Fiziológiai keresztmetszeti terület (PCSA) Szerkesztés

A pennate izmok egyik előnye, hogy több izom a szálak párhuzamosan csomagolhatók, így az izom nagyobb erőt képes produkálni, bár a szál szöge a cselekvés irányába azt jelenti, hogy a maximális erő ebben az irányban valamivel kisebb, mint a szál irányú maximális erő. Az izom keresztmetszete (az 1. ábra kék vonala, más néven anatómiai keresztmetszeti terület vagy ACSA) nem pontosan ábrázolja az izomban lévő izomrostok számát. Jobb becslést nyújt az izomrostokra merőleges keresztezések teljes területe (zöld vonalak az 1. ábrán). Ezt a mértéket fiziológiai keresztmetszeti területnek (PCSA) nevezik, és általában a következő képlettel számítják ki és határozzák meg (alternatív meghatározást ad a fő cikk):

PCSA = izomtérfogat rost hossza = izom tömeg ρ ⋅ szálhossz, {\ displaystyle {\ text {PCSA}} = {{\ text {izomtérfogat}} \ felett {\ text {szálhossz}}}} = {{\ text {izomtömeg}} \ felett {\ rho \ cdot {\ text {fiber length}}}}},}

ahol ρ az izom sűrűsége:

ρ = izomtömeg izomtérfogat. {\ displaystyle \ rho = {{\ text {izomtömeg}} \ felett {\ text {izomtérfogat}}}.}

A PCSA növekszik a pennációs szöggel és az izom hosszával. A pennate izmokban a PCSA mindig nagyobb, mint az ACSA. Nem pennate izomban egybeesik az ACSA-val.

Kapcsolat a PCSA és az izomerő közöttEdit

A teljes kifejtett erő rostjaik ferde irányában arányosak a PCSA-val. Ha ismert az izomrostok fajlagos feszültsége (a szálak által kifejtett erő a PCSA egységére vonatkoztatva), akkor a következőképpen számítható:

Teljes erő = PCSA ⋅ Specifikus feszültség {\ displaystyle {\ text {Teljes erő} } = {\ text {PCSA}} \ cdot {\ text {Specific feszültség}}}}

Ennek az erőnek azonban csak egy összetevője használható az ín kívánt irányba történő húzására. Ez az összetevő, amely az igazi izomerő (más néven ínerő), az izom cselekvési iránya mentén érvényesül:

Izomerő = Teljes erő ⋅ cos ⁡ Φ {\ displaystyle {\ text {Izom erő} } = {\ text {Total force}} \ cdot \ cos \ Phi}

A másik, az izom cselekvési irányára merőleges komponens (Ortogonális erő = Összes erő × sinΦ) nem az ínre gyakorolt, hanem egyszerűen megszorítja az izmot, úgy, hogy aponeuroióit egymás felé húzza. arányos a PCSA-val) nem önmagában az izom tömegével vagy a rost hosszával. Ugyanis az izomrost maximális (tetanikus) ereje egyszerűen annak vastagságától (keresztmetszeti területétől) és típusától függ. Semmi esetre sem csak a tömegétől vagy a hosszától függ. Például, amikor az izomtömeg a gyermekkori fizikai fejlődés következtében növekszik, ennek oka csak az izomrostok hosszának növekedése lehet, a rostvastagság (PCSA) vagy a rosttípus változása nélkül. Ebben az esetben a tömeg növekedése nem eredményezi az erő növekedését.

A rövidítés kisebb sebességeEdit

Egy pennate-izomban elrendezésük következtében a rostok rövidebbek, mint lennének, ha az izom egyik végéből a másikba futnának. Ez azt jelenti, hogy mindegyik szál sorozatban kisebb számú szarkomerből áll. Sőt, minél nagyobb a pennációs szög, annál rövidebbek a rostok.

Az izomrost rövidülésének sebességét részben az izomrost hossza (azaz N) határozza meg. Így egy nagy pennációs szöggel rendelkező izom lassabban fog összehúzódni, mint egy hasonló, kisebb pennation szögű izom.

Architectural gear ratioEdit

Építészeti áttételi arány, szintén az anatómiai áttételi aránynak nevezett (AGR) a pennate-izom azon jellemzője, amelyet az izom hosszanti igénybevétele és az izomrost törzsének aránya határoz meg. Néha az izomrövidítő és a roströvidítő sebesség arányaként is meghatározzák:

AGR = εx / εf

ahol εx = hosszirányú igénybevétel (vagy izomrövidítő sebesség) az εf pedig a rosttörzs (vagy a roströvidítő sebesség).

Eredetileg azt gondolták, hogy az aponeurózisok közötti távolság nem változott egy pennate izom összehúzódása során, ezért meg kellett követelni a rostokat, amikor rövidülnek. A közelmúltban végzett munka azonban azt mutatja, hogy ez hamis, és hogy a szálszög változásának mértéke különböző terhelési körülmények között változik. Ez a dinamikus sebességváltó automatikusan elmozdul, hogy alacsony terhelés mellett maximális sebességet, vagy nagy terhelés esetén maximális erőt érjen el.