φυσιολογία

Μηχανική μυών και μυϊκοί τραυματισμοί

Από τον Δρ Stefano Casali

Η μυϊκή δύναμη

Από φυσιολογική άποψη, η μυϊκή δύναμη είναι η ικανότητα που έχει ο μυς να αναπτύξει ένταση χρήσιμη για την υπέρβαση ή την αντίθεση στις εξωτερικές αντιστάσεις. Συγκεκριμένα:

Δύναμη ανά τετραγωνικό μέτρο διατομής: 200 kN / m2.

Ένας μυς με ένα τετραγωνικό τμήμα δεκαμετρικού μπορεί να αναπτύξει μια δύναμη 2000 Ν, ίση με το βάρος μιας μάζας περίπου 200 Kg.

Στο σάρκωμα, οποιαδήποτε έλξη της κεφαλής μυοσίνης στο νήμα ακτίνης παράγει μία δύναμη 3-4 pN.

Ένα δισεκατομμύριο κεφάλια μυοσίνης μπορούν να ασκήσουν, εάν ενεργούν ταυτόχρονα, μια δύναμη μόλις 3-4 Ν, ίση με το βάρος μιας μάζας περίπου 0, 3-0, 4 Kg.

Κάθε έλξη ("ισχύς") της κεφαλής μυοσίνης μετατοπίζει το νήμα ακτίνης κατά 10 nm.

Η κεφαλή μυοσίνης παραμένει συνδεδεμένη με το νήμα ακτίνης για περίπου 2 ms.

Από: www.sci.sdsu.edu/movies/actin_myosin.html

Εκκεντρική συστολή:

Καθώς ο μυς επιμηκύνεται, ασκεί μια δύναμη που αντιτίθεται στην τέντωσή του.

Στην ίδια ένταση, οι μυϊκοί τραυματισμοί είναι πιθανότερο να εμφανιστούν κατά τη διάρκεια έκκεντρων συστολών (με επιμήκυνση), παρά κατά τη διάρκεια ισομετρικών (στατικών) ή ομόκεντρων (με συντόμευση) συστολών. Θα προσπαθήσουμε να καταλάβουμε τι είναι η εκκεντρική συστολή και γιατί μπορεί να βλάψει τις μυϊκές ίνες.

Μέγιστη τάση

Η καμπύλη δύναμης-ταχύτητας μας λέει ότι ο μυς είναι σε θέση να ασκήσει ένταση (δύναμη έλξης) πιο έντονη όταν ενεργοποιείται κατά την έκταση (έκκεντρη συστολή).

Καμπύλη δύναμης-ταχύτητας

Γράφημα του J. Dapena, 1977, με βάση τα στοιχεία του P. Komi, 1973

Σε πολλές αθλητικές τεχνικές, αλλά και σε φυσικές δραστηριότητες όπως το περπάτημα, μια εκκεντρική σύσπαση ακολουθείται αμέσως από μια ομόκεντρη συστολή ("κύκλος επιμήκυνσης-συντόμευσης" ή "κύκλος συντμήσεως-τεντώματος"):

  1. Ο μυς εκτείνεται έναντι της επιμήκυνσης (έκκεντρης συστολής)
  2. Αμέσως μετά τη μείωση των μυών (ομόκεντρη συστολή).

Αυτός ο κύκλος μπορεί να χρησιμοποιηθεί, για παράδειγμα, για να αυξήσει τη δύναμη της ομόκεντρης συστολής, όπως στο άλμα με την κίνηση του μετρητή.

Σταματήστε:

  1. κάμψη
  2. Μεγάλη παύση
  3. επέκταση

Τα επεκτατικά:

  1. παίρνουν περισσότερο χρόνο
  2. σταματούν
  3. γίνονται πιο σύντομα

Μετάβαση με αντίθετη κίνηση:

Κύκλος τεντώματος-βραχίονα των εκτατών μυών:

  1. κάμψη
  2. Άμεση επέκταση

Η ανύψωση είναι μεγαλύτερη (πρακτική επίδειξη του τι έχει ειπωθεί μέχρι τώρα).

Παράδειγμα κύκλου επιμήκυνσης-συντόμευσης

(Το άλμα με αντίθετη κίνηση)

1) Από τον J. Dapena, 1977, τροποποιημένο.

  • Οι αρθρώσεις κάμπτονται και στη συνέχεια επεκτείνονται.
  • Οι επεκτάσεις επιμηκύνουν και στη συνέχεια συντομεύονται.

2) Γραφική παράσταση από τον J. Dapena, 1977, με βάση τα στοιχεία του P. Komi 1973.

α) Οι επεκτατήρες των γοφών και των γόνατων είναι σχεδόν απενεργοποιημένοι. Τεντώνουν σχεδόν παθητικά, λόγω της δύναμης της βαρύτητας, η οποία προκαλεί την επιτάχυνση του σώματος προς τα κάτω με επακόλουθη κάμψη των αρθρώσεων. Ο ρυθμός επιμήκυνσης αυξάνεται ταχέως.

3) Από την J. Da pena, 1977, τροποποιημένη.

β) Όταν η ταχύτητα επιμήκυνσης είναι υψηλή, ενεργοποιούνται οι επεκτάσεις. Η ένταση τους είναι υψηλή και παράγει ώθηση στο έδαφος που είναι μεγαλύτερη από το βάρος του αθλητή. Ως εκ τούτου:

Η πτώση του σώματος συνεχίζεται, αλλά σταματάει απότομα.

Η ταχύτητα επιμήκυνσης μειώνεται γρήγορα.

4) Από την J. Da pena, 1977, τροποποιημένη.

γ) Σταμάτημα πτώσης και επιμήκυνσης. Τα πρόσθετα εξακολουθούν να ενεργοποιούνται, με υψηλό ποσοστό πρόσληψης ινών. Για μια στιγμή, τα πρόσθετα είναι ακίνητα (ισομετρική συστολή).

5) Από την J. Da pena, 1977, τροποποιημένη.

δ) Η συντόμευση των επεκτατών αρχίζει αμέσως. Το ποσοστό πρόσληψης είναι μέγιστο, αλλά η τάση μειώνεται καθώς αυξάνεται η ταχύτητα της λίπανσης.

ε) Η ταχύτερη και ταχύτερη συντόμευση συνεχίζεται, με επακόλουθη μείωση της τάσης.

Η δύναμη των εκτατών μεταδίδεται στο έδαφος μέσω των σκελετικών μοχλών. Ο αθλητής σπρώχνει κάτω και με αντίδραση, σύμφωνα με τον πρώτο νόμο του Νεύτωνα, δέχεται μια ώθηση ώθησης ίσης έντασης (περιορίζοντας την αντίδραση του εδάφους).

Από το www.armin-kibele.de/oldpro_e.html, τροποποιήθηκε.

Σημειώστε ότι η μέγιστη ώθηση ( Δύναμη ) παράγεται στο χαμηλότερο σημείο της CG (θέση c ), όταν τελειώσει το τέντωμα και ξεκινήσει η συντόμευση.

Από το J. Dapena, 1977, τροποποιημένο.

Στις θέσεις a και b οι επεκτάσεις τεντώνονται γρήγορα, αλλά η παραγόμενη δύναμη είναι μικρότερη από την ισομετρική (θέση c ). Σύμφωνα με την καμπύλη δύναμης-ταχύτητας, στη φάση τάνυσης ο μυς θα μπορούσε να ασκήσει μια δύναμη πολύ μεγαλύτερη από αυτή που καταγράφηκε στη θέση γ . Ως εκ τούτου, στη φάση τεντώματος, οι συσκευές αραίωσης δεν ενεργοποιούνται στο μέγιστο .

ΣΥΝΕΧΕΙΑ: Χρήση του κύκλου επιμήκυνσης-λίπανσης »