Lihasfysiologia-funktionaaliset ominaisuudet

luustolihaksen funktionaaliset perusominaisuudet

Pituus-jännityssuhde

isometrinen pituus-jännityskäyrä kuvaa voimaa, jonka lihas pystyy tuottamaan, kun sitä pidetään erillisten pituuksien sarjassa. Kun jännitys kullakin pituudella piirretään pituutta vastaan, saadaan alla esitetyn kaltainen suhde.

vaikka yleinen kuvaus tästä suhteesta vakiintui varhain historian biologisessa tieteessä, tarkka rakenteellinen perusta pituus-jännitys suhde luurankolihasten ei selvitetty ennen kehittyneitä mekaanisia kokeita 1960-luvun alussa tehtiin (Gordon et al. 1966). Perusmuodossaan pituus-jännityssuhde toteaa, että isometrinen jännitysmuodostus luurankolihaksissa on aktiini-ja myosiinifilamenttien päällekkäisyyden suuruuden funktio.

voiman ja nopeuden suhde

lihaksen synnyttämä voima on sen nopeuden funktio. Historiallisesti voiman ja nopeuden suhdetta on käytetty määrittämään lihasten supistumisen aikana kiertävien siltojen dynaamisia ominaisuuksia.

voima-nopeus-suhde, kuten pituus-jännityssuhde, on käyrä, joka itse asiassa kuvaa monien samalle kuvaajalle piirrettyjen kokeiden tuloksia. Kokeellisesti lihaksen annetaan lyhentyä jatkuvaa kuormitusta vastaan. Lihasten nopeus lyhentymisen aikana mitataan ja sitten piirretään resistiivistä voimaa vastaan. Tämän suhteen yleinen muoto on esitetty alla olevassa kaaviossa. Vaaka-akselilla piirretään lihasten nopeus suhteessa maksiminopeuteen (Vmax), kun taas pystyakselilla piirretään lihasvoima suhteessa suurimpaan isometriseen voimaan (Po).

mikä on voiman ja nopeuden välisen suhteen fysiologinen perusta? Lihaksen tuottama voima riippuu kiinnitettyjen poikkisiltojen kokonaismäärästä. Koska poikkisiltojen kiinnittyminen kestää äärellisen paljon aikaa, kun rihmat liukuvat toistensa ohi nopeammin ja nopeammin (eli kun lihas lyhenee kiihtyvällä nopeudella), voima vähenee, koska poikkisiltoja on vähemmän kiinni. Vastaavasti hehkulangan suhteellisen nopeuden pienentyessä (eli lihasten nopeuden pienentyessä) useammalla poikkisillalla on aikaa kiinnittyä ja tuottaa voimaa, ja näin voima kasvaa. Tämän keskustelun tarkoituksena ei ole antaa yksityiskohtaista kuvausta voima-nopeus-suhteen perusteista, vaan ainoastaan antaa tietoa siitä, miten sillan ylittävillä nopeusvakioilla voidaan vaikuttaa lihasvoiman muodostumiseen nopeuden funktiona.

lihakset vahvistuvat lihaksen poikki kohdistuvan voiman perusteella. Korkeammat voimat saavat aikaan suuremman vahvistumisen. Siksi harjoitukset, jotka suoritetaan lihasten kanssa aktivoituna siten, että ne voivat supistua suurilla nopeuksilla, merkitsevät välttämättä sitä, että ne supistuvat myös suhteellisen pienellä voimalla. Tämä on intuitiivisesti selvää, kun nostat kevyttä kuormaa raskaaseen kuormaan verrattuna—kevyttä kuormaa voidaan siirtää paljon nopeammin. Näillä nopeilla liikkeillä olisi kuitenkin hyvin pieniä vahvistavia vaikutuksia, koska lihasvoimat ovat niin pienet.