Fig. 73. Contracția musculară: secusa și tetanosul

Funcțiile fundamentale ale organismului uman (Biologie Corint, p. 71)

Manualul descrie patru manifestări ale contracției musculare (electrice, chimice, mecanice și termice), iar figura le ilustrează pe cele mecanice, care se studiază cu ajutorul miografului. Cele două grafice, așezate unul sub altul, se citesc de la stânga la dreapta, ca o înregistrare în timp: graficul a arată răspunsul mușchiului la un singur stimul, iar graficul b răspunsul la stimuli repetați. Înălțimea curbei negre arată amplitudinea contracției, benzile colorate din fundal despart fazele, iar pătrățelele roșii de la baza graficelor marchează momentele în care se aplică stimulii. Graficele nu au valori pe axe, așa că duratele și frecvențele de mai jos sunt cele din textul manualului.

(a) Secusa musculară

Aplicarea unui stimul unic, cu valoare prag, determină o contracție musculară unică, numită secusă musculară. În grafic apare un singur pătrățel roșu, la capătul primei benzi, urmat de o singură undă, cu trei faze:

  1. Faza de latență corespunde benzii înguste de după pătrățelul roșu și durează din momentul aplicării excitantului până la apariția contracției. În acest timp are loc manifestarea electrică a contracției (potențialul de acțiune al fibrei musculare), legată de fenomenele mecanice din sarcomer (Figura 72) prin lanțul de reacții fizico-chimice numit cuplaj excitație-contracție. Durata fazei depinde de tipul de mușchi și este de cca 0,01 s la mușchiul striat.
  2. Faza de contracție este urcarea curbei până la vârf și durează în medie 0,04 s.
  3. Faza de relaxare este coborârea curbei, de la vârf înapoi la linia de plecare, și durează 0,05 s.

Adunate, duratele celor trei faze dau durata totală a secusei, de 0,1 s. Secusa poate fi izometrică (lungimea mușchiului rămâne neschimbată, iar tensiunea crește) sau izotonică (lungimea variază, iar tensiunea rămâne constantă). Amplitudinea ei variază proporțional cu intensitatea stimulului aplicat, până la o valoare maximă, pentru că un stimul tot mai intens antrenează în contracție tot mai multe fibre musculare.

(b) Tetanosul

Dacă în locul stimulului unic se folosesc stimuli repetitivi, la intervale mici și regulate, curba nu mai este o secusă, ci o sumație de secuse, numită tetanos (contracție tetanică). În grafic, pătrățelele roșii sunt la început rare, apoi se îndesesc și rămân dese până la capăt. După primul stimul, curba trece prin trei benzi:

  • Tetanosul incomplet ocupă banda largă de după primul pătrățel roșu, marcată sus „tetanos incomplet” și jos „sumație”. Fiecare secusă nouă pornește înainte ca curba să fi coborât la linia de plecare, deci de la un nivel mai ridicat decât cea dinaintea ei: secusele se sumează. Rezultă un platou dințat, care exprimă sumarea incompletă a secuselor la stimularea repetitivă cu frecvență joasă, de 10-20 stimuli pe secundă. Pe măsură ce pătrățelele se îndesesc, dinții devin tot mai mici.
  • Tetanosul complet ocupă banda următoare, unde curba devine un platou regulat. Acesta exprimă sumația totală a secuselor, obținută prin aplicarea stimulilor cu o frecvență mult mai mare, de 50-100 stimuli pe secundă.
  • Oboseala ocupă ultima bandă: deși pătrățelele roșii continuă, curba coboară.

Oboseala musculară este determinată de o stare de contracție prelungită și susținută a mușchiului, cum este tetanosul din grafic. Ea se datorează epuizării glicogenului muscular și este proporțională cu rata acesteia. La ea contribuie și scăderea pH-ului intracelular, prin acumularea de acid lactic. Se consideră că cea mai mare parte a oboselii vine din incapacitatea proceselor contractile și metabolice ale fibrei musculare de a realiza în continuare același lucru mecanic.

Secusă sau tetanos în organism

Toate contracțiile voluntare ale mușchilor din organism sunt tetanosuri, nu secuse, pentru că comanda voluntară se transmite la mușchi prin impulsuri cu frecvență mare. Există însă și situații în care contracția este o secusă: frisonul, sistola cardiacă și contracția obținută în urma reflexului miotatic.