En Svensk Klassiker

Människor är skapta för att röra på sig. Våra muskler samarbetar med leder (rörlighet) och vår koordination och balans för att kunna utföra allt från enkla rörelser till avancerade rörelser i samband med elitidrott. En hög andel (80%) av vår skelettmuskulatur består av proteiner, vilket gör den unik. För att vi ska kunna utföra arbeten behövs även nervsystemet och energi i form av adenosintrifosfat (ATP). Jag ska i denna redogörelse förklara musklerna på ett avancerat sätt men samtidigt göra det relativt lättförståeligt.

Innehållsförteckning
Musklernas uppbyggnad
Muskelfibertyper
Skelettmuskulaturens organisation
Aktivering av skelettmuskulatur
Musklernas energiomsättning
Muskeltrötthet

Musklernas uppbyggnad

Sarkomeren är den allra minsta sammandragande delen av musklerna. De avgränsas av de så kallade Z-banden och är cirka 2-2.5 μm långa.

En sarkomer består av kontraktila proteiner (aktin och myosin). De är arrangerade på ett sådant sätt att de kan glida mellan varandra.
Längst ner på bilden ser ni ett tvärsnitt på en sarkomer. Bilden till vänster visar endast aktinfilament och bilden till höger myosininfilament. Bilden i mitten visar hur de är arrangerade tillsammans.

Myosininfilamenten är ungefär lika långa i alla kroppens skelettmuskler, aktinfilamentet däremot varierar i längd. Tropomyosin är de protein som reglerar muskeln. Tropomyosinet sträcker sig över sju aktinmolekyler och de blokerar det ställe på aktinmolekylerna där myosynfilamentet binds fast när det bildas en korsbrygga, dvs att muskeln är på väg att dra ihop sig.

Muskelfibertyper

Det finns tre olika typ av muskelfiber. De delas in beroende på deras egenskaper. Det finns en långsam (typ I) och två snabba typer ( typ IIX och IIA). Hur stor del av de olika typerna man har varierar mellan olika individer.

Typ I är uthålliga men de utvecklar spänning relativt långsamt. De är denna typen av muskelfiber långdistanslöpare har mycket av. Det finns ett stort antal mitokondrier och kapillärtätheten är stor runt muskelfibrerna. Muskelfibrerna innehåller även en stor mängd oxidativa enzymer, bland annat myoglobin som lagrar syre. Det medför att muskler av typ I har stor aerob kapacitet.

Muskelfiber av typ II utvecklar snabbt spänning och drar ihop sig cirka 10 gånger snabbare än typ I. Kapillärtätheten är låg, antalet mitokondrier och oxidativa enzymer är få. Muskelfiber av typ II innehåller däremot mycket kreatinfosfat, glykogen och glykolytiska enzymer. Detta leder till att musklerna har en stor anareob kapacitet. Personer som har en stor andel muskelfiber av typ II har lättare att åstadkomma en muskeltillväxt. Typ IIX och typ IIA är relativt lika. De drar ihop sig ungefär lika snabbt, men muskelfiber av typ IIA är betydligt uthålligare.

Skelettmuskulaturens organisation

Muskelfibrerna innehåller flera hundra myofibriller. Varje enskild myofibrill är omgiven av det sarkoplasmatiska retikletet och mitokondrier. Myofibrillerna utgör ca 80% av muskelfibrerna och är cirka en μm i diameter. Det sarkoplasmatiska retikletet har till uppgift att ta emot och avge kalciumjoner. Ett membran omger varje muskelfiber och bildar tillsammans med t-rören ett nätverk. Membranen är veckade när musklen är i vila för att undvika bristningar när muskeln sträcks. Triaden kallas den plats där t-rören möter det sarkoplasmatiska retikletet. Det är här excitationen och kontraktionen sker.

Kapillärer och motorserverfibrer tränger igenom perimysiet (grupper av muskelfibrer) och når varje enskild muskelfibrer.

Bilden visar hur skelettmuskulaturen är organiserad

Vid slutet av muskelfibrerna blir membranen mer oregelbundna och det bildas en sena. Dessa senor är uppbyggda av senfibriller arrangerade i buntar. Musklerna fäster till skelettet med hjälp av senor som kan vara runda eller plata (aponeuroser). Senorna består av 68 % vatten, 30 % kollagena trådar och 2 % elastin. Den lilla andelen proteinet elastin gör att senorna inte kan töjas särskilt mycket. Tillskillnad från muskelfibrerna som kan töjas ut till sin dubbla längd kan senorna endast töjas 10 % av sin längd.

Aktivering av skelettmuskulatur

Antalet motoriska nervtrådar som går till musklerna är många färre än muskelfibrerna. För att kunna nå ut till alla muskelfibrer så delar axonerna upp sig. En enskild axon förser allt från några enstaka till över tusen muskelfibrer. När nervimpulsen når muskelfibern frigörs nervtransmittorn acetylkolin och sprids åt flera håll. Detta kallas aktionspotential. Aktionspotenialen följer cellmembranet till t-rören och ner i muskelfibern. När de når de sarkoplasmatiska retikletet öppnar receptorerna kanaler så att kalciumjoner kan strömma ut i sarkoplasman. En del av kalciumjonerna binds till troponinet som i sin tur påverkar tropomyosinet. Tropomyosinet gör att aktinfilamentet ändrar sitt läge, vilket leder till att muskeln aktiveras och drar ihop sig.

Nervimpulsens väg från motoneuron till sarkomer

Genom att variera hur många muskelfiber som är aktiva på samma gång och impulsfrekvensen till fibrerna kan vi reglera muskelkraften.

Musklernas energiomsättning

Det krävs energi till allt arbete våra muskler utför. Det är dock stor skillnad om vi är i vila eller utför maximalt arbete, då kan energiförbrukningen öka upp till hundra gånger. De viktigaste energikällorna är fett och kolhydrater och till viss del proteiner.

Våra matsmältningsorgan spjälkar kolhydraterna till glukos. Glukosen förs sedan via blodet till musklerna och levern där de lagras i form av glykogen. Energin frigörs i form av ATP när glykogenen bryts genom glykolysen. Vårt glykogenlager räcker till ungefär 1,5 timmes intensiv fysisk träning.

Kolhydraternas väg från munnen till musklerna i form av ATP.
(Bilden hämtad ur Puls- och laktatbaserad träning, SISU Idrottsböcker.)

Fettet lagras i muskelcellerna och fettvävnader som triglycerider. Triglyceriderna klyvs i tre fettsyror och glycerol. Glycerolen går in i glykolysen och bryts ner på ungefär samma sätt glukosen. Fettsyrorna däremot bryts ner genom betaoxidation och används som energi i form av ATP. Detta kan endast ske när det finns tillgång till syre (aerob energiomsättning).

Fettets väg från munnen till musklerna i form av ATP.
(Bilden hämtad ur Puls- och laktatbaserad träning, SISU Idrottsböcker.)

Kreatinfosfat finns lagrat i musklerna och hjälper till att upprätthålla ATP-balansen i musklerna. När kreatinfosfat bryts ner bildas fria fosfatjoner, dessa tas upp av adenosindifosfat (ADP) och bildar ATP.

Vid lättarbete och när det finns tillgång till syre (aerob process) följs glykolysen av oxidativ fosforylering i mitokondrierna. Det leder till att vatten och koldioxid bildas. När inte tillgången av syre räcker till (anaerob process) bildas laktat (mjölksyra) för att förse musklerna med energi. När det samlas mjölksyra i musklerna sjunker pH-värdet och enzymerna fungerar inte lika effektivt. Det är därför man känner smärta och musklerna känns stumma och trötta.

Muskeltrötthet

Definitionen för muskeltrötthet är ”en oförmåga att upprätthålla den kraft som krävs för att utföra en viss given rörelse”. Denna definition är dock något vag eftersom all upprepande muskelaktivitet ger en viss kraftnedsättning. Det som händer när musklerna blir trött är att man får svårare att utföra rörelser med precision, blir svagare, rör sig långsammare och blir mindre explosiv i sina rörelser. Anledningen till detta är att det blir en ökad koncentration av ADP när musklerna blir trötta. När det finns en hög koncentration av ADP i musklerna går det långsammare att bilda korsbryggor och förmågan för korsbryggorna att producera kraft blir mindre. Muskelcellen får även svårare att slappna av. ADP är det ämne som bildas när energin från ATP än nyttjad. När musklerna är i behov mycket energi under långt tid hinner inte kreationfosfatet omvandla ADP tillbaka till ATP.