A11 Fehler bei der Krafterzeugung

Thema

Dieser Muskel erleidet im Allgemeinen ein Versagen seiner Kraftproduktion genau dann, wenn die von ihm erzeugte Endspannung unter die Spannung fällt, die die Hill-Kurve für dieselbe neuronale Aktivierung vorhersagt. Die Ursache für dieses Versagen kann strukturell sein, beispielsweise durch einen Riss oder eine Ruptur einer Muskelfaser; physiologisch, wenn das Energiesubstrat des Muskels erschöpft ist oder sich ein Stoffwechselprodukt anreichert; oder neuromuskulär, wenn eine Reflexhemmung oder eine Blockade an der neuromuskulären Verbindung die neuronale Aktivierung unterbricht, bevor sie den Muskel erreicht. Da die neuronale Aktivierung in allen Fällen gleich ist, dient die Hill-Kurve als gemeinsamer Bezugspunkt, anhand dessen die drei Versagensursachen bewertet werden.

Bei einem Muskelriss verringert sich die funktionelle Querschnittsfläche des Muskels genau in der verletzten Zone. Diese Verringerung der funktionellen Querschnittsfläche reduziert folglich die maximale Kraft, die der Muskel bei voller Aktivierung erzeugen kann. Je größer die verletzte Fläche des gerissenen Muskels ist, desto weiter verringert sich die verbleibende funktionelle Querschnittsfläche und folglich auch die maximale Kraft, die der Muskel erzeugen kann.

Eine Muskelprellung hingegen verringert die funktionelle Querschnittsfläche des Muskels stärker als seine maximale Verkürzungsgeschwindigkeit und verändert dadurch die inneren Kontraktionseigenschaften des geprellten Muskels. Da diese Prellung die inneren Kontraktionseigenschaften weiter verändert, ist die maximale Verkürzungsgeschwindigkeit des geprellten Muskels folglich noch weiter reduziert, obwohl die maximale isometrische Kraft des Muskels relativ erhalten bleibt.

Ein paariges Gliedmaß desselben Organismus kann hingegen genau dann ein beidseitiges Kraftdefizit aufweisen, wenn die kombinierte Kraft beider Gliedmaßen geringer ist als die Summe der Einzelkräfte jeder Gliedmaße. Dieser Unterschied spiegelt eine neuronale Hemmung der Koordination zwischen den beiden Gliedmaßen wider, nicht etwa eine Schwäche im Muskelgewebe einer der Gliedmaßen. Eine stärkere neuronale Hemmung der Koordination zwischen den beiden Gliedmaßen führt zu einem noch größeren beidseitigen Kraftdefizit im betroffenen Gliedmaß.

Dieses Modell quantifiziert mit seiner initialen Hill-Kurve den endgültigen Kraftverlust eines jeden dieser drei verletzten Muskeln als Verhältnis zwischen der tatsächlich vom verletzten Muskel erzeugten Kraft und der durch dieselbe Hill-Kurve für dieselbe neuronale Aktivierung vorhergesagten Kraft. Dabei wird unabhängig davon berücksichtigt, ob die Verletzung auf einen reduzierten funktionellen Querschnitt, eine veränderte Verkürzungsgeschwindigkeit oder eine neuronale Koordinationshemmung zurückzuführen ist. Ein niedrigeres Verhältnis zwischen erzeugter und vorhergesagter Kraft führt zu einem stärkeren endgültigen Kraftverlust des verletzten Muskels.

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