Boli? Rośnie! – motto, jakie nam przyświeca i pozwala ze stoickim spokojem znosić ból, często obecny na treningach i po – wymaga paru informacji, żeby dobrze rozumieć mechanizm tego, co się w mięśniach podczas i po wysiłku dzieje.
Sam mechanizm jest dość złożony i zaczyna się już na poziomie molekularnym, cząsteczkowym. Współczesna fizjologia i nowoczesne metody badawcze umożliwiły badaczom stosunkowo dobrze ten mechanizm poznać i zrozumieć. Okazuje się, że skurcz mięśni, który obserwujemy makroskopowo, jest rezultatem szeregu procesów biochemicznych, już na poziomie pojedynczych cząsteczek białek – miozyny i aktyny – tworzących mikroskopową strukturę włókienek mięśniowych. Procesy te są inicjowane przez nerwy, których synapsy dochodzą do każdego włókienka mięśniowego. Sygnał chemiczny z synapsy – acetylocholina rozpoczyna w obrębie włókienka mięśniowego skomplikowany ciąg reakcji, powodujący w rezultacie skrócenie się włókienka.
Oczywiście ma to swoją cenę. Proces zachodzi z wykorzystaniem energii zgromadzonej
w podstawowym biologicznym nośniku energii chemicznej komórek – adenozynotrifosforanie(ATP). Zmiana polega na przesunięciu się względem siebie uporządkowanej naprzemiennie we fragmentach włókienka mięśniowego,
tzw. miofibryllach, struktury cząsteczek miozyny i aktyny. Polega to na interakcji aktyny
z fragmentami miozyny, określonymi jako jej mostki poprzeczne lub główki. Dzieje się to pod wpływem wzrostu stężenia jonów wapniowych w cytoplazmie komórki – a ich wzrost został spowodowany właśnie przez acetylocholinę z pobudzenia synaptycznego. Mostki poprzeczne miozyny, zaczepiają się aktywnie w miejscach uchwytu na aktynie i wykorzystując energię zwartą w ATP ulegają przestrzennej zmianie, zmienia się konformacja – przestrzenny układ molekuł. W rezultacie białka niejako wchodzą głębiej w siebie i włókienko się kurczy! Zsynchronizowany przez nerwy ruchowe skurcz włókienek, prowadzi do skurczu mięśnia. Proces ten wymaga energii(ATP). Komórki mięśni w okresie spoczynku gromadzą ATP. Niemniej jednak jego ilość wystarcza jedynie na kilka skurczów mięśnia. Kolejnym źródłem energii wykorzystywanym w procesie skurczu jest obecna w cytoplazmie komórek mięśniowych fosfokeratyna. Komórka przy pomocy odpowiedniego enzymu wytwarza
z udziałem fosfokeratyny niezbędny ATP. Fosfokeratyny wystarcza na około 100 kolejnych skurczów mięśnia. Zapas ATP i fosfokeratyny w komórkach mięśniowych pozwala więc tylko na krótkotrwały i intensywny wysiłek. Co ważne proces ten jest bardzo wydajny
i beztlenowy!
Przy długotrwałym wysiłku mięśnie wykorzystują inne dostępne źródła energii. Jest to cały szereg związków, pochodzących z różnych źródeł i mających różne znaczenie. Najważniejsze to glikogen i glukoza, a następnie tłuszcze. Wydajność w pozyskiwaniu energii z glikogenu, czy glukozy do dalszych skurczów zależy w zasadniczym stopniu od zaopatrzenia mięśnia
w tlen. Przy odpowiednio wysokiej podaży tlenu – glikogen zgromadzony w mięśniach – może dostarczyć energii wystarczającej na wykonanie nawet do 20 tys. skurczów!
W warunkach beztlenowych ledwie na 500 skurczów… W warunkach tlenowych z jednej cząsteczki glukozy powstaje w cyklu przemian energetycznych aż 36 cząsteczek ATP!
W warunkach beztlenowych tylko 3! Przy niedostatecznej podaży tlenu(w warunkach beztlenowych) z glikogenu wytwarza się ATP i kwas mlekowy.