Mišićni rad i snaga

Glavno svojstvo mišićnog tkiva koje tvori skeletne mišiće je kontraktilnost, koja dovodi do promjene duljine mišića pod utjecajem živčanih impulsa. Mišići djeluju na kosti poluga koje su povezane zglobovima. U tom slučaju svaki mišić djeluje na zglob samo u jednom smjeru. U jednoosnom zglobu (cilindričnom, blokovskom obliku), kretanje koštanih poluga događa se samo oko jedne osi, pa se mišići nalaze u odnosu na takav zglob s obje strane i djeluju na njega u dva smjera (fleksija - ekstenzija; adukcija - abdukcija, rotacija). Na primjer, u lakatnom zglobu neki su mišići fleksori, drugi su ekstenzori. U odnosu jedan na drugi, ovi mišići, djelujući na zglob u suprotnim smjerovima, antagonisti su. U pravilu, dva ili više mišića djeluju na svaki zglob u jednom smjeru. Takvi mišići, prijateljski nastrojeni u smjeru djelovanja, nazivaju se sinergisti. U dvoosnom zglobu (elipsoidnom, kondilnom, sedlastom obliku), mišići su grupirani prema svoje dvije osi, oko kojih se izvode pokreti. U kuglastom zglobu, koji ima tri osi kretanja (višeosni zglob), mišići su susjedni s nekoliko strana i djeluju na njega u različitim smjerovima. Na primjer, ramenski zglob ima mišiće - fleksore i ekstenzore, koji izvode kretanje oko frontalne osi, abduktore i aduktore - oko sagitalne osi, te rotatore - oko uzdužne osi (prema unutra - pronatori i prema van - supinatori).

U skupini mišića koji izvode određeni pokret možemo razlikovati glavne mišiće koji osiguravaju zadani pokret i pomoćne mišiće, čija je pomoćna uloga naznačena samim nazivom. Pomoćni mišići modeliraju pokret, dajući mu individualne karakteristike.

Za funkcionalne karakteristike mišića koriste se pokazatelji poput njihovog anatomskog i fiziološkog presjeka. Anatomski presjek je veličina (površina) presjeka okomitog na dugu os mišića i koji prolazi kroz trbuh u njegovom najširem dijelu. Ovaj pokazatelj karakterizira veličinu mišića, njegovu debljinu. Fiziološki presjek mišića je ukupna površina presjeka svih mišićnih vlakana koja čine proučavani mišić. Budući da snaga mišića koji se kontrahira ovisi o broju mišićnih vlakana i veličini presjeka, fiziološki presjek mišića karakterizira njegovu snagu. Kod vretenastih, vrpčastih mišića s paralelnim rasporedom vlakana, anatomski i fiziološki presjeci se podudaraju. Drugačija je slika kod pernatih mišića, koji imaju veliki broj kratkih mišićnih snopova. Od dva jednaka mišića s istim anatomskim presjekom, pernati mišić ima veći fiziološki presjek od vretenastog mišića. Ukupni presjek mišićnih vlakana u pernatom mišiću je veći, a sama vlakna su kraća nego u vretenastom mišiću. U tom smislu, penasti mišić ima veću snagu od potonjeg, ali je raspon kontrakcije njegovih kratkih mišićnih vlakana manji. Penasti mišići nalaze se tamo gdje je potrebna značajna sila mišićne kontrakcije s relativno malim rasponom pokreta (mišići potkoljenice, stopala, neki mišići podlaktice). Vretenasti, vrpčasti mišići, građeni od dugih mišićnih vlakana, skraćuju se za veću količinu tijekom kontrakcije. Istovremeno, razvijaju manju silu od penatnih mišića, koji imaju isti anatomski presjek.

Rad mišića. Budući da su krajevi mišića pričvršćeni za kosti, točke njegovog ishodišta i pričvršćenja približavaju se jedna drugoj tijekom kontrakcije, a sami mišići obavljaju određenu količinu rada. Dakle, ljudsko tijelo ili njegovi dijelovi mijenjaju svoj položaj kada se odgovarajući mišići kontrahiraju, pomiču, svladavaju otpor gravitacije ili, obrnuto, popuštaju toj sili. U drugim slučajevima, kada se mišići kontrahiraju, tijelo se drži u određenom položaju bez izvođenja pokreta. Na temelju toga razlikuje se svladavanje, popuštanje i zadržavanje rada mišića.

Svladavanje mišićnog rada izvodi se kada sila mišićne kontrakcije mijenja položaj dijela tijela, uda ili njegove veze, s opterećenjem ili bez njega, svladavajući silu otpora.

Inferiorni rad je rad u kojem snaga mišića popušta sili gravitacije dijela tijela (uda) i tereta koji on drži. Mišić radi, ali se ne skraćuje, već se izdužuje; na primjer, kada je nemoguće podići ili držati predmet velike mase. Uz veliki napor mišića, tijelo se mora spustiti na pod ili drugu površinu.

Rad držanja se izvodi ako sila mišićnih kontrakcija drži tijelo ili teret u određenom položaju bez pomicanja u prostoru. Na primjer, osoba stoji ili sjedi bez pomicanja ili drži teret u istom položaju. Sila mišićnih kontrakcija uravnotežuje masu tijela ili tereta. U tom slučaju mišići se kontrahiraju bez promjene duljine (izometrijska kontrakcija).

Svladavanje i popuštanje rada, kada sila mišićnih kontrakcija pomiče tijelo ili njegove dijelove u prostoru, može se smatrati dinamičkim radom. Rad držanja, pri kojem se ne događa kretanje cijelog tijela ili dijela tijela, je statički rad.

Kosti povezane zglobovima djeluju kao poluge kada se mišići kontrahiraju. U biomehanici se razlikuje poluga prvog reda, kada se točke otpora i primjene mišićne sile nalaze na različitim stranama uporišne točke, i poluga drugog reda, kod koje se obje sile primjenjuju na jednoj strani uporišne točke, na različitim udaljenostima od nje.

Prva vrsta dvokrake poluge naziva se "ravnotežna poluga". Oporna točka se nalazi između točke primjene sile (sile mišićne kontrakcije) i točke otpora (gravitacije, mase organa). Primjer takve poluge je spoj kralježnice s lubanjom. Ravnoteža se postiže pod uvjetom da je moment primijenjene sile (umnožak sile koja djeluje na okcipitalnu kost i duljine ruke, koja je jednaka udaljenosti od oporne točke do točke primjene sile) jednak momentu gravitacije (umnožak gravitacije i duljine ruke, jednak udaljenosti od oporne točke do točke primjene gravitacije).

Druga vrsta poluge je jednokraka. U biomehanici (za razliku od mehanike), dolazi u dvije vrste. Vrsta takve poluge ovisi o položaju točke primjene sile i točke djelovanja gravitacije, koje se u oba slučaja nalaze na istoj strani uporišta. Prva vrsta poluge druge vrste (poluga sile) nastaje kada je krak primjene mišićne sile dulji od kraka otpora (gravitacije). Uzimajući stopalo kao primjer, možemo vidjeti da je uporište (os rotacije) glava metatarzalnih kostiju, a točka primjene mišićne sile (mišić triceps surae) je petna kost. Točka otpora (gravitacija tijela) nalazi se na spoju potkoljenice sa stopalom (gležanj). Kod ove poluge dolazi do dobitka u sili (krak primjene sile je dulji) i gubitka u brzini kretanja točke otpora (njezin krak je kraći). Kod druge vrste jednokrake poluge (brzinska poluga), krak primjene mišićne sile je kraći od kraka otpora, gdje se primjenjuje suprotna sila, gravitacija. Za prevladavanje gravitacije, čija se točka primjene nalazi na znatnoj udaljenosti od točke rotacije u lakatnom zglobu (točke uporišta), potrebna je znatno veća sila mišića fleksora pričvršćenih u blizini lakatnog zgloba (na mjestu primjene sile). U tom slučaju dolazi do dobitka u brzini i rasponu pokreta duže poluge (točke otpora) i gubitka sile koja djeluje na mjestu primjene te sile.