Upload
terrel
View
42
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
MOZGATÓRENDSZER SZÖVETEI. AKTÍV - IZOM. PASSZÍV -. ÍN SZALAG PORC CSONT. A VÁZIZOM BIOMECHANIKÁJA. 43 0 izom. Maximum 80 dolgozik egyszerre. Zatziorsky, 1998. A vázizom felépítése. Az izomkontrakció mikrostruktúrális alapjai. Szarkomérek 2 dimenziós, elektron mikroszkópos képe. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
AKTÍV - IZOM
PASSZÍV - ÍN
SZALAG
PORC
CSONT
A VÁZIZOM BIOMECHANIKÁJA
430 izom
Zatziorsky, 1998
Maximum 80 dolgozik egyszerre
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
2.0-2.2 μm
1.6-1.7 μm
Nyugalmi hossz
Nyújtás
3.5 m
Hosszváltozás
A vékony filamentum
Miozin molekulák
230-250
After model presented by Huxley, 1963
M lemez
test
nyak
fej
A vastag filamentum
Az izomkontrakció létrejötte
A erőkifejtés alapegysége
Kereszthíd
V
t
V
t
F
t
F
t
Izokinetikus Izotóniás
Állandó sebesség
Állandó feszülés
Változó sebesség, állandó gyorsulás
Változó feszülés
Állandó sebesség Állandó gyorsulás
IC
Fex
EC
PEC
SEC
CE
CE – kontraktilis elem
PEC – párhuzamos elasztikus komponens
SEC – sorba kapcsolt elasztikus komponens
ERŐ – IDŐ JELLEMZŐK
1. Rángásos
2. Tetanuszos
JELLEMZŐKJELLEMZŐK
1. 1. CsúcserőCsúcserő, , kontrakciós időkontrakciós idő, , félrelaxációs időfélrelaxációs idő
2. 2. Maximális izometriás erőMaximális izometriás erő (Fo, MVC), (Fo, MVC), az az erőkifejlődés rátája (meredeksége)erőkifejlődés rátája (meredeksége) (RTD)(RTD)
Size principle recruitment order, different contraction time (30 - 120 ms), time delay 5 ms,
Erõ (N)
Idõ (s)
RÁNGÁS
Csúcserő (Fp)
Kontrakciós idő (tp)
1/2 Fp
Félrelaxációs idő (1/2 Rt)
Tetanusz
F0 RTD= dF/dt
dF
dt
1/2Rt
Idő a RTDmax
Izometriás nyomaték – idő görbe
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Time (ms)
To
rqu
e (
Nm
) M0
RTD
dF
dt
= dM / dt
RTDr = dMr / 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.
ICF
>L0L0<L0
Az izom hossz-feszülés görbéje
Izületi szög – nyomaték kapcsolat
M
Izületi szögNeutrális
Csökkenő
Növekvő
Növekvő - csökkenő
Izületi szög – nyomaték összefüggésIzületi szög – nyomaték összefüggés
5 15 30 45 60 75 900
20
40
60
80
100
120
140
flexor
extensor
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
Nyomaték (Nm)
100
60
35
0102030405060708090
100
Szá
zalé
k
30° 90° 130°
Anatómiai térdizületi szög
6-7xTs 3,5-4,0xTs 2-2,5xTs
5200
3120
1820
3400
2040
1190
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
30° 90° 60°
Erő
(N
)
Férfiak
Nők
6,6
3,9
2,3
5,9
3,5
2,1
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
30° 90° 60°
Erő
/te
sts
úly
Férfiak
Nők
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.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
1 2 3 4
Fo
rce
(N
)
Isometric
1RM
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
1 2 3 4
Fo
rce
(N
)
Isometric
1RM
Felvétel-lökés Szakítás1RM = 135 kg
37.7%
68.0%
82.9%79.0%
61.3% 65.8%
A maximális izometriás erő mindig nagyobb, mint az 1RM
Százalékos arány
40 - 85 %
Az izom izometriás erőkifejtése és elektromos aktivitása
0
50
100
150
200
250
300
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Idő (ms)
Ny
om
até
k (
Nm
)
-5000-4000-3000-2000-1000
010002000300040005000
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Idő (ms)
EM
G (
uV
)
Az izom elektromos aktivitásának mérése
0
1000
2000
3000
4000
5000
0 1000 2000 3000 4000
idő (ms)
rEM
G (
uV
)
0
50
100
150
200
250
300
Ny
om
até
k (
Nm
)
Az izom izometriás erőkifejtése és elektromos aktivitása között lineáris kapcsolat van
Akaratlagos izometriás erő (nyomaték) kifejtése hosszabb-rövidebb időt vehet igénybe
0
50
100
150
200
250
0 1000 2000 3000 4000
Idő (ms)
Nyo
mat
ék (
Nm
)
-6000
-5000
-4000
-3000
-2000
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
0 1000 2000 3000 4000 5000
EM
G (
uV
)
Freund, H. (1983)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Idő (ms)
Nyo
ma
ték
(Nm
)
Az erőkifejlődés meredeksége (explozív erő)
0
500
1000
1500
2000
2500
0 200 400 600 800 1000
Idő (ms)
EM
G (
uV
)
0
100
200
300
400
500
Ny
om
até
k (
Nm
)
EMG Nyomaték
0
500
1000
1500
2000
2500
0 200 400 600 800 1000
Idő (ms)
EM
G (
uV
)
0
100
200
300
400
500
Ny
om
até
k (
Nm
)
EMG Nyomaték
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) ( + b) = konstans = b (Mo +a)ω
A görbék jellemzőiA görbék jellemzőiFo
Vo
Po
F, F%a/Fo
FoFo (Mo) (Mo) - m - mértért
Vo – Vo – számolt vagy becsültszámolt vagy becsült
Po - Po - számítottszámított
F PoF Po-nál -nál - - számítottszámított
F% PoF% Po-nál-nál - - számítottszámított
a/Fo (= b/Vo) - F -V a/Fo (= b/Vo) - F -V görbe alakjagörbe alakja
HH - - számítottszámított
H
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. 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
Az excentrikus kontrakció
0
100
200
300
400
500
0 500 1000 1500
t (m)
M (
Nm
)
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
Izometriás
Fex
EC
Maximálisan ingerelt izolált izom
IC EC
Fex
Hill 1938
Fec / Fic = 1.8
Béka gastrocnemius
Intakt izomban a nyújtás kiválthatja a nyújtási reflexet,
amely bizonyos feltételek alatt növelheti az izom feszülését.
Gyors feszülésnövekedés0
2000
4000
6000
8000
0 2 4 6 8 10 12
Elongation (mm)
Forc
e (N
)
Megnövekedett passzív feszülés
Fex
IC EC CCSSC
IC EC
Fex
CCSSC
050
100150200250300350
0 200 400 600 800 1000 1200
Tor
que
(m)
100
120
140
160
180
0 200 400 600 800 1000 1200
Time (ms)
Ang
le (
degr
ees)
NYÚJTÁSOS – RÖVIDÜLÉSES CIKLUS
NYÚJTÁSOS – RÖVIDÜLÉSES CIKLUS
Izometr. Exc. Conc.
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5
Joint angle (radian)
Wor
k (J
)
nyúlás
rövidülés
122,7
72,6
61,9
36,3
0
50
100
150
200
W (
J)
QF LP
37,7
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1
Hat
ásfo
k (
%)
Elasztikus energia tárolás és felhasználás
Mechanikai hatásfok
Negatív munka
Pozitív munka
A munkavégzés hatásfoka
W
WHatásfok pozitív
MECHANIKAI HATÁSFOK
negpoz
poz
WW
WHatásfok
SQ CMJ
Az izomnyújtás okozta pozitív munka növekedésAz izomnyújtás okozta pozitív munka növekedés
)()( SQpozCMJpoz WW )(SQCMJ hgmhgm