Muskelaktionen werden typischerweise in 3 Kategorien unterteilt: konzentrisch, isometrisch und exzentrisch. Ein aktiver Muskel, der sich verkürzt und positive mechanische Arbeit leistet, soll konzentrisch arbeiten; ein aktiver Muskel, der seine Länge nicht ändert und somit keine Nettoarbeit produziert, soll isometrisch arbeiten; und ein aktiver Muskel, der durch äußere Kräfte verlängert wird und somit Arbeit absorbiert oder negative Arbeit produziert, soll exzentrisch arbeiten.,1
Konzentrische und isometrische Muskelaktionen sind gut untersucht und gut verstanden, und sie passen gut in die Art und Weise, wie wir über Muskelkontraktion auf molekularer Ebene denken: das Gleitfilament2, 3 und die Kreuzbrückentheorie.4 Im Gegensatz dazu werden exzentrische Muskelaktionen bei weitem nicht so sehr untersucht wie konzentrische und isometrische Aktionen, und sie passen nicht gut in das Cross-Bridge-Theorie-Denken (z. B. Herzog5)., Muskeln, die exzentrisch arbeiten, können viel größere Kräfte erzeugen als Muskeln, die konzentrisch oder isometrisch arbeiten, 6, 7 sie bleiben nach der exzentrischen Wirkung stärker (Restkraftverstärkung, z. B. Edman et al.,8 Herzog und Leonard9) benötigen sie weniger Energie pro Krafteinheit, 10 und exzentrische Muskelaktionen treten im Alltag ständig auf.11 Exzentrische Muskelaktionen wurden auch mit erhöhten Risiken für Muskelverletzungen in Verbindung gebracht (z. B. Brooks et al.,12 Armstrong et al.13), Instabilität der Krafterzeugung und Sarkomerlängen (z.,, Morgan14) und Hemmung der freiwilligen Aktivierung (z. B. Westing et al.15). Exzentrische Muskelaktionen bleiben jedoch unterbewertet, und viele der mit exzentrischen Handlungen verbundenen Phänomene sind einer zufriedenstellenden Erklärung entgangen. Exzentrische Muskelaktionen, die damit verbundenen Eigenschaften und die zugrunde liegenden mechanistischen Erklärungen bleiben schlecht verstanden.
In dieser Sonderausgabe des Journal of Sport and Health Science (JSHS) haben Experten auf diesem Gebiet einige der Geheimnisse rund um exzentrische Muskelaktionen in Angriff genommen., Sie haben die mechanischen Eigenschaften der exzentrischen Muskelaktion (Kraftproduktion und Restkraftverstärkung), die neuronale Kontrolle und Muskelhemmungen im Zusammenhang mit exzentrischen Muskelaktionen sowie Probleme im Zusammenhang mit exzentrischen Muskelaktionen und Verletzungen als Rehabilitationswerkzeug angesprochen.
Herzog erläutert anhand der Cross-Bridge-Theorie, warum Muskeln stärker sind, wenn sie aktiv verlängert werden, als wenn sie verkürzt werden., Er identifiziert dann die Mängel der Cross-Bridge-Theorie bei der Erklärung exzentrischer Muskelaktionen und diskutiert, wie Sarkomerlänge Nichteinheitlichkeit und passive Strukturelemente verwendet wurden, um die Lücke zu füllen, die die Cross-Bridge-Theorie hinterlassen hat. Er fährt fort, indem er Phänomene wie die Restkraftverstärkung und reduzierte energetische Kosten bei exzentrischer Muskelaktion mit einem Modell erklärt, das die Einbeziehung eines Strukturelements in exzentrische Muskelaktionen einschließt.
Nishikawa et al., erkunden Sie das Thema exzentrische Wirkung und Restkraftverstärkung anhand eines historischen Kontexts weiter und argumentieren Sie stark für exzentrische Muskelarbeit als Werkzeug in Rehabilitationsumgebungen, insbesondere für Patientenpopulationen mit eingeschränkten Sauerstoffaufnahmekapazitäten. Sie verwenden auch einen vergleichenden Ansatz zwischen Säugetier – und Molluskenskelettmuskeln, der einige der Geheimnisse rund um die Eigenschaft der Restkraftverstärkung erklären kann.,
Schappacher-Tilp schlägt ein spannendes neues Modell vor, wie exzentrische Muskelaktionen und die damit verbundenen Restkraftverstärkungseigenschaften mittels einer kraftabhängigen Aktivierung des Myosinfilaments erklärt und untergebracht werden können. Sie führt einen neu entdeckten Cross-Bridge-Zustand ein, den sogenannten Super-Relaxed-Zustand, der überraschende Möglichkeiten zur Stabilisierung der Skelettmuskulatur und zur Erklärung exzentrischer Eigenschaften bietet.
Liber erweitert das Problem der Muskelverletzung im Zusammenhang mit exzentrischen Muskelaktionen und arbeitet an Experimenten mit desmin-defizienten Muskeln., Desmin ist nicht nur ein essentielles strukturelles Sarkom-Protein, sondern auch ein empfindlicher biologischer Indikator für Muskelverletzungen. Er schlägt Wege vor, wie Muskelverletzungen verhindert werden können, und erweitert das Thema von Nishikawa et al. exzentrische Muskelaktion als Rehabilitationswerkzeug betrachten.
Die vorhergehenden 4 Artikel stützen sich auf Muskelkontraktionstheorie, molekulare und zelluläre Forschung und Tiermodelle, während die restlichen 4 Artikel sich auf angewandte Forschung beim Menschen mit freiwilliger Muskelkontraktion konzentrieren.,
Dieses Thema wird durch eine hervorragende Überprüfung der Kontrollaspekte der exzentrischen Muskelwirkung von Aagaard ins Leben gerufen. Er konzentriert sich auf die unterdrückte neuromuskuläre Aktivität bei exzentrischen Kontraktionen bei untrainierten Individuen und zeigt, dass diese Hemmung der exzentrischen Muskelwirkung durch spezifisches, belastetes Widerstandstraining über Wochen und Monate überwunden werden kann. Er diskutiert die neuronalen Anpassungen, die bei einem solchen Training auftreten und wie sie die Muskelaktivierung in exzentrischer Aktion beeinflussen.,
Hahn setzt das Argument der Hemmung der freiwilligen exzentrischen Muskelaktion fort und befasst sich mit der Frage der reduzierten Muskelkraft bei freiwilligen exzentrischen Kontraktionen. Er argumentiert, dass dies möglicherweise keine „Hemmung“ der Muskelaktivität an sich ist, sondern eine Vertrautheit mit laborbasierten exzentrischen Muskeltests, die durch Einarbeitung der Probanden mit den exzentrischen Aufgaben vor dem Testen überwunden werden können.
De Brito Fontana et al., demonstrieren Sie in einer seltenen Beurteilung der Restkraftverstärkung nach exzentrischer Wirkung der Oberarmbeugermuskulatur, dass die neuromuskuläre Effizienz für eine Vielzahl verschiedener exzentrischer Aktionen zunimmt, dass die neuromuskuläre Effizienz jedoch je nach Muskellänge auf unterschiedliche Weise erreicht wird. Diese längenabhängigen Unterschiede führen zu einer kraftlängen Kurve, die nach exzentrischer Einwirkung über den Ellenbogenbewegungsbereich abgeflacht wird, wodurch die Muskelfunktion bei sehr kurzen und sehr langen Längen verbessert wird, bei denen die Ellenbogenbeuger von Natur aus schwach sind.
Schließlich Mazara et al., untersuchung der neuromuskulären Effizienz nach exzentrischer Muskelwirkung in der Plantarflexorgruppe des menschlichen Knöchels. Sie zeigen eine Zunahme der Kraft und eine Abnahme der Aktivierung nach exzentrischer Muskelwirkung im Vergleich zur rein isometrischen Referenzkontraktion. Sie beobachteten, dass diese offensichtliche Steigerung der Muskeleffizienz mit Kosten verbunden war: Die Probanden hatten die Muskelkraftkontrolle reduziert, was darauf hindeutet, dass die Muskeleffizienz nach exzentrischer Wirkung auf Kosten des Verlusts der Feinmotorik geht Kontrolle., die traditionelle Cross-Bridge-Theorie besagt, dass exzentrische Muskelaktionen mit anderen Aktivierungsstrategien als konzentrische oder isometrische Kontraktionen gesteuert werden, dass diese Aktivierungsstrategien plastisch sind und durch Training und Einarbeitung von Aufgaben angepasst werden können, dass exzentrische Aktionen die mechanischen Eigenschaften von Muskeln verändern, dass sie kein Verletzungsrisiko darstellen (wenn sie ordnungsgemäß ausgeführt werden) und dass sie Vorteile für Rehabilitations-und Trainingsprogramme bei Patienten und Sportlern bieten, die über die von konzentrischen und isometrischen Kontraktionen hinausgehen (und deutliche Vorteile gegenüber denen von konzentrischen und isometrischen Kontraktionen haben).,
Unnötig zu erwähnen, dass in dieser Sonderausgabe nicht alle Geheimnisse exzentrischer Muskelaktionen gelöst wurden. Es besteht immer noch die Notwendigkeit, die molekularen Mechanismen zu erklären und zu verstehen, die der Zunahme der Kraft und Abnahme der Stoffwechselkosten während und nach exzentrischen Muskelaktionen zugrunde liegen, die Notwendigkeit, Hemmwege bei exzentrischen Muskelaktionen und deren Anpassung an Training und Einarbeitung zu verstehen und die Notwendigkeit, die Vorteile exzentrischer Muskelaktionen in Training und Rehabilitation umzusetzen und vollständig zu verstehen, während Verletzungen vermieden werden., Ich glaube, dass das Studium exzentrischer Muskelaktionen viele weitere Herausforderungen und Überraschungen für uns bereithält, genau wie im letzten Jahrzehnt. Ich glaube auch, dass Strukturproteine wie Titin als entscheidende Regulatoren der exzentrischen Kraft auftauchen werden und dass die Untersuchung exzentrischer Muskelaktionen zu unserem Verständnis der molekularen Mechanismen beitragen wird, die der Kontraktion zugrunde liegen.