Typy a způsoby svalových kontrakcí. Svalová práce a síla. Typy nervových vláken. Způsoby svalové aktivity Mechanismus svalové kontrakce
Abyste pochopili podstatu izometrické gymnastické metody, navrhuji, abyste se ponořili do zajímavého světa fyziologie svalové kontrakce, to znamená, abyste zjistili, jak fungují svaly našeho těla. Proveďte jednoduchý experiment: odkryjte rameno tak, aby byl vidět váš biceps, a položte na něj druhou ruku. Začněte pomalu ohýbat holou paži v lokti – ucítíte kontrakci bicepsu. Váha paže zůstává stejná, takže se sval při pohybu napíná víceméně rovnoměrně.
Tato svalová kontrakce se nazývá izotonický(Řecký isos – rovná se).
Tento způsob provozu vede k pohybu – vlastně k tomu, k čemu je sval určen. Všimněte si ale, že se nehýbou jen svaly, ale i kosti a klouby. Jsou slabým článkem, který se opotřebovává nejrychleji. Kloubní chrupavka je jednou z nejzranitelnějších tkání těla. Nejsou v ní žádné cévy, takže chrupavka je vyživována velmi pomalu díky difúzi - „impregnaci“ živin ze sousedních kostí, a bohužel se z tohoto důvodu prakticky neobnovuje.
Aktivní pohyby, a to i při zátěži, vážně zatěžují kloubní chrupavku. Nadměrná práce přetěžuje klouby a vrstva chrupavky se ztenčuje, „vymazává“, což způsobuje, že kosti doslova vrzají. Artróza je název kloubního onemocnění spojeného se stárnutím kloubní chrupavky. Každý pohyb v takovém kloubu může způsobit bolest, takže pohyb je omezený a s gymnastikou se musíte rozloučit.
Zkusme pokračovat v našich jednoduchých fyziologických experimentech. Pokuste se zatnout biceps brachii tak, aby vaše předloktí a rameno zůstaly nehybné. Cítíte svalové napětí? Samozřejmě, ale zároveň je ruka nehybná, v kloubu není žádný pohyb. Tento provozní režim se nazývá izometrický. Režim, který chrání vaše klouby a procvičuje svalová vlákna a zanechá vám radost z pohybu po mnoho let!
Každý pohyb, jako stín, je následován vyčerpáním a únavou a touha po relaxaci a odpočinku vede vždy k zastavení cvičení. Po našich experimentech tedy uvolněte rameno a nechejte paži volně viset dolů jako větev stromu – pociťte míru svalové relaxace a zapamatujte si tento pocit. Přejděme k poslednímu experimentu.
Začněte ohýbat loketní kloub jedné paže a snažte se zabránit jeho pohybu s tou druhou – to je izometrické napětí bicepsu, které již znáte. Držte tuto pozici po dobu dvaceti sekund. Nyní rychle jděte zády ke zdi, položte dlaň své pracovní ruky na zeď, prsty dolů a pomalu si dřepněte, paži držte rovně. Cítíte protažení bicepsů? Ano, je to silný a i mírně bolestivý, ale příjemný pocit.
Natahujte paži ne déle než 10 sekund. Nyní se uvolněte a spusťte ruku dolů. Jsem si jist, že nyní cítíte uvolnění svých bicepsů mnohem více než po běžných kadeřích. Tento stav dostal zvláštní název - post-izometrická relaxace, kterou jste se právě naučili dělat sami. Myslím, že je vám jasné, že protažení a uvolnění svalů po izometrickém napětí je mnohem účinnější než běžné protahování.
Izometrická gymnastika je tedy založena na svalovém napětí BEZ POHYBU. Zachovává klouby, zabraňuje opotřebení kloubní chrupavky a progresi artrózy. U mnoha cviků po izometrické fázi kontrakce následuje fáze protažení. Jedná se o účinnou techniku, která uvolňuje sval, uvolňuje svalové křeče a má výrazný analgetický účinek. Vzpomeňte si, jak příjemné je protažení po dlouhém sezení – izometrická gymnastika procvičí i uvolní cílový sval – ten, který je potřeba zatížit speciálně pro vaši patologii nebo problém.
Závěry:
Izometrická kontrakce svalu je jeho napětí bez pohybu v kloubu.
Izometrická gymnastika, posilování svalů, šetří klouby a chrupavky.
Protažení svalu po izometrickém napětí (postizometrická relaxace) je účinná technika pro svalovou relaxaci a úlevu od bolesti.
Svalová kontrakce je životně důležitá funkce těla spojená s obrannými, dýchacími, nutričními, sexuálními, vylučovacími a dalšími fyziologickými procesy. Všechny druhy volních pohybů – chůze, mimika, pohyby očních bulv, polykání, dýchání atd. jsou prováděny kosterními svaly. Mimovolní pohyby (kromě stahu srdce) - peristaltika žaludku a střev, změny tonusu cév, udržování tonusu močového měchýře - jsou způsobeny stahem hladkého svalstva. Práce srdce je zajištěna kontrakcí srdečních svalů.
Strukturní organizace kosterního svalstva
Svalové vlákno a myofibrila (obr. 1). Kosterní sval se skládá z mnoha svalových vláken, která mají body připojení ke kostem a jsou umístěny vzájemně rovnoběžně. Každé svalové vlákno (myocyt) obsahuje mnoho podjednotek - myofibril, které jsou sestaveny z bloků (sarkomer) opakujících se v podélném směru. Sarkomera je funkční jednotka kontraktilního aparátu kosterního svalstva. Myofibrily ve svalovém vláknu leží tak, že umístění sarkomer v nich se shoduje. To vytváří vzor příčných rýh.
Sarkomera a vlákna. Sarkomery v myofibrile jsou od sebe odděleny Z-destičkami, které obsahují protein beta-aktinin. V obou směrech tenký aktinová vlákna. V mezerách mezi nimi jsou tlustší myosinová vlákna.
Aktinové vlákno navenek připomíná dva řetězce kuliček stočených do dvojité šroubovice, kde každá kulička je molekula proteinu aktin. Molekuly proteinu leží v prohlubních aktinových helixů ve stejných vzdálenostech od sebe. troponin, připojené k vláknitým proteinovým molekulám tropomyosin.
Myosinová vlákna jsou tvořena opakujícími se proteinovými molekulami myosin. Každá molekula myosinu má hlavu a ocas. Myosinová hlavice se může vázat na molekulu aktinu, čímž vzniká tzv dostat se přes most.
Buněčná membrána svalového vlákna tvoří invaginace ( příčné tubuly), které plní funkci vedení vzruchu k membráně sarkoplazmatického retikula. Sarkoplazmatické retikulum (podélné tubuly) Jedná se o intracelulární síť uzavřených trubic a plní funkci ukládání iontů Ca++.
Motorová jednotka. Funkční jednotkou kosterního svalstva je motorová jednotka (MU). MU je soubor svalových vláken, která jsou inervována procesy jednoho motorického neuronu. K excitaci a kontrakci vláken, které tvoří jednu motorickou jednotku, dochází současně (při excitaci odpovídajícího motorického neuronu). Jednotlivé motorické jednotky mohou být buzeny a kontrahovány nezávisle na sobě.
Molekulární mechanismy kontrakcekosterní sval
Podle teorie klouzání nití dochází ke svalové kontrakci v důsledku klouzavého pohybu aktinových a myosinových filament vůči sobě navzájem. Mechanismus posuvu nitě zahrnuje několik po sobě jdoucích událostí.
Myosinové hlavice se připojují k vazebným centrům aktinových filamentů (obr. 2, A).
Interakce myosinu s aktinem vede ke konformačnímu přeskupení molekuly myosinu. Hlavy získávají aktivitu ATPázy a otáčejí se o 120°. V důsledku rotace hlav se aktinová a myosinová vlákna vzájemně pohybují „o jeden krok“ (obr. 2, B).
K odpojení aktinu a myosinu a obnovení konformace hlavice dochází v důsledku připojení molekuly ATP k hlavici myosinu a její hydrolýze v přítomnosti Ca++ (obr. 2, B).
Mnohokrát dochází k cyklu „vazba – změna konformace – odpojení – obnovení konformace“, v důsledku čehož jsou aktinová a myosinová filamenta vůči sobě posunuta, Z-disky sarkomer se přibližují a myofibrila se zkracuje (obr. 2, D).
Párování excitace a kontrakcev kosterním svalstvu
V klidovém stavu nedochází ke skluzu vlákna v myofibrile, protože vazebná centra na povrchu aktinu jsou uzavřena molekulami proteinu tropomyosinu (obr. 3, A, B). Excitace (depolarizace) myofibrily a samotná svalová kontrakce jsou spojeny s procesem elektromechanické vazby, která zahrnuje řadu po sobě jdoucích dějů.
V důsledku aktivace nervosvalové synapse na postsynaptické membráně vzniká EPSP, která generuje rozvoj akčního potenciálu v oblasti obklopující postsynaptickou membránu.
Excitace (akční potenciál) se šíří po membráně myofibril a systémem příčných tubulů se dostává do sarkoplazmatického retikula. Depolarizace membrány sarkoplazmatického retikula vede k otevření kanálků Ca++ v ní, kterými vstupují ionty Ca++ do sarkoplazmy (obr. 3, B).
Ionty Ca++ se vážou na protein troponin. Troponin mění svou konformaci a vytlačuje molekuly tropomyosinového proteinu, které pokrývaly aktinová vazebná centra (obr. 3, D).
Myosinové hlavice se připojí k otevřeným vazebným centrům a začíná proces kontrakce (obr. 3, E).
Vývoj těchto procesů vyžaduje určitou dobu (10–20 ms). Čas od okamžiku vybuzení svalového vlákna (svalu) do začátku jeho kontrakce se nazývá latentní období kontrakce.
Relaxace kosterního svalstva
Svalová relaxace je způsobena zpětným přenosem iontů Ca++ přes kalciovou pumpu do kanálků sarkoplazmatického retikula. Jak je Ca++ odstraňován z cytoplazmy, existuje stále méně a méně otevřených vazebných míst a nakonec jsou aktinová a myosinová vlákna zcela odpojena; dochází k relaxaci svalů.
Kontraktura nazývá se přetrvávající, dlouhodobá kontrakce svalu, která přetrvává i po ukončení podnětu. Krátkodobá kontraktura se může vyvinout po tetanické kontrakci v důsledku akumulace velkého množství Ca++ v sarkoplazmě; v důsledku otravy a metabolických poruch může dojít k dlouhodobé (někdy nevratné) kontraktuře.
Fáze a způsoby kontrakce kosterního svalstva
Fáze svalové kontrakce
Při podráždění kosterního svalu jediným pulzem elektrického proudu o nadprahové síle dochází k jedinému svalovému stahu, při kterém se rozlišují 3 fáze (obr. 4, A):
latentní (skrytá) perioda kontrakce (asi 10 ms), během níž se vyvíjí akční potenciál a dochází k elektromechanickým vazebným procesům; svalová dráždivost během jediné kontrakce se mění v souladu s fázemi akčního potenciálu;
zkracovací fáze (asi 50 ms);
relaxační fáze (asi 50 ms).
 |
Rýže. 4. Charakteristika kontrakce jednoho svalu. Původ vroubkovaného a hladkého tetanu. B– fáze a období svalové kontrakce, Změna délky svalů zobrazeno modře, svalový akční potenciál- Červené, svalová dráždivost- nachový. |
Způsoby svalové kontrakce
Za přirozených podmínek není v těle pozorována jediná svalová kontrakce, protože podél motorických nervů inervujících sval se vyskytuje řada akčních potenciálů. V závislosti na frekvenci nervových vzruchů přicházejících do svalu se sval může stahovat jedním ze tří režimů (obr. 4, B).
Jednotlivé svalové kontrakce nastávají při nízké frekvenci elektrických impulsů. Pokud další impuls vstoupí do svalu po dokončení relaxační fáze, dojde k sérii po sobě jdoucích jednotlivých kontrakcí.
Při vyšší frekvenci impulsů se další impuls může shodovat s relaxační fází předchozího cyklu kontrakce. Amplituda kontrakcí bude sečtena a bude zubatý tetanus- prodloužená kontrakce přerušovaná obdobími neúplné svalové relaxace.
S dalším zvýšením pulzní frekvence bude každý následující pulz působit na sval během fáze zkrácení, což má za následek hladký tetanus- prodloužená kontrakce, nepřerušovaná obdobími relaxace.
Optimální a pesimální frekvence
Amplituda tetanické kontrakce závisí na frekvenci impulsů dráždících sval. Optimální frekvence nazývají frekvenci dráždivých impulsů, při kterých se každý následující impuls shoduje s fází zvýšené excitability (obr. 4, A) a podle toho způsobuje tetanus největší amplitudy. Pesimální frekvence tzv. vyšší frekvence stimulace, při které každý následující proudový pulz spadá do refrakterní fáze (obr. 4, A), v důsledku čehož se výrazně snižuje amplituda tetanu.
Práce kosterního svalstva
Sílu kontrakce kosterního svalstva určují 2 faktory:
- počet jednotek zapojených do snížení;
frekvence kontrakce svalových vláken.
Práce kosterního svalu je prováděna prostřednictvím koordinované změny tonusu (napětí) a délky svalu během kontrakce.
Typy práce kosterního svalstva:
dynamické překonávání práce nastává, když sval, kontrahování, pohybuje tělem nebo jeho částmi v prostoru;
statická (přidržovací) práce provádí se, pokud jsou části těla v důsledku svalové kontrakce udržovány v určité poloze;
dynamický poddajný provoz nastává, když sval funguje, ale je natažený, protože síla, kterou vytváří, není dostatečná k tomu, aby pohnula nebo udržela části těla.
Během práce se sval může stáhnout:
izotonický– sval se zkracuje při stálém napětí (vnější zátěž); izotonická kontrakce je reprodukována pouze v experimentu;
izometrie– svalové napětí se zvyšuje, ale jeho délka se nemění; sval se při statické práci stahuje izometricky;
auxotonický– svalové napětí se při zkracování mění; auxotonická kontrakce se provádí při dynamické zdolávací práci.
Pravidlo průměrného zatížení– sval může při mírném zatížení vykonat maximální práci.
Únava– fyziologický stav svalu, který se vyvíjí po delší práci a projevuje se snížením amplitudy kontrakcí, prodloužením latentní doby kontrakce a relaxační fáze. Příčiny únavy jsou: vyčerpání zásob ATP, hromadění metabolických produktů ve svalu. Svalová únava při rytmické práci je menší než únava synapse. Když tedy tělo vykonává svalovou práci, únava se zpočátku rozvíjí na úrovni synapsí centrálního nervového systému a neuromuskulárních synapsí.
Strukturální organizace a redukcehladké svaly
Strukturální organizace. Hladký sval se skládá z jednotlivých vřetenovitých buněk ( myocyty), které se ve svalu nacházejí víceméně chaoticky. Kontraktilní filamenta jsou uspořádána nepravidelně, v důsledku čehož nedochází k příčnému pruhování svalu.
Mechanismus kontrakce je podobný jako u kosterního svalu, ale rychlost klouzání filament a rychlost hydrolýzy ATP jsou 100–1000krát nižší než u kosterního svalu.
Mechanismus vazby excitace a kontrakce. Při excitaci buňky se Ca++ dostává do cytoplazmy myocytu nejen ze sarkoplazmatického retikula, ale i z mezibuněčného prostoru. Ionty Ca++ za účasti kalmodulinového proteinu aktivují enzym (myosinkinázu), který přenáší fosfátovou skupinu z ATP na myosin. Fosforylované myosinové hlavy získávají schopnost navazovat se na aktinová vlákna.
Kontrakce a relaxace hladkých svalů. Rychlost odstraňování Ca++ iontů ze sarkoplazmy je mnohem menší než u kosterního svalstva, v důsledku čehož dochází k relaxaci velmi pomalu. Hladké svaly provádějí dlouhé tonické kontrakce a pomalé rytmické pohyby. Díky nízké intenzitě hydrolýzy ATP jsou hladké svaly optimálně přizpůsobeny pro dlouhodobou kontrakci, která nevede k únavě a vysoké spotřebě energie.
Fyziologické vlastnosti svalů
Obecné fyziologické vlastnosti kosterního a hladkého svalstva jsou vzrušivost A kontraktilita. Srovnávací charakteristiky kosterního a hladkého svalstva jsou uvedeny v tabulce. 6.1. Fyziologické vlastnosti a charakteristiky srdečního svalu jsou diskutovány v části „Fyziologické mechanismy homeostázy“.
Tabulka 7.1.Srovnávací charakteristiky kosterního a hladkého svalstva
Vlastnictví |
Kosterní svalstvo |
Hladký sval |
Míra depolarizace |
pomalý |
|
Refrakterní období |
krátký |
dlouho |
Povaha kontrakce |
rychlý fázový |
pomalé tonikum |
Náklady na energie |
||
Plastický |
||
Automatický |
||
Vodivost |
||
Inervace |
motorické neurony somatického NS |
postgangliové neurony autonomního nervového systému |
Provedené pohyby |
libovolný |
nedobrovolné |
Chemická citlivost |
||
Schopnost dělit a rozlišovat |
Plastický hladké svaly se projevuje tím, že dokážou udržet konstantní tonus jak ve zkráceném, tak i v prodlouženém stavu.
Vodivost tkáň hladkého svalstva se projevuje tím, že se excitace šíří z jednoho myocytu do druhého prostřednictvím specializovaných elektricky vodivých kontaktů (nexusů).
Vlastnictví automatizace hladkého svalstva se projevuje tím, že se může stahovat bez účasti nervového systému, a to díky tomu, že některé myocyty jsou schopny spontánně generovat rytmicky se opakující akční potenciály.
Kontrakce je izotonická, při níž dochází ke zkrácení a ztluštění svalových vláken a jejich napětí zůstává prakticky nezměněno.
Velký lékařský slovník. 2000 .
Podívejte se, co je „izotonická kontrakce“ v jiných slovnících:
Kontrakce svalu pod konstantním napětím, vyjádřená zmenšením jeho délky a zvětšením průřezu. V těle I. m.s. není pozorován ve své čisté formě. K čistě I. m.s. pohyb nezatížené končetiny se blíží; na… …
izotonická kontrakce- v izotoninis raumens susitraukimas statusas T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Raumens susitraukimas, kurio metu raumeninės skaidulos keičia savo ilgį (patrumpėja ir pastor, vz.duta benegia, įt.dugia, ir pastor, vz.duta, o greičiu… …Sporto terminų žodynas
izotonický- (isos equal + tonos napětí) – kontrakce svalového vlákna, projevující se zkrácením a ztluštěním; napětí se prakticky nemění...
Izotonická kontrakce- svaly (od isos equal, tonus napětí) – při kontrakci svalu při podráždění se mění jeho délka, ale nemění se jeho tonus... Slovníček pojmů o fyziologii hospodářských zvířat
Kontrakce svalu, vyjádřená zvýšením jeho napětí při zachování konstantní délky (například kontrakce svalu končetiny, jejíž oba konce jsou fixovány nehybně). V těle do I. m.s. napětí vyvinuté svalem při pokusu... se blíží. Velká sovětská encyklopedie
Zkrácení nebo napětí svalů v reakci na podráždění způsobené motorickým výbojem. neurony. Byl přijat model M. s, podle kterého se při excitaci povrchu membrány svalového vlákna akční potenciál nejprve šíří systémem... ... Biologický encyklopedický slovník
SVALOVÁ KONTRAKCE- hlavní funkcí svalové tkáně je zkrácení nebo napětí svalů v reakci na podráždění způsobené výbojem motorických neuronů. Slečna. je základem všech pohybů lidského těla. Existují M. s. izometrický, když sval vyvíjí sílu... ... Psychomotorika: slovník-příručka
SRDCE- SRDCE. Obsah: I. Srovnávací anatomie........... 162 II. Anatomie a histologie........... 167 III. Srovnávací fyziologie......... 183 IV. Fyziologie................... 188 V. Patofyziologie................ 207 VI. Fyziologie, pat...... Velká lékařská encyklopedie
Motorická jednotka (MU) je funkční jednotka kosterního svalstva. ME zahrnuje skupinu svalových vláken a motorický neuron, který je inervuje. Počet svalových vláken, které tvoří jednu IU, se v různých svalech liší. Například kde... ... Wikipedie
ISOTONICKÝ- Doslova – stejné napětí. Izotonická kontrakce je tedy taková, při které je ve svalu během pohybu stejné napětí, jaké nastává při pouhém zvednutí paže: izotonický roztok je takový, při kterém... ... Výkladový slovník psychologie
Charkovská státní akademie tělesné kultury
Ústav hygieny a fyziologie člověka
Esej
v oboru: "Fyziologie člověka"
Na téma: „Formy a typy svalových kontrakcí. Regulace napětí, síly a svalové únavy.“
Vyplnil: student skupiny 43 korespondenčního oddělení
Prosin I. V.
Charkov – 2015
1. Úvod
2) Formy a typy svalových kontrakcí.
3) Síla a funkce svalů.
4) Svalová únava
5) Závěr
6) Seznam použitých odkazů
Úvod
V lidském těle, podle jejich struktury a fyziologických vlastností, existují 3 typy svalové tkáně:
1. Kosterní.
2. Hladký.
3. Srdeční.
Všechny typy svalů mají určité vlastnosti:
1. Vzrušivost.
2. Vodivost.
3. Kontraktilita - změna délky nebo napětí
4. Schopnost relaxovat.
V přirozených podmínkách je svalová aktivita reflexní povahy. Elektrickou aktivitu svalu lze zaznamenat pomocí elektromyografu. Elektromyografie se používá ve sportovní medicíně.
Redukce kosterních svalů dochází v reakci na nervové impulsy přicházející ze speciálních nervových buněk - motorických neuronů. Při kontrakci dochází k rozvoji svalových vláken Napětí. Napětí vzniklé při kontrakci realizují svaly různými způsoby, což určuje různé formy a typy svalové kontrakce.
Formy a typy svalových kontrakcí.
Sval je schopen kontrahovat jak v klidu, tak ve zkráceném nebo nataženém stavu. V klidové délce může sval vyvinout velmi vysoké napětí.
Jednak proto, že optimální stupeň kontaktu mezi aktinovými a myozinovými filamenty umožňuje vytvořit maximální počet přemosťujících spojení a tím aktivně a silně rozvíjet napětí kontraktilní složky.
Za druhé, protože elastická složka svalu je již předpjatá jako pružina, došlo již k dodatečnému napětí. Aktivně vyvinuté napětí kontraktilní složky se sčítá s elastickým napětím nahromaděným v elastické složce a je realizováno v jedno vysoké, výsledné svalové napětí.
Následné předpětí svalu, které výrazně převyšuje stav v klidové délce, vede k nedostatečnému kontaktu aktinových a myozinových filamentů. Zároveň se znatelně zhoršují podmínky pro rozvoj výrazného a aktivního napětí sarkomer.
Při velkém předpětí zapojených svalů, například při širokém švihu v hodu oštěpem, však sportovci dosahují lepších výsledků než bez švihu. Tento jev se vysvětluje tím, že zvýšení předpětí elastické složky převyšuje pokles aktivního rozvoje napětí v kontraktilní složce. Existují různé formy a typy svalové kontrakce.
Při dynamické formě sval mění svou délku; statické – tahové (ale nemění délku); auxotonický – délka a napětí.
Existují tyto typy kontrakcí: izometrické, izokinetické a smíšené.
Vlivem cíleného silového tréninku (metoda opakované submaximální zátěže) se zvyšuje průřez a počet jak kontraktilních elementů (myofibril), tak i dalších pojivových elementů svalového vlákna (mitochondrie, fosfátové a glykogenové depoty atd.).
Je pravda, že tento proces vede k přímému zvýšení kontrakční síly svalových vláken, a nikoli k okamžitému zvětšení jejich průřezu. Teprve poté, co tento vývoj dosáhne určité úrovně, může pokračující silový trénink pomoci zvýšit tloušťku svalových vláken a tím zvětšit průřez svalu (hypertrofie).
Ke zvětšení průřezu svalu tedy dochází v důsledku ztluštění vláken (zvýšení sarkomer v průřezu svalu), a nikoli v důsledku nárůstu počtu svalových vláken, jak se často mylně předpokládaný.
Počet vláken v každém jednotlivém svalu je dán geneticky, a jak ukazují vědecké výzkumy, tento počet nelze silovým tréninkem změnit. Zajímavé je, že lidé se výrazně liší v počtu svalových vláken na sval.
Sportovec, jehož biceps obsahuje velké množství vláken, má větší šanci zvětšit průřez tohoto svalu tréninkem na zahuštění vláken než sportovec, jehož biceps obsahuje relativně malý počet vláken. U nejzdatnějších zástupců sportů, které vyžadují maximální a vysokorychlostní sílu, se při systematickém a vytrvalém tréninku zvyšuje podíl svalů na celkové tělesné hmotnosti na 60 % i více.
Síla kosterního svalstva, jak již bylo uvedeno, závisí především na jeho průřezu, tedy na počtu a tloušťce myofibril umístěných rovnoběžně ve vláknech a na počtu možných přemosťujících spojení mezi myozinovými a aktinovými filamenty tvořenými z tohoto počtu. .
Pokud tedy sportovec zvětší průměr svalových vláken, pak zvýší svou sílu. Síla a svalová hmota však nepřibývají stejným tempem. Pokud se svalová hmota zdvojnásobí, síla se zvýší přibližně trojnásobně. U žen je síla 60-100 N/cm2 (6-10 kg/cm2 a u mužů - 70-120 N/cm2. Velký rozptyl těchto ukazatelů (výkon síly na 1 cm2 plochy průřezu) je vysvětlit různými faktory, závislými i nezávislými na tréninku, jako je intramuskulární a intermuskulární koordinace, energetické rezervy a struktura vláken.
Když jsou svaly vzrušené, tenká vlákna aktinu se pohybují na obou stranách mezi silnými vlákny myosinu. Sval se stahuje a jeho délka se zkracuje. Protože každá myofibrila sestává z většího počtu (n) postupně umístěných sarkomer, je velikost a rychlost změny délky svalu nkrát větší než u jedné sarkomery.
Tažná síla vyvinutá myofibrilou sestávající z n postupně umístěných sarkomer se rovná tažné síle jedné sarkomery. Těchto stejných n sarkomer spojených paralelně (odpovídající velkému počtu myofibril) poskytuje n-násobné zvýšení tažné síly, ale rychlost změny délky svalu je stejná jako rychlost kontrakce jedné sarkomery.
Zvětšení fyziologického průměru svalu tedy vede ke zvýšení jeho síly, ale nemění rychlost jeho zkracování a naopak zvětšení délky svalu vede ke zvýšení rychlosti kontrakce. , ale neovlivňuje jeho sílu. Říkáme: krátké svaly jsou silné, dlouhé svaly jsou rychlé.
Síla a funkce svalů.
Svalová síla je určena maximálním napětím, které může vyvinout za podmínek izometrické kontrakce nebo při zvedání maximální zátěže. Pro měření svalové síly určete maximální zátěž, kterou je schopen zvednout.
Síla svalu, za jinak stejných okolností, nezávisí na jeho délce, ale na jeho průřezu. Aby bylo možné porovnat sílu různých svalů, maximální zátěž, kterou je sval schopen zvednout, se vydělí počtem čtverečních centimetrů jeho průřezu. Absolutní svalová síla se vyjadřuje v kg na 1 cm2.
Při zvedání břemene vykonává sval mechanickou práci, která se měří součinem hmotnosti břemene a výšky jeho zvedání a vyjadřuje se v kilogramech. Sval dělá nejvíce práce při střední zátěži.
Dočasný pokles svalového výkonu, ke kterému dochází v důsledku práce a po odpočinku zmizí, se nazývá únava. Ten je komplexním fyziologickým procesem spojeným především s únavou nervových center. Určitou roli při vzniku únavy hraje hromadění zplodin látkové výměny (kyselina mléčná aj.) v pracujícím svalu a postupné vyčerpávání energetických zásob.
V klidu, mimo práci, svaly nejsou úplně uvolněné, ale udržují si určité napětí, nazývané tonus. Vnějším projevem tonusu je určitý stupeň svalové elasticity. Svalový tonus je způsoben nepřetržitě přicházejícími nervovými impulsy z motorických neuronů míchy. Tonus kosterního svalstva hraje důležitou roli při udržování určité polohy těla v prostoru, udržování rovnováhy a elasticity svalů.
Existují tři způsoby svalové kontrakce:
izotonický;
izometrické;
Smíšené (auxometrické).
Izotonický způsob svalové kontrakce je charakterizován převládající změnou délky svalového vlákna, bez výrazné změny napětí. Tento způsob svalové kontrakce je pozorován například při zvedání lehkých a středních zátěží.
Izometrický způsob svalové kontrakce je charakterizován převládající změnou svalového napětí, bez výrazné změny délky. Příkladem jsou změny ve stavu svalů, když se člověk snaží pohnout velkým předmětem (například když se snaží posunout stěnu v místnosti).
Smíšený (auxometrický) typ svalové kontrakce, nejrealističtější, nejběžnější možnost. Obsahuje komponenty první a druhé možnosti v různých poměrech v závislosti na skutečných podmínkách prostředí.
Typy svalové kontrakce
Existují tři typy svalové kontrakce:
Kontrakce jednoho svalu;
Tetanické svalové kontrakce (tetanus);
Tonické svalové kontrakce.
Kromě toho se kontrakce tetanického svalu dělí na vroubkovaný a hladký tetanus.
Jediná svalová kontrakce nastává za podmínek působení prahových nebo nadprahových elektrických stimulů na sval, jejichž interpulzní interval je roven nebo větší než trvání jednotlivé svalové kontrakce. Při jediné svalové kontrakci se rozlišují tři časové úseky: latentní období, zkracovací fáze a relaxační fáze (viz obr. 3).
Rýže. 3 Kontrakce jednoho svalu a její charakteristiky.
LP – latentní období, FU – zkracovací fáze, FR – relaxační fáze
Tetanická svalová kontrakce (tetanus) nastává za podmínek působení prahového nebo nadprahového elektrického stimulu na kosterní sval, jehož interpulzní interval je kratší než doba trvání jediné svalové kontrakce. V závislosti na délce interstimulačních intervalů elektrického stimulu se může při vystavení tetanu objevit zubatý nebo hladký tetanus. Je-li interpulzní interval elektrického stimulu kratší než doba trvání jednotlivé svalové kontrakce, ale větší nebo roven součtu latentní periody a zkracovací fáze, dochází k vroubkovanému tetanu. Tato podmínka je splněna, když se frekvence pulzního elektrického podnětu zvýší v určitém rozsahu.
Pokud je trvání interpulzního intervalu elektrického podnětu kratší než součet latentní periody a zkracovací fáze, dochází k hladkému tetanu. V tomto případě je amplituda hladkého tetanu větší než amplituda kontrakce jednoho svalu i vroubkované tetanické kontrakce. S dalším poklesem interpulzního intervalu elektrického podnětu, a tedy se zvýšením frekvence, se zvyšuje amplituda tetanických kontrakcí (viz obr. 4).
Rýže. 4 Závislost tvaru a amplitudy tetanických kontrakcí na frekvenci podnětu. – začátek působení podnětu, - konec působení podnětu.
Tento vzorec však není absolutní: při určité hodnotě frekvence je místo očekávaného nárůstu amplitudy hladkého thetatnu pozorován jev jejího poklesu (viz obr. 5). Tento jev byl poprvé objeven ruským vědcem N. E. Vvedenskim a byl nazýván pessimum. Podle N.E.Vvedenského je základem pesimálních jevů mechanismus inhibice.
Rýže. 5. Závislost amplitudy hladkého tetanu na frekvenci podnětu. Označení jsou stejná jako na obrázku 5.
