AKTV IZOM PASSZV N SZALAG PORC CSONT A

AKTÍV - IZOM PASSZÍV - ÍN SZALAG PORC CSONT

A VÁZIZOM BIOMECHANIKÁJA

430 izom Maximum 80 dolgozik egyszerre Zatziorsky, 1998

A vázizom felépítése

Az izomkontrakció mikrostruktúrális alapjai

Szarkomérek 2 dimenziós, elektron mikroszkópos képe

A vékony és vastag filamentumok átfedésének jelentősége Minél nagyobb az átfedés a két filamentum között (legsötétebb sáv), annál nagyobb erőkifejtésre képes az izom

A szarkomér komplett szerkezete

Hosszváltozás Rövidülés Nyugalmi hossz 2. 0 -2. 2 μm 1. 6 -1. 7 μm

Hosszváltozás Nyújtás 3. 5 mm

A vékony filamentum

A vastag filamentum Miozin molekulák nyak test 230 -250 fej M lemez After model presented by Huxley, 1963

Az izomkontrakció létrejötte

A erőkifejtés alapegysége Kereszthíd

Izokinetikus Izotóniás V V Állandó sebesség t F Változó feszülés t Változó sebesség, állandó gyorsulás Állandó feszülés t

Állandó sebesség Állandó gyorsulás

IC PEC EC CE SEC CE – kontraktilis elem PEC – párhuzamos elasztikus komponens SEC – sorba kapcsolt elasztikus komponens Fex

ERŐ – IDŐ JELLEMZŐK 1. Rángásos 2. Tetanuszos

JELLEMZŐK 1. Csúcserő, kontrakciós idő, félrelaxációs idő 2. Maximális izometriás erő (Fo, MVC), az erőkifejlődés rátája (meredeksége) (RTD)

RÁNGÁS Erõ (N) Csúcserő (Fp) 1/2 Fp Idõ (s) Kontrakciós idő (tp) Félrelaxációs idő (1/2 Rt) Size principle recruitment order, different contraction time (30 - 120 ms), time delay 5 ms,

Tetanusz F 0 d. F dt Idő a RTDmax RTD= d. F/dt 1/2 Rt

Izometriás nyomaték – idő görbe RTD = d. M / dt M 0 d. F dt RTDr = d. Mr / dtr

A maximális izometriás erő nagyságát befolyásoló tényezők • Izomhossz (erő- hossz összefüggés) • Izületi szög (nyomaték – izületi szög összefüggés) • Az izom élettani keresztmetszete (hipertrófia) • Izomfelépítés, architektúra (tollazottsági szög) • Testhelyzet Ttanár 2005. 03. 22.

Az izom hossz-feszülés görbéje IC F <L 0 >L 0

Izületi szög – nyomaték kapcsolat Növekvő - csökkenő M Növekvő Csökkenő Neutrális Izületi szög

Izületi szög – nyomaték összefüggés 140 Nyomaték (Nm) 120 100 80 flexor 60 extensor 40 20 0 flexor 5 15 30 45 60 63. 6 57. 4 56. 9 49. 5 50. 5 extensor 61. 5 85. 5 107. 4 120. 9 119. 5 75 90 45. 7 36. 1 117 103. 9

6 -7 x. Ts 3, 5 -4, 0 x. Ts 2 -2, 5 x. Ts

Abszolút és relatív értékek

A maximális izometriás erő és az egy ismétléses maximum (1 RM) viszonya A z egy ismétléses maximum a dinamikus (koncentrikus) maximális erőt fejezi ki. Az 1 RM azt súlynagyságot (súlyerőt) jelenti, amelyet egy személy adott tón, szögtartományban elmozdítani tud.

Felvétel-lökés Szakítás 1 RM = 135 kg 37. 7% 68. 0% 82. 9% 79. 0% 61. 3% 65. 8%

A maximális izometriás erő mindig nagyobb, mint az 1 RM Százalékos arány 40 - 85 %

Az izometriás erőkifejtése és elektromos aktivitása

Az izom elektromos aktivitásának mérése

Az izometriás erőkifejtése és elektromos aktivitása között lineáris kapcsolat van

Akaratlagos izometriás erő (nyomaték) kifejtése hosszabb-rövidebb időt vehet igénybe Freund, H. (1983)

Az erőkifejlődés meredeksége (explozív erő)

Normál Gyors

2005. 04. 03.

A koncentrikus kontrakció létrejöhet • súlyokkal • kontrollált sebességgel • állandó szögsebesség • növekvő sebességgel • állandó gyorsulással • növekvő gyorsulással

Normál koncentrikus kontrakció IC CC Fi = 0 G>0 G > Fi Fi = G Fi > G

Erő (nyomaték) – sebesség összefüggés

Teljesítmény – sebesség görbe P = F · v (Nm/s, Watt) P = M · ω (Nm rad/s, Watt)

HILL EGYENLET ERŐ (F + a) (V + b) = konstans = b (Fo +a) NYOMATÉK (M + a) ( ω+ b) = konstans = b (Mo +a)

A görbék jellemzői Fo Po Fo (Mo) - mért Vo – számolt vagy becsült Po - számított F Po-nál - számított F% Po-nál - számított a/Fo (= b/Vo) - F -V görbe alakja H - számított a/Fo F, F% H Vo

Néhány változó értéke A maximális teljesítmény az izom azzal a teher (súly) nagysággal éri el, amely a maximális statikus erő 30 -40 százaléka. Példa: Ha maximális statikus erő 1000 N, akkor a maximális teljesítmény az izom akkor éri el, ha 300 -400 N súlyerőt kell mozgatni meghatározott úton a lehető legrövidebb idő alatt.

Az a/F 0 értéke nulla és 1, 0 között változhat. Soha nem éri el a két szélső értéket. Az emlősök harántcsikos izmaira az jellemző, hogy az a/F 0 érték 0, 15 és 0, 40 közé esik

Az excentrikus kontrakció

Mivel a külső erő nagyobb, mint az izom által kifejthető legnagyobb erő, ezért az izom hossza növekszik és feszülése nő.

Mi az oka az izom feszülés növekedésének? • az elasztikus elemek ellenállása • a motoros egységek tüzelési frekvenciája • új motoros egységek bekapcsolása

Maximálisan ingerelt izolált izom Izometriás EC Fex

IC EC Fex

Hill 1938 Béka gastrocnemius Fec / Fic = 1. 8

Intakt izomban a nyújtás kiválthatja a nyújtási reflexet, amely bizonyos feltételek alatt növelheti az izom feszülését.

Gyors feszülésnövekedés Megnövekedett passzív feszülés

SSC IC EC CC Fex

SSC IC EC CC Fex

NYÚJTÁSOS – RÖVIDÜLÉSES CIKLUS Izometr. Exc. Conc.

Elasztikus energia tárolás és felhasználás Mechanikai hatásfok rövidülés Pozitív munka Negatív munka nyúlás

A munkavégzés hatásfoka

MECHANIKAI HATÁSFOK

SQ CMJ Az izomnyújtás okozta pozitív munka növekedés