Contractia musculara. Lucrul mecanic maxim dezvoltat de muschi in contractia mulsculara.

Contractia musculara. Lucrul mecanic maxim dezvoltat de muschi in contractia mulsculara.

Muschiul este un sistem biologic ce poate transforma energia chimica in energie mecanica si caldura. Prin contractie, muschiul se poate scurta cu pana 1/3 din lungimea sa de repaus, dezvoltand o forta egala cu forta ce actioneaza asupra lui. Fiecare fibra musculara poate dezvolta forte maxime cuprinse in intervalul 1 · 10^-3 N iar corpul omenesc contine peste 114·10⁶ fibre astfel ca muschiul poate dezvolta forte considerabile. Daca ar exista un punct comun de actiune al tuturor miofibrilelor dintr-un corp omenesc, forta dezvoltata ar atingr usor valori de 25 · 10⁴ N. Lucrul mecanic maxim dezvoltat de muschi in timpul contractiei este :

W_max = F_max· l₀

unde F_max este forta maxima ce o poate dezvolta muschiul in timpul contractiei iar l₀ este lungimea de repaus a muschiului. Contractia muschiului nu este insotita obligatoriu de scurtarea lui, aceasta poate lipsi. Muschiul are o mare elsticitate ce explica rezistenta mare la rupere a tesutului muscular. Contractia muschiului se poate efectua in diferite conditii.

Daca muschiul ridica o greutate, viteza de contractie este invers proportionala cu marimea greutatii iar forta dezvoltata de muschi este egala cu greutatea.

Daca greutatea ridicata este nula, G = 0, scurtarea muschiului este rapida si egala cu o treime din lungimea lui.

Daca greutatea ridicata este mai mica decat forta maxima dezvoltata de muschi, in timpul contractiei are loc si o scurtare a muschiului. G< F_max , v~ 1/G.

Daca greutatea ridicata este egala cu forta maxima dezvoltata de muschi atunci muschiul se contracta fara sa se scurteze. G = F_max , Δl = 0.

Daca greutatea ridicata este mai mare decat forta maxima dezvoltata de muschi, muschiul se alungeste.

Contractia in care forta dezvoltata de muschi este egala cu forta care actioneaza asupra muschiului se numeste izotonica iar cea in care forta dezvoltata de muschi este maxima este si izometrica. Contractia nu este izotonica atunci cand forta care actioneaza asupra muschiului este variabila.

Intre forta de contractie si viteza de contractie exista o relatie stabilita de Hill ( Archibaldt Vivian Hill, fiziolog englez ce a primit premiul Nobel in 1922) :

( F + a )( v + b ) = ( F_max + a ) · b

unde F este forta de contractie, egala cu forta ce actioneaza asupra muschiului, v este viteza de contractie, F_max este forta maxima dezvoltata de muschi in contractie , iar a si b sunt constante. Se poate exprima viteza de contractie :

v =

si se remarca faptul ca v are valoare maxima cand muschiul se contracta liber ( F = 0)

In figura 6 este prezentata dependenta F = F ( v )