Lihasheikkous
Neuromuskulaarinen väsymys voidaan luokitella joko ”sentraaliseksi” tai ”perifeeriseksi” sen syyn mukaan. Sentraalinen lihasväsymys ilmenee yleisenä energiavajeen tunteena, kun taas perifeerinen lihasväsymys ilmenee paikallisena, lihaskohtaisena kyvyttömyytenä tehdä työtä.
Neuromuskulaarinen väsymysMuutos
Hermot säätelevät lihasten supistumista määrittelemällä lihassupistusten lukumäärän, järjestyksen ja voiman. Kun hermo kokee synaptista väsymystä, se ei enää kykene stimuloimaan hermottamaansa lihasta. Useimmat liikkeet edellyttävät voimaa, joka on paljon pienempi kuin se voima, jonka lihas voisi potentiaalisesti tuottaa, ja patologiaa lukuun ottamatta neuromuskulaarinen väsymys on harvoin ongelma.
Erittäin voimakkaissa supistuksissa, jotka ovat lähellä lihaksen voimantuottokyvyn ylärajaa, neuromuskulaarisesta väsymyksestä voi tulla rajoittava tekijä harjoittelemattomille henkilöille. Aloittelevilla voimaharjoittelijoilla lihaksen voimantuottokykyä rajoittaa voimakkaimmin hermon kyky ylläpitää korkeataajuista signaalia. Pitkään jatkuneen maksimaalisen supistuksen jälkeen hermon signaalin taajuus vähenee ja supistuksen tuottama voima vähenee. Lihas ei tunne kipua tai epämukavuutta, vaan näyttää siltä, että se yksinkertaisesti ”lakkaa kuuntelemasta” ja lakkaa vähitellen liikkumasta, usein pidentyen. Koska lihaksiin ja jänteisiin ei kohdistu riittävästi rasitusta, harjoituksen jälkeen ei useinkaan esiinny viivästynyttä lihaskipua. Osa voimaharjoitteluprosessia on lisätä hermon kykyä tuottaa jatkuvia, korkeataajuisia signaaleja, joiden avulla lihas voi supistua suurimmalla mahdollisella voimalla. Juuri tämä ”hermoharjoittelu” aiheuttaa useita viikkoja kestävää nopeaa voiman kasvua, joka tasaantuu, kun hermo tuottaa maksimisupistuksia ja lihas saavuttaa fysiologisen rajansa. Tämän pisteen jälkeen harjoittelun vaikutukset lisäävät lihasvoimaa myofibrillaarisen tai sarkoplasmisen hypertrofian kautta, ja metabolisesta väsymyksestä tulee supistumisvoimaa rajoittava tekijä.
Keskeinen väsymysMuutos
Keskeinen väsymys on työskenteleviin lihaksiin kohdistuvan neuraalisen ohjauksen tai hermopohjaisen motorisen käskyn väheneminen, joka johtaa voimantuoton vähenemiseen. On esitetty, että liikunnan aikana vähentynyt neuraalinen draivi voi olla suojamekanismi, joka ehkäisee elinten vajaatoimintaa, jos työtä jatkettaisiin samalla intensiteetillä. Serotonergisten ratojen rooli on kiinnostanut useita vuosia, koska sen pitoisuus aivoissa kasvaa motorisen aktiivisuuden myötä. Motorisen toiminnan aikana motoneuroneihin yhteydessä olevissa synapseissa vapautuva serotoniini edistää lihassupistusta. Korkean motorisen aktiivisuuden aikana vapautuvan serotoniinin määrä lisääntyy ja tapahtuu ylivuoto. Serotoniini sitoutuu motoneuronien aksonin alkusegmentissä sijaitseviin ekstrasynaptisiin reseptoreihin, minkä seurauksena hermoimpulssin käynnistyminen ja sitä kautta lihassupistuminen estyy.
Perifeerinen lihasväsymysEdit
Fyysisen työn aikana tapahtuva ’perifeerinen lihasväsymys’ tarkoittaa elimistön kyvyttömyyttä syöttää supistuville lihaksille riittävästi energiaa tai muita aineenvaihduntatuotteita lisääntyneen energiantarpeen tyydyttämiseksi. Tämä on yleisin fyysisen väsymyksen tapaus – siihen sairastui vuonna 2002 keskimäärin 72 % työvoimaan kuuluvista aikuisista. Tämä aiheuttaa supistumishäiriöitä, jotka ilmenevät siten, että yksittäisen lihaksen tai paikallisen lihasryhmän kyky tehdä työtä vähenee tai se lakkaa. Energian riittämättömyys eli aerobisen aineenvaihdunnan vajaatoiminta johtaa yleensä maitohapon ja muiden happamien anaerobisten aineenvaihdunnan sivutuotteiden kertymiseen lihakseen, mikä aiheuttaa paikallisen lihasväsymyksen stereotyyppisen polttavan tunteen, vaikka viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet päinvastaista, ja niissä on itse asiassa todettu, että maitohappo on energianlähde.
Perusero perifeerisen ja sentraalisen lihasväsymysteorian välillä on se, että perifeerisen lihasväsymyksen mallissa oletetaan, että lihaksen supistumisen käynnistävässä ketjussa on vika yhdessä tai useammassa kohdassa. Perifeerinen säätely riippuu näin ollen paikallisen lihaksen paikallisista aineenvaihdunnallis-kemiallisista olosuhteista, joihin se vaikuttaa, kun taas keskitetty lihasväsymyksen malli on integroitu mekanismi, joka pyrkii säilyttämään järjestelmän eheyden käynnistämällä lihasväsymyksen lihaksen rekrytoinnin lopettamisen kautta, joka perustuu periferiasta tulevaan kollektiiviseen palautteeseen, ennen kuin solujen tai elinten vikaantuminen tapahtuu. Tämän vuoksi palaute, jota tämä keskussäädin lukee, voi sisältää kemiallisia ja mekaanisia sekä kognitiivisia vihjeitä. Kunkin näistä tekijöistä merkitys riippuu suoritettavan väsymystä aiheuttavan työn luonteesta.
Vaikkei sitä käytetä yleisesti, ”metabolinen väsymys” on yleinen vaihtoehtoinen termi perifeerisen lihaksen heikkoudelle, koska supistumisvoima vähenee substraattien vähenemisen tai aineenvaihduntatuotteiden kertymisen suorista tai epäsuorista vaikutuksista lihassäikeeseen johtuen. Tämä voi johtua pelkästä energian puutteesta supistumisen polttoaineeksi tai siitä, että Ca2+:n kyky stimuloida aktiinia ja myosiinia supistumaan häiriintyy.
MaitohappohypoteesiMuutos
Aikoinaan uskottiin, että maitohapon kertyminen on lihasten väsymisen syy. Oletuksena oli, että maitohapolla oli lihaksia ”peittävä” vaikutus, joka esti niiden kykyä supistua. Maitohapon vaikutus suorituskykyyn on nykyään epävarma, se voi edistää tai estää lihasten väsymistä.
Käymisen sivutuotteena syntyvä maitohappo voi lisätä lihasten solunsisäistä happamuutta. Tämä voi alentaa supistumiskykyisen laitteen herkkyyttä kalsiumioneille (Ca2+), mutta sillä on myös se vaikutus, että se nostaa sytoplasman Ca2+ -pitoisuutta estämällä kemiallisen pumpun toimintaa, joka kuljettaa kalsiumia aktiivisesti ulos solusta. Tämä kumoaa kaliumionien (K+) estävät vaikutukset lihasten toimintapotentiaaleihin. Maitohapolla on myös lihaksissa oleviin kloridi-ioneihin kumoava vaikutus, mikä vähentää niiden aiheuttamaa supistumisen estoa ja jättää K+:n ainoaksi lihassupistuksia rajoittavaksi tekijäksi, vaikkakin kaliumin vaikutukset ovat paljon vähäisemmät kuin jos maitohappoa ei olisi poistamassa kloridi-ioneja. Viime kädessä on epävarmaa, vähentääkö maitohappo väsymystä lisääntyneen solunsisäisen kalsiumin kautta vai lisääkö se väsymystä vähentämällä supistuvien proteiinien herkkyyttä Ca2+:lle.