Muskelfysiologi-funktionella egenskaper

grundläggande funktionella egenskaper hos skelettmuskel

längd-spänningsförhållande

den isometriska längdspänningskurvan representerar den kraft som en muskel kan generera medan den hålls i en serie diskreta längder. När spänningen vid varje längd plottas mot längden erhålls ett förhållande som det som visas nedan.

medan en allmän beskrivning av detta förhållande etablerades tidigt i biologisk vetenskaps historia, den exakta strukturella grunden för längdspänningsförhållandet i skelettmuskeln belystes inte förrän de sofistikerade mekaniska experimenten i början av 1960-talet utfördes (Gordon et al. 1966). I sin mest grundläggande form säger längd-spänningsförhållandet att isometrisk spänningsgenerering i skelettmuskel är en funktion av storleken på överlappningen mellan aktin och myosinfilament.

kraft-hastighetsförhållande

kraften som genereras av en muskel är en funktion av dess hastighet. Historiskt har förhållandet mellan kraft och hastighet använts för att definiera de dynamiska egenskaperna hos korsbroarna som cyklar under muskelkontraktion.

krafthastighetsförhållandet, som längdspänningsförhållandet, är en kurva som faktiskt representerar resultaten av många experiment som plottas på samma graf. Experimentellt får en muskel förkortas mot en konstant belastning. Muskelhastigheten under förkortning mäts och plottas sedan mot resistiv kraft. Den allmänna formen av detta förhållande visas i diagrammet nedan. På den horisontella axeln plottas muskelhastighet i förhållande till maximal hastighet (Vmax) medan den vertikala axeln plottas muskelkraft i förhållande till maximal isometrisk kraft (Po).

Vad är den fysiologiska grunden för förhållandet mellan kraft och hastighet? Kraften som genereras av en muskel beror på det totala antalet bifogade broar. Eftersom det tar en begränsad tid för korsbroar att fästa, eftersom filamenten glider förbi varandra snabbare och snabbare (dvs. när muskeln förkortas med ökande hastighet) minskar kraften på grund av det lägre antalet korsbroar som är fästa. Omvänt, när den relativa filamenthastigheten minskar (dvs när muskelhastigheten minskar), har fler korsbroar tid att fästa och generera kraft, och därmed ökar kraften. Denna diskussion är inte avsedd att ge en detaljerad beskrivning av grunden för förhållandet mellan kraft och hastighet, bara för att ge insikt om hur korsbrygghastighetskonstanter kan påverka muskelkraftgenerering som en funktion av hastighet.

musklerna stärks baserat på kraften som placeras över muskeln. Högre krafter ger större förstärkning. Därför innebär övningar som utförs med muskler aktiverade på ett sätt som gör det möjligt för dem att komma i kontakt med höga hastigheter, nödvändigtvis att de också kontraherar med relativt låg kraft. Detta är intuitivt uppenbart när du lyfter en lätt belastning jämfört med en tung belastning—den lätta belastningen kan flyttas mycket snabbare. Dessa snabba rörelser skulle dock ha mycket små förstärkningseffekter eftersom muskelkrafterna är så låga.