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 .