Von Dr. Stefano Casali
Muskelkraft
Aus physiologischer Sicht ist Muskelkraft die Fähigkeit des Muskels, eine Spannung aufzubauen, die zur Überwindung oder Bekämpfung äußerer Widerstände nützlich ist. Genauer gesagt:
Kraft pro Quadratmeter Querschnitt: 200 kN / m2.
Ein Muskel mit einem quadratischen Dezimeter kann eine Kraft von 2000 N entwickeln, die dem Gewicht einer Masse von etwa 200 kg entspricht.
Im Sarkomer erzeugt jede Traktion des Myosinkopfes auf dem Aktinfilament eine Kraft von 3-4 pN.
Eine Milliarde Myosinköpfe können, wenn sie gleichzeitig wirken, eine Kraft von nur 3 bis 4 N ausüben, was dem Gewicht einer Masse von etwa 0, 3 bis 0, 4 kg entspricht.
Bei jeder Traktion ("Power Stroke") des Myosinkopfes wird das Aktinfilament um 10 nm verschoben.
Der Myosinkopf bleibt ca. 2 ms am Aktinfilament haften.
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| Von: www.sci.sdsu.edu/movies/actin_myosin.html | |
Exzentrische Kontraktion:
Wenn sich der Muskel verlängert, übt er eine Kraft aus, die seiner Dehnung entgegenwirkt.
Bei gleicher Spannung treten Muskelverletzungen eher bei exzentrischen Kontraktionen (mit Dehnung) als bei isometrischen (statischen) oder konzentrischen (mit Verkürzung) Kontraktionen auf. Wir werden versuchen zu verstehen, wofür exzentrische Kontraktion ist und warum sie Muskelfasern schädigen kann.
Maximale Spannung
Die Kraft-Geschwindigkeitskurve zeigt, dass der Muskel eine stärkere Spannung (Zugkraft) ausüben kann, wenn er beim Strecken aktiviert wird (exzentrische Kontraktion).
Kraft-Geschwindigkeitskurve
Graph von J. Dapena, 1977, basierend auf Daten von P. Komi, 1973
Bei vielen Sporttechniken, aber auch bei natürlichen Aktivitäten wie dem Gehen, folgt auf eine exzentrische Kontraktion sofort eine konzentrische Kontraktion ("Verlängerungs-Verkürzungs-Zyklus" oder "Streckungs-Verkürzungs-Zyklus"):
- Der Muskel streckt sich gegen die Verlängerung (exzentrische Kontraktion)
- Unmittelbar danach verkürzt sich der Muskel (konzentrische Kontraktion).
Dieser Zyklus kann zum Beispiel verwendet werden, um die Stärke der konzentrischen Kontraktion wie beim Sprung mit Gegenbewegung zu erhöhen.
Stillstand:
- Flexion
- Lange Pause
- Erweiterung
Die Extender:
- sie werden länger
- sie hören auf
- sie werden kürzer
Sprung mit Gegenbewegung:
Stretching-Shortening-Zyklus der Streckmuskulatur:
- Flexion
- Sofortige Verlängerung
Die Höhe ist größer (praktische Demonstration dessen, was bisher gesagt wurde).
Beispiel für einen Zyklus der Verlängerung und Verkürzung
(Der Sprung mit Gegenbewegung)
1) Aus J. Dapena, 1977, modifiziert.
- Die Gelenke biegen und strecken sich dann.
- Die Extender verlängern und verkürzen sich dann;
2) Grafik von J. Dapena, 1977, basierend auf Daten von P. Komi 1973.
a) Die Extensoren der Hüften und Knie sind fast vollständig deaktiviert. Sie dehnen sich aufgrund der Schwerkraft fast passiv, was zu einer Beschleunigung des Körpers nach unten und damit zu einer Beugung der Gelenke führt. Die Dehnungsrate steigt schnell an.
3) Aus J. Da Pena, 1977, modifiziert.
b) Wenn die Dehnungsgeschwindigkeit hoch ist, werden die Extender aktiviert. Ihre Spannung ist hoch und erzeugt einen Schub auf dem Boden, der größer ist als das Gewicht des Athleten. deshalb:
Der Fall des Körpers geht weiter, wird aber abrupt gestoppt.
Die Dehnungsgeschwindigkeit nimmt schnell ab.
4) Aus J. Da Pena, 1977, modifiziert.
c) Sturz und Dehnung stoppen. Die Extender sind immer noch aktiviert, mit einem hohen Prozentsatz an Faserrekrutierung. Für einen Moment stehen die Extender still (isometrische Kontraktion).
5) Aus J. Da Pena, 1977, modifiziert.
d) Das Kürzen der Extender beginnt sofort. Der Rekrutierungsprozentsatz ist maximal, aber die Spannung nimmt mit zunehmender Verkürzungsgeschwindigkeit ab.
e) Das schnellere und schnellere Verkürzen setzt sich fort, was zu einer Verringerung der Spannung führt.
Die Kraft der Strecker wird über die Skeletthebel auf den Boden übertragen. Der Athlet drückt nach unten und erhält durch Reaktion nach Newtons erstem Gesetz einen gleich starken Aufwärtsschub (einschränkende Reaktion des Bodens).
Von www.armin-kibele.de/oldpro_d.html modifiziert.
Beachten Sie, dass der maximale Schub ( Kraft ) am niedrigsten Punkt des Schwerpunkts (Position c ) erzeugt wird, wenn die Dehnung endet und die Verkürzung beginnt.
Aus J. Dapena, 1977, modifiziert.
In den Positionen a und b dehnen sich die Strecker schnell, aber die erzeugte Kraft ist geringer als die isometrische (Position c ). Gemäß der Kraft-Geschwindigkeitskurve könnte der Muskel in der Dehnungsphase eine Kraft ausüben, die viel größer ist als die in Position c aufgezeichnete. In der Streckphase werden die Extender daher nicht maximal aktiviert .
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