ジャンフランコデアンジェリス博士が編集
筋肉の組織構造や生理学についての大まかな知識がなくても、「ジムのインストラクターやパーソナルトレーナーが、筋肉量（肥大）、筋力の増加、持久力などのさまざまなトピックについて「経験的」な説明をしているのを見るのはがっかりします。 。
上腕二頭筋または胸筋がどこにあるかを知るのに十分であるかのように、肉眼解剖学について多かれ少なかれ深い知識しか持っていない人はほとんどいません。主題の、生物科学の素人にもアクセス可能。
組織学的構造
筋肉組織は、明らかな特徴、つまり収縮性、つまり筋肉組織が収縮したり、その長さを短くしたりできるため、他の組織（神経、骨、結合組織）とは異なります。それがどのように短縮され、どのメカニズムのために短縮されるかを見る前に、その構造について話しましょう。組織学的にも機能的にも異なる3種類の筋肉組織があります。骨格筋組織、平滑筋組織、心筋組織です。最初の2つと他の2つの主な機能の違いは、最初の2つは意志によって支配されているのに対し、他の2つは意志から独立していることです。 1つ目は、骨を動かす筋肉、バーベル、ダンベル、機械でトレーニングする筋肉です。 2番目のタイプは、胃や腸などの内臓の筋肉によって与えられますが、これは私たちが毎日見ているように、意志によって制御されていません。3番目のタイプは心臓タイプです。心臓も筋肉でできており、実際には収縮することができます。特に、心筋も線条であるため、骨格筋と同様ですが、重要な違いは、そのリズミカルな収縮は意志とは無関係です。
骨格筋は、自発的な運動活動、したがってスポーツ活動に関与する筋肉です。横紋筋は、生物の他のすべての構造やシステムと同様に、細胞で構成されています。細胞は自律生活が可能な最小の単位です。人間の生物には数十億の細胞があり、ほとんどすべてが核と呼ばれる中心部分を持っています。細胞質と呼ばれるゼラチン状の物質に囲まれています。筋肉を構成する細胞は筋線維と呼ばれ、筋肉の軸に沿って縦方向に配置され、帯状に集められた細長い要素です。骨格筋線維の主な特徴は次の3つです。
- それは非常に大きく、長さは数センチメートルに達する可能性があり、直径は10-100ミクロン（1ミクロン= 1 / 1000mm）です。生物の他の細胞は、いくつかの例外を除いて、微視的な寸法です。
- それは多くの核を持っており（ほとんどすべての細胞は1つしか持っていません）、したがって「多核シンシチウム」と呼ばれます。
- それは横方向に縞模様になっています。つまり、暗いバンドと明るいバンドが交互に現れます。筋線維は、細胞質内に細長い層を持ち、線維の軸に対して縦方向に配置されているため、筋原線維と呼ばれる筋肉の軸に対しても、線維全体の筋の細胞内に配置された細長いコードと見なすことができます。
筋原線維を調べてみましょう。Aバンドと呼ばれる暗いバンドと、バンドIcの中央にあるIと呼ばれる明るいバンドがあります。 "はZラインと呼ばれる暗い線です。一方のZラインともう一方のZラインの間のスペースは収縮要素と筋肉の最小機能単位を表すサルコメア。実際には、サルコメアが短くなるため、繊維が短くなります。
それでは、筋原線維がどのように作られるか、つまりいわゆる筋肉の超微細構造を見てみましょう。それはフィラメントでできており、ミオシンフィラメントと呼ばれる大きなものとアクチンフィラメントと呼ばれる細いものがあります。大きなものは細いものと一緒になって、バンドAが大きなフィラメントによって形成されるようになっています（そのため、暗いです）。バンドIは、代わりに、太いフィラメントに付着していない細いフィラメントの部分によって形成されます（細いフィラメントによって形成されるため、より軽くなります）。
収縮のメカニズム
組織学的構造と超微細構造がわかったので、収縮のメカニズムを示唆することができます。収縮では、軽いフィラメントが重いフィラメントの間を流れるので、バンドIの長さが短くなります。したがって、サルコメアの長さ、つまり一方のZバンドともう一方のZバンドの間の距離も短くなります。したがって、収縮はフィラメントが短くなったためではなく、スライドによってサルコメアの長さが短くなったために発生します。筋原線維の長さ、したがって筋原線維が繊維を構成するため、繊維の長さが短くなり、その結果、繊維でできている筋肉が短くなります。明らかに、これらのフィラメントが流れるにはエネルギーが必要であり、これは物質によって与えられます：l "ATP（ ATPは食物の酸化から形成されます：食物が持っているエネルギーはATPに渡され、次にそれをフィラメントに移してそれらを流動させます。収縮も起こります別の要素が必要です、Ca ++イオン（カルシウム）。筋細胞はその内部に大量のストックを保持し、サルコメアが利用できるようにします。収縮が発生する必要があります。
巨視的な観点からの筋収縮
収縮要素はサルコメアであることがわかったので、今度は筋肉全体を調べて生理学的観点から、しかし巨視的に調べてみましょう。筋肉が収縮するには、電気刺激が到着する必要があります。この刺激は運動から来ます。神経、脊髄から始まる（自然に起こるように）;またはそれは切除されて電気的に刺激された運動神経から、または直接筋肉を電気的に刺激することによって来ることができます。この時点で、電気的に刺激します。筋肉は収縮します。つまり、おもりを持ち上げると短くなります。この収縮は等張性収縮と呼ばれます。一方、両端の筋肉を2つの堅いサポートに結び付けると、それを刺激すると、筋肉は短くなることなく張力が増加します。これは等尺性収縮と呼ばれます。実際には、バーベルを地面から離して持ち上げると、これは等張性の収縮になります。非常に重いおもりを載せて持ち上げようとしているときに、筋肉を最大限に収縮させながら動かさない場合、これを等尺性収縮と呼びます。等張収縮では、機械的仕事を実行しました（仕事=力x変位）。等尺性収縮では、機械的仕事はゼロです。これは、仕事=力x変位= 0、変位= 0、仕事=力x 0 = 0であるためです。
非常に高い周波数（つまり、1秒あたりの多数のインパルス）で筋肉を刺激すると、非常に大きな力が発生し、最大に収縮したままになります。この状態の筋肉は破傷風であると言われているため、強縮は最大を意味します。そして継続的な収縮。筋肉は自由に少しまたはたくさん収縮することができます。これは2つのメカニズムによって可能です。1）筋肉が少し収縮しない場合、一部の繊維のみが収縮します。収縮の強さを増すと、他の繊維が追加されます。2）繊維は、放電の頻度、つまり時間単位で筋肉に到達する電気インパルスの数に応じて、より少ない力またはより大きな力で収縮できます。これらの2つの変数を調整することにより、中枢神経系は筋肉がどれだけ強く収縮しなければならないかを制御します。強い収縮を命じると、筋肉のほとんどすべての繊維が短くなるだけでなく、すべてが大きな力で短くなります。弱い収縮を命じると、ほんの数本の繊維が短くなり、力が弱くなります。
ここで、筋生理学のもう1つの重要な側面である筋緊張について説明しましょう。筋緊張は、意志とは無関係に発生するわずかな筋収縮の連続状態として定義できます。この収縮状態を引き起こす要因は何ですか？出生前の筋肉は骨と同じ長さであり、その後、発達するにつれて、骨は筋肉よりも伸びるので、後者は伸びます。筋肉が伸ばされると、脊髄反射（筋反射）により収縮します。したがって、筋肉が受ける連続的な伸展は、軽いが持続的な収縮の連続状態を決定します。原因は反射神経であり、反射神経の主な特徴は非自発性であるため、トーンは意志によって支配されていません。緊張は神経反射に基づく現象なので、中枢神経系から筋肉に至る神経を切ると弛緩し、完全に緊張を失います。
筋肉の収縮力はその断面に依存し、4〜6kg.cm2に相当します。しかし、原理は原則として有効であり、正確な直接比例比はありません。アスリートでは、他のアスリートよりもわずかに小さい筋肉が強くなる可能性があります。トレーニングすると、筋肉の体積が増加します。抵抗が増加すると（これはは体重体操の基礎となる原理です）。筋線維の数は一定のままで、各筋線維の量が増加することを強調する必要があります。この現象は筋肥大と呼ばれます。
筋肉の生化学
ここで、筋肉で発生する反応の問題に取り組みましょう。収縮が起こるにはエネルギーが必要であるとすでに述べました。細胞はこのエネルギーをいわゆるATP（アデノシン三リン酸）に保存し、筋肉にエネルギーを与えると、ADP（アデノシン二リン酸）+ Pi（無機リン酸塩）に変換されます。反応はリン酸の除去で構成されます。したがって、筋肉で起こる反応はATP→ADP + Pi +エネルギーです。ただし、ATPのストックは少なく、この要素を再合成する必要があります。したがって、筋肉が収縮するためには、逆反応も発生する必要があり（ADP + Pi +エネルギー> ATP）、筋肉が常にATPを利用できるようにします。 ATPの再合成を行うためのエネルギーは、食物によって私たちに与えられます。これらは、消化され吸収された後、血液を介して筋肉に到達し、そこでエネルギーを放出して、正確にATPを形成します。
卓越したエネルギー物質は、糖、特にブドウ糖によって与えられます。グルコースは（好気性菌の場合）酸素の存在下で分解される可能性があり、彼らが不適切に言うように、「燃焼」します。放出されるエネルギーはATPによって吸収されますが、ブドウ糖の残りは水と二酸化炭素だけです。 1つのグルコース分子から36分子のATPが得られます。しかし、ブドウ糖は酸素がない場合にも攻撃される可能性があり、その場合、ブドウ糖は乳酸に変わり、ATPの2つの分子だけが形成されます。乳酸は血液中に流れて肝臓に行き、そこで再びブドウ糖に変換されます。この乳酸のサイクルはコリ回路と呼ばれます。筋肉が収縮すると実際に何が起こりますか？初めに、筋肉が収縮し始めると、ATPはすぐに使い果たされ、後で起こる心臓循環と呼吸の適応がなかったので、筋肉に到達する酸素が不足しているので、ブドウ糖は酸素を形成する乳酸。2回目は2つの状況が考えられます：1）努力が軽く続けられれば、酸素は十分であり、ブドウ糖は水と二酸化炭素で酸化します：乳酸は蓄積せず、運動は何時間も続くことができます（したがって、このタイプの努力は好気性と呼ばれます。たとえば、クロスカントリーランニング）。2）筋肉に大量の酸素が到達しているにもかかわらず、努力が激しい場合、酸素がないと大量のブドウ糖が分裂します。疲労を引き起こす乳酸がたくさんあります（嫌気性の努力について話します。たとえば、100メートルなどの高速走行）。休息中、酸素の存在下で乳酸はブドウ糖に戻ります。最初は、有酸素運動でも酸素が不足しています。私たちは、休息時に支払われる酸素債務について話します。この酸素は乳酸からブドウ糖を再合成するために使用されます。実際、運動直後は通常よりも多くの酸素を消費します。つまり、借金を返済しています。ご覧のとおり、ブドウ糖は燃料の例として挙げています。筋肉の最も重要なもの;実際、脂肪がより多くのエネルギーを持っているとしても、それらを酸化するために一定量のグリシドとはるかに多くの酸素が常に必要です。これらがないと、かなりの障害（ケトーシスとアシドーシス）があります。タンパク質は燃料として使用できますが、筋肉を鍛えるために使用されるのはタンパク質だけであるため、その中で可塑性機能が優勢です。脂質は、同じ重量で、糖やタンパク質よりも多くのエネルギーを持っているという特徴があります。それらは、貯蔵として理想的に使用されます。つまり、グリシドは燃料であり、タンパク質は原料であり、脂質は予備です。
私は筋肉生理学に関するこの記事で、少なくとも科学的な厳密さを無視することなく、できるだけ明確にするように努めました。フィットネスの専門家に生理学にもっと真剣に興味を持ってもらうように刺激すれば、素晴らしい結果が得られると信じています。生理学と解剖学の基本的な概念は、この素晴らしい人体を何らかの方法で理解しようとするために不可欠な文化遺産でなければならないと私は信じています。
