Hvad er mængden af ​​kraft, der kan frembringes af en enkelt kontraktionsmuskel?

Mængden af ​​kraft, der kan frembringes af en enkelt sammentrækning af en muskel, afhænger af forskellige faktorer såsom musklens størrelse, type og fysiologiske tilstand. Men som en tilnærmelse kan den kraftgenererende kapacitet af en enkelt muskelfiber give indsigt i kraftproduktionen af ​​en hel muskel.

Under en enkelt sammentrækning bestemmes kraften, der genereres af en individuel muskelfiber, af antallet af myosinhoveder (krydsbroer), der dannes mellem de tykke og tynde filamenter (aktin og myosin) i sarkomererne, de grundlæggende kontraktile enheder af muskelfibre. Hvert myosinhoved kan ved binding til actin generere en kraft på ca. 5-10 piconewtons (pN).

Den samlede kraft produceret af en muskelfiber er summen af ​​kræfter genereret af alle myosinhovederne i sarkomererne. Derfor afhænger kraftudgangen af ​​antallet af sarkomerer i serie og antallet af myosinhoveder pr. sarkomer.

I skeletmuskler er kraften, der genereres af en enkelt trækningskontraktion (en kort sammentræknings- og afspændingscyklus) af en hel muskel, påvirket af antallet af rekrutterede muskelfibre, deres tværsnitsareal og niveauet af neural aktivering (antallet af muskelfibre). rekrutterede motoriske enheder og affyringsfrekvensen af ​​motorneuroner).

Når flere motoriske enheder rekrutteres og musklerne aktiveres maksimalt, øges kraftproduktionen betydeligt, hvilket fører til stærkere sammentrækninger. Dette fænomen er kendt som summering af kræfter og er afgørende for at generere høje niveauer af kraft under frivillige bevægelser.

Mens kraften genereret af en enkelt muskelkontraktion kan variere meget mellem forskellige muskler og individer, som et groft estimat, er den kraftgenererende kapacitet af en enkelt muskelfiber i skeletmuskulaturen omkring 10 pN, og kraften produceret af en hel muskel under en maksimal kontraktion kan nå op på flere hundrede newton (N).