Muskelfysiologi – typer av sammandragningar
typer av sammandragningar
När vi tänker på en muskel som kontraherar normalt tenderar vi att tänka på muskelförkortningen eftersom den genererar kraft. Även om det är sant att detta är ett sätt att muskelkontrahera, finns det många olika sätt att en muskel kan generera kraft, vilket ses i Figur 1 nedan.,
 |
Figur 1: en demonstration av skillnaden i kraft svar för mellan förlängning och icke-förlängning aktiva sammandragningar (isometrisk vs excentrisk), och mellan aktiv förlängning (excentrisk) vs. icke-aktiv förlängning (passiv sträckning)., |
koncentriska sammandragningarmuskler aktivt förkorta
När en muskel aktiveras och krävs för att lyfta en belastning som är mindre än den maximala tetanic spänning Det kan generera, börjar muskeln att förkorta. Sammandragningar som tillåter muskeln att förkorta kallas koncentriska sammandragningar. Ett exempel på en koncentrisk sammandragning i höjningen av en vikt under en bicep curl.
i koncentriska sammandragningar är kraften som genereras av muskeln alltid mindre än muskelens maximala (Po)., När belastningen muskeln krävs för att lyfta minskar sammandragningshastigheten. Detta sker tills muskeln äntligen når sin maximala sammandragningshastighet, Vmax. Genom att utföra en serie konstanta hastighetsförkortande sammandragningar kan ett krafthastighetsförhållande bestämmas.
excentriska sammandragningarmuskeln förlänger aktivt
under normal aktivitet är musklerna ofta aktiva medan de förlängs., Klassiska exempel på detta är att gå, när quadriceps (knä extensorer) är aktiva strax efter häl strejk medan knäet böjs, eller sätta ett objekt ner försiktigt (arm flexors måste vara aktiv för att styra nedgången av objektet).
när belastningen på muskeln ökar når den äntligen en punkt där den yttre kraften på muskeln är större än den kraft som muskeln kan generera. Även om muskeln kan vara helt aktiverad, är den tvungen att förlänga på grund av den höga yttre belastningen., Detta kallas en excentrisk sammandragning (kom ihåg att sammandragning i detta sammanhang inte nödvändigtvis innebär förkortning). Det finns två huvuddrag att notera när det gäller excentriska sammandragningar. För det första är de absoluta spänningarna som uppnås mycket höga i förhållande till muskelns maximala tetaniska spänningsgenereringskapacitet (du kan sätta ner ett mycket tyngre föremål än du kan lyfta). För det andra är den absoluta spänningen relativt oberoende av förlängningshastigheten. Detta tyder på att skelettmusklerna är mycket resistenta mot förlängning., De grundläggande mekaniken i excentriska sammandragningar är fortfarande en källa till debatt eftersom cross-bridge teorin som så snyggt beskriver koncentriska sammandragningar inte är lika framgångsrik i att beskriva excentriska sammandragningar.
excentriska sammandragningar är för närvarande ett mycket populärt studieområde av tre huvudorsaker: för det första uppträder mycket av en muskels normala aktivitet medan den aktivt förlängs, så att excentriska sammandragningar är fysiologiskt vanliga (Goslow et al. 1973; Hoffer m.fl., 1989) för det andra är muskelskada och ömhet selektivt associerade med excentrisk sammandragning (Figur 2, Fridén et al. 1984; Evans m.fl. 1985; Fridén och Lieber, 1992). Slutligen kan muskelförstärkning vara störst med övningar som involverar excentriska sammandragningar. Därför finns det några mycket grundläggande strukturfunktionsfrågor som kan åtgärdas med hjälp av excentrisk kontraktionsmodell och excentriska sammandragningar har mycket viktiga tillämpningar terapeutiskt för att stärka muskeln.,
| Figur 2: Plot som visar maximal tetanisk kraft före och omedelbart efter en övning. Medan passiv sträckning orsakar försumbar kraftminskning orsakar isometrisk en måttlig förlust och excentrisk orsakar en signifikant förlust av kraft. |  |
det virtuella sjukhuset har ett mer kliniskt utseende på detta och andra former av muskelskada.,
isometrisk sammandragning-muskeln hålls aktivt i en fast längd
en tredje typ av muskelkontraktion, isometrisk sammandragning, är en där muskeln aktiveras, men istället för att tillåtas förlänga eller förkorta hålls den i en konstant längd. Ett exempel på en isometrisk sammandragning skulle bära ett objekt framför dig. Objektets vikt skulle dra nedåt, men dina händer och armar skulle motsätta sig rörelsen med lika kraft som går uppåt. Eftersom dina armar varken höjer eller sänker, kommer dina biceps att vara isometriskt kontraherande.,
den kraft som genereras under en isometrisk sammandragning är helt beroende av längden på muskeln under kontraktion. Maximal isometrisk spänning (Po) produceras vid muskelens optimala längd, där längden på musklernas sarkomerer ligger på platån i längdspänningskurvan.
 |
Figur 3: en serie isometriska sammandragningar utförda med varierande muskellängder (från -40% (slack) till +40% (sträckt). – herr talman!, Den maximala kraften produceras vid optimal längd (Lo). Observera att när muskeln sträcker sig, höjs baslinjen för kraftrekordet på grund av passiv spänning (PT) i muskeln och bidrar mer till den totala kraften än den aktiva spänningen (AT). |
passiv Stretchmuskel passivt förlängning
det finns en fjärde typ av muskel ”sammandragning” kallas passiv stretch. Som namnet antyder förlängs muskeln medan den är i passivt tillstånd (dvs stimuleras inte till kontrakt)., Ett exempel på detta skulle vara att dra man känner i sina hamstrings samtidigt röra tårna.
strukturen / strukturerna som är ansvariga för passiv spänning ligger utanför själva tvärbroen eftersom muskelaktivering inte krävs. Flera nya studier har belyst vad som har visat sig vara ett fascinerande och stort protein med skelettmuskelpassande namngiven, titin.”En seminal studie utförd av Magid och Law, visade övertygande att ursprunget till passiv muskelspänning faktiskt ligger inom myofibrillerna själva., Detta är extremt signifikant eftersom de flesta före denna studie hade antagit att extracellulär bindväv i strimmig muskel orsakade majoriteten av dess passiva egenskaper. Magid och lag mätte emellertid passiv spänning i hela muskeln, enstaka fibrer och enstaka fibrer med membran avlägsnade och visade att varje förhållande skalas till storleken på provet. Med andra ord var källan för passivt kraftlager i muskeln inom den normala myofibrillära strukturen, inte extracellulär som tidigare hade antagits.