E1 Krafterzeugung Muskel

Thema

Dieser Skelettmuskel ist im Allgemeinen der primäre Akteur sportlicher Bewegungen in diesem Organismus. Er erzeugt seine Kraft durch die Interaktion von Aktin und Myosin in jedem Sarkomer, reguliert durch ein Nervensignal, das das für diese Interaktion notwendige Kalzium freisetzt.

Die maximale isometrische Kraft dieses Muskels ist proportional zu seiner funktionellen Querschnittsfläche. Dieselbe funktionelle Querschnittsfläche wird in einem anderen Modell dieses Systems für Muskelrisse verwendet, mit einer beträchtlich hohen spezifischen Spannung pro Querschnittsfläche. Die Tatsache, dass diese funktionelle Querschnittsfläche des Muskels noch größer ist, bedeutet, dass seine maximale isometrische Kraft folglich noch größer ist.

Die Hill-Kurve für diesen Muskel – dieselbe Hill-Kurve, die ein anderes Modell dieses Systems zur Muskelermüdung darstellt – beschreibt hingegen die Abnahme der maximalen Kraft des Muskels mit zunehmender Verkürzungsgeschwindigkeit während einer konzentrischen Kontraktion: Je größer die Verkürzungsgeschwindigkeit, desto geringer die verfügbare maximale Kraft des Muskels. Wenn sich derselbe Muskel jedoch bei exzentrischer Kontraktion verlängert und dabei dieselbe Kraft erzeugt, kann seine Endkraft sogar seine maximale isometrische Kraft übertreffen.

Das Verhältnis zwischen der Endkraft dieses Muskels und seiner Länge zeigt andererseits, dass diese maximale Kraft genau bei einer spezifischen optimalen Länge für jedes Sarkomer dieses Muskels auftritt: Außerhalb dieses optimalen Längenbereichs verringert sich die Überlappung zwischen Aktin und Myosin in diesem Sarkomer und damit auch die verfügbare Endkraft des Muskels. Die Tatsache, dass die Länge dieses Sarkomers in diesem Muskel noch weiter von dieser spezifischen optimalen Länge abweicht, bedeutet folglich, dass die Überlappung zwischen Aktin und Myosin in diesem Sarkomer noch weiter reduziert wird.

Dieses Modell, in dem dieser Skelettmuskel als primärer Aktor fungiert, zeigt daher, dass die mechanische Endleistung dieses Muskels – das Produkt aus Kraft und Verkürzungsgeschwindigkeit – bei einem bestimmten Bruchteil der maximalen Verkürzungsgeschwindigkeit desselben Muskels ihr Maximum erreicht. Dies entspricht exakt der Spitzenleistung, die ein anderes Modell dieser Reihe hinsichtlich der Muskelermüdung ermittelt hat. Dasselbe Hill-Modell, nun mit einer integrierten seriellen elastischen Komponente, erklärt die Energie, die dieser Muskel während dieses Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus speichert und freisetzt. Dieser Zyklus wird ebenfalls von einem anderen Modell dieser Reihe beschrieben – ein kritischer Zyklus also sowohl für das Laufen als auch für das Springen mit demselben Skelettmuskel, der diesem Modell zugrunde liegt.

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