Lifetime Fitness and Wellness
Lärandemål
- Genomföra och kontrastera agonist- och antagonistmuskler
- Beskriv hur fascikler är ordnade i en skelettmuskel
- Förklara de viktigaste händelserna i en skelettmuskelkontraktion i en muskel för att generera kraft
För att förflytta skelettet, överförs spänningen som skapas av sammandragningen av fibrerna i de flesta skelettmusklerna till senorna. Senorna är starka band av tät, regelbunden bindväv som förbinder musklerna med benen. Benförbindelsen är anledningen till att denna muskelvävnad kallas för skelettmuskel.
Skelettmusklernas samverkan i kroppen
För att dra i ett ben, det vill säga ändra vinkeln i dess synoviala led, vilket i huvudsak rör skelettet, måste en skelettmuskel också vara fäst vid en fast del av skelettet. Den rörliga änden av muskeln som fäster vid det ben som dras kallas för muskelns instick, och den ände av muskeln som fäster vid ett fast (stabiliserat) ben kallas för ursprunget. Under underarmsflexion – att böja armbågen – assisterar brachioradialis brachialis.
Figur 1. Huvudmover och synergieffekter. Biceps brachii böjer underarmen. Brachoradialis, i underarmen, och brachialis, som ligger djupt intill biceps i överarmen, är båda synergister som hjälper till i denna rörelse.
Och även om ett antal muskler kan vara inblandade i en handling, kallas den viktigaste muskeln som är inblandad för prime mover, eller agonist. För att lyfta en kopp är det faktiskt en muskel som kallas biceps brachii som är den huvudsakliga rörelsen, men eftersom den kan få hjälp av brachialis, kallas brachialis för en synergist i denna rörelse (figur 1). En synergist kan också vara en fixator som stabiliserar det ben som är fästet för prime movers ursprung.
En muskel med motsatt verkan till prime mover kallas antagonist. Antagonister spelar två viktiga roller i muskelfunktionen:
- De upprätthåller kroppens eller lemens position, t.ex. genom att hålla armen utsträckt eller stå upprätt
- De kontrollerar snabba rörelser, t.ex. vid skuggboxning utan att landa ett slag eller förmågan att kontrollera rörelsen i en lem
För att sträcka ut knäet aktiveras t.ex. en grupp av fyra muskler som kallas quadriceps femoris i lårets främre avdelning (och skulle kallas för knästräckningens agonister). Men för att böja knäleden aktiveras en motsatt eller antagonistisk uppsättning muskler som kallas hamstrings.
Som du kan se skulle dessa termer också vara omvända för den motsatta åtgärden. If you consider the first action as the knee bending, the hamstrings would be called the agonists and the quadriceps femoris would then be called the antagonists. See Table 1 for a list of some agonists and antagonists.
Table 1. Agonist and Antagonist Skeletal Muscle Pairs | |||
---|---|---|---|
Agonist | Antagonist | Movement | |
Biceps brachii: in the anterior compartment of the arm | Triceps brachii: in the posterior compartment of the arm | The biceps brachii flexes the forearm, whereas the triceps brachii extends it. | |
Hamstrings: grupp av tre muskler i lårets bakre fack | Quadriceps femoris: grupp av fyra muskler i lårets främre fack | Hamstrings: grupp av tre muskler i lårets främre fack | Hamstrings böjer benet, medan quadriceps femoris sträcker det. |
Flexor digitorum superficialis och flexor digitorum profundus: i underarmens främre fack | Extensor digitorum: i underarmens bakre fack | Flexor digitorum superficialis och flexor digitorum profundus böjer fingrarna och handen vid handleden, medan extensor digitorum sträcker fingrarna och handen vid handleden. |
Det finns också skelettmuskler som inte drar mot skelettet vid rörelser. Det finns till exempel de muskler som producerar ansiktsuttryck. Insatserna och ursprunget för ansiktsmusklerna finns i huden, så att vissa enskilda muskler drar ihop sig för att bilda ett leende eller en rynka på pannan, bilda ljud eller ord och höja ögonbrynen. Det finns också skelettmuskler i tungan och de yttre urin- och analsfinkteren som gör det möjligt att frivilligt reglera urinering respektive avföring. Dessutom drar sig diafragman ihop och slappnar av för att ändra volymen i lungsäcken, men den rör inte skelettet för att göra detta.
Vardagliga förbindelser: När man tränar är det viktigt att först värma upp musklerna. Stretching drar i muskelfibrerna och det resulterar också i ett ökat blodflöde till de muskler som arbetas. Utan en ordentlig uppvärmning är det möjligt att du antingen skadar några av muskelfibrerna eller drar i en sena. En dragna sena, oavsett plats, resulterar i smärta, svullnad och nedsatt funktion; om den är måttlig till allvarlig kan skadan göra att du blir immobiliserad under en längre tid.
Håll dig till diskussionen om att musklerna korsar lederna för att skapa rörelse. De flesta av de leder som du använder under träning är synovialleder, som har synovialvätska i ledutrymmet mellan två ben. Träning och stretching kan också ha en positiv effekt på synoviallederna. Synovialvätska är en tunn, men trögflytande film med konsistens som äggvita. När du först går upp och börjar röra på dig känns dina leder stela av olika anledningar. Efter rätt stretching och uppvärmning kan synovialvätskan bli mindre viskös, vilket möjliggör en bättre ledfunktion.
Mönster för fascikelorganisation
Skelettmuskulaturen är innesluten i bindvävsställningar på tre nivåer. Varje muskelfiber (cell) är täckt av endomysium och hela muskeln är täckt av epimysium. När en grupp muskelfibrer ”buntas” som en enhet inom hela muskeln genom ett ytterligare täckande av bindväv som kallas perimysium, kallas denna grupp av muskelfibrer för en fascikel. Fascikelarrangemanget genom perimysium är korrelerat till den kraft som genereras av en muskel; det påverkar också muskelns rörelseomfång. Baserat på mönstren för fascikelarrangemanget kan skelettmusklerna klassificeras på flera olika sätt. Nedan följer de vanligaste fascikelarrangemangen:
Parallella muskler har fasciklar som är arrangerade i samma riktning som muskelns långa axel (figur 2). Majoriteten av kroppens skelettmuskler har denna typ av organisation. Vissa parallella muskler är platta ark som expanderar i ändarna för att göra breda fästen. Andra parallella muskler är rundliga med senor i den ena eller båda ändarna. Muskler som verkar vara fylliga har en stor vävnadsmassa som ligger i mitten av muskeln, mellan insatsen och ursprunget, vilket kallas centralkroppen. Ett vanligare namn för denna muskel är mage. När en muskel drar ihop sig förkortar de kontraktila fibrerna den till en ännu större utbuktning. Om du till exempel sträcker ut och sedan böjer biceps brachii-muskeln är den stora, mittersta delen buken (figur 3). När en parallell muskel har en central, stor mage som är spindelformad, vilket innebär att den smalnar av när den sträcker sig till sitt ursprung och instick, kallas den ibland fusiform.
Figur 2. Muskelformer och fiberriktning. Kroppens skelettmuskler finns vanligtvis i sju olika allmänna former.
Figur 3. Biceps brachii-muskelns kontraktion. Den stora massan i mitten av en muskel kallas för magen. Senor utgår från magens båda ändar och förbinder muskeln med benen, vilket gör det möjligt för skelettet att röra sig. Biceps senor ansluter till överarmen och underarmen. (kredit: Victoria Garcia)
Cirkulära muskler kallas också för sfinkter (se figur 2). När de slappnar av ökar sfinkternas koncentriskt anordnade buntar av muskelfibrer öppningens storlek, och när de drar ihop sig krymper öppningens storlek till stängning. Muskeln orbicularis oris är en cirkulär muskel som går runt munnen. När den drar ihop sig blir munöppningen mindre, som när man drar ihop läpparna för att vissla. Ett annat exempel är orbicularis oculi, som omger varje öga. Tänk till exempel på namnen på de två orbicularismusklerna (orbicularis oris och oribicularis oculi), där en del av förnamnet på de båda musklerna är detsamma. Den första delen av orbicularis, orb (orb = ”cirkulär”), är en hänvisning till en rund eller cirkulär struktur; det kan också få en att tänka på omloppsbana, till exempel månens bana runt jorden. Oris (oris = ”oral”) hänvisar till munhålan, eller munnen. Ordet oculi (ocular = ”öga”) hänvisar till ögat.
Det finns andra muskler i hela kroppen som benämns efter sin form eller plats. Deltamuskeln är en stor, triangelformad muskel som täcker axeln. Den har fått sitt namn eftersom den grekiska bokstaven delta ser ut som en triangel. Rectus abdomis (rector = ”rak”) är den raka muskeln i bukens främre vägg, medan rectus femoris är den raka muskeln i lårets främre fack.
När en muskel har en omfattande utbredning över ett stort område, men sedan kommer fasciklerna till en enda gemensam fästpunkt, kallas muskeln konvergent. Anslutningspunkten för en konvergent muskel kan vara en sena, en aponeuros (en platt, bred sena) eller en raphe (en mycket smal sena). Den stora muskeln på bröstet, pectoralis major, är ett exempel på en konvergent muskel eftersom den konvergerar till överarmsbenets större tuberkel via en sena. Musculus temporalis på kraniet är ett annat.
Pennatmusklerna (penna = ”fjädrar”) övergår i en sena som löper genom muskelns centrala område i hela dess längd, ungefär som fjäderfjäderns fjäderkänsla med muskeln anordnad på samma sätt som fjädrarna. På grund av denna utformning kan muskelfibrerna i en pennatmuskel endast dra i en vinkel, och som ett resultat av detta flyttar kontraherande pennatmuskler inte sina senor särskilt långt. Men eftersom en pennatmuskel i allmänhet kan rymma fler muskelfibrer inom sig kan den producera relativt sett mer spänning för sin storlek. Det finns tre undertyper av pennatmuskler:
I en unipennatmuskel ligger fasciklerna på ena sidan av senan. Underarmens extensor digitorum är ett exempel på en unipennatmuskel. En bipennat muskel har fascikler på båda sidorna av senan. I vissa pennate-muskler lindar sig muskelfibrerna runt senan och bildar ibland enskilda fascikler i processen. Detta arrangemang kallas multipennat. Ett vanligt exempel är axelns deltamuskel, som täcker axeln men har en enda sena som sätter sig på överarmsbenets tuberositet deltoideus.
På grund av fasciklerna kan en del av en multipennatmuskel som deltoideusmuskeln stimuleras av nervsystemet för att ändra dragets riktning. När t.ex. deltoideusmuskeln drar ihop sig abducerar armen (rör sig bort från mittlinjen i sagittalplanet), men när endast den främre fascikeln stimuleras kommer armen att abducera och flexa (röra sig framåt i axelleden).
Hävstångssystemet för samspelet mellan muskler och ben
Skeletala muskler fungerar inte av sig själva. Musklerna är ordnade i par utifrån sina funktioner. För muskler som är knutna till skelettets ben bestämmer förbindelsen kraften, hastigheten och rörelseomfånget. Dessa egenskaper är beroende av varandra och kan förklara muskel- och skelettsystemets allmänna organisation.
Skelettet och musklerna agerar tillsammans för att förflytta kroppen. Har du någonsin använt baksidan av en hammare för att ta bort en spik från trä? Handtaget fungerar som en hävstång och hammarens huvud fungerar som en fulcrum, den fasta punkt som kraften appliceras på när du drar tillbaka eller trycker ner på handtaget. Den kraft som appliceras på detta system är att dra eller trycka på handtaget för att ta bort spiken, vilket är belastningen eller ”motståndet” mot handtagets rörelse i systemet. Vårt muskuloskeletala system fungerar på ett liknande sätt, där benen är styva spakar och benens ledändar – inkapslade i synoviala leder – fungerar som stödpunkter. Lasten skulle vara ett föremål som lyfts eller något motstånd mot en rörelse (ditt huvud är en last när du lyfter det), och ansträngningen, eller den applicerade kraften, kommer från kontraktion av skelettmuskulaturen.
Självkontrollfrågor
Tävla nedanstående frågesport för att kontrollera din förståelse av samspelet mellan skelettmusklerna: