Musklers funktion, styrke og udholdenhed | Rapport

Side 1

Side 1 af 7

Muskler – funktion, styrke og udholdenhed

□ Formål med eksperimentet:

Det er forsøgets formål at belyse musklernes funktion og forskellige fibersammensætning gennem 3 små forsøg.

□ Teori:

I: Ved udførelsen af mange forskellige muskelarbejder udnyttes en forudgående oplagret elastisk energi i sener og bindevæv. Denne oplagring af elastisk energi sker ved et stræk i senekomplekset forud for et efterfølgende koncentrisk muskelarbejde. Den oplagrede elastiske energi bidrager til den efterfølgende koncentriske kontraktion, hvorved det samlede arbejde bliver større end blot ved en isoleret koncentrisk kontraktion. Dette fænomen kendes i daglig tale som forspænding.

Ydermere bidrager den myotatiske refleks med øget præstation (se bogen s. 46-47). Betingelse for forspænding er, at det forudgående stræk af muskel-sene-kompleks (excentriske arbejde) kommer umiddelbart før den koncentriske fase. Går der for langt tid omdannes den oplagrede elastiske energi til varme, og vil således ikke bidrage til det efterfølgende koncentriske arbejde.

Forspændingsfænomenet undersøges i dette delforsøg ved en række vertikale hop med forskellige forudgående faser.

II: Muskelfibre kan groft opdeles i type I (langsomme og udholdende) og type II (hurtige og kraftfulde) muskelfibre. Type II underinddeles ofte i type IIa og type IIx. Dette udelader vi dog for overskuelighedens skyld i dette delforsøg. Undersøger man en given muskel via en muskelbiopsi, vil den indeholde begge fibertyper (type I og II). Men afhængigt af hvilken muskel det er, vil én af de to typer dominere. Således indeholder rygstrækkerne (musculus erector spinae) fortrinsvist type I fibre, da disse er meget udholdende (man skal kunne holde til at stå op i langt tid af gangen).

Tilsvarende indeholder lægmusklerne mange type II fibre, idet disse kan udøve stor kraft i kort tid

(ex. ed afsæt).

I denne del af øvelsen vil vi måle styrken af underarmsmusklerne og derefter forsøge at estimere udholdenheden af selv samme muskler.

Ved at sammenligne og forholde forsøgspersonerne med hinanden, kan man komme med et bud på, om en given forsøgsperson udviser stor styrke eller stor udholdenhed (relativt).

III: I Sidste del af øvelsen sammenlignes udholdenheden i underarmene med udholdenheden i lårmusklerne. Dette gøres via to simple udholdenhedstests. Herved kan det vurderes, om en

Side 2

Side 2 af 7 eventuel udholdenhed i benene følges af en tilsvarende udholdenhed i armene, eller om det er helt tilfældigt.

Yderligere Teori:

Kroppen består af mange forskellige muskler. Nogle er større end andre. Tag fx fingermusklerne.

Disse er, uden at være nogen stor overraskelse, ikke ret store muskler. Men derimod har de mange muskelfibre (motoriske nerver) som går ud fra musklens indre. Dette medfører at fingermusklerne kan udføre langt finere og mere detaljerede bevægelser, end fx lårmusklen, som ”bare” er stor og ikke har ret mange muskelfibre (de nerver der er mulige selv at styre).

□ Materialer:

• Stopur

• Styrkemåler

• Kridt

• Ribbe

• Step-bænke (mindst tre stk.)

• Lineal/Målebånd

• Væg (eller anden lodret ”genstand” som er fast)

• (Idrætstøj)

□ Fremgangsmåde:

1. Sammen i grupper á 3 el. 4 personer. Alle skal gennemgå samtlige målinger (skiftes).

I kan frit vælge, hvilket delforsøg I vil starte med.

2. Delforsøg I :

Opstilling ved mur med siden til og med kridt i hånden ind mod muren. Med kridtet afsættes et mærke så højt på muren som muligt (med begge fødder fladt i jorden).

Herefter forsøges at springe så højt som muligt og afsætte et kridtmærke ved at gå ned i knæene og sætte af med maksimal styrke. Dette kan evt. forsøges et par gange. Forskellen i cm mellem de to kridtstreger på muren noteres.

Nu foretages et forudgående nedhop (svarer til et forhop) fra en stepbænk efterfulgt af omgående vertikalt spring med maksimal styrke. Igen noteres forskellen i cm mellem

Side 3

Side 3 af 7

”hvilehøjden” og denne højde.

På samme vis foretages et forudgående nedhop fra 2 og 3 stepbænke.

3. Delforsøg II :

Den maksimale sammentrækningskraft af fingrene (via underarmsmusklerne) måles via styrkemåleren. Tag bare 2-3 forsøg og find den maksimale måling i kg. Denne værdi noteres som ”maksimal styrke”. Dette udføres for både højre og venstre arm.

Herefter undersøges udholdenheden i underarmene. Dette gøres ved at hænge i strakte arme ned fra øverste ribbe og bære egen kropsvægt så længe som muligt. Tiden noteres.

4. Delforsøg III:

Udholdenheden i underarmene blev fundet i delforsøg II. Nu skal lårmusklernes udholdenhed findes ved at stille sig op ad en væg (”glat” væg, ex. en dør) med over- og underben i en vinkel på 90 grader. Underbenet står altså lodret, og overbenet står vandret.

Armene skal hænge langs siden og må ikke benyttes under målingen. Den maksimale tid, man kan holde positionen noteres.

5. Alle resultater indføres i fælles skemaer (så alle kan få adgang til alles målinger).

□ Resultater:

Er vedlagt rapporten i form af bilag (dvs. både grafer og datas).

□ Fejlkilder og usikkerhedsmomenter:

• En høj vægt (Dvs. at personer med lettere/større overvægt, ikke kan præstere visse forsøg

”korrekt”. Ex delforsøg II, som bl.a. indeholder udholdenheds øvelsen i armene.)

• Hvis personer ikke har givet sig optimalt (Forsøgets resultat bliver utroværdigt og meget svær at forholde sig til).

• Ved for lang pause ved afsæt (Den elastiske bevægelse som benet skal udøve, bliver dæmpet kraftigt. (Under delforsøg I)

• Stor vægt i bagdelen (Dette vil være en usikkerhed idet der er mere vægt for personen som skal ”bære på” det, og derved vil resultatet under delforsøg III formodentlig være kortere tid end folk med en mindre vægt i bagdelen).

• Skoens klæbrighed til gulvet (Under delforsøg har dette en stor betydning. Glider skoen fra gulvet, skal der automatisk anvendes mere energi, for at stå i de 90 bestemte grader).

• Ikke at have haft under- og overben i en 90 graders vinkel (Under delforsøg III).

Side 4

Side 4 af 7

□ Diskussion:

1)

Men ved muskelkontraktion (kontraktion = sammentrækning) eller elektrisk stimulans, gennemgår

kroppen en masse processer. Disse forklares:

Et aktionspotentiale (forkortes AP) spreder sig langs musklens cellemembran, og ned langs T-

                                                                        2+
rørene. Herfra føres det videre til SR-systemet (SR ⬄ Sacoplasmatisk retikulum), og CA frigives

(til muskelcellens indre). Ved sacomeren bindes calcium til troponin (protein). Dette bevirker at tropomyosin (ligeledes et protein) skubbes væk fra myosins bindested ved aktinfilamentet

(mikrofilament dannet af proteiner). Ved binding mellem myosinhovedet og aktinfilamentet sikres en dannet tværbro. Herefter laver myosinhovedet en ”nikke-bevægelse” (dvs. at det kontraktile element (eksempelvis biceps) forkortes). Hele denne proces kan forekomme i cykler, så lang tid der er ATP nok til at udføre denne energiomkostning.

Tegning over disse elementer:

2)

• De røde muskelfibre er de ”langsomme”, hvorimod de hvide muskelfibre er de

”hurtige”.

• Hvide muskelfibre stimuleres af motoriske nerver, som har en høj

impulsfrekvens (= kan afsende mange nerveimpulser pr. sekund), hvorimod

røde muskelfibre styres af motoriske nerver, som har en lav impulsfrekvens.

Side 5

Side 5 af 7

• De ”langsomme” muskelfibre anvendes meget i hverdagen, mens de ”hurtige” muskelfibre kun anvendes ved styrke-præstationer.

• ”Langsomme” muskelfibre er konstrueret, sådan at de er udholdende, mens de

”hurtige” muskelfibre kan udføre meget kraftfulde aktiviteter, men løber hurtigt tør for energi.

• De ”langsomme” muskelfibre er i stand til at udføre megen respiration, da de indeholder at højt antal af mitochondrier. De ”hurtige” muskelfibre er i stand til at nedbryde anaerobt, hvilket medfører en større produktion af energi pr.

tidsenhed end den alm. respiration.

3)

Grafen på figur 1 forløber som man, i teorien, mener den vil. Af teorien fremstår det, at

grafen/springhøjden vil stige ved de to- eller evt. tre første spring. Mere korrekt vil være, hvis man

siger, at grafen vil stige indtil et vis punkt, for derefter at falde igen. Punktet den begynder at falde på, er der afsættets højde bliver for stor, til at man kan nå at sætte af ”som en fjeder”. Forløbet hvor grafen stiger, skyldes at man får den omtalte, elastiske energi i afsættet (pga. forspændingen). For at gøre mine resultater lidt mere overskuelige, har jeg sat disse ind i en graf (i denne har jeg regnet med at hver stepbænk ca. måler 12 cm.):

Springhøjde som funktion af forhop

36

37

38

39

40

41

42

43

0

Højde af forhop (cm.)

Springhøjde (cm.)

Serie1

Altså vil denne graf svare nogenlunde til den optimale springhøjde (ifølge teorien. Nok ikke selve højden på de små spring).

Side 6

Side 6 af 7

4)

Først skal det pointeres at der ikke er nogen ”korrekte” værdier, og at man derfor er nødt til at sammenligne med de andre personers resultater. Dog sammenligner jeg kun med mændenes resultater, da kvinder generelt ikke er så fysisk stærke (bl.a. pga. kvinder har mindre testosteron , samt hæmoglobin end mænd i kroppen). Dette ser man også i resultaterne (jf. gennemsnittet). Jeg selv ligger rimelig ”godt i svinget”, hvad angår underarmenes styrke. Ifølge det udregnede gennemsnit, ligger jeg over dette, og kan måske tyde på at jeg er mere stærk end udholdende i disse muskler. Men ud fra drengenes gennemsnit, som ligger på et snit der hedder 53,0 kg. for højre arm og 52,9 kg. for venstre arm, kan man godt sige at dette er en middelhøj værdi. Dog kan man igen ikke bevise noget, da der ikke eksisterer nogle gennemsnitsværdier for en større menneskemængde i denne ”disciplin”.

Til sidst skal det kommenteres at gennemsnittet for både piger og drenge er højere for højre arm end for venstre arm. Dette er selvfølgelig fordi de fleste som har gennemgået dette eksperiment, er

højrehåndet og altså bruger musklerne i denne hånd/arm mere end dem i venstre.

5)

På de fire grafer (to for hvert køn) er der en væsentlig forskel mellem drenge og piger. Drengene ser ud til at være nogenlunde lige så udholdende, som stærke. Dette ses i den måde, som resultaterne er plottet ind i grafen. For at det skal være ca. ”fifty-fifty”, skal grafen gå i en ret linie (fra punktet 0).

Dette gør den nogenlunde hos en stor del af drengene. Derimod ser pigernes grafer helt anderledes ud. Her ser mange af disse ikke ud til at være ligeså udholdende, som stærke. Specielt kan dette ses i grafen som hedder: Max. styrke i venstre arm som funktion af udholdenhed i underarme. Her er

prikkerne/resultaterne meget spredt ud over hele diagrammet. Men vi skal dog hele tiden tage højde

for fejlkilderne og usikkerhederne.

Jeg ser, ligesom de fleste andre fyre, ud til at være ”fifty-fifty”, hvad angår både røde- og hvide blodlegemer. Jeg ligger over gennemsnittet i alle tre øvelser (max. Styrke i højre, max. Styrke i venstre og udholdenhed i underarme), og følger, som tidligere fortalt, den rette linie som ca. er situationen for mange af drengene. Dette kan altså tyde på jeg måske selv ligger på en værdi som kan anslås til middelhøj, eller evt. høj.

Side 7

Side 7 af 7

6)

Umiddelbart kan man ikke konkludere ret meget ud fra denne graf, men man kan dog godt fornemme noget. Man kan fornemme at jeg har en værdi der er fin; altså ikke dårligt resultat fra disse øvelser. Grunden til at jeg ligger middelgodt i øvelsen for udholdenhed i benene, er evt. at jeg har danset rock’n roll i nogle år, hvor man skal kunne løfte sine ben op i 90 graders vinkler ofte.

Men da der er en del drenge på holdet, som fast spiller fodbold, ligger de fleste af disse på en væsentlig bedre værdi. Ved at kigge på det overordnede gennemsnit for de to grupper, ses det igen at drengene har et langt højere gennemsnit end pigerne. Igen skyldes det jo at mænds, fra naturens side, er mere muskuløse end kvinder. Samtidig karambolerer det også med at kvinder har en større fedtprocent end mænd.

7)

Ud fra de forskellige delforsøg, er det svært at bedømme en muskel-sammensætning. Dog er det alligevel muligt at se hvor jeg har min styrke og hvor jeg er udholdende. Ud fra de to delforsøg med arme kan man måske se at det er styrke jeg er ”stærkest i”. Jeg er i hvert fald ikke så udholdende som jeg er stærk i mine underarme. Men igen… det er svært at bedømme. Ser man derimod på benene, ser man så tydelig hvor jeg er stærk. Jeg hopper ikke ret højt (faktisk hopper jeg i snit lavest af alle drenge). Men derimod, er jeg nogenlunde udholdende i benene. Det kunne altså godt tyde på at jeg indeholder en lidt større del af røde muskelfibre, frem for hvide muskelfibre i benene.

□ Konklusion:

Disse resultater er enormt svære at forholde sig til (og kommentere), da det er en meget lille mængde vi antager gennemsnittet ud fra (en flok på ni piger og 8 drenge). Derved behøver det fremkommende resultat ikke at være det korrekte gennemsnit for hele landet for eksempel. Det skal jo også kommenteres at de folk som har været igennem øvelsen, har det på mellemniveau og derved

også er idræts-interesserede folk. Dette kan jo sagtens give et langt bedre/højere resultat overall. Så

alt i alt er det svært at konkludere ret meget ud fra disse øvelser, da der også er en masse fejlkilder og usikkerheder imellem.