Ο κινητήρας ή η κινητική μονάδα είναι μια ομάδα ινών που νευρώνονται από έναν μόνο κινητικό νευρώνα. Ο αριθμός των ινών που περιλαμβάνονται σε μια μονάδα μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τη λειτουργία του μυός. Όσο μικρότερες είναι οι κινήσεις που παρέχει, τόσο μικρότερη είναι η μονάδα κινητήρα και τόσο λιγότερη προσπάθεια χρειάζεται για να τη διεγείρει.
Μονάδες κινητήρων: η ταξινόμησή τους
Υπάρχει ένα σημαντικό σημείο στη μελέτη αυτού του θέματος. Υπάρχουν κριτήρια με τα οποία μπορεί να χαρακτηριστεί οποιαδήποτε μονάδα κινητήρα. Η φυσιολογία ως επιστήμη διακρίνει δύο κριτήρια:
- ταχύτητα συστολής ως απόκριση στην αγωγιμότητα παλμών;
- ταχύτητα κόπωσης.
Συνεπώς, με βάση αυτούς τους δείκτες, διακρίνονται τρεις τύποι κινητικών μονάδων.
- Αργό, όχι κουραστικό. Οι κινητικοί νευρώνες τους περιέχουν πολλή μυοσφαιρίνη, η οποία έχει υψηλή συγγένεια με το οξυγόνο. Οι μύες που έχουν μεγάλο αριθμό αργών κινητικών νευρώνων ονομάζονται κόκκινοι λόγω του συγκεκριμένου χρώματός τους. Είναι απαραίτητα για να διατηρήσουν τη στάση του ατόμου και να τον κρατήσουν σε ισορροπία.
- Γρήγορο, κουρασμένο. Τέτοιοι μύες είναι σε θέση να εκτελούν μεγάλο αριθμό συσπάσεων σε σύντομο χρονικό διάστημα. Οι ίνες τους περιέχουν πολύ ενεργειακό υλικό, από το οποίο μπορούν να ληφθούν μόρια ATP χρησιμοποιώντας οξειδωτική φωσφορυλίωση.
- Γρήγορο, ανθεκτικό στην κούραση. Αυτές οι ίνες περιέχουν λίγα μιτοχόνδρια και το ATP σχηματίζεται λόγω της διάσπασης των μορίων γλυκόζης. Αυτοί οι μύες ονομάζονται λευκοί επειδή δεν έχουν μυοσφαιρίνη.
Μονάδες πρώτου τύπου
Μονάδα κινητήρα πρώτου τύπου ή αργή ακούραστη, που συναντάται συχνότερα σε μεγάλους μύες. Τέτοιοι κινητικοί νευρώνες έχουν χαμηλό κατώφλι διέγερσης και την ταχύτητα της νευρικής ώθησης. Η κεντρική διαδικασία του νευρικού κυττάρου διακλαδίζεται στο τερματικό του τμήμα και νευρώνει μια μικρή ομάδα ινών. Η συχνότητα των εκκενώσεων σε μονάδες αργής κίνησης είναι από έξι έως δέκα παλμούς ανά δευτερόλεπτο. Ο κινητικός νευρώνας μπορεί να διατηρήσει αυτόν τον ρυθμό για αρκετές δεκάδες λεπτά.
Η δύναμη και η ταχύτητα συστολής των κινητήριων μονάδων του πρώτου τύπου είναι μιάμιση φορά μικρότερη από αυτή των άλλων τύπων κινητήρων. Ο λόγος για αυτό είναι ο χαμηλός ρυθμός σχηματισμού ATP και η αργή απελευθέρωση ιόντων ασβεστίου στην εξωτερική κυτταρική μεμβράνη για σύνδεση με την τροπονίνη.
Μονάδες δεύτερου τύπου
Κινητική μονάδα αυτού του τύπου έχει έναν μεγάλο κινητικό νευρώνα με παχύ και μακρύ άξονα που νευρώνει μια μεγάλη δέσμη μυϊκών ινών. Αυτά τα νευρικά κύτταρα έχουν το υψηλότερο όριο διέγερσης και την υψηλότερη ταχύτητα νευρικών ερεθισμάτων.
Στη μέγιστη τάσημύες, η συχνότητα των νευρικών ερεθισμάτων μπορεί να φτάσει τα πενήντα ανά δευτερόλεπτο. Αλλά ο κινητικός νευρώνας δεν είναι σε θέση να διατηρήσει μια τέτοια ταχύτητα αγωγιμότητας για μεγάλο χρονικό διάστημα, επομένως κουράζεται γρήγορα. Η δύναμη και η ταχύτητα συστολής της μυϊκής ίνας του δεύτερου τύπου είναι υψηλότερη από αυτή της προηγούμενης, αφού ο αριθμός των μυοϊνιδίων σε αυτήν είναι μεγαλύτερος. Οι φυτικές ίνες περιέχουν πολλά ένζυμα που διασπούν τη γλυκόζη, αλλά λιγότερα μιτοχόνδρια, πρωτεΐνη μυοσφαιρίνης και αιμοφόρα αγγεία.
Μονάδες τρίτου τύπου
Μονάδα κινητήρα τρίτου τύπου αναφέρεται σε γρήγορες, αλλά ανθεκτικές στην κόπωση μυϊκές ίνες. Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του, θα πρέπει να καταλαμβάνει μια ενδιάμεση τιμή μεταξύ του πρώτου τύπου κινητήρων και του δεύτερου. Οι μυϊκές ίνες τέτοιων μυών είναι δυνατές, γρήγορες και ανθεκτικές. Μπορούν να χρησιμοποιήσουν τόσο αερόβια όσο και αναερόβια μονοπάτια για την εξαγωγή ενέργειας.
Η αναλογία γρήγορων και αργών ινών καθορίζεται γενετικά και μπορεί να διαφέρει από άτομο σε άτομο. Γι' αυτό κάποιος είναι καλός στο τρέξιμο μεγάλων αποστάσεων, κάποιος ξεπερνά εύκολα το σπριντ εκατό μέτρα και κάποιος είναι πιο κατάλληλος για άρση βαρών.
Σύλληψη αντανακλαστικών και κινητικών νευρώνων
Όταν τεντώνετε οποιονδήποτε μυ, οι αργές ίνες είναι οι πρώτες που αντιδρούν. Οι νευρώνες τους εκπέμπουν έως και δέκα παλμούς το δευτερόλεπτο. Εάν ο μυς συνεχίσει να τεντώνεται, τότε η συχνότητα των παραγόμενων παρορμήσεων θα αυξηθεί σε πενήντα. Αυτό θα οδηγήσει σε συστολή του τρίτου τύπου κινητικών μονάδων και θα αυξήσει τη δύναμη του μυός στο δεκαπλάσιο. ΣτοΤο περαιτέρω τέντωμα θα συνδέσει ίνες κινητήρα του δεύτερου τύπου. Αυτό θα πολλαπλασιάσει τη δύναμη του μυός κατά άλλες τέσσερις έως πέντε φορές.
Η μονάδα κινητικών μυών ελέγχεται από έναν κινητικό νευρώνα. Το σύνολο των νευρικών κυττάρων που συνθέτουν έναν μυ ονομάζεται δεξαμενή κινητικών νευρώνων. Μια δεξαμενή μπορεί να περιέχει ταυτόχρονα νευρώνες από διαφορετικές ποιοτικές και ποσοτικές εκδηλώσεις κινητικών μονάδων. Εξαιτίας αυτού, τμήματα των μυϊκών ινών δεν ενεργοποιούνται ταυτόχρονα, αλλά καθώς αυξάνεται η ένταση και η ταχύτητα των νευρικών ερεθισμάτων.
Αρχή του μεγέθους
Η κινητική μονάδα ενός μυός, ανάλογα με τον τύπο του, συστέλλεται μόνο όταν επιτευχθεί ένα ορισμένο φορτίο κατωφλίου. Η σειρά διέγερσης των κινητικών μονάδων είναι στερεότυπη: πρώτα, οι μικροί κινητικοί νευρώνες συστέλλονται και μετά οι νευρικές ώσεις σταδιακά φτάνουν σε μεγάλες. Αυτό το μοτίβο παρατηρήθηκε στα μέσα του εικοστού αιώνα από τον Edwood Henneman. Την ονόμασε «αρχή του μεγέθους».
Οι Brown και Bronk μισό αιώνα πριν δημοσίευσαν τα έργα τους σχετικά με τη μελέτη της αρχής της λειτουργίας των μυϊκών μονάδων διαφορετικών τύπων. Πρότειναν ότι υπάρχουν δύο τρόποι για τον έλεγχο των συσπάσεων των μυϊκών ινών. Το πρώτο από αυτά είναι να αυξηθεί η συχνότητα των νευρικών ερεθισμάτων και το δεύτερο είναι να εμπλέκονται όσο το δυνατόν περισσότεροι κινητικοί νευρώνες στη διαδικασία.
