Miért fáradunk ki, amikor valamit sokáig tartunk?
Tételezzük fel, hogy valaki kinyújtott karral tart a kezében egy mondjuk 2 kg-os súlyzót. Eleinte tartja, tartja, de egy idő után elfárad, és nemsoráka kénytelen letenni, mert nem bírja tovább tartani. Erre mondhatjuk azt, hogy elfáradt, elfogyott az energiája. Ez viszont fura, mert igazából munkát nem végzett (az elmozdulás nulla, így a szorzat is), vagyis energiafelhasználás nem történt. Mi az oka annak, hogy ennek ellenére nem bírja tovább tartani a súlyzót?
Előre is köszönöm a válaszokat.
válasza:Szerintem te inkább filozófus vagy :))). Hol mondtam, hogy munka az ha tartani kell valamit? Én azt mondtam, hogy energiát igényel. Az izomrostjaid dolgoznak, ami energiát vesz fel...csupán ha lábon álldogálsz már energiát "veszítesz" amit étel/ital bevitelével pótolhatsz.
Ha felfüggeszted a karom akkor elzsibbad meg sokminden fog vele történni de nem fog elfáradni. Ugyan ez történne a lábaimmal is ha két hétig egy helyben feküdnék. Egy biológus jobban el tudja magyarázni.
válasza:> „Hol mondtam, hogy munka az ha tartani kell valamit?”
Amennyiben te vagy a 12:00-s, akkor megnézheted abban a hozzászólásodban, hogy ezt kérdezed:
„Hogyhogy munkát nem végez?”
A szövegkörnyezetből pedig az derül ki, hogy ez a karra vonatkozik, tehát rácsodálkoztál, hogy a kar nem végez munkát.
> „Én azt mondtam, hogy energiát igényel.”
Nem, te azt írtad, hogy a nyomó erőt ellensúlyozni igényel energiát:
„A súlyzó egy bizonyos erővel nyomja lefele a karunk, nekünk pedig ezt ellensúlyoznunk kell ami bizony energiát igényel.”
Pedig nem az igényel energiát, hanem a sejtek életben, illetve jó állapotban tartása. Amit MIUTÁN már tőled függetlenül ketten is elmagyaráztunk, elkezdted magyarázni te is:
> „Az izomrostjaid dolgoznak, ami energiát vesz fel...csupán ha lábon álldogálsz már energiát "veszítesz" amit étel/ital bevitelével pótolhatsz.
Ha felfüggeszted a karom akkor elzsibbad meg sokminden fog vele történni de nem fog elfáradni. Ugyan ez történne a lábaimmal is ha két hétig egy helyben feküdnék. Egy biológus jobban el tudja magyarázni.”
Ez teljesen korrekt. Mi is éppen ezt próbáljuk magyarázni. De a 12:00-s válaszod, ne haragudj, de továbbra is hülyeség, ahogy a 17:03-as is.
(Bocsánat, hogy nyelvészkedem, de jössz azzal, hogy miket mondtál…)
válasza:A végzett mechanikai munka nulla.
Erőkifejtésre viszont szükség van, enélkül leesne a súlyzó.
Az már az erőt kifejtő eszköz működésétől függ, hogy kell-e neki energia a folyamatos erőkifejtéshez.
Egy polcnak nincs szüksége energiára az alátámasztó erő kifejtéséhez.
De nézz meg pl. egy hőlégballont.
A felhajtóerőhöz meleg levegő kell legyen a ballonban.
A légáramlás és hőáramlás miatt azonban fokozatosan kihűlne a ballonban levő levegő.
A folyamatos erőkifejtéshez melegen kell tartanod a levegőt, égetned a gázt, azaz energiát felhaszálni.
válasza:Na mindegy...te csupán kiforgatod a szavaimat. Abba kötsz bele, hogy azt mondtam, hogy a súly megtartásához kell energia és nem az izomrostok működéséhez? Most komolyan? Hát nem egyértelmű, hogy az izmok emelik meg a karokat? A nyolcadikos fizikánál nem látsz tovább?
Én nem jöttem rá, hogy a kérdező kimondottan mechanikai munkáról beszél. Ebből a szemszögből akárhogy forgatod nem mondtam semmilyen hülyeséget. Csupán a szemed kinyitásához energia kell. Vagy az ember egy örökmozgó?
válasza:> „Abba kötsz bele, hogy azt mondtam, hogy a súly megtartásához kell energia és nem az izomrostok működéséhez?”
Igen, mert általában a súly megtartásához nem kell energia, továbbra is lásd a könyves polcot, egy fát, egy hegyet,…; az izomrostok működéséhez viszont még akkor is kell valamennyi, ha éppen nem csinálnak semmit.
> „Hát nem egyértelmű, hogy az izmok emelik meg a karokat?”
Dehogynem. De hol volt szó arról, hogy megemeli valaki a karjait? Itt most annyi van, hogy egy helyben tartjuk a súlyt. Nem emeljük őket.
> „Csupán a szemed kinyitásához energia kell.”
Persze. És a nyitva tartásához is kell energia? Mert most éppen valami ilyesmi a kérdés. Kinyitjuk a szemünket (munkát végzünk, de tényleg), és próbáljuk nyitva tartani, de egy idő után pislognunk kell. Ez azért van, mert elfogyott az energia a szemünkből? Nem bírjuk fent tartani a szemhéjunkat? Nem inkább azért, mert kiszárad, és meg kell nedvesíteni?
> „Vagy az ember egy örökmozgó?”
Ez nem vágom, hogyan jön ide. Másfél oldalon keresztül azt magyaráztuk, hogy annyira nem örökmozgó, hogy még akkor is energiát igényel, ha „nem csinál semmit” (akkor meg pláne, ha mozgatja a karját vagy a szemét). Ha pedig tart valamit a kezed, akkor szerintem éppen abból van baj, hogy a benne levő sejtek nehezebben kapják meg ezt az energiát, vagy valamit, ami fontos lenne nekik (de bioszos kolléga még nem nyilatkozott).
> „Én nem jöttem rá, hogy a kérdező kimondottan mechanikai munkáról beszél.”
Nem baj, én is csináltam már hülyeséget, és volt, hogy nem jöttem rá, mit akar a kérdező. És bocsánatot kérek, hogy nem jöttem rá elsőre, hogy te nem a mechanikai munkáról beszélsz a 12:00-s hozzászólásodban!
Azt is elismerem, hogy amit a 12:00-s válaszban írsz, az igaz, ha úgy értjük, ahogy később elmagyaráztad (a magyarázatodra írtam is, hogy teljesen korrekt, lásd 18:21). Viszont a legutolsó része, hogy „bizony energiát igényel” az egyáltalán nem magától értetődő még ott, s pont erre vonatkozik a kérdés, a könyves polcos példát is ezért hoztam fel (illetve az azt is mutatja, hogy a kérdés teljesen jogos).
Bár, hogy őszinte legyek a szemes példa után már nem látom bizonyítottnak, hogy miközben tartunk egy súlyzót, több energiát igényelne a karunk… Szóval kicsit elbizonytalanodtam.
(((> „Na mindegy...te csupán kiforgatod a szavaimat.”
Ezt úgy szeretem. Ez a „csupán kiforgatod a szavaimat” egy mindent ütő Jolly Joker… Én csak azt nézem, amit a másik leírt, miközben ő nyugodtan formál véleményt a személyemről is. Mondjuk néha nekem is meg kell erőltetnem magam, hogy ne formáljak véleményt egyesek családfájáról… Na mindegy.)))
Hujjujj, tényleg parázs vita alakult ki, és közben azt is megtanultam, hogy a jelenleginél érthetőbben kell feltennem a kérdéseimet, lsd. a nézeteltérést arról, hogy mech. munkáról beszélek-e, vagy sem :)
A biológiai részéhez egy keveset hozzászólnék, az izmok úgy tudom, több hőt termelnek megfeszített állapotban, ami lehet az egyik kémiai folyamat, ami a többletenergiát igényeli (nem vagyok biztos, a líceumi anatómia 4/5-ösre elegendő ismereténél nekem sem terjed tovább a tudásom).
Szereteném ezúton is megköszönni az eddigi válasozkat, illetve, előre is megköszönném annak a biológusnak, aki esetleg erre néz, hogy leírja azokat a folyamatokat, amik a többletenergiát igénylik.
válasza:#10
Szoktam néha ide írogatni, bár nem olyan nagyon gyakran. Egyben köszönöm, hogy rám gondoltál: :)
A kérdés megválaszolása már csak azért sem egyszerű, mert úgy tűnik, egyenlőre az sem egyértelmű a kutatók számára, pontosan milyen tényezők okozzák az izmok fáradtságát (ez, bevallom, nekem is új információ volt). Néhány cikk ezzel kapcsolatban:
Plusz egy egyszerűbb (angol nyelvű) összefoglaló:
Az izmok kifáradásában tehát nem csak a szükséges források (oxigén, tápanyagok) kimerülése, hanem a salakanyagok felhalmozódása, az izomrostok kémhatásának változása, a kalciumfelszabadulás elégtelensége, vagy akár az izomrostokat beidegző idegsejtek kimerülése is okozhatja az izmok fáradtságát. Így értelemszerűen pontos választ nem fogok tudni adni a kérdésre. Ennek ellenére megpróbálok válaszolni. :)
Egyenlőre maradjunk abban, hogy elsősorban mégis azért fáradnak ki az izmok, mert elfogy a szükséges energiaforrásuk, az ATP (adenozin-trifoszfát). Ez a molekula a sejtek általános energiaforrása, az izomműködéshez is ennek a molekulának a hidrolízise biztosítja az energiát.
Az izomrostok általában a biológiai oxidáció során tudnak ATP-t termelni. Ehhez a folyamathoz értelemszerűen szükség van oxigénre. Ilyen szempontból igaza van a 3./10. válaszolónak abban, hogy mivel az izom összehúzódása alatt az erek összenyomódnak, elzáródnak, az izmok nem jutnak oxigénhez, így nem mehet végbe biológiai oxidáció (legalábbis miután kimerültek az oxigéntartalékok). Ez a jelenség mindenképpen közrejátszhat a fáradtság kialakulásában.
Ugyanakkor a helyzet nem ennyire egyszerű. Vessük össze a fenti helyzetet azzal, ha például egy végtag vérellátása más miatt szűnik meg (vérnyomásmérés, vagy ha ráfekszünk/ülünk, és elzsibbad). Igaz, egy idő után ekkor is csökken a teljesítőlépessége, de sokkal lassabban (nem mértem le sose, de szerintem legalább percek kellenek ahhoz, hogy elzsibbadjon az ember karja/lába), pedig a vérellátás ebben az esetben még rosszabb (izomfáradtság esetén az ember érez a kezében). Bár az izomszövet energiaigénye nyugalmi helyzetben is viszonylag nagy (lásd a linket alább), elenyésző ahhoz képest, amikor munkát végez (most nem feltétlenül fizikai értelemben!).
Az izmok többféleképpen is képesek védekezni a vérellátás zavara ellen. Egyrészt kreatin-foszfátot raktározna, ami át tudja adni a foszfátcsoportját ADP-nak, ami így ATP-vé alakul (ezért nem érzünk fáradtságot a sprintelés alatt). Másrészt képesek mioglobinhoz kötve oxigént raktározni. Harmadrészt oxigén hiányában is képesek energiát termelni (igaz, sokkal kevésbé hatékonyan) tejsavas erjedéssel. (Emellett tápanyagokat, például glikogént is raktároznak.) Ezekkel a tartalékokkal az életfolyamataikat fenn tudják egy darabig tartani.
Ahhoz, hogy tovább lépjünk, nagyon röviden meg kell ismerni az izmok működésének élettani hátterét (aki ismeri, az kihagyhatja ezt). Az izmok összehúzódásában két fehérje játszik fő szerepet: az aktin és a miozin (rajtuk kívül még sok más fehérje is van persze, de azok főleg a szabályozásban vesznek részt). Ezek a fehérjék szálakat alkotnak. A miozin (az idegi jel hatására megnövekvő kalciumionszint következtében) képes hozzákötődni az aktinhoz, miközben az eredetileg hozzákötődő ADP és foszfátcsoport leválik róla. Miután hozzákötődik, megváltozik a szerkezete, "elhúzza" az aktin szálat maga mellett. Azonban ezalatt az aktin szál csak pár nm-t mozdul el, pedig a teljes hossza mikrométeres nagyságrendű. Ezért a fenti lépésnek többször be kell következnie az összehúzódás során. Ehhez az kell, hogy a miozin leváljon az aktin szálról, ám ez csak akkor tud megtörténni, ha ATP kapcsolódik hozzá. Ha ez megtörtént, a miozin leválik az aktinról, majd visszaáll az eredeti térszerkezete, miközben hidrolizálja az ATP-t ADP-re és foszfátra. A ciklus innentől indul elölről.
Amit innentől írok, sajnos nem tudom biztosan alátámasztani, egyértelmű forrást nem találtam rá, főleg saját logikám alapján írom, így természetesen egyáltalán nem biztos, hogy igaz.
Amíg az izomrostban magas a kalciumion koncentráció, az aktin és miozin kapcsolódásának ciklusa folyamatosan lejátszódik. Azonban ha csak kevés izomrost húzódik össze (ha tartunk valamit), csak viszonylag kevés aktin-miozin kötés alakul ki, így a miozin molekulák által kifejtett erő nem lesz elég nagy ahhoz, hogy elmozdítsa az aktin szálakat, pusztán megtartani tudja őket. Azonban a ciklus ettől függetlenül továbbra is végbemegy, azaz az izom továbbra is ATP-t fogyaszt, így előbb-utóbb (a vérellátás nehézsége miatt inkább előbb) ki fog merülni.
Egyébként ha az ATP szint nagyon leesik, előfordulhat az, hogy az aktin és a miozin nem tud elválni egymástól. Ez lehet az izomgörcs egyik oka, illetve emiatt áll be a halottakban a hullamerevség.
A simaizmokban van olyan mechanizmus, ami az izomsejtet összehúzott állapotban rögzíteni tudja, emiatt (sem) fáradékony a simaizomszövet.
Fentebb leírtam egy lehetséges okot, miért fáradhat ki az izmunk, ha valamit tartunk, de a válasz (mint korábban is írtam) ennél minden bizonnyal jóval összetettebb.
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!