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