Lihased — näide meisterlikust kavandatusest
ELU hoiab ülal liikumine. Näiteks rindkere kerkib ja langeb iga hingetõmbega ning süda lööb rütmiliselt, et saaksid elada. Mis on selliste liigutuste tekitajaiks? Lihased.
Lihased on kehaorganite talitlust tagavad sitke- ja elastsekoelised elundid, mis võimaldavad sul tegevuse kaudu väljendada oma mõtteid ja tundeid. Olgu tegevuseks kas naeratamine, naermine, nutmine, kõnelemine, kõndimine, jooksmine, töötamine, mängimine, lugemine või söömine, alati on sellega seotud lihased. On võimatu kujutleda mingit tegevust, millega ei kaasneks lihastööd.
Inimkehas on umbes 650 lihast. Kõige pisemad on kinnitunud väikseimatele luudele kõrvas. Kõige suuremad on aga jalgade liikuvust tagavad tuharalihased. Lihased, mis moodustavad mehe kehamassist umbes poole ja naise kehamassist ligikaudu kolmandiku, on kavandatud tööd tegema. Neid peetakse ”bioloogilisteks masinateks”, kusjuures nad ”muundavad liikumiseks iga päev rohkem energiat kui kõik inimese valmistatud masinad — kaasa arvatud autod — ühtekokku”, on täheldanud biotehnoloogia professor Gerald H. Pollack.
Isegi siis, kui sa puhkad, säilitavad su lihased tegevusvalmiduse — nad on ootel, et käskluse peale tegutsema hakata. Igas lihases on igal hetkel kiude, mis on kontraheerunud. Ilma sellise kerge kontraktsioonita vajuks sul suu lahti ning sinu siseorganid oleksid halvasti toestatud. Ka siis, kui sa seisad või istud, toimub kerge lihasregulatsioon, et saaksid säilitada oma kehaasendit või vältida toolilt kukkumist.
Lihaste tüübid
Inimkehas on kolme tüüpi lihaseid. Iga tüüp teeb isesugust tööd. Ühe tüübi alla paigutub südamepumbana töötav südamelihas. Poole oma elust on südamelihas puhkeseisundis, sest pärast igat kontraktsiooni peab ta järgmise kontraktsioonini lõõgastuma.
Järgmine lihasetüüp on silelihased. Silelihased ümbritsevad enamikku siseorganeid, kaasa arvatud veresoonkonda. Nagu südamelihas, mis tegutseb tahtest sõltumata, ei allu ka silelihased teadvuse kontrollile. Nad täidavad selliseid elutähtsaid funktsioone nagu vedelike transport läbi neerude ja põie, toidu surumine läbi seedetrakti, veresoontest läbivoolava vere hulga reguleerimine, silmaläätse kuju muutmine ning silmaavasse sattuva valguse hulga reguleerimine.
Enamik inimese 650 lihasest on skeletilihased. Need sooritavad tahtele alluvaid liigutusi. Inimene õpib sünnist saadik neid lihaseid kontrollima. Näiteks beebi õpib liigutama käsi ja jalgu, et olla võimeline kõndima ja tasakaalu säilitama. Et lihased saavad vaid kontraheeruda, töötavad skeletilihased paariti. Kui üks lihas tõmbub kokku, siis teine samal ajal lõtvub. Ilma sellise koostööta tuleks sul iga kord, kui sa pead kratsid, lasta oma käsivars raskusjõul alla suruda. Selle asemel tõmbub kokku kakspealihase paariline kolmpealihas ning võimaldab sul oma käsivarre kiiresti sirgeks ajada.
Lihased erinevad üksteisest suuruselt ja kujult. Mõned, näiteks reie tagumise rühma lihased, on pikad ja saledad. Teised aga, nagu näiteks tuharalihased, on rasked ja tihked. Kõik need on kavandatud nõnda, et sa saad teha liigutusi. Rinnakorv oleks jäik, kui seal ei paikneks roietevahelihased. Need võimaldavad rindkere seinal otsekui lõõtsal liikuda ja hõlbustada seeläbi hingamist. Justkui vineerplaadi kihid, asetuvad kõhulihased eri nurga all paiknevate õhukeste kihtidena, takistades sel moel kõhuõõne elundeid allapoole vajumast.
Lihaste ja kõõluste koostöö
Luudele tõmbejõudu avaldavad lihased on neile kinnitunud tihkete valgete köisjate kudede abil, mida nimetatakse kõõlusteks. Kõõlused ulatuvad sügavale lihastesse ning seostuvad lihaskiude ümbritseva sidekoega. Sidekude võimaldab lihastes genereeritavate jõududega tirida kõõluseid ning liigutada luid. Inimkeha kõige võimsam kõõlus — Achilleuse kõõlus — kinnitub ühele kõige tugevamale lihasele sääremarjas. Sääremarjalihased toimivad keha amortisaatoritena. Kui sa kõnnid, jooksed või hüppad, taluvad nad enam kui tonnist survet.
Käe suutlikkus on veel üks näide lihaste ja kõõluste koostööst. Küünarvarres on 20 paari lihaseid, mis rannet ümbritsevate kiudjate hoidesidemete all seostuvad multiliigestunud käeluudega pikkade kõõluste vahendusel. Need koos veel 20 piki peopesa ja sõrmi paikneva lihasega tagavad sulle hämmastava käteosavuse, mida läheb tarvis peene kellamehhanismi kokkupanekuks või puuraiumisel kirvevarre hoidmiseks.
Üle 30 näolihase
Nägu kõneleb sinu isiksusest rohkem kui ükski muu kehaosa. Võimaldamaks näoilmete tohutut mitmekesisust, on Looja varustanud inimese näopiirkonna suure hulga lihastega, mida kokku on üle 30. Juba ainuüksi naeratamise puhul on tegevuses tervelt 14 lihast!
Mõned näolihased on väga võimsad, näiteks lõualuudele kinnituvad lihased võivad toidu mälumisel arendada 75-kilost jõudu. Teised aga on õrnad, ent vastupidavad, nagu näiteks lihased, mis kontrollivad silmalauge, kui sa pilgutad silmi, et niisutada neid vedelikuga, mis rohkem kui 20000 korda päevas uhub silmist ära mustuse ja bakterid.
Hämmastav kavandatus
Iga lihas on loodud kontraheeruma sujuvalt. Skeletilihaste tõmmakud peavad olema kavandatud selliselt, et linnusule maast ülesvõtmisel ei rakendu sama palju jõudu kui 10-kilose raskuse tassimisel. Millest see tuleneb? Vaadelgem seda.
Kõik lihased koosnevad üksikutest rakkudest. Kuna lihaserakud on pikliku kujuga, nimetatakse neid kiududeks. Mõned kiud on heledamad, mõned tumedamad. Heledamad on kiiresti kontraheeruvad kiud ehk kiired tõmmakukiud. Need rakenduvad töösse, kui läheb tarvis lühiajalist võimast pingutust, näiteks suurt raskust üles tõstes või sadat meetrit joostes. Kiired tõmmakukiud on väga võimsad, sealjuures on neile energiaallikana kütteks polüsahhariid glükogeen. Ent nad väsivad kiiresti ning võivad piimhappe kuhjumise tõttu koguni krampuda või valuleda.
Tumedamad lihaskiud on aeglaselt kontraheeruvad kiud ehk aeglased tõmmakukiud, kusjuures nende käivitajaks on oksüdatiivne ainevahetus. Kuna aeglased tõmmakukiud on rikkalikumalt verega varustatud ja kuna neis on rohkem aeroobset energiat kui kiiretel tõmmakukiududel, kutsutakse neid vastupidavuskiududeks.
Järgmine kiutüüp on kahvatutest kiiretest tõmmakukiududest veidi tumedam. See kiud küll sarnaneb nendega, ent ei väsi nii kiiresti. Kuna seda tüüpi kiud kasutab edukalt kütusena nii glükoosi kui hapnikku, on ta tõenäoliselt kaasatud siis, kui sa teed kauakestvat, intensiivset tööd.
Iga indiviidi kehas ja sellele eriomastes lihastes on need kiutüübid erisuguselt kombineerunud. Näiteks pikamaajooksjate jalalihastes võib olla keskmiselt 80 protsendi ulatuses aeglasi tõmmakukiude, samal ajal kui sprinteritel on seal keskmiselt üle 75 protsendi kiireid tõmmakukiude.
Aktiveeritakse närvide vahendusel
Kõiki lihaskiude aktiveeritakse närvide vahendusel. Kui viimased saadavad lihastesse impulsse, reageerivad lihased sellele tõmmaku ehk kontraktsiooniga. Ent mitte kõik konkreetse lihase lihaskiud ei kontraheeru korraga. Selle asemel on lihaskiud korraldunud motoorseteks üksusteks. Motoorse üksusega seostub üksainus, paljusid lihaskiude kontrolliv närvirakk.
Mõned motoorsed üksused, näiteks jalalihastes paiknevad, moodustuvad rohkem kui 2000 kiust ja neid kontrollivast ühestainsast närvirakust. Ent iga silmas paiknev motoorne üksus kontrollib kõigest kolme lihaskiudu. Kui üksuses on väiksemal arvul kiude, lihases aga rohkem üksusi, võimaldab see sooritada peenemaid ja täpsemaid liigutusi, näiteks selliseid, mida läheb vaja nõelale niiti taha ajades või klaverit mängides.
Kui tõstad üles linnusulge, kontraheeruvad vaid mõned motoorsed üksused, kui aga tõstad mingit rasket eset, läkitavad lihaskius paiknevad spetsiaalsed sensoorsed organid välgukiirusel teate ajju ning kaasavad rohkem motoorseid üksusi tegevusse, suurendades sel teel jõudu, mida sa raskuse tõstmisel rakendad. Kui kõnnid aeglaselt, on aktiveeritud vaid mõned motoorsed üksused; seevastu jooksmisel stimuleeritakse neid palju suuremal arvul ning sagedusel.
Südamelihas erineb skeletilihasest selle poolest, et ta kontraheerub kõik-või-mittemidagi-režiimil. Kui üht südamelihasrakku stimuleerida, kandub erutus kõigisse rakkudesse ning nad kõik stimuleeritakse otsekohe, nii et tulemuseks on keskmiselt 72 korda minutis toimuv kogu lihase kontraheerumine ja sellele järgnev lõtvumine.
Silelihaste talitlus sarnaneb üldjoontes südamelihase omaga, sest kontraktsiooni vallandudes kontraheerub kogu organ. Ent silelihased võivad, ilma et nad väsiksid, säilitada kontraktsiooni kauem kui südamelihas. Silelihased annavad oma olemasolust harva tunda, kui just ei kogeta näljast põhjustatud lühiajalisi vaevusi või sünnitusega kaasnevaid tugevaid kontraktsioone.
Treeni oma lihaseid
”Kehalised harjutused tulevad kasuks kogu kehale nii sees- kui välispidiselt. [— — —] Korrapäraselt treenitud lihased soodustavad kogu organismi talitlust,” öeldakse raamatus ”Muscles: The Magic of Motion”. Treenimine tõstab lihastoonust, mistõttu siseorganid on paremini toestatud ning lihased ei väsi nii kiiresti.
Lihastele tuleb kasuks kahte liiki treening. Anaeroobne treening, mille käigus iga päev lühikese aja jooksul tõstetakse raskusi, muudab lihased tugevamaks. Lisaks sellele, et tugevamad lihased talletavad rohkem suhkrut ja rasvhappeid, suudavad nad neid kütteaineid efektiivsemalt põletada, tänu millele lihased ei väsi nii kergesti.
Aeroobsed treeninguvormid, näiteks sörkjooks, ujumine, jalgrattasõit või reibas kõnd, aitavad kogu keha hoida heas vormis. Sedalaadi vastupidavustreening suurendab lihastes ringleva vere hulka ning lihaskontraktsiooniks vajalikku energeetilist ühendit ATP-d sünteesivate mitokondrite määra. Selline treening tuleb kasuks eriti just südamele, kusjuures see aitab hoida ära ka südameatakki.
Kui sa enne pingutust nõudvaid harjutusi teed painutusi ja venitad lihaseid, aitab see vältida nikastusi või muid lihaste kahjustusi. Taolised soojendusharjutused tõstavad lihastes temperatuuri, mistõttu neis voolava vere hulk suureneb, mis omakorda aitab ensüümidel toota rohkem energiat, nii et lihased saavad paremini kontraheeruda. Kui teed jahutamisel samasuguseid harjutusi nagu soojendamisel, väldid piimhappe kuhjumist ning sellest tingitud valulikkust ja jäikust.
Ent tuleb siiski märkida, et eriti just kehva treenituse korral võib liiga jõuline treening skeletilihaseid kahjustada. Lisaks võid sa lihaskiude rebestada siis, kui lihased on korduvate pikaajaliste tõmmakute tõttu ülemäära pinguldunud, nagu näiteks rasket eset aeglaselt maha pannes või mäest alla joostes. Ka väike pingutuse tagajärjel tekkinud rebend võib põhjustada valulikke lihasspasme ja põletikku.
Hoolitse oma lihaste eest. Anna neile parajal määral koormust ja puhkust, nõnda et nad saaksid hästikavandatud mootori, sinu keha ”oivalise masina” kombel sind ikka edasi teenida.
[Väljavõte lk 20]
Inimkehas on umbes 650 lihast, kõige suuremad neist on jalgade liikuvust tagavad tuharalihased
[Kast lk 24]
Lihased ja õige toitumine
Tervete lihaste säilitamise võtmeteguriks on õige toitumine. Lihasekontraktsioone aitavad reguleerida nii kaltsiumirikkad toiduained, näiteks piimatooted, kui ka kaaliumirikkad toiduained, näiteks banaanid, tsitrusviljad ja kuivatatud puuviljad, tumekollased köögiviljad, pähklid ning seemned. Mitmesugustest täisteratoodetest saab rauda ja B-grupi vitamiine, eeskätt just B1-vitamiini, millel on oluline osa süsivesikute, valkude ja rasvade muundamises lihastele tarvilikuks energiakütuseks. Kui juua palju vett, hõlbustab see elektrolüütide tasakaalu säilitamist ja ka lihasetalitlust pärssida võiva piimhappe ning muude jääkainete väljauhtmist.
[Kast/joonis lk 22, 23]
IMEPÄRANE LIHASEKONTRAKTSIOON
Lihase talitlus võib küll tunduda olevat lihtne, ent selle kontraktsioonimehhanism äratab aukartust. Professor Gerald H. Pollack sõnab: ”Looduse poolt kavandatu ilu on muutnud mind aupaklikuks. Keemilise energia muundumine mehaaniliseks energiaks toimub sedavõrd kõrgel tasemel — tahaks öelda, sedavõrd intelligentselt —, et see tekitab hämmastust.”
Heitkem elektronmikroskoobi vahendusel pilk lihasekontraktsiooni keerukale toimemehhanismile ning õppigem seda Looja kavandatud meistriteost põhjalikumalt tundma.
Iga lihaserakk ehk lihaskiud on tegelikult kimp väiksemaid kiude, mida kutsutakse müofibrillideks ja mis on paigutunud üksteisega paralleelselt. Iga müofibrill sisaldab tuhandeid peenemaid müofilamente. Ühed müofilamendid on jämedamad, teised peenemad. Jämedamad sisaldavad müosiini, peenemad aga aktiini, mis mõlemad on lihaseraku kontraktiilvalgud.
Iga lihaskiu välispinnal on avaus. Sinna sisestub ja kinnitub selgrookanalist hargnev närvikiud. Meie lihased alustavad tegevust siis, kui aju annab käsu ning sõnum kandub kesknärvisüsteemi miljonite närvirakkude kaudu närvilõpmetesse. Kui kõik närvilõpmed on stimuleeritud, avaneb rohkem kui sada põiekest ning sealt voolab välja kemikaal, mis lihaseraku membraaniga kontakti astudes võimendab närviimpulssi. Sellega vallandub kogu lihaserakus erutust tekitavate elektriliste impulsside jada, mistõttu raku membraan vabastab elektriliselt laetud kaltsiumioone, mis käivitavad mehaanilise kontraktsiooniprotsessi.
Nüüd jõuavad kaltsiumioonid peente torude võrgustiku kaudu kõikjale lihaskiudu ning kontakteeruvad mitmesuguste valkudega. Mingil kombel muutuvad piki peent aktiinifilamendi niiti paiknevad kaitstud valgualad kaltsiumi toimel neisse valkudesse paljastunuks ehk eksponeerituks.
Samal ajal aktiveeruvad jämedamatest müosiinifilamentidest eenduvad kõrgenergeetilise ühendi ATP-ga kaetud ümarate müosiinipeade paarid. Üks müosiinifilamendi pea kinnitub aktiinifilamendi ühele momendil eksponeeritud aktiivalale ning moodustab ristisilla. Teine pea lõhustab ATP-d ning vabastab piisavalt energiat selleks, et ristisilla abil saaks aktiinifilamenti tirida või nihutada müosiinifilamendi kõrvale või kohale. Otsekui meeskond üht kätt üle teise tõstes trossi tirib, nõnda vallandavad müosiinipead oma haarde ning kinnituvad taas edasi piki aktiininiiti, nihutades aktiinifilamenti kogu aeg müosiinifilamendi keskme suunas. Sama tegevus kordub, kuni tõmmak on sooritatud. Kogu see ahelreaktsioon leiab aset kõigest mõne tuhandiku sekundi vältel!
Kui kontraktsioon on toimunud, pöördub kaltsium tagasi oma lähtekohta lihaseraku membraanis, eksponeeritud alad piki aktiinifilamendi niiti on taas kaetud ning lihaskiud lõõgastub kuni järgmise ärrituse saabumiseni. Me oleme tõepoolest ”kardetavalt imeliselt loodud” (Laul 139:14, UT).
[Joonis]
(Kujundatud teksti vaata trükitud väljaandest.)
Meie lihased on tegelikult kihtidena paigutunud kiukimbud
Jämedad ja peened müofilamendid (tugevalt suurendatuna)
Müofibrill
Müofibrillide kimp
Lihaskiud
Lihas
[Pilt lk 21]
(2 korda suurendatult)
Kõige pisemad lihased on kinnitunud väikseimatele luudele kõrvas
[Pilt lk 21]
Juba ainuüksi naeratamise puhul on tegevuses 14 lihast!
[Pilt lk 21]
Lihased võimaldavad sul rohkem kui 20000 korda päevas silmi pilgutada
[Pilt lk 24]
Südamelihas kontraheerub ja lõtvub umbes 72 korda minutis ehk 2,6 miljardit korda keskmise eluaja jooksul
[Pilt lk 24]
Anaeroobne treening
[Piltide allikaviide lk 20]
Inimene lk. 20; silm lk. 21; süda lk. 24: The Complete Encyclopedia of Illustration/ J. G. Heck