działania mięśni są zwykle podzielone na 3 kategorie: koncentryczne, izometryczne i ekscentryczne. Aktywny mięsień, który skraca się i wytwarza pozytywną pracę mechaniczną, mówi się, że pracuje koncentrycznie; aktywny mięsień, który nie zmienia swojej długości, a tym samym nie wytwarza pracy netto, mówi się, że działa izometrycznie; a aktywny mięsień, który jest wydłużony przez siły zewnętrzne, a tym samym pochłania pracę lub wytwarza negatywną pracę, mówi się, że działa ekscentrycznie.,1
koncentryczne i izometryczne działania mięśni są dobrze zbadane i dobrze zrozumiane, i dobrze wpisują się w sposób, w jaki myślimy o skurczu mięśni na poziomie molekularnym: włókna ślizgowe2, 3 i teoria mostu krzyżowego.4 natomiast ekscentryczne działania mięśni nie są tak badane, jak koncentryczne i izometryczne, i nie pasują dobrze do myślenia teorii mostu krzyżowego (np. Herzog5)., Mięśnie pracujące mimośrodowo mogą wytwarzać znacznie większe siły niż mięśnie pracujące koncentrycznie lub izometrycznie, 6, 7 pozostają silniejsze po ekscentrycznym działaniu (wzmocnienie siły resztkowej, np. Edman et al., 8 Herzog i Leonard9), wymagają mniej energii na jednostkę siły,10 i ekscentryczne działania mięśni występują w życiu codziennym cały czas.11 ekscentryczne działania mięśni były również związane ze zwiększonym ryzykiem uszkodzenia mięśni (np. Brooks et al.,1213), niestabilność produkcji siły i długości sarkomerów (np.,, Morgan14), oraz zahamowanie dobrowolnej aktywacji (np. Westing et al.15). Jednak ekscentryczne działania mięśni pozostają zaniżone, a wiele zjawisk związanych z ekscentrycznymi działaniami wymknęło się zadowalającemu wyjaśnieniu. Ekscentryczne działania mięśni, właściwości z nimi związane i podstawowe wyjaśnienia mechanistyczne pozostają słabo poznane.
w tym specjalnym numerze Journal of Sport and Health Science (JSHS) eksperci w tej dziedzinie rozwiązali niektóre z tajemnic otaczających ekscentryczne działania mięśni., Zajmowali się mechanicznymi właściwościami ekscentrycznego działania mięśni (produkcja siły i wzmocnienie siły resztkowej), kontrolą nerwową i zahamowaniami mięśni związanymi z ekscentrycznymi działaniami mięśni oraz problemami związanymi z ekscentrycznym działaniem mięśni i urazami jako narzędziem rehabilitacji.
Herzog omawia, dlaczego mięśnie są silniejsze, gdy są aktywnie wydłużone w porównaniu do kiedy są skracane, wykorzystując teorię cross-bridge., Następnie identyfikuje niedociągnięcia teorii cross-bridge w wyjaśnianiu ekscentrycznych działań mięśni i omawia, w jaki sposób nieuniformizm długości sarcomere i pasywne elementy konstrukcyjne zostały użyte do wypełnienia luki pozostawionej przez teorię cross-bridge. Kontynuuje, wyjaśniając zjawiska takie jak wzmocnienie siły resztkowej i zmniejszenie kosztów energetycznych w ekscentrycznym działaniu mięśni za pomocą modelu, który obejmuje zaangażowanie elementu strukturalnego w ekscentryczne działania mięśni.
, zbadaj temat ekscentrycznego działania i wzmocnienia siły resztkowej, korzystając z kontekstu historycznego, czyniąc silny argument za ekscentryczną pracą mięśni jako narzędziem w rehabilitacji, szczególnie dla populacji pacjentów z obniżonymi zdolnościami pobierania tlenu. Wykorzystują również podejście porównawcze między mięśniami szkieletowymi ssaków i mięczaków, które może wyjaśniać niektóre z tajemnic otaczających właściwość wzmocnienia siły resztkowej.,
Schappacher-Tilp proponuje ekscytujący nowy model, w jaki sposób ekscentryczne działania mięśni i związane z nimi właściwości wzmocnienia siły resztkowej można wyjaśnić i uwzględnić przy użyciu zależnej od siły aktywacji filamentu miozyny. Wprowadza nowo odkryty stan cross-bridge, tzw. super-relaxed state, który oferuje zaskakujące możliwości stabilizacji mięśni szkieletowych i wyjaśnienia ekscentrycznych właściwości.
Liber rozszerza problematykę urazów mięśni związanych z ekscentrycznymi działaniami mięśni i opracowuje eksperymenty z wykorzystaniem mięśni z niedoborem desminu., Desmin jest nie tylko niezbędnym strukturalnym białkiem sarkomerycznym, ale także wrażliwym biologicznym wskaźnikiem uszkodzenia mięśni. Proponuje sposoby zapobiegania urazom mięśni, rozszerzając temat Nishikawa et al. postrzeganie ekscentrycznego działania mięśni jako narzędzia rehabilitacyjnego.
poprzednie 4 Artykuły opierają się na teorii skurczu mięśni, badaniach molekularnych i komórkowych oraz modelach zwierzęcych, podczas gdy pozostałe 4 Artykuły koncentrują się na badaniach stosowanych u ludzi z wykorzystaniem dobrowolnego skurczu mięśni.,
ten temat powstał dzięki doskonałemu przeglądowi aspektów kontroli ekscentrycznego działania mięśni przez Aagaarda. Koncentruje się on na stłumionej aktywności nerwowo-mięśniowej w ekscentrycznych skurczach u niewyszkolonych osób, wykazując, że to hamowanie ekscentrycznego działania mięśni może być przezwyciężone przez specyficzny, ciężki trening oporowy w ciągu tygodni i miesięcy. Omawia adaptacje neuronowe, które występują przy takim treningu i jak wpływają one na aktywację mięśni w ekscentrycznym działaniu.,
Hahn kontynuuje argument o hamowaniu dobrowolnych mimośrodowych działań mięśni i rozwiązuje problem zmniejszonej siły mięśniowej w dobrowolnych mimośrodowych skurczach. Twierdzi, że nie może to być „zahamowanie” aktywności mięśni per se, ale raczej nieznajomość laboratoryjnych testów ekscentrycznych mięśni, które można przezwyciężyć poprzez zapoznanie badanych z ekscentrycznymi zadaniami przed testami.
De Brito Fontana et al., wykazać w rzadkiej ocenie wzmocnienia siły resztkowej po ekscentrycznym działaniu mięśni zginacza górnego ramienia, że wydajność nerwowo-mięśniowa zwiększa się w przypadku różnych ekscentrycznych działań, ale że wydajność nerwowo-mięśniowa jest osiągana na różne sposoby w zależności od długości mięśni. Te zależne od długości różnice powodują krzywą siły długości, która jest spłaszczona w całym zakresie ruchu łokcia po ekscentrycznym działaniu, wzmacniając w ten sposób funkcję mięśni na bardzo krótkich i bardzo długich długościach, gdzie zginacze łokcia są naturalnie słabe.
wreszcie Mazara i inni., badanie sprawności nerwowo-mięśniowej po ekscentrycznym działaniu mięśni w grupie zgięcia podeszwowego stawu skokowego człowieka. Wykazują one wzrost siły i spadek aktywacji po ekscentrycznym działaniu mięśni w porównaniu do czysto izometrycznego skurczu referencyjnego. Zauważyli, że ten pozorny wzrost wydajności mięśni był kosztem: testerzy mieli zmniejszoną kontrolę siły mięśniowej, co sugeruje, że wydajność mięśni po ekscentrycznym działaniu jest kosztem utraty kontroli silnika., dobrze uchwycone przez tradycyjną teorię cross-bridge, że ekscentryczne działania mięśni są kontrolowane za pomocą różnych strategii aktywacji niż koncentryczne lub izometryczne skurcze, że te strategie aktywacji są plastikowe i mogą być dostosowane przez szkolenie i zapoznanie się z zadaniami, że ekscentryczne działania zmieniają właściwości mechaniczne mięśni, że nie są one ryzykiem urazu (jeśli wykonywane prawidłowo), i że oferują korzyści dla rehabilitacji i programów treningowych u pacjentów i sportowców, które wykraczają poza (i mają wyraźne zalety w stosunku do) tych koncentrycznych i izometrycznych skurczów.,
nie trzeba dodawać, że nie wszystkie tajemnice ekscentrycznych działań mięśni zostały rozwiązane w tym specjalnym numerze. Nadal istnieje potrzeba wyjaśnienia i zrozumienia mechanizmów molekularnych leżących u podstaw wzrostu siły i spadku kosztów metabolicznych podczas i po ekscentrycznych działaniach mięśniowych, potrzeba zrozumienia ścieżek hamujących w ekscentrycznych działaniach mięśniowych i ich adaptacji z treningiem i zapoznaniem się, a także potrzeba wdrożenia i pełnego zrozumienia korzyści płynących z ekscentrycznych działań mięśniowych w treningu i rehabilitacji, przy jednoczesnym unikaniu urazów., Uważam, że badanie ekscentrycznych działań mięśniowych ma dla nas o wiele więcej wyzwań i niespodzianek, tak jak w ostatniej dekadzie. Wierzę również, że białka strukturalne, takie jak titin, pojawią się jako kluczowe regulatory siły ekscentrycznej i że badanie ekscentrycznych działań mięśni pomoże w naszym zrozumieniu mechanizmów molekularnych leżących u podstaw skurczu.