Muskler — mästerverk i fråga om konstruktion
LIV uppehålls genom rörelse. Ditt bröst höjer sig och sjunker för varje andetag, och ditt hjärta slår rytmiskt och håller dig vid liv. Vad är det som ger upphov åt dessa rörelser? Muskler!
Muskler är slitstarka och elastiska vävnader som gör det möjligt för dina kroppsdelar att fungera och att omvandla dina tankar och känslor till handling. Oavsett om det rör sig om att le, skratta, gråta, tala, gå, springa, arbeta, leka, läsa eller äta, så är muskler inbegripna. Det är svårt att tänka sig något man gör utan att använda muskler.
Det finns cirka 650 muskler i kroppen. De minsta är fästa vid de allra minsta benen, vilka finns i örat. De största är sätesmusklerna, som sitter i skinkorna och som får benen att röra sig. Musklerna är konstruerade för arbete, och de utgör ungefär hälften av en mans kroppsvikt och omkring en tredjedel av en kvinnas. De betraktas som ”biologiska motorer”, och de ”omvandlar mer energi till rörelse på en dag än alla av människor tillverkade maskiner tillsammans, bilen inbegripen”, konstaterar Gerald H. Pollack, professor i biologisk ingenjörsvetenskap.
Till och med när du vilar är musklerna i beredskap — redo att användas. Vid vilken som helst tidpunkt drar några fibrer i varje muskel ihop sig. Utan en sådan liten sammandragning skulle din mun stå öppen, och dina inre organ skulle inte ha mycket stöd. Också när du står eller sitter gör dina muskler små justeringar, så att du kan förbli stående eller så att du inte ramlar av stolen.
Typer av muskler
Du har tre typer av muskler i kroppen. Alla har sina särskilda uppgifter. En är hjärtmuskeln som får hjärtat att slå. Halva sitt liv vilar hjärtmuskeln, eftersom den efter varje sammandragning måste slappna av till nästa sammandragning.
En annan typ är glatta muskler. De höljer in de flesta av de inre organen, däribland blodkärlen. Precis som hjärtmuskeln, vars rörelser inte kan påverkas viljemässigt, styrs inte heller de glatta musklerna av medvetandet. De utför sådana viktiga funktioner som att transportera vätska genom njurarna och urinblåsan, pressa ner maten i magtarmkanalen, reglera blodflödet i blodkärlen, forma ögonlinserna och vidga pupillerna för ljus.
De flesta av dina 650 muskler är skelettmuskler. De utför dina medvetna rörelser. Du lär dig att kontrollera dessa muskler från födelsen. Ett litet barn lär sig att röra armar och ben så att det kan gå och hålla balansen. Eftersom muskler bara kan dra ihop sig, arbetar skelettmuskler parvis. När en muskel drar ihop sig, slappnar den andra av. Utan det här lagarbetet skulle du, varje gång du kliar dig i huvudet, behöva låta tyngdkraften dra ner din arm. I stället drar din triceps, den muskel som samverkar med din biceps, ihop sig, så att du snabbt kan räta ut armen.
Muskler varierar i storlek och form. En del är långa och smala, till exempel hamstringmusklerna i benen. Andra kan vara tunga och tjocka, till exempel sätesmusklerna i skinkorna. Alla är konstruerade för att du skall kunna röra dig. Bröstkorgen skulle vara stel, om det inte hade varit för de muskler som fyller tomrummet mellan revbenen. De gör det möjligt för bröstkorgen att röra sig som ett dragspel, så att du kan andas. Precis som plywood, som ju består av skikt, är bukmusklerna ordnade i skikt i olika vinklar, för att bukorganen inte skall falla ut.
Samarbete mellan muskler och senor
Muskler som bär upp dina skelettben är fästade vid dessa med vita, sega, strängliknande vävnader som kallas senor. Dessa sträcker sig långt in i musklerna och förbinds med det bindvävshölje som omger muskelfibern. Bindväven gör det möjligt för de krafter som alstras i musklerna att dra i senan, så att benen kan röra sig. Den starkaste senan, akillessenan, sitter fast vid en av de starkaste musklerna i kroppen, i vaden. Vadmusklerna fungerar som kroppens stötdämpare. När du går, springer eller hoppar, kan dessa tåla ett tryck på över ett ton.
Handens rörlighet är ett annat exempel på samarbetet mellan muskler och senor. De tjugo par muskler som finns i underarmen är fästade vid de flerledade benen i handen och fingrarna med långa senor som passerar under en fibrös bindvävshinna vid handleden. Dessa och ytterligare 20 muskler som finns i handflatan och fingrarna ger din hand den fantastiska rörlighet som behövs för att montera de inre delarna i ett litet armbandsur eller gripa tag i ett yxskaft och hugga ved.
Mer än 30 ansiktsmuskler
Ingen annan del av kroppen uttrycker din personlighet mer än ansiktet. För att du skall kunna visa många olika ansiktsuttryck, har Skaparen placerat en stor mängd muskler i ditt ansikte — sammanlagt mer än 30. Det är inte så konstigt — det behövs 14 muskler bara för att kunna le!
En del ansiktsmuskler är starka, till exempel de som är fästade vid käken, som kan uppbjuda ett tryck på 75 kilo när du tuggar maten. Andra är mycket små men ändå slitstarka, till exempel de muskler som styr ögonlocken när du blinkar, något som gör att ögonen sköljs med en vätska som avlägsnar smuts och bakterier, och det sker mer än 20.000 gånger om dagen.
Fantastisk konstruktion
Varje muskel är konstruerad för att kunna göra en smidig sammandragning. Skelettmusklernas sammandragningar måste vara anpassade så att inte lika mycket styrka används när man plockar upp en fjäder som när man lyfter en 10-kilosvikt. Hur är detta möjligt? Låt oss se.
Alla muskler består av enskilda celler. Eftersom muskelceller är långsträckta, kallas de fibrer. En del fibrer har en ljusare färg, andra är mörkare. De ljusare fibrerna drar sig samman snabbt. Dessa använder man när man behöver snabba energiutbrott, som när man skall lyfta en tung börda eller springa ett 100-meterslopp. Snabba muskelfibrer är starka, och glykogen, en sockerart, är den energikälla som ger dem bränsle. Men de blir fort trötta och kan till och med få kramp, eftersom det sker en anhopning av mjölksyra.
De mörkare muskelfibrerna drar ihop sig långsamt och drivs genom aerobisk ämnesomsättning. De här långsamma fibrerna har en större blodtillförsel och mer aerobisk energi än de fibrer som drar ihop sig snabbt, och därför kallas de ”uthållighetssträngar”.
En annan typ av fibrer liknar de ljusa, snabba fibrerna men är lite mörkare och är resistenta mot trötthet. Eftersom den här typen av fibrer kan tillvarata både socker och syre som bränsle, är den troligen inblandad när du utför långvarigt, ansträngande arbete.
Hos varje individ och i de olika musklerna finns det en blandning av dessa fibertyper. Långdistanslöpare, till exempel, kan ha i genomsnitt 80 procent långsamma fibrer i sina benmuskler, medan sprinterlöpare i genomsnitt har mer än 75 procent av den snabba typen.
Aktiveras av nerver
Alla muskelfibrer aktiveras av nerver. När dessa sänder impulser till dina muskler, svarar muskelfibrerna med att dra ihop sig, en kontraktion. Men det är inte alla muskelfibrer i en viss muskel som drar ihop sig på en gång. I stället är det så att muskelfibrerna är organiserade i motoriska enheter. I en motorisk enhet är en enda nerv sammanbunden med många fibrer som den styr.
En del motoriska enheter, som till exempel de i benmusklerna, består av mer än 2.000 fibrer som styrs av en enda nerv. Men de motoriska enheterna i ditt öga styr bara tre fibrer var. Med en mindre grupp fibrer i en enhet och med fler enheter per muskel blir det möjligt med bättre koordination, finare rörelser, som behövs till exempel när man trär en nål eller spelar piano.
När du plockar upp en fjäder, är det bara några få motoriska enheter som drar sig samman. När du lyfter ett tungt föremål, sänder särskilda sinnesorgan i dina muskelfibrer blixtsnabbt ett budskap till hjärnan, och så sätts fler motoriska enheter i funktion, och du får därigenom mer kraft till att kunna lyfta bördan. När du går sakta, är inte så många motoriska enheter aktiverade; men när du springer, stimuleras många fler och med högre frekvens.
Hjärtmuskeln skiljer sig från skelettmusklerna på så vis att när den drar ihop sig, gör den det helt och hållet. När en cell i hjärtmuskeln stimuleras sprids meddelandet till alla de övriga cellerna, och de blir genast stimulerade, vilket leder till att hela muskeln drar ihop sig och sedan slappnar av. Detta sker cirka 72 gånger i minuten.
De glatta musklerna fungerar i stort sett som hjärtmuskeln — när sammandragningen väl börjar, drar hela organet ihop sig. Men de glatta musklerna kan förbli sammandragna utan att tröttna under längre tid än hjärtmusklerna. Man är knappt medveten om de glatta musklerna, om man inte tillfälligt känner av hungerkänslor eller får erfara de kraftfulla sammandragningarna som sker vid en förlossning.
Håll musklerna i form
”Träning är bra för hela kroppen, både invärtes och utvärtes. ... Muskler som tränas regelbundet gör alltid ett bättre arbete”, heter det i boken Muscles: The Magic of Motion. Träning ger god muskelstyrka, vilket är bra för dina inre organ och hjälper musklerna att inte bli uttröttade.
Det finns två typer av övningar som är bra för dina muskler. Anaeroba övningar, som innebär att man lyfter vikter en kort stund varje dag, stärker musklerna. Starkare muskler lagrar inte bara mer socker och fettsyror, utan de kan också förbränna dessa bränslen mer effektivt, vilket hjälper dina muskler att motstå trötthet bättre.
Aerobiska övningar, som till exempel att jogga, simma, cykla eller ta en rask promenad, är bra för hela kroppen. Sådan uthållighetsträning ökar blodtillförseln till musklerna och ökar antalet mitokondrier, vilka tillverkar ATP, den energirika kemiska förening som är nödvändig för att musklerna skall kunna dra ihop sig. Sådan träning är i synnerhet till nytta för hjärtat, och den kan till och med förhindra en hjärtattack.
Att man böjer och stretchar musklerna innan man börjar träna kan förhindra sträckningar eller andra muskelskador. Sådan uppvärmning höjer temperaturen i musklerna, vilket gör att de får mer blod, vilket i sin tur får enzymerna att producera mer energi, och detta gör att musklerna drar ihop sig bättre. Genom att varva ner på samma sätt som man värmer upp avlägsnar man den mjölksyra som har anhopats, och därigenom kan man förhindra skador och stelhet.
Det bör dock påpekas att skelettmusklerna kan skadas om man tränar för hårt, särskilt om man är otränad. Dessutom: om man utsätter musklerna för alltför mycket spänning genom upprepade, förlängda sammandragningar, till exempel när man långsamt sätter ner en tung vikt eller när man springer nerför en backe, kan detta slita på muskelfibrerna. Till och med en liten förslitning på grund av sträckning kan ge plågsam kramp och inflammation i musklerna.
Sköt om dina muskler. Ge dem tillräckligt med träning och vila, så att de kan fortsätta att tjäna dig som en välkonstruerad motor, din kropps ”bästa motor”.
[Infälld text på sidan 20]
Du har omkring 650 muskler i din kropp. De största är sätesmusklerna, som finns i skinkorna och som styr benen
[Ruta på sidan 24]
Muskler och näring
En god näringstillförsel är en nyckelfaktor, när det gäller att hålla musklerna friska. Mat som innehåller mycket kalcium, till exempel mjölkprodukter, och kalium, till exempel bananer, och även citrusfrukter, torkad frukt, mörkgula grönsaker, nötter och säd bidrar till att reglera muskelsammandragningar. Grovt bröd och andra spannmålsprodukter ger järn och B-vitaminkomplexet, särskilt B1, som är viktigt när det gäller att omvandla kolhydrater, proteiner och fetter till den energi som musklerna behöver. Att man dricker mycket vatten är inte bara bra när det gäller att bevara elektrolytbalansen, utan det avlägsnar också mjölksyra och andra avfallsprodukter som kan störa musklernas funktion.
[Ruta/diagram på sidorna 22, 23]
DEN FÖRUNDERLIGA MUSKELSAMMANDRAGNINGEN
En muskelrörelse kan tyckas vara enkel. Men sammandragningens mekanism är fantastisk. Professor Gerald H. Pollack säger: ”Jag hyser djup vördnad för skönheten i naturens formgivning. Omvandlingen av kemisk energi till mekanisk energi görs så skickligt — det är frestande att säga intelligent — att man förundras.”
Låt oss med hjälp av ett elektronmikroskop ta oss en titt på den invecklade process, som en muskelsammandragning är, så att vi kan få veta mer om detta Skaparens mästerverk i fråga om konstruktion.
Varje muskelcell, eller fiber, består i själva verket av en bunt mindre fibrer, som kallas myofibriller, och dessa är ordnade parallellt. Varje myofibrill innehåller tusentals ännu tunnare myofilament. En del myofilament är tjockare, andra är tunnare. De tjockare innehåller myosin och de tunnare aktin, proteiner som hjälper muskelcellen att dra ihop sig.
På ytan av varje muskelfiber finns en smal spalt. Nervtråden som grenar ut sig från ryggraden slutar där och passar in i spalten. Våra muskler sätts i rörelse när hjärnan ger order om det, och meddelandet, som vidarebefordrats via miljoner nervceller i centrala nervsystemet, når nervändan. När en nervända stimuleras, öppnar sig mer än 100 små säckar och frisätter en kemisk substans som överför nervimpulsen, när den kommer i kontakt med muskelcellens membran. Detta sätter i gång en elektrisk våg som stimulerar hela muskelcellen, vilket får cellens membran att frigöra elektriskt laddade kalciumjoner som utlöser den mekaniska sammandragningsprocessen.
Kalciumjoner sprids nu genom hela muskelfibern via ett nätverk av fina rör och kommer i kontakt med olika proteiner. Kalciumjonerna påverkar dessa proteiner på så sätt att övertäckta ställen på proteinerna längs det tunna aktinfilamentets skaft avtäcks eller blottas.
Samtidigt börjar parvis rundade knoppar, som är utrustade med det energirika ämnet ATP och som sticker ut från de tjockare myosinfilamenten, att röra sig. En av knopparna på myosinfilamentets huvud hakar på ett av de nu blottade och aktiva bindningsställena på aktinfilamentet och bildar en brygga. Den andra knoppen sönderdelar ATP och frigör tillräckligt med energi för att bryggan skall kunna dra eller skjuta aktinfilamentet längs med eller över myosinfilamentet. Precis som i dragkamp, där varje person håller i repet med ena handen och med den andra sträcker sig fram, släpper dessa huvuden på myosinfilamentet sitt grepp och fäster sig på nytt längre fram på aktinskaftet, samtidigt som de driver aktinfilamentet fram mot mitten av myosinfilamentet. Detta upprepas gång på gång ända tills sammandragningen är fullbordad. Hela den här kedjereaktionen sker under loppet av bara några tusendelar av en sekund!
När sammandragningen är fullbordad, återvänder kalciumjonerna till sin källa i muskelcellens membran, de blottade bindningsställena längs aktinfilamentets skaft täcks återigen, och muskelfibern slappnar av tills den blir stimulerad på nytt. Ja, ”på ett sätt som inger fruktan är [vi] ... underbart gjorda”! — Psalm 139:14.
[Diagram]
(För formaterad text, se publikationen)
Musklerna är i själva verket fibrer som är packade i lager
Tjocka och tunna myosinfilament (starkt förstorade)
Myofibrill
Myofibrillbuntar
Muskelfiber
Muskel
[Bild på sidan 21]
(Två gångers förstoring)
De minsta musklerna är fästade vid de minsta benen, som man finner i örat
[Bild på sidan 21]
Det behövs 14 muskler bara för att kunna le!
[Bild på sidan 21]
Muskler gör att du kan blinka mer än 20.000 gånger om dagen
[Bild på sidan 24]
Hjärtmuskeln drar sig samman och slappnar av ungefär 72 gånger i minuten eller 2,6 miljarder gånger under en genomsnittlig livstid
[Bild på sidan 24]
Anaerobisk träning
[Bildkälla på sidan 20]
Människa, sid. 20; öga, sid. 21; hjärta, sid. 24: The Complete Encyclopedia of Illustration/J. G. Heck