fyziologie

Svalová mechanika a svalová zranění

Dr. Stefano Casali

Svalová síla

Z fyziologického hlediska je svalová síla schopnost, kterou má sval k rozvoji napětí použitelného pro překonání nebo protiklad vnějších odporů. Konkrétněji:

Síla na metr čtvereční sekce: 200 kN / m2.

Svazek se čtvercovým desetinným úsekem může vyvinout sílu 2000 N, která se rovná hmotnosti přibližně 200 kg.

Ve sarkoméře každá tahová hlava myosinu na aktinovém vlákně vytváří sílu 3-4 pN.

Bilance myosinových hlav může působit, pokud působí současně, sílu jen 3 až 4 N, což odpovídá hmotnosti hmoty asi 0, 3 až 0, 4 kg.

Každá trakce ("výkonový zdvih") hlavy myosinu vytěsňuje aktinové vlákno o 10 nm.

Hlava myosinu zůstává připojena k aktinovému vláknu po dobu asi 2 ms.

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

Excentrická kontrakce:

Když se sval prodlužuje, působí silou, která je proti jeho protahování.

U stejného napětí, svalová zranění jsou pravděpodobnější nastávat během výstředných kontrakcí (s prodloužením), spíše než během izometrický (statický) nebo soustředný (se zkrácením) kontrakce. Pokusíme se pochopit, pro co je excentrická kontrakce a proč může poškodit svalová vlákna.

Maximální napětí

Křivka síla-rychlost nám říká, že sval je schopen vyvíjet napětí (tahovou sílu) intenzivnější, když je aktivován při protahování (excentrická kontrakce).

Křivka síly a rychlosti

Graf J. Dapena, 1977, na základě dat P. Komi, 1973

V mnoha sportovních technikách, ale také v přirozených aktivitách, jako je chůze, je excentrická kontrakce bezprostředně následována koncentrickou kontrakcí ("cyklus prodlužování - zkrácení" nebo "cyklus zkrácení zkrácení"):

  1. Sval se protahuje proti prodloužení (excentrická kontrakce)
  2. Ihned po svalovém zkrácení (soustředné kontrakce).

Tento cyklus lze použít například ke zvýšení síly soustředné kontrakce, jako při skoku s protisměrným pohybem.

Zastavení:

  1. ohnutí
  2. Dlouhá pauza
  3. prodloužení

Rozšíření:

  1. déle
  2. přestanou
  3. zkrátí se

Skok s protisměrným pohybem:

Prodlužovací cyklus zkracování extensorových svalů:

  1. ohnutí
  2. Okamžité rozšíření

Nadmořská výška je větší (praktická ukázka toho, co bylo dosud řečeno).

Příklad cyklu prodloužení-zkrácení

(Skok s protisměrným pohybem)

1) Z J. Dapena, 1977, upraveno.

  • Spoje se ohýbají a pak se roztahují.
  • Prodlužovače prodlužují a zkracují;

2) Graf J. Dapena, 1977, na základě údajů P. Komi 1973.

a) Extenzory kyčlí a kolen jsou téměř úplně deaktivovány. V důsledku gravitační síly se táhnou téměř pasivně, což způsobuje zrychlení těla směrem dolů s následným ohnutím kloubů. Rychlost prodloužení rychle roste.

3) Z J. Da pena, 1977, modifikováno.

b) Když je rychlost prodlužování vysoká, nastavovače se aktivují. Jejich napětí je vysoké a vyvolává tlak na zemi, který je větší než hmotnost sportovce. Z tohoto důvodu:

Pád těla pokračuje, ale je náhle zastaven.

Rychlost prodloužení rychle klesá.

4) Z J. Da pena, 1977, modifikováno.

c) Zastavení pádu a prodloužení. Prodlužovače jsou stále aktivovány s vysokým procentem náboru vláken. Na chvíli jsou prodlužovače stále (izometrické kontrakce).

5) Z J. Da pena, 1977, modifikováno.

d) Zkrácení prodlužovačů začíná okamžitě. Procento náboru je maximální, ale napětí se zvyšuje s rostoucí rychlostí zkracování.

e) Rychlejší a rychlejší zkrácení pokračuje s následným poklesem napětí.

Síla extenzorů je přenášena na zem skeletovými pákami. Sportovec se posouvá dolů a reakcí podle Newtonova prvního zákona dostává vzestupný tah stejné intenzity (omezující reakce půdy).

Od www.armin-kibele.de/oldpro_e.html, upraveno.

Všimněte si, že maximální tah ( síla ) je vytvářen v nejnižším bodě CG (poloha c ), kdy končí napínání a začíná zkracování.

Od J. Dapena, 1977, modifikováno.

V polohách a a b se prodlužovače rychle protahují, ale síla je menší než izometrická (poloha c ). Podle křivky síla-rychlost, ve fázi napínání by sval mohl vyvíjet sílu mnohem větší, než je síla zaznamenaná v poloze c . V prodlužovací fázi se proto aktivátory neaktivují na maximum .

POKRAČOVÁNÍ: Užitečnost cyklu prodloužení-zkrácení »