fizioloģija

Muskuļu mehānika un muskuļu traumas

Dr Stefano Casali

Muskuļu spēks

No fizioloģiskā viedokļa muskuļu spēks ir muskuļu spēja attīstīt spriedzi, kas ir noderīga ārējo pretestību pārvarēšanai vai pretestībai. Precīzāk:

Spēks uz kvadrātmetru sekcijas: 200 kN / m2.

Muskulatūra ar kvadrātveida decimetra sekciju var veidot 2000 N spēku, kas ir vienāds ar masu aptuveni 200 kg.

Sarcomerā jebkura miozīna galvas saķere ar aktīna pavedienu rada 3-4 pN spēku.

Miljardu miozīna galvu var iedarboties, ja tie darbojas vienlaicīgi, tikai 3-4 N spēku, kas ir vienāds ar masas apmēram 0, 3-0, 4 kg.

Katra miozīna galvas vilces ("jauda") nomaina aktīna pavedienu par 10 nm.

Miozīna galva paliek piestiprināta pie aktīna pavediena apmēram 2 ms.

No: www.sci.sdsu.edu/movies/actin_myosin.html

Ekscentriska kontrakcija:

Kad muskuļi paildzinās, tam piemīt spēks, kas iebilst pret tā izstiepšanu.

Tajā pašā spriedzē, varbūtība, ka muskuļu traumas rodas ekscentrisku kontrakciju laikā (ar pagarinājumu), nevis izometrisku (statisku) vai koncentrisku (ar saīsinājumu) kontrakcijām. Mēs centīsimies saprast, kas ir ekscentriska kontrakcija, un kāpēc tas var sabojāt muskuļu šķiedras.

Maksimālais spriegums

Spēka-ātruma līkne mums parāda, ka muskuļi spēj pastiprināt spriegumu (vilces spēku), kad tie tiek aktivizēti stiepšanās laikā (ekscentriska kontrakcija).

Spēka un ātruma līkne

J. Dapenas grafiks, 1977, pamatojoties uz P. Komi datiem, 1973. g

Daudzos sporta veidos, bet arī tādās dabiskās aktivitātēs kā staigāšana, ekscentriskajai kontrakcijai tūlīt seko koncentrisks kontrakts ("pagarināšanas cikls" vai "stiepes saīsināšanas cikls"):

  1. Muskulis izstiepjas pret paildzināšanos (ekscentriska kontrakcija)
  2. Tūlīt pēc muskuļu saīsināšanās (koncentriska kontrakcija).

Šo ciklu var izmantot, piemēram, lai palielinātu koncentriskā kontrakcijas spēku, kā tas ir lēcienā ar counter kustību.

Apturēšana:

  1. liekums
  2. Ilgi pauze
  3. pagarināšana

Pagarinātāji:

  1. tie kļūst ilgāki
  2. viņi apstājas
  3. tie kļūst īsāki

Pārlēkt ar pretēju kustību:

Extensoru muskuļu sašaurināšanās cikls:

  1. liekums
  2. Tūlītēja paplašināšana

Paaugstināšanās ir lielāka (līdzšinējais praktiskais demonstrējums).

Piemērs pagarināšanas cikla pagarināšanai

(Pārlēkt ar pretēju kustību)

1) No J. Dapenas, 1977, modificēts.

  • Savienojumi elastīgi izstiepjas.
  • Pagarinātāji pagarina un saīsina;

2) J. Dapena grafiks, 1977, pamatojoties uz P. Komi 1973 datiem.

a) Gurnu un ceļgalu ekstensori gandrīz pilnībā deaktivizēti. Smaguma spēka dēļ tie stiepjas gandrīz pasīvi, kas izraisa ķermeņa paātrinājumu uz leju, kā rezultātā notiek locītavu locīšana. Elongācijas ātrums strauji palielinās.

3) No J. Da pena, 1977, modificēts.

b) Ja pagarinājuma ātrums ir augsts, pagarinātāji ir aktivizēti. Viņu spriedze ir augsta un rada vilces spēku uz zemes, kas ir lielāka par sportista svaru. Līdz:

Ķermeņa krišana turpinās, bet pēkšņi apstājas.

Elongācijas ātrums strauji samazinās.

4) No J. Da pena, 1977, modificēts.

c) kritums un pagarinājums. Pagarinātāji joprojām ir aktivizēti, ar augstu šķiedru atlases procentu. Uz brīdi pagarinātāji joprojām ir (izometrisks saraušanās).

5) No J. Da pena, 1977, modificēts.

d) Pagarinātāju saīsināšana sākas nekavējoties. Pieņemšanas procenti ir maksimāli, bet spriegums samazinās, palielinoties ātruma samazinājumam.

e) Ātrāka un ātrāka saīsināšana turpinās, tādējādi samazinoties spriedzei.

Ekstensoru spēks tiek pārraidīts uz zemes caur skeleta svirām. Sportists nospiež un reaģē, saskaņā ar Ņūtona pirmo likumu, saņem vienādas intensitātes augšupejošu virzienu (ierobežojot augsnes reakciju).

No www.armin-kibele.de/oldpro_e.html, modificēts.

Ņemiet vērā, ka maksimālais vilces spēks ( spēks ) tiek radīts CG zemākajā punktā ( c pozīcija), kad stiepjas gals un sākas saīsinājums.

No J. Dapenas, 1977, modificēts.

Pozīcijās a un b pagarinātāji strauji stiepjas, bet radītais spēks ir mazāks par izometrisko (pozīcija c ). Saskaņā ar spēka-ātruma līkni stieptā fāzē muskuļi var izdarīt spēku, kas ir daudz lielāks par c pozīcijā reģistrēto spēku. Tāpēc stiepšanas fāzē pagarinātāji neieslēdzas maksimāli .

TURPINĀT: pagarināšanas cikla lietderība »