Gibalni sistem: Trening in živčno-mišični sistem

V prejšnjih člankih smo si ogledali zgradbo in delovanje gibalnega sistema, v tem in naslednjem članku pa bodo opisani še učinki vadbe na posamezne komponente gibalnega sistema in prilagoditve tega sistema na napor. Ogledali si bomo, kakšen vpliv ima na telo enkraten trening in kako se telo prilagaja na povečane obremenitve v daljšem časovnem obdobju.

Vpliv enkratnega treninga na zgradbo in delovanje živčno-mišičnega sistema

Za napredovanje v športnem rezultatu so potrebni redni, strokovno načrtovani treningi. Frekvenca treningov je odvisna od športa do športa in se giblje med 2 na teden in 2 do 3 na dan. Vsak trening predstavlja za telo določeno stopnjo napora, odvisno od tega, kakšne učinke pričakujemo. Določeni deli treninga so običajno standardizirani, t.j. izvajajo se na vsakem treningu in v enaki obliki in obsegu. Primer za to je npr. splošno ogrevanje, ki bo opisano v nadaljevanju. Centralni del treninga je običajno od treninga do treninga različen, z njim pa želimo v daljšem časovnem obdobju doseči ustrezno prilagoditev telesa, ki bo pomagala k boljšemu rezultatu. Učinki enkratnega treninga na telo se med seboj prepletajo, z ustreznim treningom želimo doseči le prevlado enega učinka nad drugim. V nadaljevanju so opisani glavni učinki enkratnega treninga na gibalni sistem in nekaj prilagoditev komponent tega sistema.

Ogrevanje

Ogrevanje se oziroma bi se moralo izvajati pred vsakim večjim fizičnim naporom, kot je npr. trening določene športne discipline. Ogrevanje lahko razdelimo na splošno ogrevanje (ogrevanje celega telesa) ter lokalno ogrevanje (ogrevanje določenih skupin mišic).

Splošno ogrevanje povzroči dvig telesne temperature in razbitje zlepljenega vezivnega tkiva – adhezij. Oba učinka sta pomembna za optimalno izvedbo in čim večji izkoristek treninga. Dvig telesne temperature povzroči izboljšanje disociacije (izločanje v tkiva) kisika iz hemoglobina in mioglobina, izboljšajo se metabolne reakcije, poveča se pretok krvi skozi mišice, zmanjša se viskoznost mišic, poveča se raztegljivost vezivnega tkiva, hitrost prevajanja akcijskih potencialov ter mehanični output mišice. Zelo pomemben učinek ogrevanja je zmanjševanje zakrčenosti mišice. Sposobnost zmanjševanja zakrčenosti mišice zaradi ogrevanja pripisujemo tiksotropni lastnosti mišice. Da ne bomo preveč teoretizirali, bom podal kar konkreten primer tiksotropije. Nekatere kreme je potrebno pred uporabo pretresti, kar med drugim povzroči tudi, da je krema bolj tekoča. Če nato kremo zopet pustimo stati, se povrne v prvotno, manj tekoče stanje. Temu pojavu pravimo tiksotropija. Pri mišicah pa je stvar zelo podobna. Če smo nekaj časa pri miru, postanejo mišice bolj “zakrčene”, z ogrevanjem pa se zakrčenost zmanjša. Vzrok zakrčenosti v mirovanju je vzpostavitev dolgotrajnejših vezi med aktinom in miozionom, med ogrevanjem pa se te vezi sprostijo in mišica postane bolj “tekoča”.

Splošno ogrevanje lahko sestavlja 5 do 10 minut počasnega teka, hitre hoje ali vožnje stacionarnega kolesa. Med ogrevanjem mora priti do rahlega povečanja srčne frekvence in rahlega potenja. Efekt splošnega ogrevanja začne upadati po 10 do 15ih minutah mirovanja.

Lokalno ogrevanje prav tako povzroči dvig temperature ter razbitje adhezij, le da so ti učinki omejeni na skupino mišic, ki jo ogrevamo. Poleg tega pa služi lokalno ogrevanje še za navajanje telesa na gibe, ki so potrebni za izvajanje določene vaje oz. gibanja.

Raztezanje mišic

Raztezanje se običajno izvaja po ogrevanju in na koncu treninga, namenjeno pa je trajnejšemu povečevanju obsega gibljivosti v sklepih. Zelo pomembno je razlikovati med zmanjševanjem zgoraj omenjene zakrčenosti in učinki raztezanja. Iz tega zornega kota raztezanje pred telesno obremenitvijo ni potrebno; mišica je najbolj raztegljiva, ko je najbolj ogreta, torej ne na začetku treninga, poleg tega pa želimo trajnejše rezultate in ne le povečanje gibljivosti za en trening.

Obstaja več tehnik raztezanja, podrobneje pa bodo opisane v naslednjem članku.

Poškodba in vnetje mišic

Zaradi intenzivnega treninga pride do mikropoškodb mišičnega tkiva, lahko pa nastanejo tudi večje poškodbe, ki obsegajo vse od pretrganja nekaj mišičnih vlaken do kompletne mišične rupture. Večjih poškodb ne bom opisoval, bomo pa si ogledali nekatere vzroke in posledice mišičnih mikropoškodb.

Glavna posledica mikropoškodb mišičnega tkiva je vnetje, zaradi katerega so dotične mišice boleče. Vnetje mišice traja od 4 ure do 4 ali celo 5 dni po treningu, ki je to vnetje povzročil. Običajno je bolečina največja 24 do 48 ur po treningu. Neposredni vzrok nastanka mikropoškodb je seveda intenzivna telesna vadba, dokazano pa je, da večina teh poškodb nastane pri močnih ekscentričnih kontrakcijah mišice. Primer treninga, pri katerem so prisotne takšne kontrakcije, je tek po hribu navzdol, kjer je kvadriceps ekscentrično zelo obremenjen.

 

Zakaj pa so za mikropoškodbe odgovorna ravno ekscentrična krčenja mišic?

V četrtem delu te serije člankov je bil opisan normalen potek mišične kontrakcije, kjer se med aktinom in miozinom ciklično vzpostavljajo in prekinjajo prečni mostički, za kar se porablja energija iz ATPja. Pri močnih ekscentričnih kontrakcijah pa je potek krčenja mišice nekoliko spremenjen, pri čemer pride tudi do mehaničnega (brez prisotnosti ATPja) pretrganja prečnih mostičkov med aktinom in miozinom, kar pravzaprav predstavlja omenjene mikropoškodbe.

Poleg mehaničnih dejavnikov, torej močnih ekscentričnih kontrakcij, so ostali vzroki za nastanek mikropoškodb sledeči:

• visoka telesna temperatura, ki lahko spremeni beljakovinsko strukturo mišice,
• premalo ATPja zaradi nezadostnega delovanja mitohondrijev, kar povzroči, da je črpanje kalcija nazaj v sarkoplazmatski retikulum omejeno,
• zmanjšan pH zaradi povečane količine mlečne kisline in
• nastajanje prostih radikalov

Če pride do mikropoškodb in posledično do bolečih mišic, je potrebno počivati oz. izvajati vaje za ostale mišične skupine. Ponovno lahko treniramo šele, ko bolečina popolnoma izgine.

Živčno-mišična utrujenost

Normalen pojav pri treningu je tudi utrujenost. Pod pojmom utrujenost razumemo zmanjšanje sposobnosti živčno-mišičnega sistema za generiranje določene sile. Znaki se začnejo kazati že kmalu po pričetku intenzivne vadbe, prisotni pa so še nekaj dni ali celo tednov po treningu. Mehanizmov, ki so odgovorni za nastanek utrujenosti, je veliko, saj je v proces treninga vključenih več organskih sistemov.

Med intenzivno vadbo se v mišični celici izredno poveča poraba ATPja. To se zgodi zaradi povečane potrebe po energiji pri procesu mišične kontrakcije. Kot ste lahko prebrali v prejšnjih člankih, se ATP porablja pri delovanju Na-K črpalke, pri črpanju kalcija nazaj v sarkoplazmatski retikulum ob koncu kontrakcije in pri sami interakciji med aktinom in miozinom. Da bi se zadostilo potrebi po energiji se v celici pospešijo procesi proizvodnje ATPja, t.j. regeneracija ATPja iz kreatinfosfata, glikoliza in oksidativna fosforilacija (dihanje). Kljub aktivaciji teh mehanizmov pa se pojavi deficit ATPja, kar ima za posledico kopičenje metabolnih stranskih produktov (vodikovi ioni, neorganski fosfat, ADP itd.), to pa pripelje do zgoraj omenjenih motenj delovanja Na-K črpalke, kalcijeve črpalke in motenj pri interakciji aktin-miozin. Zaradi intenzivne vadbe pride tudi do izčrpanja glikogenskih rezerv, kar pripelje do utrujenosti, saj je glikogen osnovno gorivo pri metabolnih procesih pridobivanja ATPja (razen seveda pri regeneraciji iz kreatinfosfata).

 

Poleg metabolnih oz. presnovnih vzrokov, ki so opisani zgoraj, so tu še nemetabolni oz. mehanski vzroki utrujenosti. Sem spadajo predvsem mikropoškodbe, ki sem jih v tem članku že omenjal.

Utrujenost pa se pojavlja tudi na nivoju živčnega sistema in živčno-mišičnega stika. Obstajajo dokazi, da je utrujenost spremljana s strani možganov, kar ima za posledico zmanjšanje motoričnih ukazov gibalnemu sistemu. Poleg tega je možno, da se spremeni običajno zaporedje aktivacije motoričnih enot, o čemer smo govorili v enem prejšnjih člankov, poslabša pa se tudi prenos akcijskih potencialov preko motorične ploščice. Vse to ima za posledico zmanjšano kontraktilno sposobnost mišic.

Poleg zgoraj opisanih učinkov telesne vadbe na živčno-mišični sistem pa obstaja še nekaj mehanizmov, ki imajo za posledico povečanje mišične sposobnosti, kar se kaže tako v prenosu akcijskih potencialov po živčnem vlaknu, preko motorične ploščice in po mišični celici ter pri združitvi vzdraženja in krčenja mišice, kot tudi pri samem mehaničnem outputu mišice. Ti mehanizmi se skrivajo pod skupnim imenom “mišično potenciranje”, vendar jih zaradi kompleksnosti ne bom opisoval.