Typer och sätt av muskelsammandragningar. Muskelarbete och styrka. Typer av nervfibrer. Muskelaktivitetssätt Mekanism för muskelkontraktion
För att förstå essensen av den isometriska gymnastikmetoden föreslår jag att du kastar dig in i den intressanta världen av muskelsammandragningsfysiologi, det vill säga ta reda på hur musklerna i vår kropp fungerar. Utför ett enkelt experiment: exponera din axel så att din biceps är synlig och placera din andra hand på den. Börja långsamt böja din bara arm vid armbågen - du kommer att känna en sammandragning av biceps. Armens vikt förblir densamma, så muskeln spänner sig mer eller mindre jämnt under rörelse.
Denna muskelkontraktion kallas isotoniska(grekiska isos – lika).
Detta arbetssätt leder till rörelse - faktiskt vad muskeln är avsedd för. Men observera att inte bara muskeln rör sig, utan även ben och leder. De är den svaga länken som slits ut snabbast. Ledbrosk är en av de mest sårbara vävnaderna i kroppen. Det finns inga blodkärl i det, så brosket får näring mycket långsamt på grund av diffusion - "impregnering" av näringsämnen från angränsande ben, och tyvärr återställs det av denna anledning praktiskt taget inte.
Aktiva rörelser, och även med en belastning, belastar ledbrosket allvarligt. Överdrivet arbete överbelastar lederna, och broskskiktet blir tunnare, "raderas", vilket gör att benen bokstavligen knarrar. Artros är namnet på en ledsjukdom associerad med åldrandet av ledbrosk. Varje rörelse i en sådan led kan orsaka smärta, så rörelsen är begränsad, och du måste säga adjö till gymnastiken.
Låt oss försöka fortsätta våra enkla fysiologiska experiment. Försök att dra åt biceps brachii så att din underarm och axel förblir orörliga. Känner du muskelspänningar? Naturligtvis, men samtidigt är handen orörlig, det finns ingen rörelse i leden. Detta driftsätt kallas isometrisk. En regim som skyddar dina leder och tränar muskelfibrer, vilket ger dig rörelseglädje i många år!
Varje rörelse, som en skugga, följs av utmattning och trötthet, och önskan om avkoppling och vila leder alltid till att träningen upphör. Så efter våra experiment, slappna av i axeln och låt armen hänga fritt ner som en trädgren - känn graden av muskelavslappning och kom ihåg denna känsla. Låt oss gå vidare till det sista experimentet.
Börja böja armbågsleden på ena armen och försök hålla den från att röra sig med den andra - det här är den isometriska bicepsspänningen du redan känner till. Håll denna position i tjugo sekunder. Gå nu snabbt med ryggen mot väggen, placera handflatan av din arbetande hand på väggen, med fingrarna nedåt, och sätt dig sakta på huk, håll armen rak. Känner du en sträckning i dina biceps? Ja, det här är en stark och till och med lite smärtsam, men behaglig känsla.
Sträck ut armen i högst 10 sekunder. Slappna nu av och sänk ner handen. Jag är säker på att du nu känner avslappningen av dina biceps mycket mer än efter vanliga lockar. Detta tillstånd fick ett speciellt namn - post-isometrisk avslappning, som du precis lärt dig att göra på egen hand. Jag tror att det blir tydligt för dig att stretching och avslappning av muskler efter isometrisk spänning är mycket effektivare än vanlig stretching.
Så, isometrisk gymnastik är baserad på muskelspänning UTAN RÖRELSE. Det bevarar lederna, förhindrar slitage av ledbrosk och progression av artros. I många övningar följs den isometriska kontraktionsfasen av en stretchfas. Detta är en effektiv teknik som slappnar av muskeln, lindrar muskelspasmer och har en uttalad smärtstillande effekt. Kom ihåg hur skönt det är att stretcha efter ett långt sittande - isometrisk gymnastik kommer både att träna och slappna av målmuskeln - den som behöver laddas specifikt för din patologi eller ditt problem.
Slutsatser:
Isometrisk kontraktion av en muskel är dess spänning utan rörelse i leden.
Isometrisk gymnastik, stärkande muskler, skonar leder och brosk.
Att stretcha muskeln efter isometrisk spänning (postisometrisk avslappning) är en effektiv teknik för muskelavslappning och smärtlindring.
Muskelsammandragning är en livsviktig funktion hos kroppen i samband med defensiva, andnings-, närings-, sexuella, utsöndrings- och andra fysiologiska processer. Alla typer av frivilliga rörelser - promenader, ansiktsuttryck, ögonglobsrörelser, sväljning, andning etc. utförs av skelettmuskler. Ofrivilliga rörelser (förutom hjärtsammandragning) - peristaltik i mage och tarmar, förändringar i blodkärlens ton, bibehållande av blåstonus - orsakas av sammandragning av glatta muskler. Hjärtats arbete säkerställs av sammandragningen av hjärtmusklerna.
Strukturell organisation av skelettmuskulaturen
Muskelfiber och myofibrill (Fig. 1). Skelettmuskulaturen består av många muskelfibrer som har fästpunkter till ben och ligger parallellt med varandra. Varje muskelfiber (myocyt) innehåller många underenheter - myofibriller, som är byggda av block (sarkomerer) som upprepas i längdriktningen. Sarkomeren är den funktionella enheten i skelettmuskelns kontraktila apparat. Myofibrillerna i muskelfibern ligger på ett sådant sätt att placeringen av sarkomererna i dem sammanfaller. Detta skapar ett mönster av tvärstrimmor.
Sarkomer och filament. Sarkomerer i myofibrillen är separerade från varandra av Z-plattor, som innehåller proteinet beta-aktinin. Åt båda hållen, tunn aktinfilament. I mellanrummen mellan dem finns tjockare myosinfilament.
Aktinfilament liknar externt två strängar av pärlor vridna till en dubbel helix, där varje pärla är en proteinmolekyl aktin. Proteinmolekyler ligger i fördjupningarna av aktinspiraler på lika avstånd från varandra. troponin, kopplad till trådliknande proteinmolekyler tropomyosin.
Myosinfilament bildas av repeterande proteinmolekyler myosin. Varje myosinmolekyl har ett huvud och svans. Myosinhuvudet kan binda till en aktinmolekyl och bilda en sk korsa bron.
Muskelfiberns cellmembran bildar invaginationer ( tvärgående tubuli), som utför funktionen att leda excitation till membranet i det sarkoplasmatiska retikulum. Sarkoplasmatiskt retikulum (längsgående tubuli) Det är ett intracellulärt nätverk av slutna rör och utför funktionen att deponera Ca++-joner.
Motorenhet. Den funktionella enheten för skelettmuskulaturen är motorenhet (MU). MU är en uppsättning muskelfibrer som innerveras av processerna i en motorneuron. Excitation och sammandragning av fibrerna som utgör en motorenhet sker samtidigt (när motsvarande motorneuron exciteras). Individuella motorenheter kan exciteras och dras ihop oberoende av varandra.
Molekylära kontraktionsmekanismerskelettmuskel
Enligt trådglidande teori, uppstår muskelsammandragning på grund av glidrörelsen av aktin- och myosinfilament i förhållande till varandra. Trådglidmekanismen involverar flera sekventiella händelser.
Myosinhuvuden fäster vid aktinfilamentbindningscentra (Fig. 2, A).
Interaktionen mellan myosin och aktin leder till konformationella omarrangemang av myosinmolekylen. Huvudena får ATPase-aktivitet och roterar 120°. På grund av rotationen av huvudena rör sig aktin- och myosinfilamenten "ett steg" i förhållande till varandra (Fig. 2, B).
Frånkoppling av aktin och myosin och återställande av huvudets konformation sker som ett resultat av fästningen av en ATP-molekyl till myosinhuvudet och dess hydrolys i närvaro av Ca++ (Fig. 2, B).
Cykeln "bindning - förändring i konformation - frånkoppling - återställande av konformation" inträffar många gånger, som ett resultat av vilket aktin- och myosinfilament förskjuts i förhållande till varandra, Z-skivorna av sarkomerer kommer närmare och myofibrillen förkortas (fig. 2, D).
Parning av excitation och sammandragningi skelettmuskulaturen
I vilotillståndet sker inte trådglidning i myofibrillen, eftersom bindningscentra på aktinytan är stängda av tropomyosinproteinmolekyler (Fig. 3, A, B). Excitation (depolarisering) av myofibrillen och muskelkontraktionen i sig är förknippade med processen för elektromekanisk koppling, som inkluderar en serie sekventiella händelser.
Som ett resultat av aktiveringen av en neuromuskulär synaps på det postsynaptiska membranet uppstår en EPSP, som genererar utvecklingen av en aktionspotential i området kring det postsynaptiska membranet.
Excitation (aktionspotential) sprider sig längs myofibrillmembranet och, genom ett system av tvärgående tubuli, når det sarkoplasmatiska retikulumet. Depolarisering av det sarkoplasmatiska retikulummembranet leder till öppningen av Ca++-kanaler i det, genom vilka Ca++-joner kommer in i sarkoplasman (Fig. 3, B).
Ca++-joner binder till proteinet troponin. Troponin ändrar sin konformation och tränger undan tropomyosinproteinmolekylerna som täckte aktinbindningscentra (Fig. 3, D).
Myosinhuvuden fäster vid de öppnade bindningscentrumen och sammandragningsprocessen börjar (Fig. 3, E).
Utvecklingen av dessa processer kräver en viss tid (10–20 ms). Tiden från ögonblicket för excitation av en muskelfiber (muskel) till början av dess sammandragning kallas latent sammandragningsperiod.
Skelettmuskelavslappning
Muskelavslappning orsakas av omvänd överföring av Ca++-joner genom kalciumpumpen in i kanalerna i det sarkoplasmatiska retikulumet. När Ca++ avlägsnas från cytoplasman blir det färre och färre öppna bindningsställen, och så småningom kopplas aktin- och myosinfilamenten helt bort; muskelavslappning inträffar.
Kontraktur kallas en ihållande, långvarig sammandragning av en muskel som kvarstår efter att stimulansen upphört. Korttidskontraktur kan utvecklas efter tetanisk kontraktur som ett resultat av ackumulering av stora mängder Ca++ i sarkoplasman; långvarig (ibland irreversibel) kontraktur kan uppstå som ett resultat av förgiftning och metabola störningar.
Faser och sätt för skelettmuskelkontraktion
Faser av muskelkontraktion
När skelettmuskulaturen irriteras av en enda puls av elektrisk ström av övertröskelstyrka, inträffar en enda muskelkontraktion, där tre faser särskiljs (fig. 4, A):
latent (dold) kontraktionsperiod (ca 10 ms), under vilken aktionspotentialen utvecklas och elektromekaniska kopplingsprocesser inträffar; muskelexcitabilitet under en enda sammandragning förändras i enlighet med faserna av aktionspotentialen;
förkortningsfas (ca 50 ms);
avslappningsfas (ca 50 ms).
 |
Ris. 4. Egenskaper för en enda muskelkontraktion. Ursprunget till tandad och slät stelkramp. B- faser och perioder av muskelsammandragning, Förändring i muskellängd visas i blått, muskelverkanspotential- röd, muskel excitabilitet- lila. |
Metoder för muskelkontraktion
Under naturliga förhållanden observeras inte en enda muskelkontraktion i kroppen, eftersom en serie aktionspotentialer uppstår längs de motoriska nerverna som innerverar muskeln. Beroende på frekvensen av nervimpulser som kommer till muskeln kan muskeln dra ihop sig i ett av tre lägen (Fig. 4, B).
Enstaka muskelsammandragningar inträffar vid en låg frekvens av elektriska impulser. Om nästa impuls kommer in i muskeln efter avslutad avslappningsfas, inträffar en serie successiva enstaka sammandragningar.
Vid en högre impulsfrekvens kan nästa impuls sammanfalla med avslappningsfasen av föregående kontraktionscykel. Amplituden av sammandragningar kommer att summeras, och det kommer att finnas sågtandad stelkramp- långvarig sammandragning, avbruten av perioder av ofullständig muskelavslappning.
Med en ytterligare ökning av pulsfrekvensen kommer varje efterföljande puls att verka på muskeln under förkortningsfasen, vilket resulterar i slät stelkramp- långvarig sammandragning, inte avbruten av perioder av avslappning.
Optimal och pessimum frekvens
Amplituden av tetanisk kontraktion beror på frekvensen av impulser som irriterar muskeln. Optimal frekvens de kallar frekvensen av irriterande impulser vid vilka varje efterföljande impuls sammanfaller med fasen av ökad excitabilitet (Fig. 4, A) och, följaktligen, orsakar stelkramp med den största amplituden. Pessim frekvens kallas en högre stimuleringsfrekvens, vid vilken varje efterföljande strömpuls faller in i den refraktära fasen (fig. 4, A), som ett resultat av vilket stelkrampens amplitud minskar avsevärt.
Skelettmuskelarbete
Styrkan hos skelettmuskelkontraktion bestäms av två faktorer:
- Antalet enheter som är involverade i minskningen.
frekvens av sammandragning av muskelfibrer.
Skelettmuskulaturens arbete utförs genom en koordinerad förändring i tonus (spänning) och längd av muskeln under kontraktionen.
Typer av skelettmuskelarbete:
dynamiskt övervinnande arbete uppstår när en muskel, sammandragande, rör kroppen eller dess delar i rymden;
statiskt (hållande) arbete utförs om, på grund av muskelkontraktion, delar av kroppen hålls i en viss position;
dynamisk eftergivande operation uppstår när en muskel fungerar men sträcks ut eftersom kraften den gör inte räcker för att röra eller hålla kvar delar av kroppen.
Under arbetet kan muskeln dra ihop sig:
isotoniska– muskeln förkortas under konstant spänning (extern belastning); isotonisk kontraktion reproduceras endast i experiment;
isometriska– muskelspänningen ökar, men dess längd ändras inte; muskeln drar ihop sig isometriskt när man utför statiskt arbete;
auxotonisk– muskelspänningen ändras när den förkortas; auxotonisk kontraktion utförs under dynamiskt övervinnande arbete.
Regel för genomsnittliga belastningar– muskeln kan utföra maximalt arbete under måttlig belastning.
Trötthet– ett fysiologiskt tillstånd hos en muskel som utvecklas efter långvarigt arbete och manifesteras av en minskning av sammandragningsamplituden, en förlängning av den latenta sammandragningsperioden och avslappningsfasen. Orsakerna till trötthet är: utarmning av ATP-reserver, ansamling av metabola produkter i muskeln. Muskeltrötthet under rytmiskt arbete är mindre än synapströtthet. Därför, när kroppen utför muskelarbete, utvecklas trötthet initialt på nivån av synapserna i det centrala nervsystemet och neuromuskulära synapser.
Strukturell organisation och reduktionglatta muskler
Strukturell organisation. Släta muskler består av enstaka spindelformade celler ( myocyter), som är placerade i muskeln mer eller mindre kaotiskt. Kontraktila filament är anordnade oregelbundet, vilket resulterar i att det inte finns någon tvärgående strimma av muskeln.
Sammandragningsmekanismen liknar den för skelettmuskulaturen, men hastigheten för filamentglidning och hastigheten för ATP-hydrolys är 100–1000 gånger lägre än i skelettmuskulaturen.
Mekanismen för koppling av excitation och kontraktion. När cellen exciteras kommer Ca++ in i myocytens cytoplasma inte bara från det sarkoplasmatiska retikulumet, utan också från det intercellulära utrymmet. Ca++-joner, med deltagande av kalmodulinproteinet, aktiverar enzymet (myosinkinas), som överför fosfatgruppen från ATP till myosin. Fosforylerade myosinhuvuden får förmågan att fästa till aktinfilament.
Sammandragning och avslappning av glatta muskler. Hastigheten för borttagning av Ca++-joner från sarkoplasman är mycket mindre än i skelettmuskulaturen, vilket resulterar i att avslappning sker mycket långsamt. Släta muskler utför långa toniska sammandragningar och långsamma rytmiska rörelser. På grund av den låga intensiteten av ATP-hydrolys är glatta muskler optimalt anpassade för långvarig sammandragning, vilket inte leder till trötthet och hög energiförbrukning.
Fysiologiska egenskaper hos muskler
De allmänna fysiologiska egenskaperna hos skelett och glatta muskler är excitabilitet Och kontraktilitet. Jämförande egenskaper hos skelett och glatta muskler ges i tabellen. 6.1. Hjärtmuskelns fysiologiska egenskaper och egenskaper diskuteras i avsnittet "Fysiologiska mekanismer för homeostas".
Tabell 7.1.Jämförande egenskaper hos skelett och glatta muskler
Fast egendom |
Skelettmuskler |
Glatt muskulatur |
Depolarisationshastighet |
långsam |
|
Refraktär period |
kort |
lång |
Sammandragningens karaktär |
snabb fas |
långsam tonic |
Energikostnader |
||
Plast |
||
Automatisk |
||
Ledningsförmåga |
||
Innervation |
motoriska neuroner i det somatiska NS |
postganglioniska neuroner i det autonoma nervsystemet |
Utförde rörelser |
slumpmässig |
oavsiktlig |
Kemisk känslighet |
||
Förmåga att dela och särskilja |
Plast glatt muskulatur manifesteras i det faktum att de kan bibehålla konstant ton både i ett förkortat och i ett förlängt tillstånd.
Ledningsförmåga glatt muskelvävnad manifesteras i det faktum att excitation sprider sig från en myocyt till en annan genom specialiserade elektriskt ledande kontakter (nexus).
Fast egendom automatisering glatt muskulatur manifesteras i det faktum att det kan dra ihop sig utan deltagande av nervsystemet, på grund av det faktum att vissa myocyter spontant kan generera rytmiskt upprepande aktionspotentialer.
Sammandragningen är isotonisk, där muskelfibrerna förkortas och förtjockas, och deras spänning förblir praktiskt taget oförändrad.
Stor medicinsk ordbok. 2000 .
Se vad "isotonisk sammandragning" är i andra ordböcker:
Sammandragning av en muskel under konstant spänning, uttryckt i en minskning av dess längd och en ökning i tvärsnitt. I kroppen I. m.s. observeras inte i sin rena form. Till rent I. m.s. rörelsen av den obelastade delen närmar sig; vid … …
isotonisk sammandragning- izotoninis raumens susitraukimas statusas T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Raumens susitraukimas, kurio metu raumeninės skaidulos keičia savo ilgį (patrumpėja ir pastorėja), … beveik įinta,… porto terminų žodynas
isotoniska- (isos lika + tonos spänning) – sammandragning av muskelfibrer, manifesterad genom förkortning och förtjockning; spänningen förblir praktiskt taget oförändrad...
Isotonisk sammandragning- muskler (från isos lika, tonusspänning) - när en muskel drar ihop sig under irritation ändras dess längd, men dess tonus ändras inte... Ordlista med termer om husdjurens fysiologi
Sammandragning av en muskel, uttryckt i att öka dess spänning med bibehållen konstant längd (till exempel sammandragning av en muskel i en lem, vars båda ändar är fixerade orörliga). I kroppen till I. m.s. spänningen som utvecklas av muskeln när man försöker... närmar sig. Stora sovjetiska encyklopedien
Förkortning eller spänning av muskler som svar på irritation orsakad av motorisk urladdning. neuroner. M. s-modellen har antagits, enligt vilken, när ytan av muskelfibermembranet exciteras, sprids aktionspotentialen först genom systemet... ... Biologisk encyklopedisk ordbok
MUSKELSAMMANDRAGNING- muskelvävnadens huvudsakliga funktion är förkortning eller spänning av muskler som svar på irritation orsakad av utsöndring av motorneuroner. Fröken. ligger bakom alla rörelser i människokroppen. Det finns M. s. isometrisk, när muskeln utvecklar kraft... ... Psykomotorik: ordbok-uppslagsbok
HJÄRTA- HJÄRTA. Innehåll: I. Jämförande anatomi........... 162 II. Anatomi och histologi........... 167 III. Jämförande fysiologi......... 183 IV. Fysiologi................... 188 V. Patofysiologi................ 207 VI. Fysiologi, pat...... Stor medicinsk encyklopedi
En motorisk enhet (MU) är den funktionella enheten i skelettmuskulaturen. ME inkluderar en grupp muskelfibrer och motorneuronen som innerverar dem. Antalet muskelfibrer som utgör en IE varierar i olika muskler. Till exempel där... ... Wikipedia
ISOTONISK- Bokstavligen - lika spänning. Därför är en isoton sammandragning en där det är lika stor spänning i muskeln under rörelse, som när man bara höjer armen: en isoton lösning är en där... ... Förklarande ordbok för psykologi
Kharkov State Academy of Physical Culture
Institutionen för hygien och mänsklig fysiologi
Uppsats
inom disciplinen: "Human Physiology"
På ämnet: ”Former och typer av muskelsammandragningar. Reglering av spänningar, styrka och muskeltrötthet."
Kompletteras av: student i grupp 43 på korrespondensavdelningen
Prosin I.V.
Kharkov – 2015
1. Introduktion
2) Former och typer av muskelsammandragningar.
3) Styrka och muskelfunktion.
4) Muskeltrötthet
5. Sammanfattning
6) Lista över använda referenser
Introduktion
I människokroppen, enligt deras struktur och fysiologiska egenskaper, finns det 3 typer av muskelvävnad:
1. Skelett.
2. Slät.
3. Hjärtat.
Alla muskeltyper har vissa egenskaper:
1. Upphetsning.
2. Konduktivitet.
3. Kontraktilitet - förändring i längd eller spänning
4. Förmågan att slappna av.
Under naturliga förhållanden är muskelaktivitet till sin natur reflexiv. Den elektriska aktiviteten hos en muskel kan registreras med hjälp av en elektromyograf. Elektromyografi används inom idrottsmedicin.
Minskning skelettmuskler uppstår som svar på nervimpulser som kommer från speciella nervceller - motorneuroner. Under sammandragning utvecklas muskelfibrer Spänning. Spänningen som utvecklas under kontraktionen realiseras av musklerna på olika sätt, vilket bestämmer de olika formerna och typerna av muskelkontraktion.
Former och typer av muskelsammandragningar.
Muskeln är kapabel att dra ihop sig både i vila och i ett förkortat eller sträckt tillstånd. Vid vilolängd kan muskeln utveckla mycket hög spänning.
För det första eftersom den optimala graden av kontakt mellan aktin- och myosinfilament gör det möjligt att skapa det maximala antalet överbryggande förbindelser och därigenom aktivt och starkt utveckla spänningen i den kontraktila komponenten.
För det andra, eftersom den elastiska komponenten i muskeln redan är försträckt som en fjäder, har ytterligare spänning redan skapats. Den aktivt utvecklade spänningen hos den kontraktila komponenten summeras med den elastiska spänningen ackumulerad i den elastiska komponenten och realiseras till en hög, resulterande muskelspänning.
Efterföljande försträckning av muskeln, som avsevärt överstiger tillståndet vid vilolängd, leder till otillräcklig kontakt mellan aktin- och myosinfilament. Samtidigt förvärras förutsättningarna för utveckling av betydande och aktiva sarkomerspänningar märkbart.
Men med en stor försträckning av de inblandade musklerna, till exempel med ett brett sving i spjutkastet, uppnår idrottare bättre resultat än utan sving. Detta fenomen förklaras av det faktum att ökningen av förspänningen hos den elastiska komponenten överstiger minskningen av den aktiva utvecklingen av spänning i den kontraktila komponenten. Det finns olika former och typer av muskelsammandragning.
Med en dynamisk form ändrar muskeln sin längd; statisk – spänning (men ändrar inte längden); auxotonisk – längd och spänning.
Det finns dessa typer av sammandragningar: isometriska, isokinetiska och blandade.
På grund av riktad styrketräning (metoden för upprepad submaximal belastning) ökar tvärsnittet och antalet både kontraktila element (myofibriller) och andra bindvävselement i muskelfibern (mitokondrier, fosfat och glykogendepåer etc.).
Det är sant att denna process leder till en direkt ökning av muskelfibrernas kontraktila kraft och inte till en omedelbar ökning av deras tvärsnitt. Först efter att denna utveckling nått en viss nivå kan fortsatt styrketräning bidra till att öka tjockleken på muskelfibrerna och därigenom öka muskelns tvärsnitt (hypertrofi).
Således uppstår ökningen av muskelns tvärsnitt på grund av förtjockning av fibrerna (ökning av sarkomerer i tvärsnittet av muskeln), och inte på grund av en ökning av antalet muskelfibrer, som ofta av misstag antas.
Antalet fibrer i varje enskild muskel bestäms genetiskt och, som vetenskaplig forskning visar, kan detta antal inte ändras genom styrketräning. Intressant nog skiljer sig människor markant i antalet muskelfibrer per muskel.
En idrottare vars biceps innehåller ett stort antal fibrer har större chans att öka tvärsnittet av den muskeln genom att träna för att tjockna fibrerna än en idrottare vars biceps innehåller ett relativt litet antal fibrer. I de mest kapabla representanterna för sporter som kräver maximal och höghastighetsstyrka, med systematisk och ihållande träning, ökar andelen muskler till total kroppsvikt till 60% eller mer.
Styrkan hos skelettmuskulaturen, som redan nämnts, beror huvudsakligen på dess tvärsnitt, d.v.s. på antalet och tjockleken av myofibriller placerade parallellt i fibrerna, och antalet möjliga överbryggande förbindelser mellan myosin och aktinfilament som består av detta antal .
Således, om en idrottare ökar diametern på muskelfibrer, ökar han sin styrka. Styrka och muskelmassa ökar dock inte i samma takt. Om muskelmassan fördubblas, ökar styrkan ungefär tre gånger. Hos kvinnor är kraften 60-100 N/cm2 (6-10 kg/cm2, och hos män - 70-120 N/cm2. Den stora spridningen av dessa indikatorer (kraftutmatning per 1 cm2 tvärsnittsarea) är förklaras av olika faktorer, både beroende och och oberoende av träning, såsom intramuskulär och intermuskulär koordination, energireserver och fiberstruktur.
När musklerna är exciterade, rör sig tunna filament av aktin på båda sidor mellan tjocka filament av myosin. Muskeln drar ihop sig och dess längd minskar. Eftersom varje myofibril består av ett större antal (n) av successivt lokaliserade sarkomerer, är storleken och förändringshastigheten i muskellängd n gånger större än för en sarkomer.
Den dragkraft som utvecklas av en myofibril bestående av n successivt placerade sarkomerer är lika med dragkraften för en sarkomer. Dessa samma n sarkomerer kopplade parallellt (motsvarande ett stort antal myofibriller) ger en n-faldig ökning av dragkraften, men förändringshastigheten i muskellängd är densamma som kontraktionshastigheten för en sarkomer.
Därför leder en ökning av en muskels fysiologiska diameter till en ökning av dess styrka, men ändrar inte hastigheten på dess förkortning, och vice versa, en ökning av längden på en muskel leder till en ökning av sammandragningshastigheten , men påverkar inte dess styrka. Vi säger: korta muskler är starka, långa muskler är snabba.
Styrka och muskelfunktion.
Muskelstyrkan bestäms av den maximala spänning som den kan utveckla under förhållanden med isometrisk sammandragning eller när man lyfter en maximal belastning. För att mäta muskelstyrka, bestäm den maximala belastningen som den kan lyfta.
Styrkan hos en muskel, allt annat lika, beror inte på dess längd, utan på dess tvärsnitt. För att kunna jämföra styrkan hos olika muskler delas den maximala belastningen som en muskel kan lyfta med antalet kvadratcentimeter av dess tvärsnitt. Absolut muskelstyrka uttrycks i kg per 1 cm2.
När du lyfter en belastning utför muskeln mekaniskt arbete, vilket mäts av produkten av belastningens massa och höjden på dess lyft och uttrycks i kilogram. Muskeln gör mest arbete vid medelstor belastning.
En tillfällig minskning av muskelprestanda som uppstår som ett resultat av arbete och försvinner efter vila kallas trötthet. Det senare är en komplex fysiologisk process som i första hand förknippas med trötthet i nervcentra. En viss roll i utvecklingen av trötthet spelas av ackumulering av metaboliska produkter (mjölksyra, etc.) i den arbetande muskeln och den gradvisa utarmningen av energireserver.
I vila, utanför arbetet, är musklerna inte helt avslappnade, utan behåller en viss spänning, så kallad tonus. Det yttre uttrycket av tonen är en viss grad av muskelelasticitet. Muskeltonus orsakas av kontinuerligt inkommande nervimpulser från ryggmärgens motorneuroner. Skelettmuskeltonus spelar en viktig roll för att bibehålla en viss kroppsposition i rymden, upprätthålla balans och muskelelasticitet.
Det finns tre sätt för muskelkontraktion:
Isotonisk;
Isometrisk;
Blandad (auxometrisk).
Det isotoniska läget för muskelkontraktion kännetecknas av en övervägande förändring av muskelfiberns längd, utan en signifikant förändring i spänningen. Detta sätt av muskelsammandragning observeras till exempel vid lyft av lätta och medelviktiga belastningar.
Det isometriska läget för muskelkontraktion kännetecknas av en övervägande förändring i muskelspänningen, utan en signifikant förändring i längden. Ett exempel är förändringar i musklernas tillstånd när en person försöker flytta ett stort föremål (till exempel när han försöker flytta en vägg i ett rum).
Blandad (auxometrisk) typ av muskelkontraktion, det mest realistiska, vanligaste alternativet. Innehåller komponenter av det första och andra alternativet i olika proportioner beroende på faktiska miljöförhållanden.
Typer av muskelsammandragning
Det finns tre typer av muskelsammandragning:
Enkel muskelkontraktion;
Tetanisk muskelkontraktion (stelkramp);
Tonisk muskelkontraktion.
Dessutom är tetanisk muskelkontraktion uppdelad i tandad och slät stelkramp.
En enskild muskelkontraktion inträffar under verkningsförhållanden på muskeln av tröskel- eller suprathreshold-elektriska stimuli, vars interpulsintervall är lika med eller större än varaktigheten av en enskild muskelkontraktion. I en enda muskelkontraktion urskiljs tre tidsperioder: latent period, förkortningsfas och avslappningsfas (se fig. 3).
Ris. 3 Enkel muskelkontraktion och dess egenskaper.
LP – latent period, FU – förkortningsfas, FR – avslappningsfas
Tetanisk muskelsammandragning (stelkramp) inträffar under verkningsförhållanden på skelettmuskeln av en tröskel eller suprathreshold elektrisk stimulans, vars interpulsintervall är mindre än varaktigheten av en enskild muskelkontraktion. Beroende på varaktigheten av interstimulusintervallen för den elektriska stimulansen, kan antingen taggig eller jämn stelkramp uppstå när den utsätts för det. Om interpulsintervallet för den elektriska stimulansen är mindre än varaktigheten av en enstaka muskelkontraktion, men större än eller lika med summan av den latenta perioden och förkortningsfasen, uppstår serrated tetanus. Detta villkor uppfylls när frekvensen av den pulsade elektriska stimulansen ökar inom ett visst område.
Om varaktigheten av interpulsintervallet för den elektriska stimulansen är mindre än summan av den latenta perioden och förkortningsfasen, uppstår jämn stelkramp. I detta fall är amplituden för jämn stelkramp större än amplituden för både enstaka muskelkontraktion och tandad stelkrampskontraktion. Med en ytterligare minskning av interpulsintervallet för den elektriska stimulansen, och därför med en ökning av frekvensen, ökar amplituden av tetaniska sammandragningar (se fig. 4).
Ris. 4 Beroende av formen och amplituden av tetaniska sammandragningar på stimulans frekvens. – början av stimulans verkan, - slutet av stimulans verkan.
Detta mönster är emellertid inte absolut: vid ett visst frekvensvärde, istället för den förväntade ökningen av amplituden för jämn thetatnus, observeras fenomenet med dess minskning (se fig. 5). Detta fenomen upptäcktes först av den ryska forskaren N.E. Vvedensky och kallades pessimum. Enligt N.E. Vvedensky är grunden för pessimala fenomen hämningsmekanismen.
Ris. 5. Beroende av amplituden hos jämn stelkramp på stimulans frekvens. Beteckningarna är desamma som i figur 5.
