biomecanica musculara
DESCRIPTION
kgjTRANSCRIPT
BIOMECANICĂ MUSCULARĂ
Oiective:
1. Înțelegea clasificarii mușchilor și caracteristicile
lor
2. Descrie funcțiilor unui mușchi scheletic
3. Explicarea mecanismul de contracția și de
coordonare musculară
4. Distingerea diferențele dintre agoniști,
antagoniști și a agenților sinergici
5. Distingerea acțiunii muschilor multi-articulari
față de acțiunea mușchilor mono-articulari
Structura mușchilor scheleticiMușchii scheletici mușchi striațimușchii scheletici: contractie voluntaramușchii cardiaci: contracție non-voluntară muschii neteziUnele statistici despre muschii scheleticiȚesutul cel mai abundent în organism, reprezentand 40-45% din greutatea corpului> 430 mușchii scheleticiCele mai multe mișcări sunt efectuate de <80 de perechi de muschi scheleticiProprietăți ale mușchilor scheleticifibra musculare
extensibilitateelasticitatecontractilitate
tendon sau aponevrozaviscoelasticitatenon-contractilitate
Organizarea muschilor scheleticiepimyosiummușchii: elemente contractile care sunt încorporate în cadrul unei rețele de tesuturi conjunctive
perimyosiumfasciculus
endomyosiumsacrolemafibre musculare
miofibrilemiozinăactină
Fibra musculara
o celulă cilindrică lungă cu sute de nuclee
10-100 mm în diametru
1-30 cm în lungime
componenta contractila: miofibrila
componente non-contractile: endomyosium
tipuri de fibre musculare
fibre cu contracție lentă (de tip I)
de culoare roșie din cauza alimentarii din abundență cu sange
mai lent la vârf atunci când se contractată
rezistente la oboseală
fibre contracție rapidă (tip IIA)
pal, din cauza alimentarii cu mai puțin sange
rapid la vârf atunci când se contractată
rezistență mică la oboseală
fibre intermediare (tip IIB)
Arhitectura mușchilor scheletici
aranjament în fibre paralele: paralel cu axa longitudinală a mușchiului
longitudinală: Sartorius
careu sau quadralateral: pronator teres
triunghiulară sau în formă de evantai: pectoral mare
fusiform sau fuziform: biceps brahial
aranjament pennat al fibrelor: unghiul fibrelor față de axa longitudinală a
mușchiului
unipenniform: extnesor digitorum longous
bipenniform: flexorul halucelui lung
multipenniform: fibrele de mijloc ale deltoidului
Notă: Lieber RL (1992) Arhitectura împărțit mușchii scheletici în 3 tipuri
generale
Arhitectura longitudinală: biceps brahial
arhitectura unipennată: vast lateral
Arhitectura multipennată: gluteus mediu
Efectul unghiului de pennatie
cu cât este mai mare unghiul de pennatie, cu atât este mai mica forța
efectiva transmisă la tendonul mușchiului
unghiul de pennatie creste progresiv cu tensiunea
Aranjamentul pennat va permite împachetarea mai multor fibre într-un
spațiu dat
Contracția musculară
Functiile mușchilor scheletici
Deplasarea membrelor corpului prin crearea de mișcare
Oferă rezistență prin generarea de forță activă
Protejează articulatiile prin absorbția șocului
Functiile țesuturilor conjunctive din interiorul mușchilor
Oferă o structura densă pentru mușchi
Generează tensiunea pasivă împotriva intinderii
Transmite forța la nivelul osului și în articulație
Definiție - contracție musculară
Actul prin care fibrele musculare generează tensiuni, ceea ce duce la scurtarea mușchiului.
Mecanismul glisant al filamentului
scurtarea activă a sacromerelor, rezultată din mișcarea relativă a filamentelor de actină și miozină
forța de contracție este dezvoltată de punțile transversale ale miozinei
forta de contractie este dezvoltată de legăturile transversale de miozină
Tipuri bazate pe schimbările în lungimeContracție concentrică (contractie de scurtare)
Definiție: contracția musculară, cu întreaga lungime a mușchiului scurtată
În cadrul activităților de zi cu zi, în cazul în care gravitatia este singura forță exterioară care acționează asupra corpului, mușchii agoniști se contractă concentric pe toata durata exercitării forței de greutate.
Contracție izometrică (contracție statică)
ISO-uri = egal; Metron = măsură
Definiție: contracția musculară, fără schimbarea lungimii musculare
Unghiul articulației rămâne același atunci când este dezvoltata contracția izometrică.
În timpul contracției izometrice nu există mișcare
Contracție excentrică (contracție alungită)
definiție: contracția musculară, cu mărirea lungimii mușchilor
În cadrul activităților de zi cu zi, în cazul în care gravitatia este singura forță exterioară care acționează asupra corpului, mușchii antagoniști se contractă exoncentric pe toata durata exercitării forței de greutate.
Exemple:
Contracția muschilor abdominali este concentrică pe durata așeazării organismului în poziția ghemuit
Tricepsul brahial are o contracție musculară concentrică, atunci când organismul se ridică în timpul
flotărilor
Cvadricepsul femural se contractă concentric în timpul urcării unui etaj
1. Ridicați brațul la nivelul umerilor și încercați să flectați cotul la 90 de grade. Care mușchi din brațul este responsabil pentru această mișcare? Ce tip de contracție se petrece? Dacă vă extindeți cotul, ce mușchi se contractă și ce tip de contracție este?
2. Similar cu 1, în cazul în care cotul este flectat de la 90 de grade la 130 de grade. Care dintre muschii din brat sunt responsabili pentru această mișcare? Ce tip de contracție? Dacă ați extinde cotul de la 130 de grade la 90 de grade, care mușchi se contractă și care este tipul de contracție?
3. Cand se contractă excentric mușchiul triceps brahial?
4. Dacă dintr-o poziție de relaxare te întinzi fără a utiliza muschii abdominali, ce s-ar intampla?
Tipuri de contractie musculara, bazate pe dezvoltarea de
tensiune
Izotonică
iso = egal; tonusului = tensiunea
Cei mai mulți fiziologi au definit un fel de contracție
musculară care se dezvoltă o tensiune constanta de-a lungul
întregului mușhi, contractia izotonica, cu toate acestea, este rar
întâlnită într-un organism viu.
Medicii folosesc frecvent termenul de contracție izotonică și se
referă la o contracție musculară care are ca efect o mișcare
articulară.
Chiar dacă rezistența rămâne aceeași, tensiunea generata de
muschi nu este tot timpul aceeași deoarece:
1.brațul momentului în raport axa articulației se schimbă
de-a lungul mișcării
2.rezistența dată de forța gravitațională se schimbă de-a
lungul mișcării
IzometricăLungime musculară egală și același unghi articularViteză zero, mișcare cu rezistență variabilă
Izokineticăiso = egal; kinetos = mișcareDefiniție: un tip de contractie musculara care apare atunci când
viteza de mișcare este constantănu apar în organism viu fără a utiliza dispozitive speciale
(izocinetică - dinamometru)introdus pentru prima dată de către Hislop și Perrine în 1967
Tensiune lungime viteză
isotonic Variabil Variabil Variabil
isometric Variabil Egal Zero
isokinetic Rezistență acceptabilă(Variabil)
Variabil Constant
Relația lungime tensiuneModelul mecanic al fibrelor musculare
Componenta contractila: structurile în punte date de actină și miozină
Componenta elastică paralela: tesutului conjunctiv muscular de exemplu: epimyosium, perimyosium, sau endomyosium
Componenta elastic serie: țesutul conjunctiv din cadrul tendonuluiTensiunea generata de contractia activă
Durata de inactivitate al unui sacromer: lungimea care permitecel mai mare număr legături în punte și cel mai mare potențial de forță activă
Durata activă a tensiunii: curbă cu o forma de U inversat, cu vârfului la sfârșitul periadei de inactivitate a sarcomerului
Tensiunea generata de întinderea pasivădezvoltată atunci când componentele serie și în paralel elastice
sunt întinsecurba lungime-tensiune pasivă: tesutul este slăbit înainte de a fi
întins și apoi tensiunea se acumulează variind după o funcție exponențialăCurba tensiune musculară totală
la alungiri mai scurte: contracția activă domină generarea forțelor
tensiunea pasivă începe să contribuie doar dincolo de lungimea sa de repaus iar tensiunea activă este compromisă
la alungiri mari: tensiunea pasivă reprezintă cea mai mare parte din forța totala
Relația forță vitezăForța scade odată cu creșterea vitezei în perioada contracției
concentriceForța crește odată cu scăderea vitezei contracției excentriceForță = 0 în timpul contracției izometrice
Coordonarea muscularăActivitatea musculară pe durata mișcăriiMusculatură centrală
Agonist sau mușchi primaragon = competiție musculatura principală care produce o
mișcare articulară sau menține o postură staticăpoate fi concentrică, izometrică, sau excentrică
Antagonistanti = impotriva; agon = competițiemușchiul care se contracta in directia opusa a unui
mușchi agonistpasiv se alungeste, pentru a permite mișcarea acționată
de mușchii agoniști
Sinergiesyn = împreună; ergon = muncămuschi care se contracta, împreună cu agoniști
stabilizator: pentru a stabiliza componenta proximală implicată în mișcarea articularăneutralizator: pentru a exclude mișcări nedorite
Mușchi posturaliajustare anticipativă posturală
Co-contracția
Agoniștii și antagoniștii se contractă simultan
Se realizează apropierea suprafețelor articulare
Actiunea mușchilor multi-articulariMușchi mono-articular versus mușchi multi-articular
Mușchi mono-articular: un mușchi care traversează numai o singură articulație, de exemplu, biceps brachialis, capul scurt al bicepsului brahial
Mușchi bi-articular: un mușchi care traversează două articulații, de exemplu,capul lung al bicepsului brachial, grastrocnemius, etc
Mușchi multi-articulari: un mușchi care traversează mai mult de o articulație, exemplu: flexorilor lungi ai degetelor, extensorii lungi ai degetelor, etc
Insuficiență activă Imposibilitatea unui mușchi de a ajunge la forța de
contractie din cauza limitei de lungime musculareExemple:
Strângerea pumnului cu încheietura mâinii extinsă este mai puternică decât cea cu încheietura flectată
Puterea flexorului cotului scade atunci când articulatia umarului este flectată
Tensiunea contractila a agonistului este semnificativ slabă atunci cand un muschi multi-articular încearcă să se contracte într-o poziție în care mușchiul este scurtat, și anume contracția musculară în partea de inceput a curbei lungime-tensiune
Strângerea pumnului cu încheietura mâinii extinsă este mai puternică decât cea cu încheietura flectată
Tensiunea contractila a agonistului este semnificativ slabă atunci cand un muschi multi-articular încearcă să se contracte într-o poziție în care mușchiul este scurtat, și anume contracția musculară în partea de inceput a curbei lungime-tensiune
Insuficiență pasivă
Imposibilitatea mușchiului de a efectua întreaga gamă de
mișcare, din cauza limitei de lungime musculară
Exemple:
Deschide automat mâna cu încheietura mâinii
flectata
Este dificil să se ajungă la degetele de la picioare cu
genunchiul extins în comparație cu situația în care
genunchiul este flectat
Chiar dacă agonistul se poate contracta puternic,
mișcarea poate fi limitată din cauza lipsei de cursă a
antagonistului
Nota: forța de prindere totală insuficientă produsă cu încheietura mâinii
complet flectată se datorează combinației de insuficiență activă a
flexorilor lungi ai degetelor și insuficiența pasivă a extensorilor lungi ai
degetelor .