You're lifting weights. The first time feels easy, but each lift takes more and more effort until you can’t continue. Inside your arms, the muscles responsible for the lifting have become unable to contract. Why do our muscles get fatigued? We often blame lactic acid or running out of energy, but these factors alone don’t account for muscle fatigue. There’s another major contributor: the muscle’s ability to respond to signals from the brain.
Ridici greutăți. Prima oară pare ușor, dar fiecare ridicare necesită din ce în ce mai multe efort până când nu mai poți continua. În brațele tale, mușchii responsabili de ridicare au devenit imposibil de contractat. De ce obosesc mușchii noștri? Deseori dăm vina pe acidul lactic sau pe lipsa de energie, dar aceștia singuri nu joacă un rol central în oboseala musculară. Mai există un factor major:
To understand the roots of muscle fatigue, it helps to know how a muscle contracts in response to a signal from a nerve. These signals travel from the brain to the muscles in a fraction of a second via long, thin cells called motor neurons. The motor neuron and the muscle cell are separated by a tiny gap, and the exchange of particles across this gap enables the contraction.
abilitatea mușchilor de a răspunde la semnalele venite din creier. Pentru a înțelege cauzele oboselii musculare, ne ajută să înțelegem cum se contractă și răspunde un mușchi la un semnal nervos. Aceste semnale ajung de la creier la mușchi în câteva fracțiuni de secundă prin celule lungi și subțiri denumite neuroni motori. Neuronul motor și celula musculară sunt separate de o mică fantă,
On one side of the gap, the motor neuron contains a neurotransmitter called acetylcholine. On the other side, charged particles, or ions, line the muscle cell’s membrane: potassium on the inside, and sodium on the outside.
iar schimbul de particule din această fantă activează contracția. De o parte a acestei fante, neuronul motor conține un neurotransmițător denumit acetilcolină. De cealaltă parte, particule încărcate sau ioni înconjoară membrana celulară:
In response to a signal from the brain, the motor neuron releases acetylcholine, which triggers pores on the muscle cell membrane to open. Sodium flows in, and potassium flows out. The flux of these charged particles is a crucial step for muscle contraction: the change in charge creates an electrical signal called an action potential that spreads through the muscle cell, stimulating the release of calcium that’s stored inside it. This flood of calcium causes the muscle to contract by enabling proteins buried in the muscle fibers to lock together and ratchet towards each other, pulling the muscle tight. The energy used to power the contraction comes from a molecule called ATP. ATP also helps pump the ions back across the membrane afterward, resetting the balance of sodium and potassium on either side.
potasiul pe interior și sodiul pe exterior. În răspuns la un semnal al creierului, neuronul motor eliberează acetilcolină ce activează deschiderea porilor din membrana celulei musculare. Sodiul intră, iar potasiul iese din celulă. Fluxul acestor particule încărcate e un pas crucial în contracția musculară: modificarea sarcinii electrice creează un semnal electric denumit potențial de acțiune ce se răspândește în întreaga celulă musculară, stimulând eliberarea de calciu ce e stocat în interiorul ei. Această eliberare de calciu cauzează contracția musculară prin facilitarea blocării proteinelor aflate în fibrele musculare și a glisării uneia peste cealaltă, scurtând lungimea mușchiului. Energia folosită pentru a alimenta contracție provine dintr-o moleculă numită ATP. ATP-ul ajută și la pomparea ionilor înapoi prin membrană,
This whole process repeats every time a muscle contracts. With each contraction, energy in the form of ATP gets used up, waste products like lactic acid are generated, and some ions drift away from the muscle’s cell membrane, leaving a smaller and smaller group behind.
refăcând balanța de sodiu și potasiu de ambele părți ale membranei. Acest proces se repetă de fiecare dată când un mușchi se contractă. Cu fiecare contracție, energia sub formă de ATP e utilizată, produșii de metabolism ca acidul lactic sunt produși și unii ioni părăsesc membrana celulei musculare,
Though muscle cells use up ATP as they contract repeatedly, they are always making more, so most of the time even heavily fatigued muscles still have not depleted this energy source. And though many waste products are acidic, fatigued muscles still maintain pH within normal limits, indicating that the tissue is effectively clearing these wastes. But eventually, over the course of repeated contractions there may not be sufficient concentrations of potassium, sodium or calcium ions immediately available near the muscle cell membrane to reset the system properly. So even if the brain sends a signal, the muscle cell can’t generate the action potential necessary to contract.
lăsând o cantitate din ce în ce mai mică în urmă. Deși celulele musculare folosesc ATP în timp ce se contractă repetat, produc mereu mai mult, deci în majoritatea timpului chiar și mușchii cei mai obosiți nu au epuizat încă această sursă de energie. Și deși mulți metaboliți sunt acizi, mușchii obosiți mențin un pH în limite normale, indicând că țesutul elimină acești produși de metabolism. Dar până la urmă, după mai multe contracții s-ar putea să nu mai fie o concentrație suficientă de ioni de potasiu, sodiu sau calciu în imediata apropiere a membranei celulare pentru a reseta corect sistemul. Așa că, deși creierul mai trimite un semnal, celula musculară nu poate genera potențialul de acțiune necesar
Even when ions like sodium, potassium or calcium are depleted in or around the muscle cell, these ions are plentiful elsewhere in the body. With a little time, they will flow back to the areas where they’re needed, sometimes with the help of active sodium and potassium pumps. So if you pause and rest, muscle fatigue will subside as these ions replenish throughout the muscle.
pentru a se contracta. Chiar și când ionii de sodiu, potasiu sau calciu lipsesc în sau în jurul celulei musculare, acești ioni există în cantități importante în alte părți ale corpului În puțin timp, vor ajunge înapoi în zonele unde sunt necesari, uneori cu ajutorul pompelor de sodiu și potasiu. Așa că dacă iei o pauză și te odihnești,
The more regularly you exercise, the longer it takes for muscle fatigue to set in each time. That’s because the stronger you are, the fewer times this cycle of nerve signal from the brain to contraction in the muscle has to be repeated to lift a certain amount of weight. Fewer cycles means slower ion depletion, so as your physical fitness improves, you can exercise for longer at the same intensity. Many muscles grow with exercise, and larger muscles also have bigger stores of ATP and a higher capacity to clear waste, pushing fatigue even farther into the future.
oboseala musculară va dispărea odată ce acești ioni vor reveni în mușchi. Cu cât faci exerciții mai regulat, cu atât va dura mai mult timp ca oboseala musculară să apară. Asta deoarece cu cât ești mai puternic, cu atât acest ciclu de semnalizare nervoasă de la creier pentru a contracta mușchiul e repetat mai rar pentru a ridica o anumită greutate. Mai puține cicluri înseamnă o epuizare mai lentă a ionilor, așa că odată cu îmbunătățirea condiției fizice, poți face exerciții mai mult timp la aceeași intensitate. Mulți mușchi cresc datorită exercițiilor, iar mușchii mai mari au depozite mai mari de ATP și o capacitate mai mare de eliminare a metaboliților,