The surprising reason our muscles get tired - Christian Moro

Translator: mahdieh mahallati Reviewer: Leila Ataei

You're lifting weights.

در حال وزنه زدن هستید.

The first time feels easy,

دفعه اول ساده به نظر می‌آید،

but each lift takes more and more effort until you can’t continue.

اما هر بلند کردن تلاش بیشتری می‌خواهد تا آنجا که دیگر نمی‌توانید ادامه دهید.

Inside your arms,

در بازوانتان،

the muscles responsible for the lifting have become unable to contract.

ماهیچه‌ای که کارش بلند کردن است، نمی‌تواند منقبض شود.

Why do our muscles get fatigued?

چرا ماهیچه‌هایمان خسته می‌شوند؟

We often blame lactic acid or running out of energy,

اغلب اسیدلاکتیک یا اتمام انرژی را مقصر می‌دانیم

but these factors alone don’t account for muscle fatigue.

ولی این عوامل به تنهایی در خستگی ماهیچه‌ها موثر نیستند.

There’s another major contributor:

یک عامل مهم دیگر وجود دارد:

the muscle’s ability to respond to signals from the brain.

توانایی پاسخ ماهیچه به سیگنال‌هایی که از مغز می‌آیند.

To understand the roots of muscle fatigue,

برای فهم ریشه‌های خستگی ماهیچه،

it helps to know how a muscle contracts in response to a signal from a nerve.

خوب است بدانیم چگونه ماهیچه در پاسخ به سیگنالی از یک عصب، منقبض می‌شود.

These signals travel from the brain to the muscles in a fraction of a second

این سیگنال‌ها در کسری از ثانیه توسط سلول‌هایی باریک و کشیده،

via long, thin cells called motor neurons.

به نام نورون‌های حرکتی از مغز به ماهیچه می‌رسند.

The motor neuron and the muscle cell are separated by a tiny gap,

بین نورون‌‌های حرکتی و سلول‌های ماهیچه، فاصله کوچکی هست که جدایشان می‌کند

and the exchange of particles across this gap enables the contraction.

و مبادله ذرات در طول این فضا، انقباض را مقدور می‌سازد.

On one side of the gap,

در یک سوی این فضا،

the motor neuron contains a neurotransmitter called acetylcholine.

نورون حرکتی، انتقال دهنده عصبی‌ به نام استیل کولین دارد.

On the other side,

در سوی دیگر،

charged particles, or ions,

ذرات باردار یا یون‌ها،

line the muscle cell’s membrane:

غشای سلول ماهیچه را تشکیل می‌دهند:

potassium on the inside, and sodium on the outside.

درونش پتاسیم و بیرونش هم سدیم است.

In response to a signal from the brain,

در پاسخ به یک سیگنال از مغز،

the motor neuron releases acetylcholine,

نورون حرکتی، استیل کولین آزاد می‌کند،

which triggers pores on the muscle cell membrane to open.

که منافذ روی غشای سلول ماهیچه‌ای را باز می‌کند.

Sodium flows in, and potassium flows out.

سدیم به درون ریخته و پتاسیم به بیرون می‌ریزد.

The flux of these charged particles is a crucial step for muscle contraction:

ریزش این ذرات باردار برای انقباض ماهیچه مهم است:

the change in charge creates an electrical signal called an action potential

تغییر در بار، سیگنالی الکتریکی به نام پتانسیل عمل ایجاد می‌کند

that spreads through the muscle cell,

که در خلال ماهیچه منتشر شده،

stimulating the release of calcium that’s stored inside it.

کلسیمِ ذخیره شده را تحریک به آزاد شدن می‌کند.

This flood of calcium causes the muscle to contract

جریان کلسیم با چِفت کردنِ پروتئین‌های مستتر در بافت ماهیچه به هم،

by enabling proteins buried in the muscle fibers to lock together

و گیر دادنشان به هم،

and ratchet towards each other,

باعث انقباض ماهیچه شده،

pulling the muscle tight.

آن را محکم می‌کشد.

The energy used to power the contraction comes from a molecule called ATP.

انرژی‌ای که در انقباض استفاده می‌شود، از پروتئینی به نام ATP می‌آید.

ATP also helps pump the ions back across the membrane afterward,

ATP سپس به برگرداندن یون‌ها به سطح غشا نیز کمک

resetting the balance of sodium and potassium on either side.

و مجددا تعادل میان سدیم و پتاسیم را در هر طرف ایجاد می‌کند.

This whole process repeats every time a muscle contracts.

کل این فرایند هربار که ماهیچه منقبض می‌شود روی می‌دهد.

With each contraction,

با هر انقباض،

energy in the form of ATP gets used up,

انرژی به صورت ATP مصرف می‌شود،

waste products like lactic acid are generated,

مواد بی‌فایده‌ای چون اسیدلاکتیک تولید

and some ions drift away from the muscle’s cell membrane,

و یون‌هایی از غشای سلول ماهیچه حذف شده،

leaving a smaller and smaller group behind.

میزان کمتر و کمتری بر جای می‌ماند.

Though muscle cells use up ATP as they contract repeatedly,

گر چه سلول‌های ماهیچه وقتی مکررا منقبض می‌شوند ATP مصرف می‌کنند،

they are always making more,

آنها همیشه بیشتر می‌شوند،

so most of the time

پس بیشتر مواقع

even heavily fatigued muscles still have not depleted this energy source.

حتی ماهیچه‌های خیلی خسته هنوز منبع انرژی‌شان تمام نشده.

And though many waste products are acidic,

و گرچه بسیاری از مواد زائد اسیدی هستند،

fatigued muscles still maintain pH within normal limits,

ماهیچه‌های خسته، هنوز pH لازم را حفظ می‌کنند،

indicating that the tissue is effectively clearing these wastes.

در حالی که بافت، مواد زائد را کاملا پاکسازی می‌کند.

But eventually, over the course of repeated contractions

ولی نهایتا، در طول انقباضات پشت سر هم،

there may not be sufficient concentrations of potassium, sodium or calcium ions

ممکن است مقادیر کافی سدیم و پتاسیم یا یون‌های کلسیم

immediately available near the muscle cell membrane

فورا نزدیک غشای سلول در دسترس نباشند

to reset the system properly.

که مجدد به درستی تنظیم شوند.

So even if the brain sends a signal,

پس حتی اگر مغز سیگنال بفرستد،

the muscle cell can’t generate the action potential necessary to contract.

سلول ماهیچه نمی‌تواند عملی را انجام دهد که بالقوه برای انقباض لازم است.

Even when ions like sodium, potassium or calcium

حتی وقتی یون‌هایی مثل سدیم، پتاسیم یا کلسیم

are depleted in or around the muscle cell,

داخل یا اطراف سلول‌های ماهیچه تمام شده‌ باشند،

these ions are plentiful elsewhere in the body.

این یون‌ها در جاهای دیگر بدن زیادند.

With a little time,

طی زمان کوتاهی،

they will flow back to the areas where they’re needed,

به جاهایی که نیاز است برمی‌گردند،

sometimes with the help of active sodium and potassium pumps.

گاهی با کمک پمپ سدیم فعال و پتاسیم.

So if you pause and rest,

پس اگر وقفه بیندازید و استراحت کنید،

muscle fatigue will subside as these ions replenish throughout the muscle.

خستگی ماهیچه با جایگزین کردن یون‌ها فروکش می‌کند.

The more regularly you exercise,

هر چه دفعات ورزش منظم‌تر باشد،

the longer it takes for muscle fatigue to set in each time.

هر دفعه خستگی عضلانی دیرتر روی می‌دهد.

That’s because the stronger you are,

چون هرچه قوی‌تر باشید،

the fewer times this cycle of nerve signal from the brain

این چرخه سیگنال عصبی که از مغز

to contraction in the muscle has to be repeated

می‌آید و عضله را منقبض می‌کند، برای غلبه به وزنی معین،

to lift a certain amount of weight.

کمتر نیاز به تکرار دارد.

Fewer cycles means slower ion depletion,

چرخه کمتر یعنی کاهش سرعت کم شدن یون،

so as your physical fitness improves,

پس همچنان که تناسب فیزیکیتان بهتر می‌شود،

you can exercise for longer at the same intensity.

می‌توانید با همان شدت طولانی‌تر ورزش کنید.

Many muscles grow with exercise,

خیلی ماهیچه‌ها با ورزش بزرگ می‌شوند

and larger muscles also have bigger stores of ATP

و ماهیچه‌های بزرگتر، حاوی ذخایر بیشتر ATP

and a higher capacity to clear waste,

و گنجایش بیشتری برای دفع اضافات هستند،

pushing fatigue even farther into the future.

که حتی دفعات بعد خستگی را بیشتر عقب می‌اندازد.