근육 활동과 심장 활동, 그들의 관계. 운동선수가 첫 해에 잘 발전하는 이유는 무엇입니까? 근육 활동

근육이 없으면 삶은 불가능할 것이다. 심장 박동, 혈액 순환, 소화, 배변, 발한, 음식 씹기, 시력, 움직임-이 모든 과정이 제어됩니다. 다양한 방식근육.

신체에는 세 가지 주요 유형의 근육이 있습니다.

1. 자발적으로 수축하고 근골격계의 다양한 뼈에 부착되는 골격근;
2. 평활근 또는 비자발적2 수축. 여기에는 위, 내장의 근육이 포함됩니다. 혈관등.;
3. 심장 근육.

골격근은 매우 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 근육 조직의 가장 작은 요소는 얇은 필라멘트입니다. 필라멘트; 그들은 액틴과 미오신의 결합된 단백질 사슬입니다. 이 스레드에서 형성됩니다 근절(sarcos - "육체", 단순한 - "부분"). 이들은 차례로 근섬유를 구성하는 근원섬유(myos - "근육", 원섬유 - "작은 섬유")에 결합됩니다. 그리고 후자는 골격의 근육을 형성하는 묶음으로 결합됩니다.

따라서 순서는 다음과 같습니다: 단백질 사슬 - 필라멘트 - 근절 - 근원섬유 - 근육 섬유 - 근육 섬유 다발 - 골격근.

에너지 요구량

근육의 주요 특징 중 하나는 근육에 영양분과 산소를 ​​공급하고 노폐물을 제거하는 광범위한 혈관 네트워크를 가지고 있다는 것입니다.

근육 수축은 에너지가 필요한 활동적인 과정입니다.

얽힘으로 인해 근육의 길이가 감소합니다. 단백질 근절(액틴과 미오신)은 두 개의 빗살처럼 서로 연결되어 있습니다. 결과적인 장력으로 인해 근육 인대가 부착된 표면의 뼈가 움직이게 됩니다.

모든 근육에는 항상 활성 섬유가 있습니다. 비활성 상태일 때도 언제든지 가능합니다. 이러한 근육 섬유의 수축은 뼈를 움직이는 데 충분하지 않지만 지속적인 긴장 상태에서 근육을 유지합니다. 이것이 잔류응력이다. 골격근아 그리고 이름이 근긴장도. 근긴장도가 부족하여 근육이 연약하고 느슨해 보일 수 있지만 약간의 긴장만으로도 근육이 더욱 활발해집니다. 강한 사람의 팔뚝이 편안한 상태에서도 인상적으로 보이는 것은 근육의 탄력 덕분입니다. 근긴장도는 대부분의 근섬유가 이완될 때 근육 모양을 유지합니다. 사람이 휴식을 취하고 있는 동안에는 근긴장도가 뼈와 관절의 안정적인 위치에 기여하는 반면, 근긴장도가 없으면 관절에는 그러한 지지력이 부족합니다. 예를 들어, 뇌졸중으로 인해 한쪽 팔의 감각을 잃은 사람들은 팔의 무게로 인해 어깨가 지속적으로 소켓에서 빠져 나오는 현상을 경험합니다. 삼각근(어깨 관절 주위에 위치)이 너무 약해져서 더 이상 관절낭에 있는 수많은 뼈를 지탱할 수 없습니다.

근긴장도 충격 흡수 장치 역할을 하여 날카로운 타격이나 충격이 가해지는 동안 에너지의 일부를 흡수합니다. 좋은 근긴장도는 갑작스러운 움직임이 자주 발생하는 스포츠 및 체육에 필요한 조건입니다. 운동은 근육긴장도를 높이는 데 도움이 됩니다.

근육 수축

근육 수축에는 등장성과 등척성의 두 가지 유형이 있습니다.

~에 등장성 수축근육의 외부 및 내부 하중은 일정하게 유지되지만 길이와 교차 구역. 바닥에서 무거운 물건을 들어올리거나 걷거나 달릴 때 신체의 근육은 등장성 수축을 수행합니다.

~에 등각 수축근육의 기하학적 구조는 이미 최대로 수축되어 있기 때문에 변하지 않습니다. 이러한 수축은 예를 들어 사람이 고정된 물체(예: 벽)를 움직이려고 할 때, 바닥에서 매우 무거운 물건을 들어 올리려고 할 때, 저항 운동을 수행할 때 관찰됩니다.

근육에 에너지 공급

근육 수축에는 엄청난 양의 에너지가 필요합니다. 그러므로 우리 몸의 다른 곳에서는 볼 수 없는 근육 조직에서 에너지를 얻는 특별한 과정이 일어난다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 활동적인 근육 조직 세포에는 미오글로빈이 포함되어 있습니다. 미오글로빈은 구조상 혈액의 헤모글로빈과 유사하며 산소를 흡수하고 저장할 수도 있습니다. 추가 사용. 가장 활동적인 골격근이 밝은 빨간색을 띠는 것도 바로 이러한 이유 때문입니다.

또한 근육 조직 세포에는 호기성, 즉 산소 흡수, 포도당 분자의 변형 과정에서 에너지 분자를 생성하는 많은 수의 미토콘드리아(미세한 에너지 생산 공장)가 포함되어 있습니다. 이는 또한 ATP 분자(아데노신 삼인산)이기도 합니다. . 그러나 그럼에도 불구하고 우리는 때때로 근육의 필요를 충족시킬 만큼 충분한 에너지를 갖고 있지 않습니다. 그래서 대자연은 근육에 가장 유용한 두 가지 생리학적 특성을 부여했습니다.

• 증가된 에너지 수요를 충족시키기 위해 언제든지 분해될 수 있는 글리코겐 형태로 포도당을 저장하는 능력;
• 포도당을 에너지 분자와 젖산으로 혐기성(산소 없이) 변환하는 능력.

보시다시피 자연은 골격근을 부여했습니다 놀라운 능력: 간이나 다른 사람의 도움을 기다리지 않고 스스로 에너지를 생산할 수 있습니다. 내부 장기. 따라서 골격근은 다음과 같습니다.

• 산소 분자(미오글로빈)를 포획할 수 있는 특수 단백질을 함유하고 있습니다.
• 에너지를 생산하기 위해 포도당의 호기성 및 혐기성 분해를 모두 수행할 수 있습니다.
• 글리코겐 매장량(포도당 기반 화합물)을 저장합니다.
• 근육 조직 단백질에 필수적인 포도당과 칼슘을 공급하는 광범위한 혈관 네트워크를 가지고 있습니다(이 두 물질 없이는 근육이 수축할 수 없습니다). 혈관은 또한 몸에서 이산화탄소(이산화탄소)와 같은 노폐물을 제거하는 데 도움을 줍니다.

근육이 수축하면 몸 전체의 산소 필요성이 증가하며 대부분의 산소가 혈액에서 소모됩니다. 증가된 산소 수요를 충족하기 위해 호흡과 심박수가 증가합니다. 이것이 강렬한 운동 중에 심박수가 뛰고 호흡이 빨라지는 이유입니다. 종료 후에도 신체 활동호흡과 심박수는 한동안 상승된 상태를 유지하여 신체에 생명을 주는 산소의 추가 부분을 계속 제공합니다.

따라서 신체 운동은 다음을 위한 유일한 자연스러운 방법입니다.

• 혈액 순환을 개선한다;
• 심장이 혈액을 더 세게 펌프질하여 심장 근육의 긴장도를 높입니다.
• 신체의 에너지 보유량을 늘리십시오.
• 과도한 체지방과 체내에 축적된 설탕을 태웁니다.
• 신체 근육에 추가적인 탄력을 주어 전반적인 웰빙을 향상시킵니다.

과도한 에너지 소비

운동 중 과도한 근육 수축으로 인한 유일한 바람직하지 않은 결과는 근육 조직에 젖산이 축적되는 것입니다.

정상적인 조건에서 세포의 미토콘드리아에 있는 포도당은 산소 분자를 사용하여 이산화탄소와 물로 전환됩니다(31페이지 참조).

근육이 너무 활성화되면 미토콘드리아는 충분한 에너지를 생산할 시간이 없기 때문에 포도당을 젖산으로 전환하는 무산소(산소 참여 없이) 변환 중에 추가 ATP 분자가 형성됩니다.

만약에 필요성 증가에너지가 보존된다 장기, 미토콘드리아는 산소 부족으로 인해 이를 완전히 충족할 수 없으며 젖산 수준이 증가합니다. 이로 인해 근육 섬유의 화학 구조가 변화되어 미토콘드리아가 젖산을 이산화탄소와 물로 빠르게 전환할 수 있을 만큼 충분한 산소를 받을 때까지 수축이 중단됩니다.

일반적으로 포도당의 불완전 연소로 인한 부산물인 젖산은 신체, 특히 심장 근육에 해를 끼칩니다.

과도한 젖산은 경련과 근육통을 동반할 뿐만 아니라 일반 실적근육 조직은 피로감을 유발합니다.

운동선수는 근육이 얼마나 효율적으로 작동하는지 확인하기 위해 훈련 중에 정기적으로 젖산 수치를 검사합니다.

피로

근육 피로는 근육이 더 이상 수축할 수 없는 상태입니다. 주된 이유는 정상적인 근육 기능을 방해하는 젖산의 축적입니다. 이것이 바로 사람이 끝없이 근육에 긴장을 가하는 것을 방지하기 위해 자연이 만든 방식입니다. 이 때문에 마라톤 선수, 특히 훈련이 부족한 선수는 종종 중간에 포기하고 모두가 결승선에 도달하는 것은 아닙니다. 근육 피로는 근육에 에너지 보유량을 회복하고 폐기물을 제거할 수 있는 기회를 제공합니다.

모든 신체 활동은 다양한 정도의 피로로 이어집니다. 눈이나 손과 같은 가장 작은 근육은 큰 근육보다 훨씬 빨리 피로해집니다.

오랫동안 손으로 글을 써야 했던 사람들은 붓이 너무 지쳐서 더 이상 한 마디도 쓸 수 없을 때의 느낌을 아주 잘 알고 있습니다. 시험이나 시험 중에 아이들은 종종 매우 빠르게 글을 쓰려고 하기 때문에 손이 피곤해지고 아프기 시작하며, 이 활동을 중단할 수밖에 없습니다.

휴식이 필요함

따라서 운동과 휴식을 번갈아 가며 하는 것이 필요합니다. 이를 달성하기 위해 자연은 근육이 매일 에너지 비축량을 보충하고 신체적 마모와 관련된 손상을 복구하며 젖산을 포함한 노폐물을 제거할 수 있는 수면 메커니즘을 우리에게 부여했습니다. 사람이 잠을 충분히 자지 못하고 열심히 일하면 휴식에 할당된 시간을 다 써 버리게 되면 근육이 정상적으로 기능하는 능력을 상실하게 되고 조만간 탈진하게 됩니다.

아무리 원하더라도 근육이 장기간 지속적으로 효율적으로 작동하도록 강요할 수는 없습니다. 그렇기 때문에 선수들은 경기가 끝난 후 적절한 휴식이나 건강한 수면을 취하는 것이 좋습니다.

근육 활동

근육 활동은 다음과 같은 매개 변수로 특징 지어집니다. 힘- 개별 근육 또는 근육 그룹이 생성할 수 있는 최대 장력 지구력- 개인이 신체 활동과 관련된 활동을 계속할 수 있는 기간.

근육 활동은 관련된 근육 섬유의 유형과 수준이라는 두 가지 주요 요인에 의해 결정됩니다. 신체 훈련사람.

근육 섬유의 종류

근육학자들은 인체의 골격근 섬유를 빠른 속도, 느린 속도, 중간 속도의 세 가지 주요 유형으로 구분합니다.

빠른 근육 섬유

대부분의 골격근은 이들로 구성됩니다. 이 근육 섬유는 외부 자극(약 100분의 1초 후) 후에 즉시 수축할 수 있다는 사실에서 그 이름이 유래되었습니다.

이 섬유는 직경이 크고, 조밀하게 채워진 근원섬유로 구성되어 있으며, 글리코겐(포도당이 체내에 저장되는 형태)을 많이 보유하고 있으며, 미오글로빈과 미토콘드리아를 상대적으로 적게 함유하고 있습니다. 그들은 빠르고 갑작스러운 움직임에 잘 대처합니다.

이 근육 섬유에는 느린 혈액이 도달할 때까지 기다릴 시간이 없으므로 모세혈관이 거의 ​​없습니다. 이러한 근육은 빠르고 엄청난 힘으로 수축하므로 에너지 생산을 위해 산소를 사용할 시간도 능력도 없습니다(따라서 혈액 순환이 낮고 미토콘드리아와 미오글로빈이 거의 없습니다). 그들은 포도당을 처리하기 위해 빠르고 편리한 혐기성 방법을 사용하는데, 그 동안 악명 높은 젖산이 부산물로 형성됩니다. 이것이 바로 빠른 경련 근육 섬유가 매우 빨리 피로해지는 이유입니다. 그들은 작업에 대처하고 힘을 잃습니다.

단거리 선수들은 100미터 달리기에서 자신을 너무 세게 밀어붙여서 결승선에서 거의 쓰러질 뻔했습니다. 그 후 몇 분 동안은 거의 서 있을 수도 없습니다. 곧 또 다른 달리기를 하라고 하면 결과가 얼마나 나빠질지 놀라게 될 것입니다. 제대로 훈련되지 않은 주자들은 종종 옆구리에 고통스러운 경련을 일으키는 복통을 경험합니다.

지구력 측면에서 빠른 근육은 다른 유형의 근육 섬유보다 열등합니다. 혈관 수가 적고 미오글로빈 함량이 낮기 때문에 색상이 매우 창백합니다.

느린 근육 섬유

직경은 속섬유의 절반이고 수축하는 데 거의 3배 더 오래 걸리지만 동시에 훨씬 더 오래 작동할 수 있습니다. 이 섬유로 만들어진 근육은 상당한 양의 미오글로빈을 함유하고 있으며 광범위한 모세 혈관 네트워크와 많은 미토콘드리아를 가지고 있지만 글리코겐 보유량은 미미합니다(그래서 부피가 크지 않습니다).

느린 근육 섬유는 또한 탄수화물, 아미노산 및 기타 에너지원을 사용합니다. 지방산.

이러한 근육은 그다지 강하지는 않지만 매우 탄력적입니다. 적당한 에너지 요구를 충족하기 위해 포도당을 변환하는 호기성 과정을 사용하므로 빨리 피곤해지지 않습니다. 풍부한 혈액 공급 덕분에 충분한 산소를 공급받고, 분해 생성물이 혈액 속에서 지속적으로 제거되므로 지근 섬유가 오랫동안 정상적으로 작동할 수 있습니다.

느린 경련 근육 섬유는 자세를 유지하는 역할을 하며 피곤하지 않고 오랫동안 수축된 상태를 유지할 수 있습니다. 높은 미오글로빈 함량과 광범위한 모세혈관 네트워크로 인해 느린 섬유로 구성된 근육은 짙은 붉은색을 띕니다.

중간 근육 섬유

특성상 빠른 근육 섬유와 느린 근육 섬유의 중간에 있습니다. 이는 빠른 섬유보다 탄력성이 높지만 동시에 느린 섬유보다 더 강합니다..

훈련하는 동안 주자들은 장거리그들은 근력과 지구력의 놀라운 조합을 가지고 있기 때문에 이러한 특정 유형의 근섬유를 개발하려고 노력합니다.

근육 운동

적절하게 설계된 훈련 프로그램의 도움으로 근육 섬유의 유형을 쉽게 변경할 수 있습니다. 역도 선수와 보디빌더는 이두근과 기타 근육을 빠르게 수축시켜 중간 근육 섬유를 형성합니다.

근육 내 다양한 ​​유형의 근섬유 비율은 선택한 훈련 프로그램에 따라 달라질 수 있습니다.

빠른 근육 섬유와 느린 근육 섬유의 비율은 유전적 매개변수에 의해 결정되지만 중간 섬유의 상대적인 수(빠른 근육에 비해)는 증가할 수 있습니다.

규칙적인 운동은 추가적인 미토콘드리아 형성, 글리코겐 축적, 근육 조직의 단백질과 효소 농도 증가를 촉진합니다. 이러한 모든 요인 덕분에 근육의 부피가 증가합니다.

유전적으로 결정되는 근육 섬유의 수는 시간이 지나도 변하지 않지만 그 구성(단백질, 글리코겐, 효소, 미토콘드리아의 함량)은 변할 수 있습니다.

대부분의 인간 근육에는 모든 유형의 근섬유가 포함되어 있으며, 이것이 바로 그러한 근육이 분홍색으로 나타나는 이유입니다. 그러나 등 근육(종아리 근육도 포함)은 주로 지근 섬유로 구성되어 있어 붉은색으로 구별되며 자세를 유지할 수 있습니다. 빠른 움직임을 담당하는 눈과 손의 근육은 혈관과 미오글로빈이 적기 때문에 하얗다.

어떤 사람들은 체육관에서 아무리 많이 먹거나 운동을 해도 날씬한 상태를 유지합니다.. 그들은 최소한의 것만 얻을 수 있다 근육량. 이것이 그들의 유전적 구성이다. 스모 선수들은 희생을 치르고 있다 고칼로리 다이어트지속적인 훈련을 통해 엄청난 양의 근육과 지방 조직이 축적됩니다.

이전에 소련 운동선수그들은 근육의 단백질 형성에 필요한 아미노산 사슬이 몸에 들어가기 때문에 케 피어를 대량으로 마신다. 그들은 또한 근력과 지구력을 높이기 위해 인삼(특히 시베리아에서)을 섭취했습니다. 따라서 소련 운동 선수들은 올림픽 게임의 역도 및 기타 분야에서 무적이었습니다.

근육량을 늘리기 위해 일부 운동선수는 스테로이드나 테스토스테론을 사용합니다. 그러나 그러한 경우에도 규칙적이고 힘든 훈련을 통해서만 근육의 부피가 증가합니다. 간단한 방법"업시키다"는 존재하지 않습니다.

스테로이드와 테스토스테론을 복용하는 것이 "인위적으로" 근육량을 늘리는 데 유용하다는 설득력 있는 증거는 없지만, 신체에 미치는 해로움은 오랫동안 모든 사람에게 잘 알려져 있습니다.

근육은 성장할 뿐만 아니라 위축될 수도 있습니다. 특히 근육이 거의 사용되지 않는 경우에는 더욱 그렇습니다. 일상 생활. 그들은 질량을 잃습니다. 부러진 다리를 보면 쉽게 알 수 있습니다. 오랫동안깁스를 하고 있어서 움직일 수가 없었습니다. 소아마비와 같은 일부 질병은 신경에 영향을 미쳐 특정 근육의 마비 및 위축을 초래합니다.

결론

그래서 과학자들은 다음 사실근육과 관련된.

1. 인체에는 골격근, 평활근, 심장근의 세 가지 유형의 근육이 있습니다.
2. 골격근은 원칙적으로 자발적으로 수축하므로 마음대로 제어할 수 있습니다.
3. 평활근은 무의식적으로 수축하며 우리의 의식(혈관벽, 방광, 내장 등)의 통제를 받지 않습니다.
4. 골격근을 구성하는 섬유는 세 가지 유형으로 나뉩니다.
   • 빠른 근육 섬유. 그들은 혈관과 미오글로빈을 거의 포함하지 않고 옅은 색을 띠는 것이 특징이며 빠르고 갑작스러운 움직임을 수행하는 역할을 합니다. 빨리 피곤해지세요.
   • 느린 근육 섬유. 많은 혈관과 미토콘드리아, 미오글로빈을 함유하고 있으며 붉은색을 띠고 자세 유지 등 느리고 지속적인 활동을 담당합니다. 그들은 그렇게 빨리 피곤해지지 않습니다.
   • 중간 근육 섬유. 특성에 따라 빠른 것과 느린 것 사이에 있습니다. 그들은 빠른 경련 근육 섬유보다 더 천천히 피곤해집니다(이 점에서 자세 유지를 담당하는 근육에 더 가깝습니다).
5. 근육 수축에는 두 가지 유형이 있습니다.
   • 아이소 메트릭 - 근육의 길이는 변하지 않습니다.
   • 등장 성 - 근육에 가해지는 하중은 변하지 않지만 길이와 단면이 변합니다 (이는 다양한 움직임을 수행 할 때 발생합니다).
6. 수축할 때 근육은 엄청난 양의 에너지를 소비하므로 이를 독립적으로 생산해야 합니다. 이를 위해 다음 두 가지 메커니즘 중 하나를 사용합니다.
   • 느린 근육 섬유의 유산소 과정. 그들은 혈액 속의 많은 산소에 접근할 수 있으며, 미오글로빈은 그들이 이를 사용하도록 돕습니다.
   • 빠른 근육 섬유의 무산소 과정. 산소가 참여하지 않고 포도당이 불완전 연소되는 과정에서 에너지가 생산됩니다. 또한, 젖산이 생성되어 근육을 피로하게 만듭니다.
7. 근육은 운동 뉴런에 의한 섬유의 흥분으로 인해 수축됩니다. 수축은 칼슘의 참여로 발생하고 그 결과 단백질 사슬이 서로 맞춰지는 복잡한 생체 역학 반응을 기반으로합니다. 따라서 근육 기능은 기계적 관점뿐만 아니라 신경학적 관점에서도 고려되어야 합니다. 긴장된 근육은 눈에 띄는 노력을 기울이는 동시에 전기 자극을 스스로 전달합니다.

16장. 근육 활동.
라이너스 폴링의 저서 '장수하고 기분 좋게 사는 법'에서 발췌

인체 근육의 기능은 음식에서 얻은 물질, 주로 탄수화물과 지방을 사용하여 일과 에너지를 생산하는 것입니다.
건강하려면 좋은 근육 활동이 필요합니다. 아스코르브산이 이 과정에 필수적인 참여자라는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 근육은 약 30%의 액토마이신 단백질로 구성되어 있으며, 이는 액틴과 미오신이라는 두 가지 유형의 섬유질 단백질로 구성됩니다. 근육은 특정 조건에서만 작업을 수행할 수 있습니다. 에너지가 필요합니다. 에너지는 산화에 의해 생산된다 영양소– 주로 지방.
근육 조직의 각 세포에는 에너지 구조, 즉 미토콘드리아가 포함되어 있으며, 그 안에서 고에너지 분자 ATP 및 ADP가 형성되면서 산화 과정이 발생합니다. 이 분자는 다양한 생화학 반응에서 에너지원으로 사용됩니다.
카르니틴은 근육 활동과 에너지 생산에 필수적인 성분입니다. 이는 인체의 많은 분자교정 물질 중 하나이며 일반적으로 존재하며 생명에 필수적입니다. 이 물질은 근육 기능을 연구한 러시아 과학자 Gulevich와 Krinberg에 의해 1905년에 발견되었습니다. 그들은 붉은 고기와 고기에서 1%의 양으로 이 물질을 발견했습니다. 더 적은 양흰 고기에 넣고 "carnis"라고 불렀습니다. - "고기".
지방 분자가 에너지를 생성하기 위해 산화 과정이 일어나는 미토콘드리아에 침투할 수 있으려면 카르니틴이 필요하다는 것이 밝혀졌습니다. 카르니틴 분자는 지방 분자 및 조효소 A 분자와 상호작용합니다. 이 복합체만이 미토콘드리아 막을 통과할 수 있습니다. 카르니틴은 미토콘드리아 내부에서 방출되어 안전하게 세포간 공간으로 되돌아갑니다. 따라서 카르니틴은 지방 분자를 미토콘드리아로 운반하는 "셔틀" 역할을 합니다.
연소될 수 있는 지방의 수준은 근육의 카르니틴 수준에 따라 결정됩니다. – 카르니틴은 아주 중요한 성분이에요!
우리는 음식, 특히 붉은 고기에서 카르니틴을 섭취합니다. 이것은 붉은 고기가 근력을 증가시키는 이유를 설명합니다. 우리는 또한 카르니틴을 자체적으로 합성할 수 있습니다. 필수 아미노산라이신은 음식, 주로 고기에서 얻은 많은 단백질에 존재합니다.
참여만으로 카르니틴 합성이 가능합니다. 아스코르브 산. 비타민 C를 최적으로 섭취하면 라이신에서 카르니틴의 합성이 증가할 수 있습니다. 체내 카르니틴의 양은 비타민 C의 양에 따라 달라집니다. 이는 괴혈병에 걸린 선원들 사이에서 질병의 첫 번째 신호가 근육 약화였다는 사실을 설명합니다.
암 환자를 치료한 Evan Cameron 박사는 하루에 10g의 아스코르빈산을 복용하기 시작한 지 며칠 후 환자가 "의사님, 이제 힘이 납니다"라고 말한 것을 인용했습니다.
인간의 몸은 근육으로 구성되어 있습니다. 심장은 근육이다. 면역 체계는 백혈구가 활발하게 움직일 수 있게 해주는 액틴-미오신 섬유 덕분에 "순찰" 기능을 수행하고 "낯선 사람"을 파괴할 수 있습니다.
따라서 건강을 유지하고 개선하는 데 있어서 비타민 C의 역할은 의심의 여지가 없습니다.

근육 활동의 에너지.

하나의 근섬유에는 150억 개의 두꺼운 필라멘트가 포함될 수 있습니다. 근육 섬유가 활발하게 수축하는 동안 약 2,500개의 ATP 분자(재생하는 뉴클레오티드) 중요한 역할신체의 에너지와 물질 교환에서) 초당. 작은 골격근에도 수천 개의 근육 섬유가 포함되어 있습니다.

ATP의 주요 기능은 에너지를 장기간 저장하는 것이 아니라 한 곳에서 다른 곳으로 에너지를 전달하는 것입니다. 휴식 시 골격근 섬유는 필요한 것보다 더 많은 ATP를 생성합니다. 이러한 조건에서 ATP는 에너지를 크레아틴으로 전달합니다. 크레아틴은 근육 세포가 아미노산 조각으로 조립되는 작은 분자입니다. 에너지 전달은 또 다른 고에너지 화합물인 크레아틴 인산염(CP)을 생성합니다.

ATP + 크레아틴 ADP + 크레아틴 인산염

동안 근육 수축 ATP 결합이 끊어져 아데노신 이인산(ADP)이 형성됩니다. 크레아틴 인산염에 저장된 에너지는 ADP를 "재충전"하는 데 사용되며, 역반응을 통해 ADP를 다시 ATP로 변환합니다.

ADP + 크레아틴인산염 + 크레아틴

크레아틴 포스포키나제(CPK)라는 효소가 이 반응을 촉진합니다. 근육 세포가 손상되면 CPK가 세포막을 통해 혈류로 누출됩니다. 따라서 농도가 높을수록 혈액 CPK일반적으로 심각한 근육 손상을 나타냅니다.

휴면 골격근 섬유에는 ATP보다 약 6배 더 많은 크레아틴 인산염이 포함되어 있습니다. 그러나 근육 섬유가 지속적인 긴장을 받으면 이러한 에너지 비축량은 약 15초 만에 고갈됩니다. 그러면 근육 섬유는 ADP를 ATP로 전환하기 위해 다른 메커니즘에 의존해야 합니다.

신체의 대부분의 세포는 미토콘드리아의 호기성 대사와 세포질의 해당작용을 통해 ATP를 생성합니다. 유산소 대사(산소 소비와 함께)는 일반적으로 휴면 세포에서 ATP의 95%를 제공합니다. 이 과정에서 미토콘드리아는 주변 세포질로부터 산소, ADP, 인산염 이온 및 유기 기질을 흡수합니다. 그런 다음 기질은 유기 분자를 분해하는 효소 경로인 트리카르복실산 회로(구연산 회로 또는 크렙스 회로라고도 함)를 도입합니다. 탄소 원자는 이산화탄소로 방출되고, 수소 원자는 호흡 효소에 의해 내부 미토콘드리아 막으로 이동하여 전자가 제거됩니다. 일련의 중간 단계를 거쳐 양성자와 전자가 산소와 결합하여 물을 형성합니다. 그 안에 효율적인 프로세스출시된 많은 수의에너지를 생산하고 ATP를 생성하는 데 사용됩니다.

휴면 골격근 섬유는 거의 전적으로 호기성 지방산 대사에 의존하여 ATP를 생성합니다. 근육이 수축하기 시작하면 미토콘드리아는 지방산 대신 피루브산 분자를 분해하기 시작합니다. 피루브산은 해당과정의 효소 경로에 의해 제공됩니다. 해당작용은 세포의 세포질에서 포도당이 피루브산으로 분해되는 것입니다. 이 과정은 산소가 필요하지 않기 때문에 혐기성 과정이라고 합니다. 해당과정은 ATP를 증가시키고 모든 포도당 분자에서 2분자의 피루브산을 생성합니다. ATP는 해당과정 중에 형성됩니다. 해당작용은 산소가 없을 때 일어날 수 있기 때문에, 산소의 존재가 미토콘드리아 ATP 생산 속도를 제한할 때 이는 특히 중요할 수 있습니다. 대부분의 골격근에서 해당작용은 활동이 가장 활발한 기간 동안 ATP의 주요 공급원입니다. 이러한 조건에서 포도당의 분해는 주로 근형질의 글리코겐 매장량에서 발생합니다. 글리코겐은 포도당 분자 사슬로 이루어진 다당류입니다. 전형적인 골격근 섬유에는 글리코겐이 많이 저장되어 있으며 이는 글리코겐의 1.5%를 차지할 수 있습니다. 총 무게근육.

에너지 소비 및 근육 활동 수준.

골격근에서는 휴식 상태일 때 ATP 수요가 낮습니다. 이 수요를 충족시키기 위해 미토콘드리아에 충분한 양의 산소가 공급되면 결국 초과 ATP가 생성됩니다. 여분의 ATP는 글리코겐 저장을 구축하는 데 사용됩니다. 휴식 중인 근육 섬유는 혈류를 통해 전달되는 지방산과 포도당을 흡수합니다. 지방산은 미토콘드리아에서 분해되고 크레아틴을 크레아틴 인산염으로, 포도당을 글리코겐으로 전환시키기 위해 ATP가 생성됩니다.

적당한 수준의 신체 활동으로 인해 ATP의 필요성이 증가합니다. 이 수요는 미토콘드리아 ATP 생산 속도가 증가할 때 미토콘드리아에 의해 충족되며, 이는 산소 소비 속도를 증가시킵니다. 산소는 미토콘드리아 요구를 충족할 만큼 빠르게 근육 섬유 내에서 확산(결합, 혼합)될 수 있기 때문에 산소 가용성은 제한 요소가 아닙니다. 이 시점의 골격근은 ATP를 생성하기 위해 주로 호기성 피루브산 대사에 의존합니다. 피루브산은 근육 섬유의 글리코겐에서 파생된 포도당 분자를 분해하는 해당과정 동안 형성됩니다. 글리코겐 저장량이 낮으면 근섬유는 지질이나 아미노산과 같은 다른 기질을 분해할 수도 있습니다. ATP에 대한 수요는 미토콘드리아 활동으로 충족될 수 있지만, 해당과정에 의한 ATP 공급은 근섬유의 전체 에너지 생산에 미미하게 기여합니다.

최고 활동 수준에서는 많은 ATP가 필요하므로 미토콘드리아의 ATP 생산이 최대치로 증가합니다. 이 최대 속도는 산소의 가용성에 의해 결정되며, 산소는 미토콘드리아가 필요한 ATP를 생성할 수 있을 만큼 빠르게 근육 섬유를 통해 확산될 수 없습니다. 최대 작업량 수준에서 미토콘드리아 활동은 필요한 ATP의 약 1/3만 제공할 수 있습니다. 나머지는 해당작용에 의해 설명됩니다.

해당작용이 미토콘드리아에서 사용할 수 있는 것보다 더 빠르게 피루브산을 생성하면, 근형질의 피루브산 수준이 증가합니다. 이러한 조건에서 피루브산은 젖산으로 전환됩니다.

해당과정의 혐기성 과정은 미토콘드리아가 현재 에너지 수요를 충족할 수 없을 때 세포가 추가 ATP를 생성할 수 있도록 합니다. 그러나 무산소 에너지 생산에는 다음과 같은 단점이 있습니다.

젖산은 체액에서 발견되는 유기산입니다.
수소 이온과 음전하를 띤 젖산 이온으로 해리됩니다. 따라서 젖산의 생산은 세포내 pH의 감소로 이어질 수 있습니다. 근형질의 완충액은 pH 변화에 저항할 수 있지만 이러한 보호는 제한적입니다. 결국 pH ​​변화는 변할 것입니다 기능적 특성핵심 효소.
해당과정은 ATP를 생성하는 상대적으로 비효율적인 방법입니다. 혐기성 조건에서 포도당 1분자는 젖산으로 전환되는 피루브산 2분자를 생성합니다. 차례로, 세포는 해당과정을 통해 2개의 ATP 분자를 받습니다. 피루브산 분자가 미토콘드리아에서 호기적으로 분해되면 세포는 34개의 추가 ATP 분자를 받게 됩니다.

근육 피로.골격근 섬유는 신경 자극이 지속됨에도 불구하고 더 이상 수축할 수 없을 때 피로해집니다. 근육 피로의 원인은 근육 활동 정도에 따라 다릅니다. 100미터 타임 트라이얼과 같은 짧은 최고 수준의 활동 후에는 피로가 나타날 수 있습니다.
ATP 매장량이 고갈되거나 젖산의 축적을 동반하는 pH 저하의 결과입니다. 마라톤과 같은 장기간의 활동 후에는 피로로 인해 근형질세망이 물리적으로 손상될 수 있으며, 이는 세포내 Ca2+ 이온 농도의 조절을 방해합니다. 근육 피로가 축적되고 해당 질환으로 인해 더 많은 근육 섬유가 동원되기 시작하면 그 효과가 더욱 뚜렷해집니다. 그 결과 모든 골격근의 능력이 점진적으로 감소합니다.

근육 섬유가 적당한 수준으로 수축하고 ATP 요구량이 유산소 대사를 통해 충족될 수 있다면 글리코겐, 지질, 아미노산 저장량이 고갈될 때까지 피로가 발생하지 않습니다. 이러한 유형의 피로는 마라톤 선수와 같은 장기 운동선수의 근육에서 몇 시간 동안 장거리 달리기를 한 후에 발생합니다.

근육이 최고 수준에서 갑작스럽고 강렬한 활동을 생성할 때 대부분의 ATP는 해당과정을 통해 제공됩니다. 몇 초에서 몇 분 후에 젖산 수치의 상승으로 인해 조직의 pH가 낮아지고 근육이 더 이상 정상적으로 기능할 수 없게 됩니다. 100미터 단거리 선수처럼 빠르고 강력한 부하를 경험하는 운동선수는 이러한 유형의 근육 피로를 경험합니다.

정상적인 근육 기능을 위해서는 다음이 필요합니다. 1) 상당한 세포 내 에너지 보유량, 2) 정상적인 혈액 순환 및 3) 혈액 내 정상적인 산소 농도. 이러한 요인 중 하나 이상을 방해하는 모든 것은 조기 근육 피로를 유발합니다. 예를 들어, 꽉 끼는 옷으로 인한 혈류 감소, 혈액 순환 장애 또는 혈액 손실로 인해 산소와 영양분의 전달이 느려지고 젖산 축적이 가속화되며 근육 피로도 유발됩니다.

회복 기간.근육 섬유가 수축하면 근형질의 상태가 변합니다. 에너지 비축량이 소비되고 열이 방출되며 수축이 최고조에 달하면 우유가 생성됩니다. 회복 기간 동안 근육 섬유의 상태는 정상으로 돌아옵니다. 적당한 활동 기간에서 근육 섬유가 회복되는 데 몇 시간이 걸릴 수 있습니다. 1시간 이상 장시간 ​​활동 후 높은 수준활동이 완전히 회복되면 일주일이 걸릴 수 있습니다. 회복기 동안 산소가 풍부하면 젖산이 다시 피루브산으로 전환되어 처리될 수 있습니다.

피루브산은 미토콘드리아에서 ATP를 생성하거나 포도당을 합성하고 글리코겐 저장을 회복하는 효소의 기질로 사용될 수 있습니다.

운동 기간 동안 젖산은 근육 섬유에서 혈류로 확산됩니다. 세포 내 젖산 농도가 여전히 상대적으로 높기 때문에 이 과정은 균주가 종료된 후에도 계속됩니다. 간은 젖산을 흡수하여 피루브산으로 전환합니다. 이러한 피루브산 분자의 약 30%가 분해되어 다른 피루브산 분자를 포도당으로 전환하는 데 필요한 ATP를 제공합니다. 그런 다음 포도당 분자는 순환계로 방출되어 골격근 섬유에 흡수되어 글리코겐 저장을 회복하는 데 사용됩니다. 젖산이 간으로, 포도당이 근육 세포로 이동하는 것을 코리 회로라고 합니다.

회복 기간 동안 산소는 쉽게 이용 가능하며 신체의 산소 필요량은 여전히 ​​높아집니다. 보통 수준평화. 회복 기간은 ATP에 의해 촉진됩니다. ATP가 더 많이 필요할수록 더 많은 산소가 필요합니다. 운동 중에 생성된 산소부채 또는 운동 후 과도한 산소 소비 육체적 운동, 정상적인 회복에 필요한 산소량과 동일합니다. ATP, 크레아틴 인산염 및 글리코겐을 이전 수준의 농도로 복원해야 하는 골격근 섬유와과잉 젖산을 포도당으로 전환하는 데 필요한 ATP를 생성하고 추가 산소 소비의 대부분을 담당합니다. 하는 동안 산소부채보충되면 호흡의 빈도와 깊이가 증가합니다. 결과적으로, 강렬한 운동을 중단한 후에도 오랫동안 계속해서 가쁜 숨을 쉬게 됩니다.

근육 활동의 열 손실은 상당한 양의 열을 발생시킵니다. 글리코겐 분해 또는 해당작용 반응과 같은 이화 반응이 발생하면 근육 섬유는 방출된 에너지의 일부만 포착합니다. 나머지는 열로 방출됩니다. 유산소 대사에 의존하는 휴식 근육 섬유는 이화작용에서 방출되는 에너지의 약 42%를 포착합니다. 나머지 58%는 조직액과 순환혈액의 근형질을 따뜻하게 합니다. 활동적인 골격근은 정상 체온을 유지하는 데 필요한 열의 약 85%를 방출합니다.

근육이 활성화되면 에너지 소비가 급격히 증가합니다. 무산소 에너지 생산이 ATP의 주요 방법이 되면서 근섬유는 에너지를 흡수하는 데 덜 효율적입니다. 최고 수준의 운동에서는 방출된 에너지의 약 30%만이 ATP로 저장되고 나머지 70%는 근육과 주변 조직을 따뜻하게 합니다.

호르몬과 근육 대사.골격근 섬유의 대사 활동은 호르몬에 의해 조절됩니다. 내분비 계. 뇌하수체의 성장 호르몬과 테스토스테론(남성의 주요 성 호르몬)은 수축 단백질의 합성과 골격근의 확장을 자극합니다. 호르몬 갑상선휴식 중 에너지 소비 속도를 높입니다. 격렬한 신체 활동 중에는 부신 호르몬, 특히 아드레날린이 근육 대사를 자극하고 자극 지속 시간과 수축력을 증가시킵니다.

침대에서 휴식을 취하는 것은 다음에 심각한 악영향을 미칩니다. 건강한 사람들(무중력 상태의 우주 비행사처럼) 이는 환자의 침상 안정의 치료 효과를 초과할 수 있습니다.

예를 들어 건강한 젊은 사람들이 3주간 침대에 누워 휴식을 취한 결과, 바로 누운 자세에서 운동을 하지 않더라도 박동량과 심박수가 불리하게 변했습니다. 심박수가 증가하고 심근 수축력이 감소했습니다.

이는 신체 활동 부족에 대한 비경제적인 유형의 대응으로 간주되어야 합니다. 서있는 자세에서는 이러한 변화가 더욱 심해졌습니다. 최대하 운동의 사용은 순환 매개변수의 더 큰 변화를 가져왔고, 서있는 동안 수행된 운동은 최대 운동으로 증가한 평균 동맥압(BP)의 부적절한 감소를 동반했습니다.

언급된 변화는 심근 질량의 감소 및 조절 장치의 기능적 능력의 약화와 관련될 수 있는 신체 활동의 영향으로 혈액 순환의 예비 용량이 감소함을 나타냅니다.

침상 안정의 효과에 대한 무작위 대조 시험의 데이터에 대한 최근 검토에서는 처방된 장기 침상 안정을 고수한 환자의 경우 개선이 없는 것으로 나타났습니다. 반대로 보장되지 않는 경우가 많다. 조기 시작 운동 활동, 기능 상태몸이 악화되고있었습니다.

장기간의 침상 안정과 국소적 부동의 부정적인 영향은 50년 후에 가장 두드러집니다. 노인뿐만 아니라 만성 질환 환자, 장애인도 부동의 부정적인 영향을 받기 쉽습니다.

예를 들어, 건강한 사람의 경우 장기간 침대에 누워 있으면 등과 다리 근육, 특히 무릎과 발목 관절의 움직임과 관련된 근육이 단축됩니다.

사지 약화 및 근육 경직을 동반한 운동 조절 장애가 있는 환자의 경우 동일한 합병증이 예상될 수 있지만 훨씬 더 빨리 진행됩니다.

건강한 사람은 누운 자세로 오랫동안 활동하지 않으면 근육 위축, 약화 또는 경직, 불편함 등으로 반응할 수 있습니다. 신경학적 장애가 있는 환자의 경우 장기간의 침상 안정으로 인해 독립적인 기능이 크게 저하되므로 이러한 합병증을 예방하는 것이 회복의 주요 원칙 중 하나입니다.

V. N. Seluyanov, V. A. Rybakov, M. P. Shestakov

1장. 신체 시스템 모델

1.1.4. 근육 활동의 생리학

신체 활동 중 근육 활동의 생화학 및 생리학은 다음과 같이 설명할 수 있습니다. 시뮬레이션을 사용하여 단계 테스트를 수행할 때 근육에서 생리학적 과정이 어떻게 전개되는지 보여줍니다.

근육(예: 대퇴사두근)의 MMV가 50%이고, 보폭의 진폭이 최대 유산력의 5%이며, 그 값을 100%로 하고, 지속 시간은 1분입니다. 첫 번째 단계에서는 외부 저항이 낮기 때문에 Hanneman의 "크기 규칙"에 따라 낮은 임계값 MU(MU)가 모집됩니다. 그들은 높은 산화 능력을 가지고 있습니다. 그들의 기질은 지방산입니다. 그러나 처음 10~20초 동안 에너지 공급은 활성 MF의 ATP 및 CrP 매장량에서 비롯됩니다. 이미 한 단계(1분) 내에 새로운 근육 섬유가 모집되며, 덕분에 단계에서 주어진 힘을 유지할 수 있습니다. 이는 활성 MV의 포스포겐 농도 감소, 즉 이러한 MV의 수축력(힘) 감소, 중추 신경계의 활성화 영향 증가로 인해 발생하며 이는 새로운 모터의 참여로 이어집니다. 단위(MU). 외부 부하(전력)가 점진적으로 단계적으로 증가하면 심박수, 산소 소비, 폐 환기 증가, 젖산 및 수소 이온 농도가 변하지 않는 일부 지표의 비례 변화가 동반됩니다.

외부 힘이 특정 값에 도달하면 모든 IMF가 작업에 참여하고 중간 근육 섬유(IMF)가 모집되기 시작하는 순간이 옵니다. 중간 근육 섬유는 미토콘드리아의 질량이 피루브산 형성과 미토콘드리아에서의 산화 사이의 균형을 보장하기에 충분하지 않은 섬유라고 할 수 있습니다. PMV에서는 포스포겐 농도가 감소한 후 해당작용이 활성화되고 피루브산의 일부가 젖산(더 정확하게는 젖산염과 수소 이온으로)으로 변환되기 시작하여 혈액에 들어가 PMV에 침투합니다. IMF(OMV)에 젖산염이 유입되면 지방 산화가 더 많이 억제됩니다. 결과적으로, 모든 MMV(OMV) 모집의 징후는 혈액 내 젖산염 농도의 증가와 폐 환기의 증가입니다. PMV에서 수소 이온의 형성 및 축적으로 인해 폐 환기가 증가합니다. 수소 이온은 혈액으로 방출될 때 혈액 완충 시스템과 상호 작용하여 과도한(비대사) 이산화탄소의 형성을 유발합니다. 혈액 내 이산화탄소 농도가 증가하면 호흡이 증가합니다 (Human Physiology, 1998).

따라서, 스텝 테스트를 수행할 때 흔히 AeT(Aerobic Threshold)라고 불리는 현상이 발생한다. AeP의 등장은 모든 OMV 모집을 의미합니다.외부 저항의 크기로 OMV의 강도를 판단할 수 있으며, OMV는 산화적 인산화로 인해 ATP와 CrP를 재합성하는 동안 나타날 수 있습니다(Seluyanov V.N. et al., 1991).

전력이 추가로 증가하려면 미토콘드리아가 거의 없는 더 높은 임계값 MU(HMU)의 모집이 필요합니다. 이는 혐기성 해당작용 과정을 향상시키고 더 많은 젖산염과 H 이온이 혈액에 들어갑니다. 젖산이 OMV에 들어가면 효소 LDH H에 의해 다시 피루브산으로 전환됩니다(Karlsson, 1971, 1982). 그러나 미토콘드리아 OMV 시스템의 힘에는 한계가 있습니다. 따라서 먼저 OMV 및 PMV에서 젖산염 형성과 소비 사이에 제한된 동적 평형이 있으며 평형이 방해되고 보상되지 않은 대사 산물(젖산염, H, CO 2)이 생리적 기능을 급격히 강화합니다. 호흡은 가장 민감한 과정 중 하나이며 매우 적극적으로 반응합니다. 혈액이 폐를 통과할 때 호흡 주기의 단계에 따라 CO 2 부분 장력이 달라야 합니다. 동맥혈의 "일부" 콘텐츠 증가 CO 2 는 화학수용체와 중추신경계의 화학감지 구조에 직접적으로 도달하여 호흡을 강화시킵니다. 결과적으로 CO 2가 혈액에서 씻겨 나가기 시작하여 결과적으로 혈액 내 평균 이산화탄소 농도가 감소하기 시작합니다. AnP에 해당하는 전력에 도달하면 해당작용 MV에서 젖산염 방출 속도가 MV의 산화 속도와 비교됩니다. 이 순간 탄수화물만이 OM에서 산화의 기질이 되고(젖산염은 지방의 산화를 억제함), 그 중 일부는 OM의 글리코겐이고, 다른 부분은 해당과정 MV에서 형성된 젖산염입니다. 산화 기질로 탄수화물을 사용하면 다음과 같은 이점이 있습니다. 최대 속도 OMV의 미토콘드리아에서 에너지(ATP)의 형성. 따라서 무산소 역치에서의 산소 소비량 및/또는 전력은 (AnP)는 OMV의 최대 산화 전위(전력)를 특성화합니다.(Seluyanov V.N. et al., 1991).

외부 전력의 추가 증가는 해당과정 MV를 자극하는 점점 더 높은 임계값 모터 단위의 참여를 필요로 합니다. 동적 균형이 깨지고 H와 젖산염의 생산이 제거 속도를 초과하기 시작합니다. 이는 폐호흡, 심박수 및 산소 소비량의 추가 증가를 동반합니다. ANP 이후 산소 소비는 주로 호흡 근육 및 심근의 활동과 관련이 있습니다. 도달 시 한계값폐 환기 및 심박수 또는 국소 근육 피로로 인해 산소 소비가 안정화되고 감소하기 시작합니다. 이때 MIC가 녹음됩니다.