Muskelfysiologi-funktionelle egenskaber

grundlæggende funktionelle egenskaber ved skeletmuskulatur

Længde-spændingsforhold

den isometriske længde-spændingskurve repræsenterer den kraft, en muskel er i stand til at generere, mens den holdes i en række diskrete længder. Når spænding ved hver længde er tegnet mod længden, opnås et forhold som det, der er vist nedenfor.

mens en generel beskrivelse af dette forhold blev etableret tidligt i biologisk videnskabs historie, blev det præcise strukturelle grundlag for længdespændingsforholdet i skeletmuskulatur ikke belyst, før de sofistikerede mekaniske eksperimenter i begyndelsen af 1960 ‘ erne blev udført (Gordon et al. 1966). I sin mest basale form angiver længdespændingsforholdet, at isometrisk spændingsgenerering i skeletmuskulatur er en funktion af størrelsen af overlapningen mellem actin og myosinfilamenter.

Krafthastighedsforhold

kraften genereret af en muskel er en funktion af dens hastighed. Historisk set er krafthastighedsforholdet blevet brugt til at definere de dynamiske egenskaber ved tværbroerne, der cykler under muskelsammentrækning.

krafthastighedsforholdet er ligesom længdespændingsforholdet en kurve, der faktisk repræsenterer resultaterne af mange eksperimenter, der er afbildet på den samme graf. Eksperimentelt får en muskel forkorte mod en konstant belastning. Muskelhastigheden under forkortelse måles og afbildes derefter mod den resistive kraft. Den generelle form for dette forhold er vist i nedenstående graf. På den vandrette akse er plottet muskelhastighed i forhold til maksimal hastighed (Vmaks), mens på den lodrette akse er plottet muskelkraft i forhold til maksimal isometrisk kraft (Po).

Hvad er det fysiologiske grundlag for krafthastighedsforholdet? Den kraft, der genereres af en muskel, afhænger af det samlede antal vedhæftede tværbroer. Fordi det tager en endelig tid for tværbroer at fastgøre, når filamenter glider forbi hinanden hurtigere og hurtigere (dvs.når muskelen forkortes med stigende hastighed), falder kraften på grund af det lavere antal tværbroer, der er fastgjort. Omvendt, når den relative filamenthastighed falder (dvs.når muskelhastigheden falder), har flere tværbroer tid til at fastgøre og generere kraft, og dermed øges kraften. Denne diskussion er ikke beregnet til at give en detaljeret beskrivelse af grundlaget for krafthastighedsforholdet, kun for at give indsigt i, hvordan krydsbrohastighedskonstanter kan påvirke muskelkraftgenerering som en funktion af hastighed.

musklerne styrkes baseret på den kraft, der er placeret over muskelen. Højere kræfter giver større styrkelse. Derfor indebærer øvelser udført med muskler aktiveret på en måde, der giver dem mulighed for at trække sig sammen med høje hastigheder, nødvendigvis, at de også trækker sig sammen med relativt lav kraft. Dette er intuitivt indlysende, når du løfter en let belastning sammenlignet med en tung belastning—den lette belastning kan flyttes meget hurtigere. Imidlertid ville disse hurtige bevægelser have meget små styrkende virkninger, da muskelstyrkerne er så lave.