Ciało ludzkie zawiera ponad 600 różnych mięśni. Większość z nich jest przyczepiona do kości za pośrednictwem ścięgien, choć niektóre przymocowane są do spodniej warstwy skóry. Głównym zadaniem układu mięśniowego jest nadawanie ruchu szkieletowi. Skurcze mięśni, które stanowią ich podstawową funkcjonalność wytwarzają również ciepło kluczowe do utrzymania optymalnej temperatury ciała.
Układami bezpośrednio związanymi z wykonywaniem ruchu są również układ nerwowy, oddechowy i krwionośny. Układ nerwowy transmituje elektrochemiczne impulsy, które sprawiają, że komórką mięśniowa kurczy się. Układ oddechowy sprawia, że następuje wymiana tlenu i dwutlenku węgla między powietrzem, a krwią. System krwionośny z kolei rozprowadza tlen po mięśniach, odprowadzając równocześnie dwutlenek węgla.
Struktura mięśnia
Wszystkie komórki mięśniowe są wyspecjalizowane dla skurczu. Kiedy komórki te kurczą się, następuje ich skrócenie, co powoduje pociągnięcie kości w następstwie którego dochodzi do ruchu. Każdy spośród mięśni szkieletowych składa się z setek tysięcy komórek mięśniowych, które nazywane są również włóknami mięśniowymi. W zależności od wykonywanej pracy np. podniesienie długopisu lub podniesienia 300 kilogramów w martwym ciągu angażowana jest mniejsza lub większa ilość włókien mięśniowych.
Mięsnie są mocno przytwierdzone do kości za pośrednictwem ścięgien. Część z nich ma strukturę „liny”, jednak nie wszystkie. Występują również ścięgna płaskie zwane rozcięgnami. Ścięgna są wykonane z włóknistej tkanki łącznej, która jest bardzo mocna i łączy się powięzią pokrywającą mięsień oraz z okostną. Okostną stanowi błona z włóknistej tkanki łącznej. Na ogół mięśnie posiadają przynajmniej dwa ścięgna spośród których każde jest przymocowane do innej kości.
Ułożenie mięśni
Mięśnie są ułożone w poprzek szkieletu tak, żeby warunkować jak największą mnogość ruchu. Istnieją dwa ogólne typy ułożenia mięśni – przeciwstawne mięśnie antagonistyczne i kooperatywne mięśnie synergistyczne.
Mięśnie antagonistyczne
Antagoniści są oponentami, wobec tego używamy terminu mięśnie antagonistyczne, aby określić mięśnie, które mają funkcje przeciwstawne.
Przykładowo mięsień dwugłowy ramienia – biceps brachii jest mięśniem położonym z przodu ramienia. Początek bicepsa znajduje się na łopatce do której przymocowany jest dwoma przyczepami, stąd też nazwa – biceps, natomiast przyczep znajduje się w kości promieniowej. Kiedy biceps kurczy się, zgina przedramię i sumarycznie zgina łokieć. Przypomnijmy sobie – podczas skurczu mięsień staje się krótszy i przyciąga (pull). Mięśnie nie mogą wykonywać ruchów wypychających (push), ponieważ kiedy się rozluźniają nie generują siły.
Wracając do przykładu z bicepsem – mięsień ten może zginać łokieć ale nie może go prostować, do tej czynności potrzebny jest mięsień. Mięsień trójgłowy ramienia – triceps brachii znajduje się z tyłu ramienia. Jego początek (a właściwie trzy początki jak sugeruje przedrostek tri) znajduje się na kości ramiennej i łopatce, natomiast przyczep znajduje się na kości łokciowej. kiedy triceps kurczy się i przyciąga, dochodzi do wyprostowania przedramienia i finalnie wyprostu łokcia. Stawy które są w stanie wykonać wiele ruchów mogą mieć kilka zestawów antagonistów.
Mięśnie synergistyczne
Mięśnie synergistyczne są tymi, które posiadają te same funkcje lub tymi, które współpracują między sobą podczas wykonywania pojedynczych funkcji.
Mięsień dwugłowy ramienia (biceps brachii) zgina przedramię. Mięsień ramienno-promieniowy (brachioradialis) mający swój początek na kości ramiennej i przyczep na kości promieniowej, również ma taką funkcję. Istnieje nawet trzeci zginacz przedramienia – mięsień ramienny (brachialis). Fakt istnienia trzech mięsni wykonujących tą samą funkcję jest uzasadniony ponadprzeciętną ruchomością ręki. W przypadku kiedy dłoń jest skierowana do góry, biceps wykonuje większość pracy związanej ze zginaniem i można go wtedy nazwać inicjatorem ruchu. Kiedy jednak dłoń skierowana jest na dół inicjatorem ruchu staje się mięsień ramienno-promieniowy.
W praktycznym przypadku czyli np. w trakcie podciągania podchwytem na drążku znacznie łatwiej jest kiedy dłonie skierowane są do siebie, niż wtedy gdy dłonie skierowane są do zewnątrz. Dzieje się tak dlatego, że biceps jest mięśniem silniejszym i większym niż mięsień ramienny.
Mięsnie można również nazwać synergistami, gdy pomagają stabilizować staw w celu wykonania precyzyjniejszego ruchu. Podczas picia szklanki wody, mięsień dwugłowy ramienia może być inicjatorem ruchu służącym zginaniu przedramienia, natomiast mięśnie ramion sprawiają, że szklanka jest ustabilizowana i woda się nie wylewa. Mięśnie ramion w tym przypadku są synergistami bicepsa, ponieważ sprawiają, że ruch jest efektywny.
Rola mózgu
Nawet najprostszy ruch wymaga interakcji wielu mięśni i skurczu mięśni szkieletowych w zależności od mózgu. Impulsy nerwowe odpowiadające za ruch wychodzą z płatów czołowych mózgu. Płaty czołowe znajdują się pod kością czołową. Kora ruchowa płatów czołowych generuje impulsy elektrochemiczne, które trafiają do włókien mięśniowych, powodując tym samym ich skurcz i ruch. Aby ruch był skuteczny, niektóre partię mięśniowe muszą się kurczyć, zaś inne pozostają w spoczynku.
Przykładowo podczas chodu antagonistyczne mięśnie z przodu i z tyłu uda będą się naprzemiennie napinać i rozluźniać tak, aby nasze kroki były płynne. Tak właśnie może być definiowana koordynacja. Koordynacja odbywa się poza obszarem świadomego myślenia i regulowana jest przez móżdżek znajdujący się z kolei poniżej płatów potylicznych mózgu.
Napięcie mięśniowe
Za wyjątkiem pewnych faz snu, większość mięśni jest w stanie lekkiego skurczu – jest to zjawisko napięcia mięśniowego. Kiedy człowiek siedzi prosto napięcie mięśni karku utrzymuje głowę w górze, natomiast napięci mięśni pleców utrzymuje plecy prosto. Aby mięsień było lekko skurczony wystarczy, że tylko kilka włókien mięśniowych kurczy się.
Włókna kurczą się naprzemiennie dzięki czemu mięsień jako całość nie ulega zmęczeniu. Owy naprzemienny skurcz również jest uwarunkowany przez móżdżek.
Włókna mięśniowe potrzebują energii ATP (trójfosforanu adenozyny), aby się kurczyć. Podczas produkcji ATP w procesie oddychania komórkowego, włókna mięśniowe wytwarzają również ciepło. Ciepło to stanowi 25% ciepła ciała w spoczynku. Podczas ćwiczeń znacznie wzrasta produkcja ciepła.
Ćwiczenia
Odpowiednie napięcie mięśniowe usprawnia koordynację. Mięśnie ze słabym napięciem mięśniowym są miękkie i zwiotczałe. Można to zmienić treningiem siłowym.
Ćwiczenia można generalnie podzielić na dwa typy – izometryczne i izotoniczne.