Fizjologia mięśni-właściwości czynnościowe

podstawowe właściwości czynnościowe mięśni szkieletowych

relacja długość-napięcie

izometryczna krzywa długości-napięcie reprezentuje siłę, jaką mięsień jest w stanie wytworzyć podczas trzymania w szeregu dyskretnych długości. Gdy napięcie na każdej długości jest wykreślane z długością, uzyskuje się zależność taką jak pokazana poniżej.

podczas gdy ogólny opis tej zależności został ustanowiony na początku historii nauk biologicznych, dokładna podstawa strukturalna relacji długość-napięcie w mięśniach szkieletowych nie została wyjaśniona, dopóki nie przeprowadzono wyrafinowanych eksperymentów mechanicznych z początku lat 60. (Gordon et al. 1966). W swojej najbardziej podstawowej formie relacja długość-napięcie stwierdza, że generowanie napięcia izometrycznego w mięśniach szkieletowych jest funkcją wielkości nakładania się włókien aktyny i miozyny.

relacja siła-prędkość

Siła generowana przez mięsień jest funkcją jego prędkości. Historycznie zależność siła-prędkość była używana do określenia właściwości dynamicznych mostków krzyżowych, które cyklują się podczas skurczu mięśni.

relacja siła-prędkość, podobnie jak relacja długość-napięcie, jest krzywą, która w rzeczywistości reprezentuje wyniki wielu eksperymentów wykreślonych na tym samym wykresie. Eksperymentalnie mięsień może się skracać przy stałym obciążeniu. Prędkość mięśni podczas skracania jest mierzona, a następnie wykreślana w stosunku do siły oporowej. Ogólną formę tej zależności przedstawiono na poniższym wykresie. Na osi poziomej jest wykreślona prędkość mięśni względem maksymalnej prędkości (Vmax), podczas gdy na osi pionowej jest wykreślona siła mięśni względem maksymalnej siły izometrycznej (Po).

jaka jest fizjologiczna podstawa relacji siła-prędkość? Siła generowana przez mięsień zależy od całkowitej liczby połączonych mostków krzyżowych. Ponieważ potrzeba skończonej ilości czasu na Mostki krzyżowe, aby dołączyć, jak włókna przesuwają się obok siebie szybciej i szybciej (to znaczy, jak mięśnie skraca się wraz ze wzrostem prędkości), siła zmniejsza się ze względu na mniejszą liczbę mostków krzyżowych dołączonych. Z drugiej strony, gdy względna prędkość włókien maleje (tj. gdy prędkość mięśni maleje), więcej mostków krzyżowych ma czas na przyczepianie się i generowanie siły, a tym samym siły wzrasta. Ta dyskusja nie ma na celu dostarczenia szczegółowego opisu podstawy relacji siła-prędkość, tylko dostarczenie wglądu w to, w jaki sposób stałe szybkości między mostami mogą wpływać na generowanie siły mięśniowej w funkcji prędkości.

mięśnie są wzmacniane w oparciu o siłę umieszczoną w mięśniu. Wyższe siły wytwarzają większe wzmocnienie. Dlatego ćwiczenia wykonywane z aktywowanymi mięśniami w sposób, który pozwala im kurczyć się z dużymi prędkościami, koniecznie oznaczają, że kurczą się również ze stosunkowo małą siłą. Jest to intuicyjnie oczywiste, gdy podnosisz lekki ładunek w porównaniu do dużego-lekki ładunek można przesuwać znacznie szybciej. Jednak te szybkie ruchy mają bardzo małe efekty wzmacniające, ponieważ siły mięśni są tak niskie.