Vad påverkar styrkan i en skelettmuskelkontraktion?

För att människokroppen ska röra sig måste skelettmusklerna komma i kontakt. Varje muskel i kroppen består av muskelfibrer, organiserad i grupper som kallas motorenheter. Dessa motorenheter mottar signaler från hjärnan när rörelse önskas. Möjligheten att variera mängden kraft som produceras av skelettmuskler är avgörande för jämn och samordnad prestanda av mönstrad rörelse. I människokroppen finns olika mekanismer på plats för att effektivt kunna utbilda den mängd styrka som behövs för att utföra dessa uppgifter effektivt.

Man med stora muskler som tränar i gym (Bild: DAJ / Amana bilder / Getty Images)

Motorns rekryterings- och firningsfrekvens

En motor är den funktionella enheten i det neuromuskulära systemet. Mängden muskelfibrer som är inerverade av en motorenhet varierar från färre än 10 fibrer för små muskler till mer än 100 för större muskler. När de stimuleras, samlas alla fibrerna av den stimulerade motorenheten. För att öka styrkan, rekryteras flera motoraggregat för att kontrakta eller frekvensen av signalen till kontraktet ökar.

Sammandragningshastighet

Muskelns förmåga att generera kraft bestäms delvis av den hastighet vid vilken en muskel kontraherar. För koncentriska muskelkontraktioner eller när en muskel förkortas, eftersom hastigheten på en sammandragning ökar muskels kraftproducerande förmåga minskar på ett hyperboliskt sätt. Under excentrisk eller muskelförlängning, sammandragningar, ökar muskelstyrkande förmåga med högre hastighet.

Muskellängd

Muskelfibrer består av tjocka och tunna filament som är organiserade i sarkomerer, eller den minsta kontraktile enheten i muskeln. Längden på en muskel påverkar dess kraftproducerande förmåga på grund av motsvarande överlappning av tjocka och tunna trådar i varierande längder. När en muskelfiber stimuleras att sammandragas och att muskeln är optimal längd, indikerad med största möjliga överlappning av tjocka och tunna filament, produceras maximal styrka. Om en muskel är för kort eller för lång, produceras mindre än optimal kraft på grund av brist på överlappning av filament och tillgänglighet av bindemedel.

Muscle Fiber Type

Inte alla muskelfibrer är lika. Skelettmuskelfibrer faller i en av två kategorier baserat på alfa-motor neuron som innervates dem: typ I-muskelfibrer, eller långsamma fibrer, och typ II-fibrer eller snabba fibrer. Motorenheter som innehåller typ II-fibrer är typiskt större än motoraggregat som innehåller typ I-fibrer. Denna skillnad i motorenhetens storlek betyder att när en enda typ II-motorenhet stimuleras, mer muskelfibrer kontrakt än när en typ I-motoren stimuleras. Eftersom fler fibrer stimuleras till kontrakt i typ II-motorenheter, produceras mer kraft av typ II-fibrer.