10.5 Tegundir vöðvaþráða
10.5 Tegundir vöðvaþráða
Námsmarkmið
Að loknum þessum hluta áttu að geta:
- Lýst gerðum beinagrindarvöðvaþráða
- Útskýrt hraða og hæga vöðvaþræði
Við flokkun vöðvaþráða þarf að líta til tveggja viðmiða: hversu hratt sumir þræðir dragast saman miðað við aðra og hvernig þræðirnir mynda ATP. Samkvæmt þessum viðmiðum eru beinagrindarvöðvaþræðir af þremur megingerðum. Hægir oxandi (SO) vöðvaþræðir dragast tiltölulega hægt saman og nota loftháða öndun (súrefni og glúkósa) til að mynda ATP. Hraðir oxandi (FO) vöðvaþræðir dragast hratt saman og nota aðallega loftháða öndun. Þeir geta þó skipt yfir í loftfirrta öndun (sykurrof) og þreytast því fyrr en SO-þræðir. Að lokum dragast hraðir glýkólýtískir (FG) vöðvaþræðir hratt saman og nota aðallega loftfirrt sykurrof. FG-þræðir þreytast hraðar en hinir þræðirnir. Flestir beinagrindarvöðvar mannsins innihalda allar þrjár gerðirnar, þótt hlutföll þeirra séu mismunandi.
Samdráttarhraði ræðst af því hversu hratt ATPasi mýósíns vatnsrýfur ATP og kemur af stað virkni krossbrúa. Hraðir þræðir vatnsrjúfa ATP um það bil tvöfalt hraðar en hægir þræðir og krossbrúarhringrásin verður því mun hraðari (hún togar grönnu þræðina hraðar í átt að miðju vöðvaliðanna). Sú meginleið efnaskipta sem vöðvaþráður notar ræður því hvort hann flokkast sem oxandi eða glýkólýtískur. Ef þráðurinn myndar ATP aðallega með loftháðum efnaskiptaferlum er hann oxandi. Í hverri efnaskiptalotu getur þá myndast meira ATP og þráðurinn þolir því þreytu betur. Glýkólýtískir þræðir mynda ATP aðallega með loftfirrtu sykurrofi, sem gefur minna ATP í hverri lotu. Þeir þreytast því hraðar.
Oxandi þræðir innihalda mun fleiri hvatbera en glýkólýtískir þræðir vegna þess að loftháð efnaskipti, sem nýta súrefni (O2) í efnaskiptaferlinu, fara fram í hvatberum. SO-þræðir hafa mikinn fjölda hvatbera og geta dregist saman í lengri tíma vegna þess hve mikið ATP þeir geta myndað. Þvermál þeirra er þó tiltölulega lítið og þeir mynda ekki mikla spennu. Um SO-þræði liggur þétt net blóðháræða sem flytja O2 frá rauðum blóðkornum í blóðrásinni. Þeir innihalda einnig vöðvarauða, sameind sem flytur O2 á svipaðan hátt og blóðrauði rauðu blóðkornanna flytur O2. Vöðvarauðinn geymir hluta af því O2 sem þræðirnir þurfa (og gefur SO-þráðum rauðan lit). Allir þessir eiginleikar gera SO-þráðum kleift að mynda mikið magn ATP, svo þeir geti viðhaldið vöðvastarfsemi lengi án þess að þreytast.
Sú geta SO-þráða að starfa lengi án þess að þreytast gerir þá nytsamlega við að viðhalda líkamsstöðu, mynda jafnlengdarsamdrætti, veita beinum og liðum stöðugleika og framkvæma smáar, tíðar hreyfingar sem krefjast ekki mikillar orku. Þeir mynda ekki mikla spennu og eru því ekki notaðir í kröftugar og hraðar hreyfingar sem krefjast mikillar orku og hraðrar krossbrúarhringrásar.
FO-þræðir eru stundum nefndir milliþræðir vegna þess að þeir hafa eiginleika bæði hraðra og hægra þráða. Þeir mynda ATP tiltölulega hratt, hraðar en SO-þræðir, og geta því myndað tiltölulega mikla spennu. Þeir eru oxandi þar sem þeir mynda ATP með loftháðum efnaskiptaferlum, innihalda marga hvatbera og þreytast ekki hratt. FO-þræðir innihalda hins vegar ekki mikið af vöðvarauða og eru því ljósari en rauðu SO-þræðirnir. FO-þræðir eru einkum notaðir við hreyfingar á borð við göngu, sem krefjast meiri orku en viðhald líkamsstöðu, en þó minni orku en sprengihreyfingar á borð við sprett. Þeir henta slíkum hreyfingum vegna þess að þeir mynda meiri spennu en SO-þræðir en þola þreytu betur en FG-þræðir.
FG-þræðir nýta fyrst og fremst loftfirrt sykurrof sem ATP-gjafa. Þvermál þeirra er mikið og þeir innihalda mikið glýkógen, sem er notað í sykurrofi til að mynda ATP hratt svo mikil spenna náist. Þar sem þeir nýta ekki aðallega loftháð efnaskipti hafa þeir ekki marga hvatbera eða mikið af vöðvarauða og eru því hvítir. FG-þræðir mynda skjóta og kröftuga samdrætti sem knýja snöggar og kraftmiklar hreyfingar. Þeir þreytast hratt og nýtast því aðeins í stuttan tíma. Flestir vöðvar innihalda blöndu allra þriggja þráðagerða. Meginhlutverk vöðvans ræður því hvaða gerð er ríkjandi í honum.