ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΜΥΙΚΗΣ ΥΝΑΜΗΣ ΚΑΙ ΙΣΧΥΟΣ. Λήδα Μαδεμλή Επικ. Καθηγήτρια, ΤΕΦΑΑ Σερρών ΑΠΘ

Transcript

1 ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΜΥΙΚΗΣ ΥΝΑΜΗΣ ΚΑΙ ΙΣΧΥΟΣ Λήδα Μαδεμλή Επικ. Καθηγήτρια, ΤΕΦΑΑ Σερρών ΑΠΘ

2 Μυϊκή δύναμη, αντοχή, ισχύς Ορισμός Μυϊκή δύναμη Η δύναμη που παράγεται από τη συστολή ενός μυός που τείνει να πλησιάσει μεταξύ τους τα δύο άκρα του μυός (κίνηση στην άρθρωση). Το φυσικό μέγεθος το οποίο προκαλεί την παραμόρφωση ή την κίνηση σε ένα σώμα. (Baechle and Earle (Eds) (2000), Human Kinetics)

3 Μυϊκή δύναμη, αντοχή, ισχύς Ορισμός Μυϊκή αντοχή (τοπική) Η ικανότητα ενός μυός ή μιας μυϊκής ομάδας να εκτελεί επαναλαμβανόμενες συστολές σε μια υπομέγιστη αντίσταση. (Baretta et al. (1988), Am.J.Med 16: )

4 Μυϊκή δύναμη, αντοχή, ισχύς Ορισμός Μυϊκή ισχύς Στη φυσική, η ισχύς ορίζεται ως «ο ρυθμός παραγωγής έργου», όπου το έργο είναι το γινόμενο της εφαρμοζόμενης δύναμης σε ένα σώμα επί την απόσταση που αυτό μετακινείται εξαιτίας της εφαρμοζόμενης δύναμης. (Baechle and Earle (Eds) (2000), Human Kinetics) Η ικανότητα ενός μυός να παράγει δύναμη σε σχέση με την ταχύτητα.

5 Μυϊκή δύναμη, αντοχή, ισχύς Ορισμός Μυϊκή ισχύς Στη φυσική, η ισχύς ορίζεται ως «ο ρυθμός παραγωγής έργου», όπου το έργο είναι το γινόμενο της εφαρμοζόμενης δύναμης σε ένα σώμα επί την απόσταση που αυτό μετακινείται εξαιτίας της εφαρμοζόμενης δύναμης. (Baechle and Earle (Eds) (2000), Human Kinetics) Η ικανότητα ενός μυός να παράγει δύναμη σε σχέση με την ταχύτητα.

6 Μυϊκή δύναμη, αντοχή, ισχύς Μηχανισμοί Η ικανότητα του μυ να παράγει δύναμη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες.

7 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ανάλυση και αξιολόγηση της δύναμης Μηκοδυναμική σχέση Ταχυδυναμική σχέση fatigue: creep effect (l) l (MTU) Σχέση δύναμης -Ca 2+ συγκέντρωσης (Ενεργοποίηση του μυ) Relative Force (%F max ) pca 2+ (Rassier, 2000) (Lieber, 1992) Η μυϊκή δύναμη εξαρτάται κυρίως από 1. Το μήκος του μυ 2. Τη ταχύτητα συστολής του μυ 3. Την ενεργοποίηση του μυ (συγκέντρωση ελευθέρων Ca 2+ στη μυϊκή ίνα) 4. Την ιστορία του μυ

8 Μυϊκή δύναμη, αντοχή, ισχύς Μηχανισμοί Η ικανότητα του μυ να παράγει δύναμη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Ενεργοποίηση του μυ (νευρομυϊκός έλεγχος) Ο βαθμός ενεργοποίησης του νευρικού συστήματος επηρεάζει τη δύναμη γιατί καθορίζει τον αριθμό και τον τρόπο ενεργοποίησης των κινητικών μονάδων σε μια συστολή (επιστράτευση), καθώς και το ρυθμό πυροδότησης τους.

9 ΜΗΚΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΣΧΕΣΗ Η ικανότητα του μυ να παράγει δύναμη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Μήκος του μυ (μηκοδυναμική σχέση) Δύναμη (%) Μήκος σαρκομερίου Παχύ μυονίδιο α β γ ε

10 ΜΗΚΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΣΧΕΣΗ Η ικανότητα του μυ να παράγει δύναμη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Μήκος του μυ (μηκοδυναμική σχέση)

11 ΜΗΚΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΣΧΕΣΗ

12 ΜΕΘΟ ΟΣ Ανάλυση και αξιολόγηση της δύναμης

13 Μυϊκή δύναμη, αντοχή, ισχύς Μηκοδυναμική σχέση Μηκοδυναμική σχέση Γωνιακή θέση - παραγωγή δύναμης Πελματιαία κάμψη ροπή Έκταση γονάτου ροπή

14 Μυϊκή δύναμη, αντοχή, ισχύς Μηκοδυναμική σχέση Μηκοδυναμική σχέση Γωνιακή θέση - παραγωγή δύναμης Πελματιαία κάμψη ροπή Τρικέφαλος κνημιαίος

15 Μυϊκή δύναμη, αντοχή, ισχύς Μηκοδυναμική σχέση Μηκοδυναμική σχέση Γωνιακή θέση - παραγωγή δύναμης Έκταση γονάτου ροπή Τετρακέφαλος μηριαίος

16 Schematic representation of the in vivo force-joint angle relationships of human rectus femoris for normal subjects (A), high-performance runners (B), and cyclists (C). Rassier D E et al. J Appl Physiol 1999;86: by American Physiological Society

17 ΤΑΧΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΣΧΕΣΗ Η ικανότητα του μυ να παράγει δύναμη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Ταχύτητα συστολής του μυ (ταχοδυναμική σχέση) (Lieber, 1992)

18 ΤΑΧΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΣΧΕΣΗ Η ικανότητα του μυ να παράγει δύναμη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Ταχύτητα συστολής του μυ (ταχοδυναμική σχέση)

19 ΙΣΤΟΡΙΑ ΣΥΣΠΑΣΗΣ ΤΟΥ ΜΥ Η ικανότητα του μυ να παράγει δύναμη επηρεάζεται από την προηγούμενη ενέργεια του μυ (διάρκεια από μsec έως μερικά sec). Αν πριν από την ισομετρική σύσπαση προηγείται μια σύγκεντρη σύσπαση του μυ, τότε η ικανότητα του μυ να παράγει δύναμη ισομετρικά (στο ίδιο μήκος) μειώνεται. Θεωρείται ότι η μείωση αυτή εξαρτάται από Από το μέγεθος της μείωσης του μήκους του μυ κατά τη σύγκεντρη σύσπαση Από τη δύναμη που παράγει ο μυς κατά τη σύγκεντρη σύσπαση Από την ταχύτητα συστολής κατά την έγκεντρη σύσπαση Φαίνεται να μην αντισταθμίζεται από προηγούμενη διάταση του μυ.

20 Μυϊκή δύναμη, αντοχή, ισχύς Μηχανισμοί Η ικανότητα του μυ να παράγει δύναμη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Τύπο των μυϊκών ινών (Ι, ΙΙα, ΙΙβ) - Ίνες τύπου Ι: Ανθεκτικές στην κόπωση Χαμηλή ταχύτητα συστολής Χαμηλή δύναμη Χαμηλή ισχύς - Ίνες τύπου ΙΙα: Υψηλή ταχύτητα συστολής Ενδιάμεση δύναμη Υψηλή ισχύς Ενδιάμεση αντοχή - Ίνες τύπου ΙΙβ: Υψηλή ταχύτητα συστολής Υψηλή δύναμη Υψηλή ισχύς Χαμηλή αντοχή

21 Μυϊκή δύναμη, αντοχή, ισχύς Μηχανισμοί Η ικανότητα του μυ να παράγει δύναμη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Τύπο των μυϊκών ινών (Ι, ΙΙα, ΙΙβ)

22 Μυϊκή δύναμη, αντοχή, ισχύς Μηχανισμοί Η ικανότητα του μυ να παράγει δύναμη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Αρχιτεκτονική του μυ Μορφολογία του μυ: Εγκάρσια διατομή (Φυσιολογική Ανατομική Γωνία πτέρωσης (διάταξης) της μυϊκής ίνας (θ) (γωνία μεταξύ της διεύθυνσης των μυϊκών ινών και της νοητής γραμμής που ενώνει έκφυση-κατάφυση (γραμμή δράσης της δύναμης) Το μήκος των μυϊκών ινών (δεμάτια) Το πάχος του μυός (π) Ο όγκος του μυός (v) l θ π Γ δ ΦΕ

23 ΜΥΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ Επίδραση στη δύναμη Φυσιολογική εγκάρσια διατομή και παραγωγή δύναμης Η παραγωγή δύναμης είναι ανάλογη της φυσιολογικής εγκάρσιας διατομής. Μέγιστη δύναμη [Ν] Μέγιστη δύναμη [Ν] Μήκος του μυ [mm] Ταχύτητα συστολής του μυ [mm/s] (από Lieber & Frieden, 2000)

24 Μυϊκή δύναμη, αντοχή, ισχύς Μυϊκή αρχιτεκτονική o Η μυϊκή αρχιτεκτονική είναι ένας κύριος προσδιοριστής της μυϊκής λειτουργίας o Οι διαφορές στην αρχιτεκτονική μεταξύ μυών είναι καλοί παράγοντες πρόγνωσης της παραγωγής δύναμης. o Γενικά οι σκελετικοί μύες μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο βασικές ομάδες ανάλογα με την αρχιτεκτονική τους. Ατρακτοειδείς μύες Πτεροειδείς μύες

25 ΜΥΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ Επίδραση στη δύναμη Γωνία πτέρωσης και παραγωγή δύναμης Η γωνία πτέρωσης οδηγεί: Σε μείωση της δύναμης που διαβιβάζεται στον τένοντα (Μείωση της δύναμης του μυοτενόντιου μηχανισμού - έχει φορά τη γραμμή δράσης του μυ ) Η γωνία πτέρωσης οδηγεί σε μεγαλύτερο πλήθος μυϊκών ινών σε όμοιους όγκους. ( φυσιολογική εγκάρσια διατομή δύναμη) Επίδραση στην παραγωγή δύναμης Ατρακτοειδής Επίδραση στο πλήθος των μυικών ινών

26 ΜΥΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ Επίδραση στη δύναμη Γωνία πτέρωσης και παραγωγή δύναμης

27 ΜΥΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ Επίδραση στη δύναμη Μήκος της μυϊκή ίνας και παραγωγή δύναμης Το μήκος της μυϊκής ίνας επηρεάζει: Την ικανότητα παραγωγής δύναμης (μηκοδυναμική σχέση) Την ταχύτητα συστολής της ίνας (ταχυδυναμική σχέση) Μέγιστη δύναμη [Ν] Μακριές ίνες Κοντές ίνες Μέγιστη δύναμη [Ν] Μακριές ίνες Κοντές ίνες Μήκος του μυ [mm] Ταχύτητα συστολής του μυ [mm/s] (από Lieber & Frieden, 2000)

28 ΜΥΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ Επίδραση στη δύναμη Μήκος της μυϊκή ίνας και παραγωγή δύναμης Όσο πιο μεγάλο είναι το μήκος του μυός, τόσο περισσότερα σαρκομέρια είναι διατεταγμένα σε σειρά. Μεγαλύτερο εύρος βράχυνσης διάτασης της ίνας. Δlμ Δlμ < Δlκ Δlκ

29 ΜΥΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ Συνοψίζοντας ιαφορετικοί μύες παρουσιάζουν διαφορετική αρχιτεκτονική Μύες που χρειάζεται να έχουν μεγάλη ταχύτητα σύσπασης, παρουσιάζουν μακριές μυϊκές ίνες, μικρή γωνία πτέρωσης και μικρή φυσιολογική εγκάρσια διατομή. Μύες που χρειάζεται να είναι δυνατοί, παρουσιάζουν κοντύτερες μυϊκές ίνες, μεγαλύτερη γωνία πτέρωσης και μεγαλύτερη φυσιολογική εγκάρσια διατομή.

30 ΜΥΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ Συνοψίζοντας AB, adductor brevis; AL, adductor longus; AM, adductor magnus; BFl, biceps femoris, long head; BFs, biceps femoris, short head; EDL, extensor digitorum longus; EHL, extensor hallucis longus; FDL, flexor digitorum longus; FHL, flexor hallucis longus; GR, gracilis; LG, lateral gastrocnemius; MG, medial gastrocnemius; PB, peroneus brevis; PEC, pectineus; PL, peroneus longus; PLT, plantaris; POP, popliteus; RF, rectus femoris; SAR, sartorius; SM, semi-membranosus; SOL, soleus; ST, semitendinosus; TA, tibialis anterior; TP, tibialis posterior; VI, vastus intermedius; VL, vastus lateralis;vm, vastus medialis.) (Data from Wickiewicz et al.65)

31