KINEZJOLOGIA Cwiczenie 4MIĘŚNIE
Struktura mikroskopowa
Budowa tkanki mięśniowej
• mięsień poprzecznie prążkowany –
m. szkieletowe,
• mięsień poprzecznie prążkowany serca,
• mięsień gładki – w ściankach naczyń krwionośnych, w oku, w układzie pokarmowym, oddechowym, moczowym, rodnym.
Brzusiec mięśnia jest zbudowany z włókien mięśniowych otoczonych powięzią przechodzącą w ścięgna, które przyczepiają się do kości. Ścięgna rozpostarte między kością a brzuścem przenoszą siłę pobudzonych włókien mięśniowych na kości. Ze względu na szeregowe położenie ścięgien wobec włókien mięśniowych przenoszą one taką siłę, jaką wyzwala mięsień. Mięsień jest pokryty dwiema warstwami tkanki łącznej – omięsnymi.
Obie warstwy omięsnej zawierają włókna kolagenowe oraz sprężyste, które przechodzą w warstwę śródmięsną otaczającą pojedyncze włókna mięśniowe. Cytoplazmatyczna błona komórkowa, otaczająca zespół włókien składających się na włókno mięśniowe, nazywa się sarkolemą. Specyficzną rolą sarkolemy jest przenoszenie pobudzenia.
Tkanki łączne, stanowiące otoczki poszczególnych elementów czynnych mięśni wraz ze ścięgnem stanowią jego elementy bierne i mają znaczenie w przenoszeniu siły mięśnia. Włókienko składające się z segmentów zwanych sarkomerami – odcinki przedzielone liniami Z – jest zbudowane
z nitek aktyny i miozyny, zwanych łącznie nitkami mięśniowymi – miofilamentami.
Schemat układu mostków miozynowych względem nitek aktyny a) w stanie spoczynku, b) pod wpływem jonów wapnia Ca++ mostki tworzą połączenia
z aktyną, przy czym następuje aktywacja ATP,
c) energia rozpadu ATP zostaje zużyta do zmiany kąta ustawienia głowy mostka, co powoduje przesunięcie aktyny względem miozyny.
Sarkomer – odcinek wydzielony liniami Z. Schemat podłużnego przekroju włókienek mięśniowych : grubych – miozynowych i cienkich – aktynowych.
Skurcz mięśnia
Zachowanie mięśni szkieletowych, nazywanych też poprzecznie prążkowanymi zależy –
w przeciwieństwie do mięśni gładkich trzewi – od woli człowieka. Należą one do czynnego układu ruchu i są zdolne do wyzwolenia siły oraz wykonania pracy mechanicznej.
Budowa makroskopowa
• omięsna wewnętrzna,
• brzusiec mięśniowy,
• omięsna zewnętrzna.
Brzusiec mięśniowy
• przechodzi w ścięgno (otoczone ościęgną),
• przyczep początkowy,
• przyczep końcowy.
Układ mięśnia
szkieletowego
Podział brzuśćca ze względu na głowy
• mięsień dwugłowy,
• mięsień trójgłowy,
• mięsień czworogłowy.
Jeżeli brzusiec mięśniowy dzieli się na kilka ścięgien końcowych nazywamy go wieloogoniastym.
Mięsień ze względu na brzuśćce
• mięsień dwubrzuśćcowy przedzielony pasmem ścięgnistym,
• w przypadku dłuższego mięśnia występują smugi ścięgniste,
• mięśnie płaskie występujące w ścianie brzucha tworzą płaskie błony – rozścięgna,
• mięsień półpierzasty i pierzasty,
• mięśnie okrężne,
• zwieracze.
Ścięgna
Odmiany pracy mięśniowej
Siła mięśnia
Siła
Siła – jako właściwość motoryczną człowieka definiuje ją się najczęściej jako zdolność do pokonywania oporu zewnętrznego lub przeciwdziałania mu kosztem wysiłku mięśniowego. Jest jedną z podstawowych właściwości motorycznych człowieka, kształtującą się wraz z rozwojem osobniczym, a uzależniona jest przede wszystkim od wielkości masy mięśniowej.
Siłę dzielimy na :
• Siłę statyczną (sprawność czysto siłowa, osiągana poprzez ćwiczenia izometryczne)
• Siłę dynamiczną (sprawność szybkościowo – siłowa, praca mięśnia koncentryczna i ekscentryczna)
Czynniki, od których zależy siła:
• Przekrój poprzeczny mięśnia (im większa powierzchnia przekroju mięśnia tym większa siła)
• Ilość synchronizujących ze sobą włókien mięśniowych
• Długość mięśnia – im dłuższy tym lepiej
• Prędkość jego skracania
Tonus mięśniowy
Tonus mięśniowy - wyjściowy stan napięcia mięśni w czasie spoczynku i w ruchu, regulowany w normalnych warunkach podświadomie w ten sposób, że napięcie jest dostatecznie wysokie, żeby przeciwstawić się pociąganiu przez siłę grawitacji, w pozycji wyprostowanej, lecz nie jest nigdy za silne, aby zaburzyć nasze ruchy
Tonus mięśniowy – ciągły, lekki skurcz włókien mięśniowych bez wywoływania ruchu, wynika ze stałego przepływu impulsów, jest przyrodzoną właściwością wszystkich żywych mięśni poprzecznie prążkowanych; jest różny w różnych mięśniach i w różnych stanach zdrowia fizycznego i psychicznego
Praca koncentryczna
Podczas pracy koncentrycznej mięśnia dochodzi do zbliżenia jego przyczepów do siebie; w większości przypadków to przyczep końcowy zbliża się do ustabilizowanego przyczepu początkowego. Nie jest to jednak regułą. Mięsień przezwycięża opór (własnego ciała, jego części bądź przyrządów sportowych) w ten sposób, że się skraca. Dzieje się tak na przykład podczas wyciskania sztangi leżąc.
Praca ekscentryczna
W czasie pracy ekscentrycznej mięsień przeciwdziała oporowi kurcząc się mimo to jednak jego przyczepy oddalają się a włókna mięśniowe wydłużają kontrolując ruch kończyny przeciw sile grawitacji. Praca ekscentryczna mięśnia to np. schodzenie, zbieganie, zeskoki, przysiady, opuszczanie podniesionych przedmiotów.
Praca statyczna (izometryczna)
Opiera się o siłę statyczną (siłę utrzymania).
Długość mięśnia nie ulega zmianie (przyczepy nie zmieniają odległości od siebie). Nie występuje ruch, ale kończyna jest utrzymywana w określonej pozycji w wyniku skurczu mięśnia. Od tonusu różni się udziałem świadomości.
Izometryczna praca mięśni
CZYNNIKI MIĘŚNIOWE. WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE MIĘŚNI.
ZALEŻNOŚĆ POMIĘDZY DŁUGOŚCIĄ MIĘŚNIA
A WIELKOŚCIĄ ROZWIJANEJ SIŁY.
Pojedyncze włókienko wyzwala maksymalną siłę przy długości sarkomeru od 2 do 2,25 μm, czyli wówczas, gdy wszystkie połączenia między mostkami miozynowymi i nitkami aktyny są związane. Siła ta maleje wraz z jego rozciągnięciem, co tłumaczy się tym, że w jego trakcie zwiększa się liczba połączeń mostkowych. Maleje ona również wówczas, gdy sarkomer skraca się i nitki miozyny dochodzą do linii Z.
Jeżeli za wyjściową długość sarkomeru przyjmuje się wartość spoczynkową lo=2,25 μm to przy jego rozciągnięciu do 3,65 μm (62 % długości spoczynkowej), jego siła spadnie do 0. Maksymalnie skrócony sarkomer ma wymiar 1,27 μm czyli może się skrócić o 44 %. Wówczas jego siła też spada do 0.
Mięsień ma elementy czynne, zdolne do wyzwalania siły, i elementy bierne, jak ścięgna i powięzie oraz pozostałe tkanki łączne. Własności sprężyste tych elementów muszą być uwzględnione, jeśli rozważana jest zdolność mięśnia do rozwijania siły, gdyż za ich pośrednictwem jest ona przenoszona na kość. Ścięgno musi przenosić przynajmniej taką siłę, jaką rozwija brzusiec.
Elementy bierne mają pewną sprężystość, która polega na odzyskiwaniu pierwotnych kształtów po usunięciu naprężeń mechanicznych wywołujących odkształcenie. Może ono być spowodowane działaniem elementów kurczliwych lub przy ich biernym zachowaniu przez siłę zewnętrzną. Skutkiem tego odkształcenia jest pojawienie się wewnętrznych sił sprężystości oraz związanej z ich istnieniem potencjalnej energii mechanicznej, tzw. energii sprężystości.
SZYBKOŚĆ ZMIAN DŁUGOŚCI (PRĘDKOŚCI) MIĘŚNIA. ZALEŻNOŚĆ F-V. MOC MIĘŚNIA.
Mięśnie szkieletowe w układzie ruchu człowieka pełnią rolę siłowników służących do napędu jego części biernych – segmentów ciała. Funkcja ta jest realizowana dzięki temu, że mięśnie wykazują zdolność aktywnej zmiany długości, jednocześnie generując siłę, która – przenoszona przez dźwignie kostne – może poruszać segmenty ciała względem siebie oraz oddziaływać na zewnątrz układu ruchu wywołując siły reakcji. Obydwie te funkcje – zmiana długości i wyzwalanie siły – oznaczają, że mięśnie szkieletowe są zdolne do wykonywania pracy mechanicznej.
Prędkość przemian energetycznych zachodzących w mięśniu szkieletowym ma wartość skończoną, zatem i moc maksymalna, rozwijana przez mięsień, jest skończona i nie może przekroczyć pewnej wartości granicznej.
Wartość siły rozwijanej przez mięsień jest zależna od prędkości jego skracania się; zależność ta w przybliżeniu jest odwrotnie proporcjonalna.
Zarówno siła maksymalna, jak i maksymalna prędkość skracania się mięśnia są ograniczone pewnymi wartościami maksymalnymi, charakterystycznymi dla danego mięśnia, zależnymi od jego budowy (np. składu włókien), temperatury itp.
Przebieg hiperboli tłumaczy zależność między siłą
a prędkością : największą siłę (maksymalną) rozwija
mięsień przy prędkości V=0. Przy maksymalnej zaś
prędkości skracania się mięśnia przejawia on na zewnątrz zerową siłę.
Zależność siły mięśnia od prędkości jego skurczu wiąże się z mocą mięśnia. Moc rozwijana przez mięsień pracujący izometrycznie (tzn. wyzwalający maksymlaną siłę) jest równa zeru. Podobnie jest z mocą mięśnia kurczącego się z prędkością maksymalną. Oznacza to, że w obydwu przypadkach moc użyteczna mięśnia jest równa zeru.
Dla pośrednich wartości prędkość skurczu mięśnia, iloczyn siły mięśnia
i prędkości jest większy od zera. Oznacza to, że dla pewnej wartości V moc rozwijana przez mięsień osiąga maksimum.
Moc użyteczna mięśnia zależy od prędkości jego skracania, a jej wartość maksymalna jest rozwijana przy pewnej określonej prędkości skurczu.
arrrisa