Muskelåtgärder är vanligtvis uppdelade i 3 kategorier: koncentrisk, isometrisk och excentrisk. En aktiv muskel som förkortar och producerar positivt mekaniskt arbete sägs arbeta koncentriskt; en aktiv muskel som inte ändrar sin längd och därmed inte producerar nettoarbete, sägs fungera isometriskt; och en aktiv muskel som förlängs av yttre krafter, och därmed absorberar arbete, eller producerar negativt arbete, sägs fungera excentriskt.,1
koncentriska och isometriska muskelåtgärder studeras väl och förstås, och de passar bra in i hur vi tänker på muskelkontraktion på molekylär nivå: glidande filament2, 3 och cross-bridge-teorin.4 Däremot är excentriska muskelåtgärder inte så mycket studerade som koncentriska och isometriska åtgärder, och de passar inte bra in i tvärbroteoritänkandet (t.ex. Herzog5)., Muskler som arbetar excentriskt kan producera mycket större krafter än muskler som arbetar koncentriskt eller isometriskt,6, 7 de förblir starkare efter excentrisk verkan (restkraftförbättring, t.ex. Edman et al., 8 Herzog och Leonard9), de kräver mindre energi per kraftenhet, 10 och excentriska muskelåtgärder förekommer hela tiden i vardagen.11 excentriska muskelåtgärder har också förknippats med ökade risker för muskelskada (t.ex. Brooks et al.Den 12 Armstrong et al.13), instabilitet i kraftproduktion och sarcomere längder (t. ex.,, Morgan14), och hämning av frivillig aktivering (t.ex. Westing et al.15). Excentriska muskelåtgärder förblir dock understuderade, och många av de fenomen som är förknippade med excentriska åtgärder har undgått tillfredsställande förklaring. Excentriska muskelåtgärder, de egenskaper som är förknippade med dem och de underliggande mekanistiska förklaringarna är fortfarande dåligt förstådda.
i denna specialutgåva av Journal of Sport and Health Science (JSHS) har experter på området tacklat några av mysterierna kring excentriska muskelåtgärder., De har behandlat de mekaniska egenskaperna hos excentrisk muskelaktivitet (kraftproduktion och restkraftförbättring), neurala kontroll-och muskelhämmare i samband med excentriska muskelåtgärder och problem i samband med excentrisk muskelaktivitet och skador som ett verktyg för rehabilitering.
Herzog diskuterar varför musklerna är starkare när de aktivt förlängs jämfört med när de förkortas, med hjälp av cross-bridge-teorin., Han identifierar sedan bristerna i cross-bridge-teorin för att förklara excentriska muskelåtgärder och diskuterar hur sarcomere längd nonuniformitet och passiva strukturella element har använts för att fylla gapet kvar av cross-bridge-teorin. Han fortsätter genom att förklara fenomen som restkraftförbättring och minskad energisk kostnad i excentrisk muskelaktivitet med hjälp av en modell som inkluderar engagemang av ett strukturelement i excentriska muskelåtgärder.
Nishikawa et al., utforska ämnet excentrisk åtgärd och restkraftförbättring ytterligare med hjälp av ett historiskt sammanhang, vilket gör ett starkt argument för excentrisk muskelarbete som ett verktyg i rehabiliteringsinställningar, speciellt för patientpopulationer med nedsatt syreupptagskapacitet. De använder också ett jämförande tillvägagångssätt mellan däggdjurs-och molluskiska skelettmuskler som kan förklara några av mysterierna kring residual force enhancement-egenskapen.,
Schappacher-Tilp föreslår en spännande ny modell av hur excentriska muskelåtgärder och tillhörande residual Force enhancement egenskaper kan förklaras och rymmas med hjälp av en kraftberoende aktivering av myosin filament. Hon introducerar ett nyupptäckt cross-bridge-tillstånd, det så kallade super-avslappnade tillståndet, vilket ger överraskande möjligheter att stabilisera skelettmusklerna och förklara excentriska egenskaper.
Liber expanderar på frågan om muskelskada i samband med excentriska muskelåtgärder och utarbetar experiment med desminbristande muskler., Desmin är inte bara ett viktigt strukturellt sarcomeriskt protein utan är också en känslig biologisk indikator på muskelskada. Han föreslår sätt att hur muskelskada kan förebyggas, expandera på temat Nishikawa et al. visa excentrisk muskelaktivitet som ett rehabiliteringsverktyg.
de föregående 4 artiklarna är beroende av muskelkontraktionsteori, molekylär och cellulär forskning och djurmodeller, medan de återstående 4 artiklarna fokuserar på tillämpad forskning hos människor som använder frivillig muskelkontraktion.,
detta tema lanseras av en utmärkt översyn av kontrollaspekterna av excentrisk muskelverkan av Aagaard. Han fokuserar på den undertryckta neuromuskulära aktiviteten i excentriska sammandragningar hos otränade individer, vilket visar att denna inhibering i excentrisk muskelaktivitet kan övervinnas genom specifik, tungbelastningsmotståndsträning under veckor och månader. Han diskuterar de neurala anpassningar som uppstår med sådan träning och hur de påverkar muskelaktivering i excentrisk verkan.,
Hahn fortsätter argumentet om hämning i frivillig excentrisk muskelaktivitet och tar upp frågan om minskad muskelkraft vid frivilliga excentriska sammandragningar. Han hävdar att detta kanske inte är en ”inhibering” av muskelaktivitet i sig utan snarare en okunnighet om laboratoriebaserade excentriska muskeltester som kan övervinnas genom förtrogenhet av ämnena med de excentriska uppgifterna före testning.
De Brito Fontana et al., visa i en sällsynt bedömning av restkraftförbättring efter excentrisk verkan av överarm flexor muskler att neuromuskulär effektivitet ökar för en mängd olika excentriska åtgärder, men att neuromuskulär effektivitet uppnås på olika sätt beroende på muskellängder. Dessa längdberoende skillnader resulterar i en kraftlängdskurva som är utplattad över armbågens rörelseområde efter excentrisk verkan, vilket förbättrar muskelfunktionen vid mycket korta och mycket långa längder, där armbågens flexorer är naturligt svaga.
Slutligen, Mazara et al., studie neuromuskulär effektivitet efter excentrisk muskelaktivitet i den mänskliga fotleden plantar flexor gruppen. De visar en ökning i kraft och en minskning av aktiveringen efter excentrisk muskelaktivitet jämfört med den rent isometriska referenskontraktionen. De observerade att denna uppenbara ökning av muskeleffektiviteten kom till en kostnad: försökspersonerna hade minskat muskelkraftkontrollen, vilket tyder på att muskeleffektiviteten efter excentrisk åtgärd kommer till kostnaden för förlust i finmotorisk kontroll., väl fångas av den traditionella cross-bridge teorin, att excentriska muskelåtgärder styrs med olika aktiveringsstrategier än koncentriska eller isometriska sammandragningar, att dessa aktiveringsstrategier är plast och kan anpassas genom utbildning och uppgift förtrogenhet, att excentriska åtgärder ändra de mekaniska egenskaperna hos muskler, att de inte är en skada risk (om det utförs på rätt sätt), och att de erbjuder fördelar för rehabilitering och utbildningsprogram hos patienter och idrottare som går utöver (och har tydliga fördelar jämfört) de av koncentriska och isometriska sammandragningar.,
naturligtvis har inte alla mysterier av excentriska muskelåtgärder lösts i denna speciella fråga. Det finns fortfarande behov av att förklara och förstå de molekylära mekanismer som ligger till grund för ökningen av kraft och minskning av metabolisk kostnad under och efter excentriska muskelåtgärder, ett behov av att förstå inhiberande vägar i excentrisk muskelverkan och deras anpassning med träning och förtrogenhet, och ett behov av att genomföra och fullt ut förstå fördelarna med excentrisk muskelverkan i träning och rehabilitering, samtidigt som man undviker skador., Jag tror att studera excentriska muskelåtgärder har många fler utmaningar och överraskningar för oss, precis som det gjorde under det senaste decenniet. Jag tror också att strukturella proteiner, som titin, kommer att framstå som avgörande regulatorer av excentrisk kraft och att studier av excentriska muskelåtgärder kommer att bidra till vår förståelse av de molekylära mekanismer som ligger till grund för sammandragning.