MOZGATÓRENDSZER SZÖVETEI AKTÍV - IZOM PASSZÍV - ÍN SZALAG PORC CSONT

A VÁZIZOM BIOMECHANIKÁJA

Maximum 80 dolgozik egyszerre 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 230-250 test fej M lemez After model presented by Huxley, 1963

Az izomkontrakció létrejötte

A erőkifejtés alapegysége Kereszthíd

AZ IZOMKONTRAKCIÓ TÍPUSAI

AZ IZOMKONTRAKCIÓ TÍPUSAI IZOMETRIÁS (statikus) ANIZOMETRIÁS (dinamikus) Excentrikus Koncentrikus Nyújtásos - rövidüléses ciklus iZOKINETIKUS (állandó sebesség) IZOTÓNIÁS (állandó gyorsulás)

IZOMETRIÁS KONTRAKCIÓ

KONCENTRIKUS KONTRAKCIÓ

EXCENTRIKUS KONTRAKCIÓ

NYÚJTÁSOS-RÖVIDÜLÉSES CIKLUS

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

Állandó sebesség Állandó gyorsulás

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

IZOMETRIÁS KONTRAKCIÓ

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

Tetanusz F0 RTD= dF/dt 1/2Rt dF dt Idő a RTDmax

Izometriás nyomaték – idő görbe RTD = dM / dt RTDr = dMr / dtr M0 dF dt

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

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

Izületi szög – nyomaték összefüggés Nyomaték (Nm) 140 120 100 80 flexor 60 extensor 40 20 5 15 30 45 60 75 90 flexor 63.6 57.4 56.9 49.5 50.5 45.7 36.1 extensor 61.5 85.5 107.4 120.9 119.5 117 103.9

Testhelyzet

Testhelyzet 6-7xTs 3,5-4,0xTs 2-2,5xTs

Abszolút és relatív értékek

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

Felvétel-lökés Szakítás 1RM = 135 kg 37.7% 68.0% 82.9% 61.3% 65.8% 79.0%

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

Az izom izometriás erőkifejtése és elektromos aktivitása

Az izom elektromos aktivitásának mérése

Az izom 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.

KONCENTRIKUS KONTRAKCIÓ

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

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

Erő (nyomaték) – sebesség összefüggés

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

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

A görbék jellemzői Fo (Mo) - mért Vo – számolt vagy becsült Po Fo (Mo) - mért Vo – számolt vagy becsült Po - számított F Po-nál - számított a/Fo F, F% F% Po-nál - számított a/Fo (= b/Vo) - F -V görbe alakja H H - számított 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/F0 értéke nulla és 1,0 között változhat Az a/F0 értéke nulla és 1,0 között változhat. Soha nem éri el a két szélső értéket. Az emlősök harántcsikos izmaira az jellemző, hogy az a/F0 érték 0,15 és 0,40 közé esik

EXCENTRIKUS KONTRAKCIÓ

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 Fex EC Izometriás

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

NYÚJTÁSOS - RÖVIDÜLÉSES CIKLUS

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