Svaly — konštrukčné veľdielo
ŽIVOT je udržiavaný pohybom. Napríklad vaša hruď sa pri každom nádychu a výdychu dvíha a klesá a vaše srdce rytmicky bije, čím vás udržiava pri živote. Čomu vďačíte za tieto pohyby? Svojim svalom.
Svaly sú pevné, pružné tkanivá, ktoré umožňujú vašim orgánom plniť si svoju funkciu a vám umožňujú vyjadrovať myšlienky a pocity nejakou činnosťou. Či už je touto činnosťou úsmev, smiech, plač, rozprávanie, chôdza, beh, práca, hra, čítanie, alebo jedenie, vždy sú do toho zapojené svaly. Je ťažké predstaviť si nejakú činnosť, do ktorej by nebol zapojený nejaký sval.
Vaše telo má asi 650 svalov. Najmenšie z nich sú pripojené k najdrobnejším kostičkám, ktoré sa nachádzajú v uchu. Najväčšie sú sedacie svaly, vďaka ktorým sa hýbu vaše nohy. Svaly, ktoré tvoria asi polovicu hmotnosti tela u mužov a tretinu hmotnosti tela u žien, sú vytvorené na prácu. Považujú sa za „biologické motory“ a ‚každý deň premenia na pohyb viac energie ako všetky motory vytvorené človekom dohromady vrátane automobilových motorov,‘ uviedol Gerald H. Pollack, profesor bioinžinierstva.
Aj vtedy, keď odpočívate, vaše svaly zostávajú v stave pohotovosti — pripravené na povel k činnosti. V každom čase sú aspoň niektoré vlákna vo všetkých svaloch stiahnuté. Bez tohto jemného stiahnutia by vaša sánka odvisla a vaše vnútorné orgány by mali len slabú podporu. Dokonca aj keď stojíte alebo sedíte, vaše svaly robia jemné úpravy, ktoré vám pomáhajú udržiavať si určitú polohu alebo vám zabraňujú spadnúť zo stoličky.
Typy svalov
V tele existujú tri typy svalov. Každý z nich plní inú úlohu. Prvým je srdcový sval, ktorý zaisťuje sťahy srdca. Srdcový sval polovicu svojho života odpočíva, pretože po každej kontrakcii sa musí uvoľniť až do nasledujúcej kontrakcie.
Ďalším typom je hladký sval. Hladké svaly obaľujú väčšinu vašich vnútorných orgánov vrátane krvných ciev. Podobne ako srdcový sval, ktorého činnosť nie je ovládateľná vôľou, nie sú vedome ovládané ani hladké svaly. Tieto svaly vykonávajú také životne dôležité činnosti, ako je napríklad presúvanie tekutín v obličkách a v močovom mechúre, posúvanie jedla v tráviacom trakte, regulovanie toku krvi v cievach, prispôsobovanie šošoviek vašich očí a rozširovanie svetelného otvoru vašich zreníc.
Väčšinu zo 650 svalov tvoria kostrové svaly. Tie vykonávajú pohyby riadené vašou vôľou. Tieto svaly sa učíte ovládať už od detstva. Dieťa sa napríklad učí pohybovať rukami i nohami, aby mohlo chodiť a udržiavať rovnováhu. Keďže svaly sa dokážu iba sťahovať, kostrové svaly pracujú vo dvojiciach. Keď sa jeden sval stiahne, druhý sa uvoľní. Bez tejto tímovej práce by ste sa pri každom poškrabaní hlavy museli spoľahnúť na gravitáciu, aby vám ruka klesla dolu. Namiesto toho sa však váš trojhlavý sval, ktorý je „partnerom“ dvojhlavého svalu, stiahne, čím vám umožní narovnať si ruku rýchlo.
Svaly sa líšia veľkosťou i tvarom. Niektoré sú dlhé a úzke, ako podkolenné svaly na nohách. Iné sú ťažké a hrubé, ako napríklad sedacie svaly. Všetky sú určené na to, aby vám umožňovali pohyb. Hrudný kôš by bol strnulý, keby nebolo svalov, ktoré vypĺňajú medzery medzi rebrami. Tieto svaly umožňujú, aby sa stena hrudného koša pohybovala ako harmonika, čo vám pomáha dýchať. Brušné svaly sú usporiadané do vrstiev v rôznych uhloch podobne ako vrstvy dreva v preglejke, vďaka čomu orgány z brušnej dutiny nevypadnú.
Spolupráca svalov a šliach
Svaly, ktoré sa upínajú na kosti, sú ku kostiam pripojené pevnými bielymi tkanivami podobnými povrazu, nazývanými šľachy. Šľachy siahajú hlboko dovnútra svalov a spájajú sa so spojivovým tkanivom či väzivom, ktoré obklopuje svalové vlákna. Spojivové tkanivo umožňuje, aby sila vytvorená vo svaloch potiahla šľachu a pohla kosťou. Najsilnejšia šľacha, nazývaná Achillova šľacha, je pripojená k jednému z najsilnejších svalov tela, v lýtku. Svaly lýtka plnia v tele úlohu tlmičov nárazov. Keď kráčate, utekáte alebo skáčete, odolávajú tiaži vyše jednej tony.
Zručnosť vašej ruky je ďalším príkladom spolupráce svalu a šľachy. Dvadsať párov svalov, ktoré sa nachádzajú na predlaktí, sa pripájajú na kosti vašich rúk a prstov, ktoré majú mnoho kĺbov, dlhými šľachami, ktoré prechádzajú popod pás vlákien na zápästí. Tieto svaly spolu s ďalšími 20 svalmi, ktoré pokrývajú dlaň a prsty, dodávajú vašej ruke obdivuhodnú obratnosť, ktorá je potrebná pri skladaní jemných súčiastok malých hodiniek alebo na uchopenie rúčky sekery pri rúbaní dreva.
Vyše 30 tvárových svalov
Tvár vyjadruje črty vašej osobnosti viac než ktorákoľvek iná časť vášho tela. Stvoriteľ umiestnil na vašej tvári veľký počet svalov — celkovo vyše 30 —, čím umožnil obrovskú pestrosť výrazov tváre. Veď len na jeden váš úsmev je potrebné zapojiť 14 svalov!
Niektoré svaly tváre sú silné, ako napríklad tie, ktoré sú pripojené k vašej sánke a ktoré pri žuvaní jedla dokážu vyvinúť tlak 75 kilogramov. Iné sú jemné, ale trvácne, ako napríklad svaly, ktoré ovládajú vaše očné viečka, keď žmurkáte, čím si zvlhčujete oči tekutinou, ktorá z nich zmýva špinu a choroboplodné zárodky viac ako 20 000-krát denne.
Obdivuhodná konštrukcia
Každý sval je utvorený tak, aby sa stiahol hladko. Kontrakcie kostrových svalov musia byť prispôsobené okolnostiam, aby sa nevynakladala rovnaká sila pri zdvíhaní pierka ako pri zdvíhaní 10-kilogramového závažia. Ako je také niečo možné? Pozrime sa na to zblízka.
Všetky svaly sú vytvorené z jednotlivých buniek. Keďže tieto svalové bunky majú pozdĺžny tvar, označujú sa ako vlákna. Niektoré vlákna sú bledšej farby, iné tmavšej farby. Bledšie vlákna sa sťahujú rýchlo, čiže sú to vlákna s rýchlou kontrakciou. Využívajú sa vtedy, keď potrebujete krátkodobý rýchly výdaj energie, napríklad pri zdvíhaní ťažkého nákladu alebo pri šprinte na 100 metrov. Svalové vlákna s rýchlou kontrakciou sú silné a ich zdrojom energie je glykogén, jeden druh sacharidu. Rýchlo sa však unavia a môžu dostať kŕč alebo môžu bolieť následkom nahromadenia kyseliny mliečnej.
Tmavšie svalové vlákna sa sťahujú pomaly, čiže sú to vlákna s pomalou kontrakciou, a sú „poháňané“ metabolizmom kyslíka. Keďže tieto vlákna sú bohatšie zásobené krvou a majú viac aeróbnej energie ako vlákna s rýchlou kontrakciou, hovorí sa, že vlákna s pomalou kontrakciou sú „vláknami vytrvalosti“.
Ďalší druh vlákien je trochu tmavší ako bledé vlákna s rýchlou kontrakciou. Tieto vlákna sú im podobné, ale neunavia sa tak rýchlo. Keďže tento druh vlákien využíva ako palivo aj sacharidy, aj kyslík, pravdepodobne sú zapojené do činnosti vtedy, keď vykonávate zdĺhavú, namáhavú prácu.
U každého človeka a v každom svale možno nájsť kombináciu týchto druhov vlákien. Napríklad bežci na dlhé trate môžu mať vo svaloch nôh priemerne 80 percent vlákien s pomalou kontrakciou, kým šprintéri majú priemerne vyše 75 percent vlákien s rýchlou kontrakciou.
Aktivujú ich nervy
Všetky svalové vlákna sú aktivované nervami. Keď nervy vyšlú signály vašim svalom, svaly reagujú stiahnutím čiže kontrakciou. No nie všetky svalové vlákna v určitom svale sa sťahujú naraz. Svaly sú skôr organizované do motorických jednotiek. V rámci motorickej jednotky je jeden nerv napojený na viacero svalových vlákien, ktoré ovláda.
Niektoré motorické jednotky, napríklad vo svaloch nôh, sa skladajú z viac než 2000 vlákien, ktoré ovláda jeden nerv. No každá motorická jednotka v oku ovláda len tri svalové vlákna. Vďaka menšiemu počtu vlákien v jednotke a väčšiemu počtu jednotiek vo svale sú možné koordinovanejšie a jemnejšie pohyby, napríklad pri navliekaní nite do ihly alebo pri hre na klavíri.
Keď zodvihnete pierko, stiahne sa iba niekoľko motorických jednotiek. Keď dvíhate ťažký predmet, špeciálne zmyslové orgány vo svalových vláknach vyšlú do mozgu signál rýchlosťou blesku a zmobilizujú k činnosti viac motorických jednotiek, čím sa zvýši sila, ktorou zdvíhate náklad. Keď kráčate pomaly, aktivuje sa iba niekoľko motorických jednotiek; keď však bežíte, stimuluje sa oveľa viac jednotiek a s väčšou frekvenciou.
Srdcový sval sa odlišuje od kostrového svalu tým, že sa sťahuje buď úplne, alebo vôbec nie. Keď je v srdcovom svale stimulovaná jedna bunka, signál sa rozšíri ku všetkým bunkám, a tak sú všetky stimulované naraz, vďaka čomu sa sťahuje a uvoľňuje celý sval asi 72-krát za minútu.
Hladké svaly sa správajú veľmi podobne ako srdcový sval — keď sa už kontrakcia začne, stiahne sa celý orgán. No hladké svaly môžu zostať stiahnuté bez vyčerpania oveľa dlhšie ako srdcové svaly. Hladké svaly vám dajú o svojej existencii sotva vedieť, iba ak príležitostne cítite bolesť z hladu alebo ak zažijete prudké kontrakcie pri pôrode.
Udržujte si svaly vo forme
„Cvičenie prospieva celému telu, zvnútra i zvonku... Svalom, ktoré pravidelne cvičia, sa lepšie darí vo všetkom,“ uvádza kniha Muscles: The Magic of Motion (Svaly: čaro pohybu). Cvičenie vytvára dobrý svalový tonus, vďaka ktorému sú lepšie podopierané vaše vnútorné orgány, a tiež pomáha vašim svalom odolávať únave.
Pre svaly sú užitočné dva rôzne typy cvičenia. Každodenné anaeróbne cvičenie, pri ktorom krátkodobo dvíhate bremená, vaše svaly posilňuje. Silnejšie svaly nielenže v sebe udržia viac cukrov a mastných kyselín, ale dokážu tieto palivá spáliť účinnejšie, čo im pomáha odolávať únave.
Aeróbne formy cvičenia, ako napríklad džoging, plávanie, bicyklovanie alebo rezká chôdza, podporujú celkovú zdatnosť. Tento druh vytrvalostných cvičení zvyšuje prítok krvi do svalov a zväčšuje počet mitochondrií, ktoré produkujú ATP, zlúčeninu bohatú na energiu, ktorú svaly potrebujú na to, aby sa mohli sťahovať. Tento druh cvičenia prospieva najmä vášmu srdcu a môže tiež prispieť k prevencii srdcového infarktu.
Keď namáhavé cvičenie začnete ohýbaním a naťahovaním svalov, môžete tým predísť vyvrtnutiu a iným poškodeniam svalov. Takéto zahrievacie cvičenie zvyšuje teplotu vo vašich svaloch, takže do nich prúdi viac krvi, čo pomáha enzýmom vyprodukovať viac energie, a to zase umožňuje svalom lepšie sa sťahovať. Ochladenie pomocou tých istých cvičení, ktorými ste sa rozohrievali, vám pomôže predísť bolesti a stuhnutosti, lebo sa tým odstraňuje nahromadená kyselina mliečna.
Treba však poznamenať, že príliš energickým cvičením si môžete poškodiť kostrové svalstvo, zvlášť ak nie ste vytrénovaný. Ak tiež vystavíte svoje svaly nadmernej záťaži opakovanými predlžujúcimi kontrakciami, napríklad keď pomaly spúšťate ťažké bremeno alebo keď bežíte dolu kopcom, môžete si natrhnúť svalové vlákna. Dokonca i malé natrhnutie následkom napätia môže spôsobiť bolestivé svalové kŕče a zápal.
Dbajte preto o svoje svaly. Doprajte im primerané cvičenie i odpočinok, aby vám aj ďalej mohli slúžiť ako dobre skonštruovaný motor, ‚najlepší motor‘ vášho tela.
[Zvýraznený text na strane 20]
V ľudskom tele je asi 650 svalov. Najväčšie z nich sú sedacie svaly, vďaka ktorým môžeme hýbať nohami
[Rámček na strane 24]
Svaly a výživa
Kvalitná výživa je kľúčovým faktorom na udržiavanie zdravých svalov. Jedlá bohaté na vápnik, ako napríklad mliečne výrobky, a na draslík, ako sú banány, citrusové a sušené ovocie, zelenina sýtožltej farby, orechy a semienka, pomáhajú pri regulácii svalových kontrakcií. Celozrnný chlieb a cereálie dodávajú železo a vitamíny skupiny B, najmä vitamín B1, ktorý je nevyhnutný na premenu uhľovodíkov, bielkovín a tukov na energetické palivo, ktoré vaše svaly potrebujú. Pite veľa vody; nielenže to pomáha udržiavať si elektrolytovú rovnováhu, ale odstraňuje sa tým aj kyselina mliečna a iné odpadové látky, ktoré by mohli obmedzovať činnosť svalov.
[Rámček/nákres na stranách 22, 23]
OBDIVUHODNÁ SVALOVÁ KONTRAKCIA
Činnosť svalu môže vyzerať jednoducho. No spôsob, akým ku kontrakcii dochádza, je úžasný. Profesor Gerald H. Pollack hovorí: „Estetika, ktorá sa odráža v tom, ako je príroda skonštruovaná, ma napĺňa bázňou. K premene chemickej energie na mechanickú energiu dochádza tak dômyselne — človek je v pokušení povedať, že tak inteligentne —, až ma to privádza k údivu.“
Pozrime sa pomocou elektrónového mikroskopu na zložitý priebeh svalovej kontrakcie a tak sa dozvieme viac o tomto majstrovskom diele nášho Stvoriteľa.
Každá svalová bunka čiže svalové vlákno je v skutočnosti zväzkom menších vlákien nazývaných myofibrily, ktoré sú usporiadané rovnobežne. Každá myofibrila sa skladá z tisícov tenších myofilamentov. Niektoré myofilamenty sú hrubšie, iné sú tenšie. Hrubšie obsahujú myozín a tenšie obsahujú aktín; obe tieto bielkoviny pomáhajú svalovej bunke sťahovať sa.
Na povrchu každého svalového vlákna je priehlbinka. Nervové vlákno, ktoré vybieha z chrbtice, tu má zakončenie a zapadá do priehlbinky. Naše svaly sa rozhýbu, keď mozog vydá povel a keď signál prenášaný prostredníctvom miliónov nervových buniek centrálnej nervovej sústavy príde k nervovému zakončeniu. Pri podráždení každého nervového zakončenia praskne vyše 100 malých váčkov a z nich sa vyleje chemická látka, ktorá zosilňuje nervový impulz, keď prichádza do kontaktu s membránou svalovej bunky. Tým sa spúšťa vlna elektrickej aktivity, ktorá sa šíri po celej svalovej bunke, vďaka čomu bunková membrána uvoľňuje elektricky nabité ióny vápnika, ktoré spúšťajú samotnú mechanickú kontrakciu.
Ióny vápnika sa potom šíria po celom svalovom vlákne prostredníctvom siete jemných rúrok a prichádzajú tam do styku s rôznymi bielkovinami. Vápnik na tieto bielkoviny nejakým spôsobom zapôsobí, takže sa bielkoviny ukryté pozdĺž nadstavca tenkého aktínového vlákna odhalia čiže odkryjú.
Súčasne začnú pracovať dvojice zaoblených pupeňov, ktoré sú „korunované“ vysokoenergetickou zlúčeninou nazývanou ATP a vyčnievajú z hrubších myozínových vlákien. Jeden z pupeňov hlavičky myozínového vlákna sa naviaže na jedno z teraz už odhalených aktívnych miest aktínového vlákna, čím sa vytvorí priečny mostík. Druhý pupeň štiepi ATP a uvoľňuje dostatočné množstvo energie na to, aby priečny mostík mohol potiahnuť alebo posunúť aktínové vlákno pozdĺž myozínového vlákna alebo ponadeň. Podobne ako skupina ľudí ťahajúcich lano, aj myozínové hlavičky uvoľňujú svoje zovretie a pripájajú sa na vzdialenejšie miesto aktínového nadstavca, pričom stále posúvajú aktínové vlákno smerom do centra myozínového vlákna. Tento postup sa opakuje, až kým kontrakcia nie je úplná. Celá táto reťazová reakcia sa odohrá v priebehu niekoľkých tisícin sekundy!
Keď je kontrakcia úplná, vápnik sa vráti na miesto svojho pôvodu, do membrány svalovej bunky, odhalené miesta pozdĺž nadstavca aktínového vlákna sa znovu zakryjú a svalové vlákno sa uvoľní, až kým nedostane ďalšie impulzy. Naozaj sme ‚obdivuhodne vytvorení, spôsobom, ktorý vzbudzuje bázeň‘! — Žalm 139:14.
[Nákres]
(Úplný, upravený text — pozri publikáciu)
Naše svaly sú vlastne vrstvy zväzkov vlákien naukladané jedna na druhej
Hrubé a tenké myofilamenty (veľmi zväčšené)
Myofibrila
Zväzok myofibríl
Svalové vlákno
Sval
[Obrázok na strane 21]
(Zväčšené dvakrát)
Najmenšie svaly sú pripojené k najdrobnejším kostičkám, ktoré sa nachádzajú v uchu
[Obrázok na strane 21]
Len na jeden váš úsmev treba zapojiť 14 svalov!
[Obrázok na strane 21]
Vďaka svalom môžete žmurknúť viac ako 20 000-krát denne
[Obrázok na strane 24]
Váš srdcový sval sa sťahuje a uvoľňuje asi 72-krát za minútu čiže 2,6 miliardy-krát za priemerne dlhý ľudský život
[Obrázok na strane 24]
Anaeróbne cvičenie
[Prameň ilustrácie na strane 20]
Človek, s. 20; oko, s. 21; srdce, s. 24: The Complete Encyclopedia of Illustration/J. G. Heck