dlaczego biegamy - elektryka

2021-10-07

Gdybyśmy rozłożyli na czynniki pierwsze to co widzimy biegnącego człowieka, to nie ma tam nic więcej jak seria połączonych ze sobą podskoków. Jakaś ilość energii musi zostać 'wepchnięta' w ziemię, aby biegacz mógł poruszyć się w górę i w przód. Ilość energii zależna powinna być od prędkości z jaka biegacz się porusza. Proste - prawda. Ale gdzie jest początek? Co się dzieje pomiędzy tym jak postanowię, że chcę zacząć biec a tym, że robię pierwszy krok?

Centralny Układ Nerwowy

Nasz mózg, a dokładnie Centralny Układ Nerwowy jest miejscem gdzie bieg się zaczyna. Najprostszy ruch małego palca jest niezwykle złożonym zadaniem angażującym wiele układów w naszym organizmie. To co wiemy, to, że ruch pochodzi systemu nerwowego. System nerwowy składa się z różnych elementów. bardziej złożonych jak mózg. Oraz innych jak  pień mózgu oraz kręgosłup. Te elementy wspólnie decydują o tym jak zaczyna się ruch. 

W nasz system nerwowy wbudowany jest pewien 'program' ruchu. Szereg instrukcji, podstawowy wzorzec, co organizm musi zrobić aby poruszyć na przykład palcem. Ale jak mało użytecznym byłoby potrafić po prostu napinać odpowiednie mięśnie bez całej złożonej koordynacji tych ruchów. Wydaje Wam się takie proste i zwyczajne sięgnąć po kubek kawy stojący na biurku. Pomyślcie teraz o dwu-miesięcznym dziecku. Potrafi napiąć mięśnie palców, zgiąć rękę w łokciu, skierować wzrok na kubek. Ale jak daleka droga aby ten podstawowy wzorzec ruchu wzbogacić o tysiące dodatkowych czynników. Jak wycelować w kubek. Jak on jest daleko. Ile siły użyć aby go podnieść. Jak ominąć inną przeszkodę na stole aby po niego sięgnąć. 

Szereg czujników. Nasz organizm zbiera i przetwarza niepojęte ilości informacji napływające z zewnątrz, które rejestrujemy na przykład stawiając stopę na piasku. Odległość od podłoża, twardość, sprężystość. Skąd wiemy tyle o piasku? Boso, czy nawet w butach nasza skóra stóp czuje nacisk. Ścięgna i kosteczki w stopie w reakcji na nacisk zbierają informacje o tym na ile 'wytrąciło' je to z neutralnej pozycji. Kolano jak wielki był nacisk. Wzrok, zapach, słuch. Ale i wspomnienia, doświadczenia. Są też inne czynniki i zbiory danych z wewnątrz naszego organizmu. Te przetwarzane są często daleko od naszej świadomości i często bywa, że pewne adaptacje biegu dzieją się z niezrozumiałych nam przyczyn. Jakie nagromadzenie szkodliwych substancji w danej chwili jest w mięśniach? Ile mamy zasobów energii i jaki system jej produkcji będzie w tej chwili najwłaściwszy? 

Nasz ruch powstaje na bazie Podstawowego Wzorca Ruchu, który jest adaptowany w każdej sekundzie na bieżąco dzięki nieprzerwanemu napływowi informacji. Na początku nasz Wzorzec Ruchu jest surowy. Nieekonomiczny. Powolny. Ale właśnie to jak dziecko uczy się łapać kubek, pozwala nam także 'nadpisywać' i usprawniać nasz wzorzec ruchu w na przykład bieganiu. Wielu już może przejrzało do czego zmierzam, bo to przecież można ująć dużo prościej. 

Dobre i złe przyzwyczajenia. Pamięć mięśniowa. To dopiero wierzchołek góry lodowej. Przyzwyczajanie organizmu do lepszej pracy metabolizmu, do efektywniejszego usuwania szkodliwych substancji, do szybszego reagowania. Skończywszy na przekonaniu naszej podświadomości w piekielnie trudnym biegu ultra, że ma nie skąpić rezerw. 

A gdzie taki wzorzec ruchu się znajduje? Ten podstawowy, surowy? Jeżeli kura straci głowę to nadal biegnie, prawda? Czyli nie w mózgu, bo inaczej mięśnie nie skoordynowały by same z siebie tych wszystkich skomplikowanych, harmonicznie dostrojonych reakcji. Znajduje się on w rdzeniu kręgowym. Nam dzisiaj może wydawać się dziwne, że coś innego może sterować nami niż mózg. A przecież mózg nie jest elementem występującym w każdej formie życia. A u schyłku jego powstawania nie był tak wielki i złożony jak dzisiaj. Rdzeń kręgowy i pień mózgu. Oto ośrodki naszych pierwotnych zachowań i instrukcji najbardziej potrzebnych do przeżycia. 

Wysyłanie i odbieranie informacji. 

Proces aktywacji skurczu mięśni dzieje się dzięki komunikacji mózgu z mięśniami. Przyjrzyjmy się temu jak przebiega taki proces. W jaki sposób mózg komunikuje się z mięśniami. Korzysta z poczty, czy gmaila? Impulsy elektryczne - ale skąd one się biorą, i jak przemierzają tą drogę z góry na dół, i skąd mięsień wie jak dany impuls zinterpretować. 

Impulsy nerwowe są narzędziem wykorzystywanym w tym procesie. Impuls nerwowy działa na podstawie różnicy potencjałów elektrycznych wewnątrz i na zewnątrz komórki. Komórka ma napięcie spoczynkowe. W swoim spoczynkowym napięciu, komórka jest tak spolaryzowana, że wewnątrz jest napięcie ujemne w stosunku do tego na zewnątrz. Co w praktyce oznacza, że wewnątrz komórki jest większa koncentracja jonów ujemnie naładowanych. Impuls nerwowy rozpoczyna się kiedy ta sytuacja się zmieni. Kiedy w komórce zmieni się polaryzacja, trwa to bardzo krótko i szybko napięcie powraca do spoczynkowego. Komórka jest gotowa do ponownej aktywacji impulsu. Ale zanim to się zmieni, jej chwilowa zmiana polaryzacji spowodowała, że dzięki pewnemu neurotransmiterowi (są to różnego rodzaju substancje znajdujące się pomiędzy komórkami nerwowymi pomagające przekazać informacje z jednej do kolejnej) kolejna komórka zrobiła to samo, i kolejna, i kolejna... i tak impuls pokonuje drogę od mózgu, poprzez rdzeń kręgowy aż do mięśnia. 

Dobrze. Ale w jaki sposób komórka nerwowa zmienia potencjał elektryczny. I skąd ta cała elektryka w nas? Ładunek elektryczny wewnątrz i na zewnątrz komórki jest głównie regulowany dzięki różnicy w koncentracji sodu i potasu. Potas wykazuje tutaj ujemny ładunek elektryczny a sód pozytywny. (Dodam tutaj, że ujemnie i pozytywnie naładowane cząstki biorą się dzięki różnicy w atomach pierwiastków. Kiedy przyjrzysz się Tablicy Okresowej Pierwiastków, każdy pierwiastek jak sód, czy potas ma określoną liczbę protonów, neutronów i elektronów. Ale ta wartość nie jest niezmienna. Trudno zmienić ilość protonów lub neutronów w samym jądrze atomu. Gdy tak się stanie otrzymujemy izotop danego pierwiastka. Ale znacznie łatwiej manipulować liczbą elektronów, które nie są tak silnie związane z jądrem. Kiedy od tej 'normy' z Tablicy usuniemy lub dodamy jakieś elektrony  w atomie to zaburzymy jego sumaryczny ładunek elektryczny. Gdy usuniemy elektron, otrzymujemy jon dodatni, czyli kation. Gdy dodamy jakiś elektron wtedy mamy jon ujemny - anion.)
W jaki sposób zatem zmienić ładunek elektryczny w komórce nerwowej? Otóż, komórka taka ma wbudowany mechanizm zwany po prostu pompą sodowo-potasową. Ale co uruchamia tę pompę? Neurotransmiter zwany Acetylocholine (ACh).

Wydaje się takie błahe i nie potrzebne, prawda? Zauważcie jednak jak szybkość naszych reakcji, zmian, tego jak szybko zareagujesz kiedy twoja stopa stanie na wystającym konarze, jak szybko twój organizm otrzyma informacje o uszkodzeniu pewnej wiązki mięśni, to wszystko jest zależne od kilku substancji chemicznych i pewnego procesu. A każdy proces można usprawnić. Trening buduje w nas coraz to bardziej złożone, szybsze i o większej przepustowości autostrady. A dbanie o elektrolity pozwala nam w pełni wykorzystać potencjał naszego układu nerwowego gdzie bieganie się zaczyna.