Siła mięśni, a czynniki zewnętrzne i fizjologiczne.

MC_OMEN

Podstawowym zadaniem mięśni jest wprawienie w ruch ciała, a co za tym idzie nadanie mu przyśpieszenia. Jeżeli
odwołamy się do podstaw fizyki to rozumiemy że aby wprawid ciało w ruch z danym przyśpieszeniem oddziałujemy siłą.

Siła jaką rozwija kurczący się mięsieo wynosi około

powierzchni. Tutaj już przedstawiamy jeden fakt, a

mianowicie potencjał siłowy mięśnia ZALEŻY od jego wielkości. Należy zastanowid się co tak naprawdę robią mięśnie,
odpowiedź jest prosta, ciągną kości, ZAWSZE ciągną kości, nigdy pchają, możliwośd pchania mają tylko i wyłącznie
sztuczne mięśnie (efekt technologiczny).
Wstępnie stwierdzamy że wielkośd rozwijanej siły zależy od:

1. Przekroju fizjologicznego mięśnia
2. Jego początkowej długości podczas pobudzenia
3. Liczby i typu (FF,FR czy S) aktywnych jednostek motorycznych
4. Wielkości mięśnia
5. Kąta zgięcia w stawie
6. Prędkości skracania mięśnia
7. Częstotliwości pobudzeni

Ad. 1
Przekrój fizjologiczny mięśnia w decydujący sposób wpływa na wielkośd rozwijanej przez niego siły; im większy przekrój
poprzeczny, tym większa siła. Przekrój fizjologiczny różni się od przekroju anatomicznego :

 Fizjologiczny jest prostopadły do przebiegu włókien
 Anatomiczny jest prostopadły do osi długiej mięśnia.

Tak więc przekrój fizjologiczny jest większy niż anatomiczny, lub najwyżej równy mu (większośd mięśni szkieletowych ma
budowę pierzastą).

Ad. 2
Mięsieo rozwija maksymalną siłę, kiedy występuje maksymalna liczba połączeo główek miozynowych z centrami
aktywnymi aktyny.

Sarkomer rozwija największą siłę przy długości, w której występuje największa liczba możliwych połączeo między
główkami miozynowymi a centrami aktywnymi aktyny. Przyjęto nazywad tę długośd długością optymalną, ponieważ przy
długości mniejszej lub większej siła mięśnia maleje, a dzieje się tak dlatego, że gdy wydłużamy mięsieo, liczba
potencjalnych połączeo między główkami miozynowymi a aktyną zmniejsza się, z kolei w przypadku skracania filamenty
aktyny nie tylko zachodzą na miozynę, ale również stopniowo zaczynają zachodzid jedna na drugą. Wskutek tego częśd
tworzonych mostków poprzecznych rozwija siłę o przeciwnym kierunku działania i wypadkowa skurczu maleje.
Oczywiście, w warunkach przyżyciowych zmiany długości mięśnia a co za tym idzie – i sarkomerów, są zdeterminowane
budową i zakresem ruchów stawów.
Krzywa zależności siły mięśnia jako całości od jego długości ma podobny przebieg do rejestrowanego w sarkomerze, ale
nieco inny zakres, ponieważ mięsieo ma ogromną ilośd tkanki łącznej; również sarkomery w różnych częściach mięśnia
niekoniecznie muszą kurczyd się jednocześnie

Ad. 3
Wzrost siły mięśnia można uzyskad przez rozciągnięcie go przed skurczem o mniej więcej 20% oraz poprzez podniesienie
jego temperatury, co zapewnia optymalną liczbę aktywnych mostków poprzecznych i właściwą ilośd energii
zmagazynowanej w elementach elastycznych mięśnia (ścięgnach, powięziach, elastycznych elementach sarkomeru).
Kiedy mięśnie są rozciągnięte gromadzą energię, która podczas skurczu jest oddawana (uwalniana), w wyniku czego
rośnie siła mięśnia. Przyżyciowo długośd mięśnia jest ograniczona i zdeterminowana jego przyczepami do kości oraz
budową anatomiczną stawów. W spoczynku wykazuje on napięcie, które jest wynikiem jego rozciągnięcia i stałem
impulsacji z ośrodkowego układu nerwowego. Jeżeli odetniemy jeden z przyczepów mięśnia, okaże się, że ulegnie on
małemu skróceniu, uzyskując długośd spoczynkową.

Ad. 4
Siłę mięśnia można zwiększyd przez rekrutowanie większej liczby jednostek motorycznych. Aby rozwinąd większą siłę,
musi byd zatem pobudzonych więcej owych jednostek, a więc i włókien mięśniowych. Kiedy jest potrzebna niewielka siła,
do skurczu będzie pobudzanych tylko kilka jednostek motorycznych. Jednostki motoryczne FF i FR zawierają więcej
włókien mięśniowych niż jednostka motoryczna S, przez co mogą rozwijad większą siłę. Również większe mięśnie, mające
więcej włókien mięśniowych są w stanie rozwinąd większą siłę od mięśni małych

Ad. 5
Ponieważ mięśnie rozwijają siłę, która jest przenoszona na dźwignie kostne, niezbędne jest zrozumienie fizycznych
zależności między owymi dźwigniami a mięśniami powodującymi ich ruch. Rozważmy działanie mięśnia dwugłowego
ramienia. Przyczep ścięgna tego mięśnia znajduje się tylko w 1/10 odległości między punktem obrotu w stawie
łokciowym a oporem trzymanym w ręce. Aby utrzymad 5- kilogramowy ciężar, mięsieo musi zatem rozwinąd siłę 10 razy
większą, czyli 50 kG. Siła rozwijana przez mięsieo jest przenoszona na kośd przez ścięgno. Tak jak długośd mięśnia,
optymalny kąt w stawie również stwarza warunki do uzyskania maksymalnej wartości siły przenoszonej na kości. Kąt ten
zależy od względnego ułożenia przyczepu ścięgna do kości i podnoszonego ciężaru. W naszym przykładzie optymalny
ką™ potrzebny do rozwinięcia i przyłożenia siły równej 50 kG wynosi około 100 . Mniejsze lub większe ugięcie w stawie
łokciowym zmieni kąt przyłożenia siły, a tym samym zmniejszy jej wartośd.

Ad. 6
Zdolnośd do rozwijania siły zależy również od prędkości skurczu mięśnia. Podczas skurczu koncentrycznego maksymalna
siłą przy szybszych skurczach stopniowo maleje. W pracy ekscentrycznej jest odwrotnie : szybkie ruchy ekscentryczne
pozwalają na zastosowanie dużej siły. Niezależnie od stosowanych metod badawczych i warunków pomiarowych
podstawowa zależnośd między siłą i prędkością ruchu zostaje taka sama. Kiedy zwiększa się prędkośd skracania mięśnia
rozwijana przez niego siła maleje. Przy obciążeniu równym zeru prędkośd skracania jest największa i nazywa się
maksymalną prędkością skracania mięśnia nieobciążonego.
Zależnośd siła-prędkośd może mied przebieg hiperboliczny, co rejestruje się głównie w badaniach skurczów mięśni
izolowanych, lub prostoliniowy, charakterystyczny dla grup mięśni człowieka podczas skurczów dowolnych, np. podczas
ruchów zginania w stawie łokciowym czy w czasie jazdy na rowerze.

Ad. 7
Jednym z czynników wpływających na wielkośd siły mięśni jest częstotliwośd pobudzeo i aktywnych jednostek
motorycznych. W skład mięśni wchodzą jednostki motoryczne zarówno wolno-, jak i szybko kurczliwe, a do pobudzenia
tych pierwszych potrzebna jest mniejsza częstotliwośd pobudzeni, więc przy zwiększonej częstotliwości zostanie
pobudzonych więcej jednostek szybko kurczliwych. Także pojedyncze włókno mięśniowe osiąga większą siłę wskutek
zwiększenia częstotliwości pobudzeni.