fysiologi

Muskelmekanikk og muskelskader

Av Dr. Stefano Casali

Muskelstyrke

Fra fysiologisk synspunkt er muskelstyrken evnen som muskelen har til å utvikle spenning som er nyttig for å overvinne eller motsette seg eksterne motstander. Nærmere bestemt:

Kraft per kvadratmeter seksjon: 200 kN / m2.

En muskel med en kvadratisk dekimeter-seksjon kan utvikle en styrke på 2000 N, lik vekten av en masse på ca. 200 kg.

I sarkomeren produserer en hvilken som helst trekkraft av myosinhodet på aktinfilamentet en kraft på 3-4 pN.

En milliard myosinhoder kan utøve, hvis de opptrer samtidig, en kraft på bare 3-4 N, lik vekten av en masse på ca. 0, 3-0, 4 kg.

Hver trekkraft ("kraftslag") i myosinhodet forskyver aktinfilamentet med 10 nm.

Myosinhodet forblir festet til aktinfilamentet i ca 2 ms.

Fra: www.sci.sdsu.edu/movies/actin_myosin.html

Eksentrisk sammentrekning:

Etter hvert som muskelen forlenger, utøver den en kraft som motsetter seg strengen.

På samme spenning er det mer sannsynlig at muskelskader oppstår under eksentriske sammentrekninger (med forlengelse), i stedet for under isometriske (statiske) eller konsentriske (med forkortede) sammentrekninger. Vi vil prøve å forstå hva eksentrisk sammentrekning er for, og hvorfor det kan skade muskelfibrene.

Maksimal spenning

Krafthastighetskurven forteller oss at muskelen er i stand til å utøve en spenning (trekkraft) mer intens når den aktiveres mens den strekker seg (eksentrisk sammentrekning).

Krafthastighetskurve

Graf av J. Dapena, 1977, basert på data av P. Komi, 1973

I mange sportslige teknikker, men også i naturlige aktiviteter som å gå, blir en eksentrisk sammentrekning umiddelbart etterfulgt av en konsentrisk sammentrekning ("forlengelses-forkortings-syklus" eller "strekkavkortings syklus"):

  1. Muskelen strekker seg ut mot forlengelsen (eksentrisk sammentrekning)
  2. Umiddelbart etter at muskelen forkortes (konsentrisk sammentrekning).

Denne syklusen kan for eksempel brukes til å øke styrken av den konsentriske sammentrekningen, som i hoppet med motbevegelse.

Fra et stående hopp:

  1. fleksjon
  2. Lang pause
  3. forlengelse

Utvidelsene:

  1. de blir lengre
  2. de stopper
  3. de blir kortere

Hopp med motbevegelse:

Stretching-shortening syklus av extensor muskler:

  1. fleksjon
  2. Umiddelbar forlengelse

Høyden er større (praktisk demonstrasjon av det som har blitt sagt så langt).

Eksempel på forlengelseskort syklus

(Hoppet med motbevegelse)

1) Fra J. Dapena, 1977, modifisert.

  • Leddene bøyes og strekker seg deretter ut.
  • Extenders forlenger og deretter forkorte;

2) Graf av J. Dapena, 1977, basert på data fra P. Komi 1973.

a) Extensorene på hofter og knær er nesten helt deaktivert. De strekker seg nesten passivt på grunn av tyngdekraften, noe som medfører en akselerasjon av kroppen nedover med tilhørende sveising av leddene. Forlengelseshastigheten øker raskt.

3) Fra J. Da pena, 1977, modifisert.

b) Når forlengelseshastigheten er høy, blir forlengerne aktivert. Spenningen er høy og gir et trykk på bakken som er større enn vekten av utøveren. derfor:

Høsten av kroppen fortsetter, men blir brått stoppet.

Forlengelseshastigheten minker raskt.

4) Fra J. Da pena, 1977, endret.

c) Fall og forlengelsesstopp. Utvidelsene er fortsatt aktivert, med en høy andel av fiberrekruttering. For et øyeblikk er forlengerne fortsatt (isometrisk sammentrekning).

5) Fra J. Da pena, 1977, modifisert.

d) Forkortelsen av forlengere begynner umiddelbart. Rekrutteringsprosenten er maksimal, men spenningen minker ettersom forkortningshastigheten øker.

e) Den raskere og raskere forkortingen fortsetter, med en følgelig reduksjon av spenningen.

Extensorens kraft overføres til bakken gjennom skjelettløftene. Atleten presser ned og ved reaksjon, etter Newtons første lov, mottar en oppadgående kraft av lik intensitet (begrensende reaksjon av jorda).

Fra www.armin-kibele.de/oldpro_e.html, endret.

Vær oppmerksom på at maksimal trykkkraft ( Force ) er produsert ved laveste punkt på CG (posisjon c ), når strekningen slutter og forkortingen begynner.

Fra J. Dapena, 1977, endret.

I posisjonene a og b strekker forlengerne seg raskt, men den produserte kraften er mindre enn den isometriske (posisjon c ). I henhold til kraftfrekvenskurven kan muskelen i strekkfasen utøve en kraft som er mye større enn den som er registrert i posisjon c . Derfor strekker utvidelsesmidlene ikke til maksimalt i strekkfasen .

FORTSETT: Nyttig av forlengelsesforkortingssyklusen »