Jeśli zdjęlibyśmy z naszego ciała okrywająca je skórę, naszym oczom ukazałby się niezwykły widok 650 mięśni, które stanowią 40% naszej masy i są źródłem siły umożliwiającej naszemu ciału poruszanie się. Gdy zaczyna się dzień nasze mięśnie rozpoczynają swoją pracę, dzięki której nieustannie się przemieszczamy i wykonujemy przeróżne czynności. Bez nich nie moglibyśmy biegać, mrugać ani mówić. W wyartykułowanie każdego pojedynczego dźwięku zaangażowanych jest blisko 100 mięśni: twarzy, ust, języka i krtani.

Synchroniczny ruch, jakim jest chodzenie wymaga współdziałania z sobą 200 różnych mięśni, o zróżnicowanych funkcjach zlokalizowanych w całym ciele. Mięśnie pleców sprawiają, że w trakcie chodzenia nie przewracamy się do przodu, dzięki mięśniom brzucha nie przewracamy się do tyłu. Aż 40 mięśni potrzeba do podniesienia i przesunięcia do przodu naszej nogi. Ze względu na zaangażowanie tak wielu mięśni, prosta czynność, jaką jest chodzenie przy odrobinie naszego zaangażowania może przynieść ogromne korzyści prozdrowotne.

Jeśli przyjrzymy się bliżej mięśniom zobaczymy setki kurczliwych elementów, z których każdy zbudowany jest z genialnie z sobą współdziałających białek, miozyny i aktyny. Oba te białka tworzą cieniutkie włókna. Włókna miozynowe pokryte są maleńkimi strukturami nazywanymi główkami. Główki miozyny mogą zmieniać kąt ułożenia w stosunku do włókna. Z kolei włókna aktynowe mają na swojej powierzchni miejsca zdolne do wiązana główek miozyny. W czasie gdy mięsień jest zrelaksowany miejsca wiązana miozyny na aktynie są zablokowane przez inne białka, tropomiozynę i troponinę.

Gdy impuls nerwowy dociera do mięśnia ze specjalnych rezerwuarach nazywanych siateczką sarkoplazmatyczną zostają uwolnione jony wapnia, które wiążą się z troponiną, co prowadzi do zmian jej kształtu. Zmieniona troponina powoduje przesunięcie tropomiozyny i odsłonięcie miejsc wiązana miozyny na aktynie. Główki miozyny przyczepiając się do włókien aktynowych zmieniają kąt ułożenia względem włókna, co powoduje wciąganie między siebie włókien miozynowych i aktynowych.

Ten niezwykle prosty ruch względem siebie włókien miozynowych i aktynowych jest odpowiedzialny za skurcz mięśni, a nieustanne skurcze jednych mięśni połączone z równoczesnym rozciąganiem innych mięśni są źródłem siły motorycznej ludzkiej maszyny. Im więcej używamy naszych mięśni tym więcej produkujemy włókien aktynowych i miozynowych, a tym samym zwiększamy siłę mięśni, która zależy od ilości tych kurczliwych włókien.

Na pewno zauważyliście, że po intensywnym wysiłku lub gdy długo nie ćwiczyliście mięśnie bolą. Jednak nie od razu. Z reguły najintensywniejszy ból doskwiera nam dopiero następnego dnia, a nawet dopiero po dwóch dniach. Do dzisiaj można spotkać się z potocznym poglądem, że przyczyną bólu mięśni po wysiłku są tzw. zakwasy, powstające za sprawą kwasu mlekowego. Kwas mlekowy powstaje bardzo szybko, bo zaledwie w ciągu pierwszej godziny od rozpoczęcia ćwiczeń i nie jest produktem ubocznym pracy mięśni, ale paliwem wykorzystywanym przez mięśnie do produkcji energii potrzebnej do ich pracy. Opóźniony ból mięśni po wysiłku jak do tej pory nie do końca jest wyjaśniony jednak przypuszcza się, że jest on spowodowany niegroźnymi uszkodzeniami powstającymi na granicy między włóknami mięśniowymi a otaczającą je tkanką. W wyniku tych uszkodzeń, które są naturalnym dla przebudowy mięśni zjawiskiem, dochodzi do przejściowego stanu zapalnego a uwolnione w jego efekcie czynniki zapalne drażnią receptory bólowe.

Mięśnie kojarzą się nam zwykle z poruszaniem się, jednak mięśnie szkieletowe, bo to za ich sprawą poruszamy się, to nie jedyne nasze mięśnie. Ludzka maszyna posiada jeszcze tzw. mięśnie gładkie i mięsień sercowy. O ile mięśnie szkieletowe są zależne od naszej woli, mięśnie gładkie działają bez jej udziału. Ten typ tkanki mięśniowej znajduje się w ścianach naczyń krwionośnych, w przewodzie pokarmowym, pęcherzu moczowym czy drogach oddechowych. Nazywane są gładkimi ponieważ w przeciwieństwie do mięśni szkieletowych, nazywanych również poprzecznie prążkowanymi, włókna aktynowe i miozynowe nie są w nich ułożone w tak regularny i uporządkowany sposób.

Bardzo szczególnym typem tkanki mięśniowej jest mięsień sercowy. Swoją strukturą przypomina mięśnie szkieletowe jednak jego skurcz odbywa się niezależnie od naszej woli. Często słyszymy, że mięsień sercowy nigdy się nie męczy mimo, że nigdy nie odpoczywa. Rzeczywiście mięsień sercowy jest bardziej odporny na zmęczenie niż inne mięśnie. Tajemnica tej niezwykłej odporności ukryta jest w zasobach energii, która jest niezbędna do skurczu mięśnia.

Fabryką energii w wszystkich naszych komórkach są mitochondria. Podczas gdy mięśnie szkieletowe są wypełnione w 1-2% mitochondriami, ich zawartość w mięśniu sercowym sięga aż 35%. Ogromna ilość energii produkowana przez mitochondria mięśnia sercowego sprawia, że może się on nieustannie kurczyć przez całe nasze życie.

Nie jest jednak prawdą, że mięsień sercowy w ogóle się nie męczy. Aby mogło mieć miejsce efektywne wytwarzanie energii w mitochondriach, potrzebują one tlenu. Niedotlenienie serca sprawia, że wytwarzanie w nim energii jest upośledzone. W efekcie mięsień sercowy traci swoją siłę i odporność, a w skrajnych przypadkach dochodzi do martwicy jego komórek, czyli zawału. Niedotlenienie serca skutkuje również modyfikacjami i częściową degradacją troponin, biorących udział w skurczu komórek mięśniowych. W efekcie, troponiny są uwalniane z niedotlenionych komórek mięśnia sercowego do krwiobiegu. Ich poziom w krwi wykorzystywany jest w diagnostyce takich schorzeń, jak zawał serca i zapalenie mięśnia sercowego. Poziom troponin w krwi wzrasta również w trakcie intensywnego wysiłku fizycznego, gdy zapotrzebowanie serca na tlen i energię wielokrotne rośnie.

Oprócz tlenu, do wytwarzania energii w mitochondriach potrzebny jest koenzym Q10 (CoQ10). CoQ10 jest produkowany przez naszą wątrobę jednak z wiekiem zdolność wątroby do jego produkcji spada. Wydajność produkcji w wątrobie CoQ10 zmniejszają również leki obniżające poziom cholesterolu w krwi (statyny). Ponadto, w trakcie intensywnego i długiego wysiłku fizycznego oraz wtedy, gdy jesteśmy w stanie stresu wzrasta nasze zapotrzebowanie na CoQ10. Zapewnienie mięśniowi sercowymi stałej odpowiedniej dostawy CoQ10 chroni go przed niedoborem energii, dba o jego siłę i odporność na zmęczenie.

Impuls elektryczny, który powoduje skurcz mięśnia wysyłany jest z centrum zarządzania, mózgu za pomocą nerwu ruchowego. Ruch to współdziałanie mięśni i niezwykle precyzyjnej, ale jednocześnie delikatnej i wrażliwej na uszkodzenia sieci włókien nerwowych. Do niedawna uszkodzenia nerwów odpowiedzialnych za ruch poszczególnych części ludzkiej maszyny były nieodwracalne i skutkowały trwałym upośledzeniem poruszania się lub innych funkcji życiowych. Obecnie jednak neurochirurdzy potrafią pomóc osobom z uszkodzonymi nerwami. Pod mikroskopem ci niezwykli inżynierowie potrafią połączyć z sobą dwa uszkodzone końce nerwu. Jeśli końce nerwu są od siebie zbyt bardzo oddalone i zespolenie ich z sobą wiązałoby się ze zbyt dużym naprężeniem nerwu, wykorzystuje się nerwy zaopatrującej mięsnie zlokalizowane w pobliżu mięśnia z uszkodzonym nerwem ruchowym. Przykładowo w przypadku uszkodzenie nerwu ruchowego mięśni ręki łączy się je z nerwem unerwiającymi mięśnie oddechowe. W wyniku takiego zabiegu tuż po operacji przy każdym wdechu pacjenta zgina się jego ręka. Jednak z czasem dzięki swoim absolutnie niezwykłym i nieodgadnionych zdolnościom, mózg pacjenta uczy się rozdzielać te dwie czynności.

Kontrola naszego każdego najprostszego ruchu polega na złożonych interakcjach pomiędzy nerwami odbierającymi bodźce (czuciowymi), mózgiem i nerwami ruchowymi. Do wykonania tak prostej czynności jak złapanie piłki potrzebna jest seria zadań jakie musi wykonać układ nerwowy zanim uruchomi właściwe mięśnie. Nerw wzrokowy wysyła do mózgu informację o zbliżającej się piłce, a nerwy czuciowe rąk wysyłają informację o ich położeniu. Po przeanalizowaniu tych informacji mózg wysyła sygnał nerwami ruchowymi do rąk i innych części ciała, dzięki któremu następuje ich właściwe ułożenie. Gdy piłka uderza w dłonie, nerwy czuciowe informują o tym mózg, a ten wysyła sygnał do mięśni palców, by zamknęły się wokół piłki. Mimo, że te skomplikowane interakcje trwają zaledwie ułamki sekund, ich rezultaty są wręcz niewiarygodnie precyzyjne.

Jednak nie rodzimy się z tą niezwykłą precyzją. Nasz układ motoryczny stosuje zasadę „ćwiczenie czyni mistrza” – to nieustanne próby dotykania i poruszania prowadzone od pierwszego dnia naszego życia z czasem dają tak zachwycające efekty. Aby były one możliwe, oprócz mięśni i nerwów ludzka maszyna potrzebuje czegoś jeszcze. Kości.