Druhy svalové kontrakce

Izometrická kontrakce = je svalová činnost, při které se nevykonává pohyb a vzdálenost začátků od úponů svalu se nemění. Při této činnosti se nemění délka svalu, ale mění se napětí.

Dynamická kontrakce (dříve většiny autory uváděna jako Izotonická)= je svalová činnost, při které se mění vzdálenost začátků a úponů svalu a napětí ve svalu je přibližně během celé činnosti stejné nebo se výrazně mění. Podle změny délky svalu rozeznáváme koncentrickou (zkrácení svalu) a excentrickou (natažení svalu) kontrakci. Koncentrická kontrakce vyvolává zrychlení pohybu (akceleraci), zatímco excentrická zpomalení pohybu (deceleraci).

Koncentrická kontrakce:

Při koncentrické kontrakci se svaly zkracují. Kosterní svaly se mohou zkrátit o 30 až 50% jejich klidové délky, některé však až o 70%. Průměrná hodnota pro všechny kosterní svaly je 57% (Hamill, Knutzen, 2007)

Síla vyvinutá při koncentrické svalové činnosti je vždy menší než maximální izometrická síla F_max. vyvinutá při optimální délce svalu. Rychlost zkrácení se zvyšuje, když svaly pracují proti malému odporu. Jestliže se zátěž, proti které sval provádí kontrakci, blíží k nule, je dosaženo maximální rychlosti kontrakce vmax. Rychlost kontrakce vmax. je charakteristická pro každý sval a závisí na typu svalových vláken a na architektonických charakteristikách. Tento vztah mezi silou a rychlostí kontrakce ukazuje nasledujíci graf:

Vztah mezi silou a rychlostí kontrakce (upraveno dle Brinckmann a kol, 2002)

Maximální síla může být vyvinuta při koncentrické svalové činnosti při 30% rychlosti a síly maxima (Hamill, Knutzen, 2009). Při koncentrické svalové činnosti se koná mechanická práce

E = F (-ΔL),

kde F je síla a ΔL změna délky svalu. Když se sval zkracuje, změna délky je záporná a tak mechanická práce je kladná. Mechanický výkon svalu P je definován jako práce za jednotku času

P = W/t = F (-v)

Kde v je rychlost kontrakce svalu. Rychlost je počítaná negativně, když se sval zkracuje a výkon je tak kladný.(Brinckmann, 2000)

Excentrická kontrakce

Kosterní sval není schopen se sám od sebe protáhnout. Příčinou protažení svalu při excentrické kontrakci je vždy jiný sval (antagonista) nebo nějaká vnější síla. Ve shodě s výše uvedenými rovnicemi jsou práce a výkon při excentrické kontrakci negativní. To znamená, že svaly energii absorbují. Vnější energie, která způsobí protažení elastických elementů, se ukládá ve svalech ve formě deformační energie. Ta může být využita při následném zkrácení svalu. Možnost využití elastické energie je ovlivněna velikostí a rychlostí prodloužení svalu.

Byly vypočteny různé hodnoty síly, kterou mohou různé svaly vyvinout. Uvádí se, že na 1 centimetr čtvereční tohoto průřezu připadá síla přibližně 25 N (Nigg, Herzog, 1994). To znamená, že sval o tloušťce tužky může zvednout zátěž o hmotnosti přibližně 800 g. Lýtkový sval s příčným průřezem asi 80 cm2 může udržet sílu o velikosti 4000 N (Chapman, 2009).

Vztah mezi silou a rychlostí při excentrické svalové činnosti je opačný než u činnosti koncentrické. Excentrická svalová činnost je vyvolána antagonisty, tíhovou silou nebo nějakou jinou vnější silou. V prvních fázích protahování svalu, kdy je zátěž mírně větší než izometrické maximum, rychlost protahování a změny délky v sarkomerách jsou malé. Když je zátěž asi o 50% větší než izometrické maximum, sval se prodlužuje velkou rychlostí. Při excentrické svalové činnosti se napětí zvyšuje s rychlostí prodlužování svalu (Hamill, Knutzen, 2009).

Vztah mezi silou a rychlostí svalové činnosti (upraveno dle Hamill a kol., 2009)