физиология

Мускулна механика и мускулни наранявания

От д-р Стефано Казали

Мускулна сила

От физиологична гледна точка, мускулната сила е способността на мускулите да развие напрежение, полезно за преодоляване или противопоставяне по отношение на външни съпротиви. По-конкретно:

Якост на квадратен метър секция: 200 kN / m2.

Един мускул със сечение на квадратен дециметър може да развие сила от 2000 N, равна на теглото с маса от около 200 kg.

При саркомер всяко теглене на миозиновата глава върху актиновата нишка произвежда сила от 3-4 pN.

Един милиард миозинови глави могат да упражняват, ако действат едновременно, сила от само 3-4 N, равна на теглото на масата от около 0.3-0.4 Kg.

Всяка тяга ("силов удар") на миозиновата глава премества актиновото влакно с 10 nm.

Миозиновата глава остава прикрепена към актиновото влакно за около 2 ms.

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

Ексцентричното свиване:

Когато мускулът се разтяга, той упражнява сила, която се противопоставя на удължаването му.

При същото напрежение, по-вероятно е мускулните лезии да се появят по време на ексцентрични контракции (с удължаване), а не по време на изометрични (статични) или концентрични контракции (със скъсяване). Ще се опитаме да разберем за какво е ексцентричната контракция и защо може да увреди мускулните влакна.

Максимално напрежение

Кривата на силата-скорост ни казва, че мускулът е способен да упражнява напрежение (сила на опън), което е по-интензивно, ако се активира при разтягане (ексцентрично свиване).

Крива на силовата скорост

Графика от J. Dapena, 1977, въз основа на данни от P. Komi, 1973

В много спортни техники, но също и в естествени дейности като ходене, ексцентричната контракция веднага е последвана от концентрично свиване ("цикъл на удължаване-скъсяване" или "цикъл на разтягане-скъсяване"):

  1. Мускулът се разтяга и се противопоставя на удължението (ексцентрично свиване)
  2. Веднага след съкращаване на мускула (концентрично свиване).

Този цикъл може да се използва, например, за увеличаване на силата на концентричното свиване, както при скока за противодействие.

Постоянен скок:

  1. флексия
  2. Дълга пауза
  3. разширение

Удължителите:

  1. те удължават
  2. спират
  3. те стават по-кратки

Пропускане с противодействие:

Цикъл на разтягане-скъсяване на разтегателни мускули:

  1. флексия
  2. Незабавно разширение

Надморската височина е по-голяма (практическа демонстрация на казаното досега).

Пример за цикъл на удължаване-скъсяване

(Скокът с противопоставяне)

1) От J. Dapena, 1977, модифициран.

  • Фугите се огъват и след това се разтягат.
  • Разширителите се удължават и след това се скъсяват;

2) Графика от J. Dapena, 1977, базирана на данни от П. Коми 1973.

а) Екстензорите на бедрата и коленете са почти напълно дезактивирани. Те преминават почти пасивно, поради силата на гравитацията, която кара тялото да се ускорява надолу с последващо огъване на ставите. Скоростта на разтягане нараства бързо.

3) От J. From Penalty, 1977, модифициран.

б) Когато скоростта на разтягане е висока, удължителите се активират. Напрежението им е високо и предизвиква натиск върху земята над тежестта на спортиста. Ето защо:

Падането на тялото продължава, но рязко се спира.

Скоростта на разтягане намалява бързо.

4) От J. From Penalty, 1977, модифициран.

в) Спускане и разтягане. Удължителите са все още активирани, с висок процент набиране на влакна. За момент екстензорите са все още (изометрично свиване).

5) От J. From Penalty, 1977, модифициран.

d) Незабавно започнете скъсяването на екстензорите. Процентът на набиране е максимален, но напрежението намалява с увеличаване на скоростта на скъсяване.

д) Продължете с мазнината винаги по-бързо, с последващо намаляване на напрежението.

Силата на екстензорите се предава на земята през скелетните лостове. Спортистът натиска надолу и по реакция, според първия закон на Нютон, получава възходяща тяга с еднаква интензивност (реакция на земята).

От www.armin-kibele.de/oldpro_e.html, променен.

Отбележете, че максималната тяга ( Force ) се произвежда в най-ниската точка на CG (позиция c ), когато удължаването завършва и започва скъсяването.

От J. Dapena, 1977, модифициран.

В позиции а и b пълнителите се удължават бързо, но произведената сила е по-ниска от изометричната (позиция в ). Според кривата на силата-скорост, в фазата на удължаване мускулът може да упражнява сила, много по-голяма от тази, записана в позиция c . Следователно, в разширителната фаза удължителите не се активират максимално .

ПРОДЪЛЖАВА: Полезност на цикъла на удължаване-скъсяване »