Spieren — Een meesterlijk ontwerp

Het leven wordt in stand gehouden door beweging. Uw borstkas bijvoorbeeld rijst en daalt met elke ademhaling en uw hart klopt ritmisch, wat u in leven houdt. Waardoor worden deze bewegingen tot stand gebracht? Door spieren!

Spieren zijn taaie, elastische weefsels die uw lichaamsdelen in staat stellen te functioneren en het u mogelijk maken gedachten en gevoelens in daden om te zetten. Of het nu gaat om glimlachen, lachen, huilen, praten, lopen, rennen, werken, spelen, lezen of eten, er zijn spieren bij betrokken. Het is moeilijk om een handeling te bedenken waarbij geen spier betrokken is.
Uw lichaam telt ongeveer 650 spieren. De kleinste zitten vast aan de allerkleinste botjes, die zich in het oor bevinden. De grootste zijn de bilspieren, die de benen bewegen. Bij een man vertegenwoordigen de spieren ongeveer de helft van het lichaamsgewicht en bij een vrouw ongeveer een derde en ze zijn ontworpen om te werken. Ze worden beschouwd als „biologische machines”, die ’dagelijks meer energie in bewegingen omzetten dan alle door mensen gemaakte machines bij elkaar, de auto inbegrepen’, vertelde Gerald H. Pollack, hoogleraar in de biotechniek.

Samenwerking tussen spieren en pezen
Spieren die aan uw botten trekken, zijn ermee verbonden door taaie, witte, koordachtige weefsels die men pezen noemt. Pezen strekken zich tot ver in de spieren uit en sluiten aan bij het bindweefsel rond de spiervezels. Door het bindweefsel kunnen de krachten die in uw spieren worden opgewekt aan de pees trekken en uw botten bewegen. De krachtigste pees, de achillespees, zit vast aan een van de sterkste spieren van uw lichaam, in uw kuit. De kuitspieren dienen als de schokbrekers van het lichaam. Als u loopt, rent of springt, vangen ze een druk van ruim een ton op.
De beweeglijkheid van uw hand is een ander voorbeeld van de samenwerking tussen spieren en pezen. Twintig stel spieren in uw onderarm zitten via lange pezen die onder een polsband van bindweefsel doorgaan, vast aan uw hand- en vingerbeentjes met hun vele gewrichten. Ze geven, samen met nog eens twintig spieren aan de binnenkant van uw handpalm en vingers, uw hand de verbazingwekkende behendigheid die vereist is voor het in elkaar zetten van het nauw luisterende mechanisme van een mooi horloge of voor het beetpakken van een bijlsteel om hout te hakken. In de eerste video verderop zult u diverse voorbeelden van de bewegingsmogelijkheden zien.

Verbazingwekkend ontwerp
Elke spier is zo ontworpen dat ze zich soepel samentrekt. Bij skeletspieren moeten de contracties zo afgestemd worden dat bij het oprapen van een veer niet dezelfde hoeveelheid kracht wordt gebruikt als bij het optillen van een gewicht van tien kilo. Hoe wordt dat bereikt? Laten wij eens kijken.
Alle spieren bestaan uit afzonderlijke cellen. Omdat spiercellen langgerekt zijn, worden ze vezels genoemd. Sommige vezels zijn lichter van kleur, andere donkerder. De lichtere zijn snel samentrekkende vezels. Die worden gebruikt wanneer u korte krachtsexplosies nodig hebt, zoals wanneer u een zware vracht optilt of een sprint van honderd meter trekt. De snel samentrekkende spiervezels zijn krachtig, en glycogeen, een suiker, is de energiebron die de brandstof levert. Ze zijn echter snel moe en kunnen zelfs verkrampen of pijn doen door een ophoping van melkzuur.
De donkerder spiervezels zijn langzaam samentrekkende vezels en worden van energie voorzien door een metabolisme dat via oxidatie verloopt. Daar deze vezels beter doorbloed zijn en over meer aërobische energie beschikken dan snel samentrekkende vezels, „zijn ze de koorden van het uithoudingsvermogen”.
Een ander type vezel is iets donkerder dan de bleke snel samentrekkende vezels. Deze vezel lijkt er wel op maar is vermoeidheidsbestendig. Omdat dit vezeltype als brandstof gemakkelijk zowel zuurstof als suiker verbruikt, speelt het waarschijnlijk een rol bij langdurige intensieve arbeid.
In elk individu en in verschillende spieren komt een mengeling van deze vezeltypes voor. Langeafstandslopers bijvoorbeeld kunnen gemiddeld 80 procent langzaam samentrekkende vezels in hun beenspieren hebben, terwijl sprinters gemiddeld meer dan 75 procent van het snel samentrekkende type kunnen hebben.

Geactiveerd door zenuwen
Alle spiervezels worden geactiveerd door zenuwen. Wanneer die impulsen naar uw spieren zenden, reageren de spieren met een schok of contractie. Maar niet alle spiervezels in een bepaalde spier trekken zich gelijktijdig samen. In plaats daarvan zijn spiervezels georganiseerd in motorische eenheden. In een motorische eenheid is een enkele zenuw verbonden met veel vezels, die erdoor worden bestuurd.
Sommige motorische eenheden, zoals die in uw beenspieren, bestaan uit ruim 2000 vezels op één zenuw. Maar de motorische eenheden in uw oog bedienen elk slechts drie vezels. Met een kleinere groep vezels per eenheid en meer eenheden per spier zijn sterker gecoördineerde, fijnere bewegingen mogelijk, zoals die welke nodig zijn om een draad in een naald te steken of om piano te spelen.
Wanneer u een veer opraapt, trekken slechts enkele motorische eenheden zich samen. Tilt u een zwaar voorwerp op, dan sturen speciale gevoelsorganen in uw spiervezel bliksemsnel een boodschap naar de hersenen en roepen meer motorische eenheden tot actie op, waardoor de kracht die u gebruikt om de vracht op te tillen, toeneemt. Loopt u langzaam, dan worden slechts enkele motorische eenheden geactiveerd, terwijl er, wanneer u hardloopt, veel meer en met grotere frequentie worden gestimuleerd.

1) Hieronder volgt een prachtige animatie-video van de beenderen en spieren van de onderarm en de hand. Deze video is door Christopher Travers vervaardigd en toont alle mogelijke bewegingen van de spieren en de gewrichten. Als we dit zien kunnen we alleen maar nog meer bewondering voor de Grote Ontwerper en Architect van ons lichaam krijgen. Deze eerste video duurt 6 minuten en is heel bijzonder.

2) Tevens wil ik uw aandacht vragen voor de tweede video over een geslaagde poging van twee mannen om, met goedkope middelen, kinderen, die zonder vingers geboren zijn, toch weer enige mogelijkheid te geven om met een kunsthand voorwerpen vast te pakken. Het verhaal wordt verteld door Richard van As die zelf ook een paar vingers mist en in samenwerking met Ivan Owen tot een eenvoudig ontwerp kwam. De beweging voor het vastgrijpen wordt bij deze, met een 3D-printer vervaardigde, kunsthand niet elektrisch verkregen, maar door het bewegen van de pols. Deze zogenaamde Robohand heeft natuurlijk niet de vele mogelijkheden van de echte mensenhand, maar toch ook alle lof voor het ontwerp en de inzet van de beide ontwerpers. Deze video duurt 10 minuten.

Meer informatie over de werking van onze hand vindt u op onderstaande site:
http://www.natuurinformatie.nl/nnm.dossiers/natuurdatabase.nl/i006259.html

Advertenties

Over gervanpoelgeest

gepensioneerd constructeur, natuurliefhebber
Dit bericht werd geplaatst in Intelligent Design, Menselijk lichaam, Techniek, Uncategorized en getagged met , , , , , , . Maak dit favoriet permalink.