontrakcijebrzini kontrakcije

2525

ŽŽivivččanoano--mimiššiiććni ni odgovor na treningodgovor na trening

2727

MiMiššiiććna jakostna jakost

definicija:definicija:maksimalna sila koju jedna ili vimaksimalna sila koju jedna ili višše mie miššiiććnih nih skupina moskupina možže proizvesti e proizvesti

2828

MiMiššiiććna snagana snagadefinicija:definicija:

rad u jedinici vremena rad u jedinici vremena

P = F x s / t P = F x s / t ⇔⇔

A / t A / t ⇔⇔

F x vF x v

Eksplozivni aspekt jakosti (sile), proizvod sile i Eksplozivni aspekt jakosti (sile), proizvod sile i brzine pokretabrzine pokreta

2929

MiMiššiiććna izdrna izdržžljivostljivost

definicija:definicija: sposobnost ponavljanja određene mi sposobnost ponavljanja određene miššiiććne ne

aktivnosti ili odraktivnosti ili održžavanja pojedinaavanja pojedinaččne statine statiččke ke kontrakcije kroz dulji period kontrakcije kroz dulji period

3030

3131

vevećća mia miššiiććna masa na masa ⇔⇔

vevećća jakosta jakost

trening snage trening snage povepoveććava jakost ava jakost unutar 3 unutar 3 –– 6 6 mjeseci za mjeseci za 25 25 ––

100%100%

3232

uloga neuralne kontrole u poveuloga neuralne kontrole u poveććanju jakostianju jakosti

povepoveććanje jakosti se moanje jakosti se možže ostvariti jedino uz e ostvariti jedino uz neuralnu prilagodbuneuralnu prilagodbu

kvalitetnija aktivacija (sinkronizacija) motorikvalitetnija aktivacija (sinkronizacija) motoriččke ke jedinice je prvi preduvijet za povejedinice je prvi preduvijet za poveććanje jakostianje jakosti

primjer: poveprimjer: poveććanje jakosti bez hipertrofijeanje jakosti bez hipertrofije

strustruččna neslaganja oko moguna neslaganja oko moguććnosti povenosti poveććanja anja sinkronizacije treningomsinkronizacije treningom

3333

Autogena inhibicijaAutogena inhibicija

Golgijevi tetivni organiGolgijevi tetivni organi

kontrola mikontrola miššiiććne sile ne sile ⇔⇔ zazašštita kostiju i tita kostiju i vezivnih struktura od prejake silevezivnih struktura od prejake sile

trening motrening možže umanjiti djelovanje ovog e umanjiti djelovanje ovog refleksa tj. neurolorefleksa tj. neurološške inhibicijeke inhibicije

po ovoj teoriji povepo ovoj teoriji poveććanje jakosti moanje jakosti možže se e se postipostićći i bez hipertrofijei i bez hipertrofije

3434

ostali neuralni ostali neuralni ččimbenici:imbenici:

smanjenje koaktivacije agonista i antagonistasmanjenje koaktivacije agonista i antagonista

umanjen odgovor antagonista umanjen odgovor antagonista ššto dovodi do to dovodi do povepoveććanja jakosti agonistaanja jakosti agonista

nedostataknedostatak: naru: naruššena stabilnost kompleksa ena stabilnost kompleksa (ve(većća sklonost ozljedama) a sklonost ozljedama)

3535

HipertrofijaHipertrofija

1.1.

prolazna hipertrofijaprolazna hipertrofija: intersticijski i : intersticijski i intracelularni edem miintracelularni edem miššiićća a ––

povlapovlačči se i se

unutar nekoliko sati od treninga unutar nekoliko sati od treninga

2.2.

kronikroniččna hipertrofijana hipertrofija: pove: poveććanje broja anje broja mimiššiiććnih vlakana (hiperplazija) i/ili velinih vlakana (hiperplazija) i/ili veliččine ine postojepostojeććih (hipertrofija) dugotrajnim ih (hipertrofija) dugotrajnim treningom snagetreningom snage

3636

Dudly i sur. Dudly i sur. ⇔⇔ Hather i sur.Hather i sur.

IskljuIsključčivo ekscentriivo ekscentriččni trening dovodi do ni trening dovodi do desetostruko vedesetostruko većće hipertrofije brzih vlakana e hipertrofije brzih vlakana od iskljuod isključčivo koncentriivo koncentriččnog treninga nog treninga

3737

MiMiššiiććna hipertrofijana hipertrofijaPretpostavkaPretpostavka: broj mi: broj miššiiććnih stanica je određen nih stanica je određen

rođenjem i ne morođenjem i ne možže se povee se poveććavatiavatiHipertrofija nastaje kao rezultat:Hipertrofija nastaje kao rezultat:

povepoveććanja broja miofibrilaanja broja miofibrilapovepoveććanja broja aktinskih i miozinskih vlakanaanja broja aktinskih i miozinskih vlakanapovepoveććanja sarkoplazmeanja sarkoplazmepovepoveććanja vezivnog tkivaanja vezivnog tkiva

(kombinacija ovih (kombinacija ovih ččimbenika)imbenika)

uloga testosterona uloga testosterona ((☹☹

egzogeni testosteron, steroidni anabolici egzogeni testosteron, steroidni anabolici ☹☹))

3838

Prikaz poprePrikaz popreččnog presjeka minog presjeka miššiićća sedentarnog mua sedentarnog mušškarca prije i karca prije i 6 mjeseci nakon dinami6 mjeseci nakon dinamiččkog treninga snagekog treninga snage

3939

MiMiššiiććna hiperplazijana hiperplazija

IstraIstražživanje na maivanje na maččkamakama: izuzetno naporni : izuzetno naporni treninzi snage dovode do uzdutreninzi snage dovode do uzdužžnog nog cijepanja cijepanja ––

udvajanja miudvajanja miššiiććnih vlakana od nih vlakana od

kojih svaki dosegne debljinu matikojih svaki dosegne debljinu matiččnognog

Kasnije potvrđeno i u istraKasnije potvrđeno i u istražživanjima na ljudimaivanjima na ljudima(Body(Body--builderi nasuprot netreniranim)builderi nasuprot netreniranim)

4040

Integrirano djelovanje neuralne Integrirano djelovanje neuralne aktivacije i miaktivacije i miššiiććne hipertrofijene hipertrofije

4141

Imobilizacija:Imobilizacija:--

smanjenje jakosti 3smanjenje jakosti 3--4% po d4% po danuanu

--

primarno pogađa spora vlaknaprimarno pogađa spora vlakna

prekidom treninga snage prekidom treninga snage smanjuje se mismanjuje se miššiiććna jakostna jakost

Reduciranjem treninga sa Reduciranjem treninga sa 3 / tjedan na 13 / tjedan na 1--2 / tjedan 2 / tjedan ne smanjujene smanjuje

se jakostse jakost

4242

Promjena vrste miPromjena vrste miššiiććnog vlaknanog vlakna

spora ili brza mispora ili brza miššiiććna vlakna mogu poprimiti na vlakna mogu poprimiti karakteristike drugoga kao odgovor na:karakteristike drugoga kao odgovor na:

--

kronikroniččnu stimulacijunu stimulaciju--

vrstu treningavrstu treninga

--

krikrižžnu inervacijunu inervaciju

MiMiššiiććna bolna bol engl. muscle sorenessengl. muscle soreness

4444

Akutna miAkutna miššiiććna bolna bol

--

pred kraj i neposredno nakon napornog treningapred kraj i neposredno nakon napornog treninga

--

nakupljanje Hnakupljanje H++

i drugih produkata intenzivnog i drugih produkata intenzivnog metabolizmametabolizma

--

inersticijski i intracelularni edeminersticijski i intracelularni edem

--

nestaje nakon nekoliko satinestaje nakon nekoliko sati

4545

Odgođena miOdgođena miššiiććna bolna bol engl. delayedengl. delayed--onset muscle soreness (DOMS)onset muscle soreness (DOMS)

mimiššiiććna bol koja se javlja danna bol koja se javlja dan--dva nakon dva nakon intenzivne fiziintenzivne fiziččke aktivnostike aktivnosti

intenzivne ekscentriintenzivne ekscentriččne mine miššiiććne aktivnostine aktivnosti

pr. 45pr. 45--min. trmin. trččanje na 10% nizbrdici izazvalo intenzivni DOMS anje na 10% nizbrdici izazvalo intenzivni DOMS za razliku od 45za razliku od 45--min. trmin. trččanja po ravnom, iako su vrijednosti anja po ravnom, iako su vrijednosti laktata bile daleko velaktata bile daleko većće kod tre kod trččanja po ravnom.anja po ravnom.

4646

strukturalna ostrukturalna oššteteććenjaenjaprisustvo miprisustvo miššiiććnih enzima u krvi nih enzima u krvi

(2(2--10 puta ve10 puta većće vrijednosti)e vrijednosti)

4747

prikaz miprikaz miššiićća prije a prije i nakon utrke maratona i nakon utrke maratona

uniunišštene Ztene Z--ploploččee

4848

Upalna reakcijaUpalna reakcija

aktivacija monocita, neutrofila, makrofagaaktivacija monocita, neutrofila, makrofaga……

neutrofili oslobađaju dosta slobodnih neutrofili oslobađaju dosta slobodnih radikala koji dodatno oradikala koji dodatno oššteteććuju staniuju staniččnu nu membranumembranu

medikamentozna terapija (NSAID) medikamentozna terapija (NSAID) neuspjeneuspješšna u suzbijanju boli i upalne na u suzbijanju boli i upalne reakcijereakcije

4949

Armstrong 1984.Armstrong 1984.

1.1.

povepoveććana konc. miana konc. miššiiććnih enzima u plazminih enzima u plazmi

2.2.

mioglobinemijamioglobinemija

3.3.

histolohistološški nalaz naruki nalaz naruššene ultrastrukture ene ultrastrukture mimiššiiććaa

5050

intenzivna ekscentrična

aktivnost

stukturalnaoštećenja

mišićnih stanica

narušenahomeostaza Ca++

nekroza stanicanakon ≈ 48h

imunološki odgovor(histamin, kinin, K+)

5151

posljedice DOMSposljedice DOMS--aasmanjen usmanjen uččinak oinak oššteteććenih mienih miššiiććaa

5252

prevencija:prevencija:

reduciranje ekscentrireduciranje ekscentriččne komponente treningane komponente treninga

zapozapoččinjanje trenainjanje trenažžnog procesa s laknog procesa s lakššim im optereoptereććenjima, uz postepeno poveenjima, uz postepeno poveććavanjeavanje

iliilizapozapoččinjanje trenainjanje trenažžnog procesa s visokim intenzitetom nog procesa s visokim intenzitetom ekscentriekscentriččnog karaktera s izranog karaktera s izražženim DOMS, no enim DOMS, no kasnije simptomi kasnije simptomi ćće biti znatno blae biti znatno blažžii

literatura:literatura:

Wilmore –

Costill : Physiology of Sport and Exercise

zahvaljujem na pazahvaljujem na pažžnjinji