یه فیبر ماهیچه ای به یه پتانسیل عمل (محرک)، با ایجاد تنش، که یه نیروی کشنده ست پاسخ میده و نیرو رو در طول تاندونها به استخوانها منتقل میکنه. همونطور که در ابتدای این بخش و بخش ۸ گفته شد، مقدار تنش لازم از یه ماهیچه، بسته به مقدار گشتاور لازم برای ایجاد، توقف یا کنترل حرکت در مفصل داره. میزان تنشی که یه ماهیچه میتونه تولید کنه تا گشتاور ایجاد کنه، به چند عامل بستگی داره. دو تا از این عوامل رو تو این بخش میگم.
ربط طول ماهیچه و تنش
عجیب نیست که رابطه بین طولِ ماهیچه و میزان تنش تولیدی، رابطه طول-تنش (length–tension (L-T) relationship) نامیده بشه. کل تنش، یا نیروی کشنده، از بخش های انقباضی، سری و الاستیک تشکیل میشه (مدل سه-بخشی ماهیچه قبلا در این بخش توضیح و در شکل ۳-۱۵ نشون داده شده). شکل ۶-۱۵ یه رابطه L-T رو برای بخش های مجزا و برای کل ماهیچه نشون میده که توش، طول رو محور افقی و تنش (نیرو) روی محور عمودی ه. روابط رو در این بخش توضیح میدم.
رابطه طول و تنش در بخش انقباضی
ویژگی خاص ماهیچه، توانایی ش برای تولید نیرو از ضربه های قدرتی تولیدی بین رشته های کلفت و نازک درون سارکومر ه. در مدل سه-بخشی ماهیچه، ضربه های قدرتی بوسیله بخش انقباضی تولید میشن.
نیروی کشنده بخش انقباضی، تنش فعال نامیده میشه.
 |
| شکل ۶-۱۵: رابطه طول-تنش یه ماهیچه. |
اگه ماهیچه و بخش انقباضی کش بیان، همپوشانی کمتری بین رشته های کلفت و نازک وجود خواهد داشت. همونطور که تو شکل ۶-۱۵ نشون داده شده، تنش فعال کم میشه چون بخش انقباضی کش اومده. وقتی رشته ها، همپوشانی ندارن، وقتی ماهیچه تحریک میشه، هیچ تنش فعالی با بخش انقباضی تولید نمیشه چون هیچ چهارراهی نیس که بتونه به محل های اتصال وصل بشه و هیچ ضربه قدرتی نمیتونه ایجاد بشه.
اگه ماهیچه و بخش انقباضی، کوتاه بشن، تنش فعال هم کم میشه. به این خاطر رخ میده چون جوری که چهارراه از رشته کلفت خارج میشه، بهش اجازه میده تا فقط به یه سایت پیوندی روی رشته نازک در انتهای یکسان بخش انقباضی، بپیونده. همونطور که تو شکل ۶-۱۵ نشون داده شده، وقتی بخش انقباضی از طول استراحتش کوتاهتر میشه، رشته نازک شروع به همپوشانی میکنه و محلهای پیوندی کمتری در دسترس میشن.
کش اومدن یا کوتاه شدن بخش انقباضی، تعداد محل های پیوندی بالقوه رو برای تولید ضربه های قدری، کاهش میده و میزان تنش فعال تولیدی رو کم میکنه.
ربط طول و تنش در بخش های الاستیک
به خاطر بافتهای پیوندی اطراف لایه ها و درون تاندون، که با بخشهای الاستیک موازی و سری مدل سه بخشی ماهیچه ارایه میشن، ماهیچه توسعه پذیر و الاستیکه. با اینکه اونا ساختارهای مجزا دارن، بخش های الاستیک موازی و سری به صورت یکسان به هرگونه تغییر در طول ماهیچه پاسخ میدن، پس من اونا رو به ی واحد که بخش الاستیک نامیده میشه، ترکیب میکنم.
وقتی یه نیرو، بخش الاستیک رو میکشن، مثل یه فنر توی در خود-بسته-شو طولانیتر میشه (کش میاد)؛ واسه همینه که توی مدل، با یه فنر نشون داده میشه.
کش اومدن یا کوتاه شدن بخش انقباضی، تعداد محل های پیوندی بالقوه رو برای تولید ضربه های قدری، کاهش میده و میزان تنش فعال تولیدی رو کم میکنه.
ربط طول و تنش در بخش های الاستیک
به خاطر بافتهای پیوندی اطراف لایه ها و درون تاندون، که با بخشهای الاستیک موازی و سری مدل سه بخشی ماهیچه ارایه میشن، ماهیچه توسعه پذیر و الاستیکه. با اینکه اونا ساختارهای مجزا دارن، بخش های الاستیک موازی و سری به صورت یکسان به هرگونه تغییر در طول ماهیچه پاسخ میدن، پس من اونا رو به ی واحد که بخش الاستیک نامیده میشه، ترکیب میکنم.
وقتی یه نیرو، بخش الاستیک رو میکشن، مثل یه فنر توی در خود-بسته-شو طولانیتر میشه (کش میاد)؛ واسه همینه که توی مدل، با یه فنر نشون داده میشه.
انرژی کشش یا الاستیک در بخش الاستیک کش اومده ذخیره میشه (انرژی کششی از تغییر شکل یه ماده در فصل ۷ توضیح داده شده). وقتی نیروی کششی بخش الاستیک رها میشه، انرژی الاستیک ذخیره شده، بخش رو به شکل اصلیش برمیگردونه. تنش یا نیروی کششی تولیدی در بخش الاستیک، تنش غیر فعال نمیشه میشه.
بخشهای الاستیک موازی و سری در واقع به صورت مختلف توی تنش ماهیچه شرکت میکنن. بخش الاستیک موازی فقط حین فعالیت ماهیچه ای اکسنتریک مشارکت میکنه، وقتی که فاصله بین محل های پیوندی ماهیچه از هم دور میشن. بخش الاستیک سری حین فعالیت ماهیچه ای ایزومتریک، کانسنتریک و اکسنتریک مشارکت میکنه.
رابطه L-T برای بخش الاستیک در بخش میانی شکل ۶-۱۵ نشون داده شده. در طول ابتدایی، بخش الاستیک سست ه و انرژی ذخیره ای برای تبدیل به تنش نداره. به طرز مشابه، اگه بخش الاستیک کوتاه بشه، فقط سست تر میشه و هیچ انرژی ای ذخیره نمیشه. چون بخش الاستیک حین درازشدگی، کش میاد، انرژی ذخیره ای زیاد میشه. کش امدن بیشتر = انرژی ذخیره ای بیشتر = تنش بیشتری تولید میشه وقتی بخش الاستیک کش عمده رها میشه.
کش امدن بخش الاستیک، میزان تنش غیر فعال تولیدی رو بیشتر میکنه.
ربط دادن طول و تنش در کل ماهیچه
آناتومی پیچیده کل یه ماهیچه، با مدل سه-بخشی ساده میشه. توی یه ماهیچه واقعی، نه بخش انقباضی و نه بخش الاستیک، به تنهایی کار نمیکنن؛ هردوشون توی تنش تولیدی بوسیله ماهیچه، مشارکت میکنن. کل تنش تولیدی، مجموع تنش از بخش انقباضی و بخش الاستیک ه. رابطه L-T برای کل ماهیچه، پایین شکل ۶-۱۵ نشون داده شده. این منحنی L-T، مجموع منحنی های بخش انقباضی و بخش الاستیک ه و شامل تنش فعال و غیر فعال میشه.
چون ماهیچه در هر سمتش به استخوان وصله، طولش که از یه مفصل رد میشه، در محدوده هاشور نخورده رابطه L-T باقی میمونه. کل تنش تولیدی تحت تاثیر طول ماهیچه ست، و کل تنش، زمانی که از هر دو بخش انقباضی و الاستیک میاد، بالاتره. آخر این بخش، توضیح میدم که چجوری رابطه L-T روی حرکت مفصلی موثر اعمال میشه.
نیروی ماهیچه ای کلی بیشتری تولید میشه وقتی ماهیچه دراز میشه یا کش میاد، چون هر دو تنش فعال و غیر فعال در کل نیرو مشارکت میکنن.
ربط دادن سرعت ماهیچه و تنش
همونطور که قبلا توضیح دادم، ضربه قدرتی از رابط های ایجاد شده بین رشته های کلفت و نازک در سارکومر میاد. ضربه های قدرتی تو فعالیت ماهیچه ای ایزومتریک، کانسنتریک و اکسنتریک درست میشن. سرعت تغییرات طول ماهیچه - چقدر سریع کوتاه میشه یا چقدر سریع کش میاد - میزان نیروی (تنش) ماهیچه ای تولیدی رو تحت تاثیر قرار میده. رابطه به صورت رابطه نیرو-سرعت (force–velocity (F-V) relationship) تشریح میشه. شکل ۷-۱۵، رابطه F-V رو برای فعالیت های اکسنتریک، کانسنتریک و ایزومتریک، نشون میده که توش سرعت ماهیچه روی محور افقی و نیروی ماهیچه (تنش) روی محور عمودی نشون داده شده.
میزان نیروی ماهیچه ای در فعالیت اکسنتریک در بالاترین حد، در فعالیت کانسنتریک در پایینترین حد و برای فعالیت ایزومتریک، بینابین ه.
بخشهای الاستیک موازی و سری در واقع به صورت مختلف توی تنش ماهیچه شرکت میکنن. بخش الاستیک موازی فقط حین فعالیت ماهیچه ای اکسنتریک مشارکت میکنه، وقتی که فاصله بین محل های پیوندی ماهیچه از هم دور میشن. بخش الاستیک سری حین فعالیت ماهیچه ای ایزومتریک، کانسنتریک و اکسنتریک مشارکت میکنه.
رابطه L-T برای بخش الاستیک در بخش میانی شکل ۶-۱۵ نشون داده شده. در طول ابتدایی، بخش الاستیک سست ه و انرژی ذخیره ای برای تبدیل به تنش نداره. به طرز مشابه، اگه بخش الاستیک کوتاه بشه، فقط سست تر میشه و هیچ انرژی ای ذخیره نمیشه. چون بخش الاستیک حین درازشدگی، کش میاد، انرژی ذخیره ای زیاد میشه. کش امدن بیشتر = انرژی ذخیره ای بیشتر = تنش بیشتری تولید میشه وقتی بخش الاستیک کش عمده رها میشه.
کش امدن بخش الاستیک، میزان تنش غیر فعال تولیدی رو بیشتر میکنه.
ربط دادن طول و تنش در کل ماهیچه
آناتومی پیچیده کل یه ماهیچه، با مدل سه-بخشی ساده میشه. توی یه ماهیچه واقعی، نه بخش انقباضی و نه بخش الاستیک، به تنهایی کار نمیکنن؛ هردوشون توی تنش تولیدی بوسیله ماهیچه، مشارکت میکنن. کل تنش تولیدی، مجموع تنش از بخش انقباضی و بخش الاستیک ه. رابطه L-T برای کل ماهیچه، پایین شکل ۶-۱۵ نشون داده شده. این منحنی L-T، مجموع منحنی های بخش انقباضی و بخش الاستیک ه و شامل تنش فعال و غیر فعال میشه.
چون ماهیچه در هر سمتش به استخوان وصله، طولش که از یه مفصل رد میشه، در محدوده هاشور نخورده رابطه L-T باقی میمونه. کل تنش تولیدی تحت تاثیر طول ماهیچه ست، و کل تنش، زمانی که از هر دو بخش انقباضی و الاستیک میاد، بالاتره. آخر این بخش، توضیح میدم که چجوری رابطه L-T روی حرکت مفصلی موثر اعمال میشه.
نیروی ماهیچه ای کلی بیشتری تولید میشه وقتی ماهیچه دراز میشه یا کش میاد، چون هر دو تنش فعال و غیر فعال در کل نیرو مشارکت میکنن.
ربط دادن سرعت ماهیچه و تنش
همونطور که قبلا توضیح دادم، ضربه قدرتی از رابط های ایجاد شده بین رشته های کلفت و نازک در سارکومر میاد. ضربه های قدرتی تو فعالیت ماهیچه ای ایزومتریک، کانسنتریک و اکسنتریک درست میشن. سرعت تغییرات طول ماهیچه - چقدر سریع کوتاه میشه یا چقدر سریع کش میاد - میزان نیروی (تنش) ماهیچه ای تولیدی رو تحت تاثیر قرار میده. رابطه به صورت رابطه نیرو-سرعت (force–velocity (F-V) relationship) تشریح میشه. شکل ۷-۱۵، رابطه F-V رو برای فعالیت های اکسنتریک، کانسنتریک و ایزومتریک، نشون میده که توش سرعت ماهیچه روی محور افقی و نیروی ماهیچه (تنش) روی محور عمودی نشون داده شده.
میزان نیروی ماهیچه ای در فعالیت اکسنتریک در بالاترین حد، در فعالیت کانسنتریک در پایینترین حد و برای فعالیت ایزومتریک، بینابین ه.
 |
| شکل ۷-۱۵: رابطه نیرو-سرعت برای یه ماهیچه. |
در فعالیت ایزومتریک، هیچ افزایش یا کاهشی بین نقاط پیوندی ماهیچه وجود نداره؛ سرعت ماهیچه صفره. نیروی تولیدی ایزومتریکی در میانه شکل ۷-۱۵ نشون داده شده.
حین فعالیت ایزومتریک، رشته های کلفت و نازک سارکومر، حین ضربه قدرتی، زیاد حرکت نمیکنن. چون چهارراه، یه رشته نازکِ به نسبت بی حرکت رو میکشه، رابطه برای زمانِ به نسبت طولانی ای حفظ میشه و یه نیروی کششی سطح بالایی، قبل از اینکه رابطه بشکنه، تولید میشه. همچنین، بیشتر رابط ها میتونن همزمان درست بشن و هرکدوم توی تنش فعال، مشارکت داشته باشن. به صورت ساده، بیشتر رابط های با نیروی بالا، حین فعالیت ماهیچه ای بالا تولید میشن.
فعالیت کانسنتریک: ربط دادن نیرو به کوتاه شدن
در فعالیت کانسنتریک، ماهیچه کوتاه میشه و همزمان تنش ایجاد میکنه. همونطور که تو شکل ۷-۱۵ نشون داده شده، منحنی F-V نشون میده که نیرو، کمتر از فعالیت ایزومتریکه و در واقع با سرعت کوتاه شدن بیشتری، کاهش پیدا میکنه.
حین فعالیت کانسنتریک، رشته های نازک روی رشته های کلفت، به سمت مرکز سارکومر سر میخورن. چون رشته نازک در حال حرکته، برخی محل های پیوندی، روی چهارراه هایِ دردسترسِ قبلیِ رشته کلفت، قبل از اینکه یه رابطه بتونه تشکیل بشه، سر میخورن. تعداد پیوندهای کمتری در حین کوتاه شدن عضلات، نسبت به فعالیت ایزومتریک ایجاد می شود. وقتی پیوند ایجاد می شود، چهارراه، رشته نازک را در جهتی که از قبل حرکت میکرده، می کشد. نیروی کششی چهارراه در محل پیوندی، که در جهت کشش، حرکت میکنه، به اندازه زمانی که محل پیوندی، حرکت نمیکنه، بالا نیست و رابطه نمیتونه به اندازه فعالیت ایزومتریک حفظ بشه. با سرعت کوتاه شدگی بیشتر، حتا ضربه های قدرتی کمتر و کم قدرت تری، برای زمان کوتاه تری تولید میشن. خیلی ساده، رابط های اعمالی کمتر و کم قدرت تری حین فعالیت ماهیچه ای کانسنتریک نسبت به فعالیت ماهیچه ای ایزومتریک تولید میشن.
فعالیت اکسنتریک: ربط دادن نیروی ماهیچه به کش اومدن
در فعالیت اکسنتریک، ماهیچه حین گسترش تنش، کش میاد. منحنی F-V نشون میده که نیرو، نسبت به فعالیت ایزومتریک بیشتره و نیرو، در واقع، با سرعت کش اومدن بالاتر، زیاد میشه.
حین فعالیت اکسنتریک، رشته های نازک روی رشته های کلفت، اما دور از سارکومر، سر میخورن. مثل فعالیت کانسنتریک، بعضی محلهای پیوندی رد میشن. با این حال، وقتی یه رابط تشکیل میشه، چهارراه، رشته نازک رو در خلاف جهتی که رشته سر میخوره، میکشه. نیروی کششی چهارراه روی محل پیوندی که در خلاف جهت حرکت میکنه، حتا از زمانی که محل پیوندی، مثل فعالیت ایزومتریک، در حال حرکت نیست، بیشتره. با سرعت کش اومدن بالاتر، ضربه های قدرتی کمتر، اما قدرتمندتری شکل میگیرن. خیلی ساده، ضربه های قدرتی بیشتر و نیروزای بیشتری، حین فعالیت ماهیچه ای اکسنتریک نسبت به فعالیت ماهیچه ایزومتریک تولید میشن.
فعالیت اکسنتریک: ربط دادن نیروی ماهیچه به کش اومدن
در فعالیت اکسنتریک، ماهیچه حین گسترش تنش، کش میاد. منحنی F-V نشون میده که نیرو، نسبت به فعالیت ایزومتریک بیشتره و نیرو، در واقع، با سرعت کش اومدن بالاتر، زیاد میشه.
حین فعالیت اکسنتریک، رشته های نازک روی رشته های کلفت، اما دور از سارکومر، سر میخورن. مثل فعالیت کانسنتریک، بعضی محلهای پیوندی رد میشن. با این حال، وقتی یه رابط تشکیل میشه، چهارراه، رشته نازک رو در خلاف جهتی که رشته سر میخوره، میکشه. نیروی کششی چهارراه روی محل پیوندی که در خلاف جهت حرکت میکنه، حتا از زمانی که محل پیوندی، مثل فعالیت ایزومتریک، در حال حرکت نیست، بیشتره. با سرعت کش اومدن بالاتر، ضربه های قدرتی کمتر، اما قدرتمندتری شکل میگیرن. خیلی ساده، ضربه های قدرتی بیشتر و نیروزای بیشتری، حین فعالیت ماهیچه ای اکسنتریک نسبت به فعالیت ماهیچه ایزومتریک تولید میشن.
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر