Trabaho ng kalamnan at lakas

Ang pangunahing pag-aari ng tissue ng kalamnan na bumubuo ng mga kalamnan ng kalansay ay ang contractility, na humahantong sa isang pagbabago sa haba ng kalamnan sa ilalim ng impluwensya ng mga nerve impulses. Ang mga kalamnan ay kumikilos sa mga buto ng mga lever na konektado ng mga kasukasuan. Sa kasong ito, ang bawat kalamnan ay kumikilos sa kasukasuan sa isang direksyon lamang. Sa isang uniaxial joint (cylindrical, block-shaped), ang paggalaw ng mga bone levers ay nangyayari lamang sa paligid ng isang axis, kaya ang mga kalamnan ay matatagpuan na may kaugnayan sa naturang joint sa magkabilang panig at kumikilos dito sa dalawang direksyon (flexion - extension; adduction - abduction, rotation). Halimbawa, sa joint ng siko, ang ilang mga kalamnan ay flexors, ang iba ay extensors. May kaugnayan sa bawat isa, ang mga kalamnan na ito, na kumikilos sa magkasanib na direksyon, ay mga antagonist. Bilang isang patakaran, dalawa o higit pang mga kalamnan ang kumikilos sa bawat joint sa isang direksyon. Ang ganitong mga kalamnan, palakaibigan sa direksyon ng pagkilos, ay tinatawag na synergists. Sa isang biaxial joint (ellipsoid, condylar, saddle-shaped), ang mga kalamnan ay pinagsama ayon sa dalawang axes nito, sa paligid kung saan ang mga paggalaw ay ginagampanan. Sa isang ball-and-socket joint, na may tatlong axes ng paggalaw (isang multiaxial joint), ang mga kalamnan ay katabi mula sa ilang panig at kumikilos dito sa iba't ibang direksyon. Halimbawa, ang joint ng balikat ay may mga kalamnan - flexors at extensors, na nagsasagawa ng paggalaw sa paligid ng frontal axis, abductors at adductors - sa paligid ng sagittal axis, at rotators - sa paligid ng longitudinal axis (inward - pronators at outward - supinators).

Sa isang pangkat ng mga kalamnan na nagsasagawa ng isang partikular na paggalaw, maaari nating makilala ang mga pangunahing kalamnan na nagbibigay ng ibinigay na paggalaw, at ang mga auxiliary na kalamnan, ang pantulong na papel kung saan ay ipinahiwatig ng pangalan mismo. Ang mga auxiliary na kalamnan ay modelo ng paggalaw, na nagbibigay ng mga indibidwal na katangian.

Para sa mga functional na katangian ng mga kalamnan, ang mga naturang tagapagpahiwatig bilang kanilang anatomical at physiological cross-section ay ginagamit. Ang anatomical cross-section ay ang sukat (lugar) ng cross-section na patayo sa mahabang axis ng kalamnan at dumadaan sa tiyan sa pinakamalawak na bahagi nito. Ang tagapagpahiwatig na ito ay nagpapakilala sa laki ng kalamnan, ang kapal nito. Ang physiological cross-section ng kalamnan ay ang kabuuang cross-sectional area ng lahat ng fibers ng kalamnan na bumubuo sa kalamnan na pinag-aaralan. Dahil ang lakas ng isang contracting na kalamnan ay nakasalalay sa bilang ng mga fibers ng kalamnan at ang laki ng cross-section, ang physiological cross-section ng kalamnan ay nagpapakilala sa lakas nito. Sa fusiform, hugis-ribbon na mga kalamnan na may parallel fiber arrangement, ang anatomical at physiological cross-sections ay nag-tutugma. Ang ibang larawan ay nasa mga pennate na kalamnan, na may malaking bilang ng mga maikling bundle ng kalamnan. Sa dalawang magkapantay na kalamnan na may parehong anatomical cross-section, ang pennate muscle ay may mas malaking physiological cross-section kaysa sa fusiform na kalamnan. Ang kabuuang cross-section ng mga fibers ng kalamnan sa isang pennate na kalamnan ay mas malaki, at ang mga fibers mismo ay mas maikli kaysa sa isang fusiform na kalamnan. Sa bagay na ito, ang isang pennate na kalamnan ay may higit na lakas kaysa sa huli, ngunit ang hanay ng pag-urong ng mga maikling fibers ng kalamnan nito ay mas maliit. Ang mga pennate na kalamnan ay matatagpuan kung saan kinakailangan ang makabuluhang puwersa ng pag-urong ng kalamnan na may medyo maliit na hanay ng paggalaw (mga kalamnan ng ibabang binti, paa, ilang kalamnan ng bisig). Fusiform, hugis-ribbon na mga kalamnan, na binuo mula sa mahabang fibers ng kalamnan, ay umiikli ng mas malaking halaga sa panahon ng contraction. Kasabay nito, nagkakaroon sila ng mas kaunting puwersa kaysa sa mga pennate na kalamnan, na may parehong anatomical cross-section.

Trabaho ng kalamnan. Dahil ang mga dulo ng kalamnan ay nakakabit sa mga buto, ang mga punto ng pinagmulan at pagkakadikit nito ay lumalapit sa isa't isa sa panahon ng pag-urong, at ang mga kalamnan mismo ay nagsasagawa ng isang tiyak na dami ng trabaho. Kaya, ang katawan ng tao o ang mga bahagi nito ay nagbabago ng kanilang posisyon kapag ang kaukulang mga kalamnan ay nagkontrata, gumagalaw, nagtagumpay sa paglaban ng grabidad o, sa kabaligtaran, ay nagbubunga sa puwersang ito. Sa ibang mga kaso, kapag ang mga kalamnan ay nagkontrata, ang katawan ay gaganapin sa isang tiyak na posisyon nang hindi nagsasagawa ng paggalaw. Batay dito, ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng pagtagumpayan, pagbigay, at paghawak ng kalamnan.

Ang pagtagumpayan sa trabaho ng kalamnan ay ginagawa kapag ang puwersa ng pag-urong ng kalamnan ay nagbabago sa posisyon ng isang bahagi ng katawan, paa o link nito, mayroon man o walang karga, na nagtagumpay sa puwersa ng paglaban.

Ang mababang trabaho ay trabaho kung saan ang lakas ng kalamnan ay nagbubunga sa puwersa ng gravity ng bahagi ng katawan (limb) at ang kargada na hawak nito. Gumagana ang kalamnan, ngunit hindi ito nagpapaikli, ngunit sa halip ay nagpapahaba; halimbawa, kapag imposibleng iangat o hawakan ang isang bagay na may malaking masa. Sa matinding pagsusumikap sa kalamnan, ang katawan ay dapat ibaba sa sahig o ibang ibabaw.

Ang paghawak ng trabaho ay ginagawa kung ang puwersa ng mga contraction ng kalamnan ay humahawak sa isang katawan o karga sa isang tiyak na posisyon nang hindi gumagalaw sa espasyo. Halimbawa, ang isang tao ay nakatayo o nakaupo nang hindi gumagalaw, o may hawak na kargada sa parehong posisyon. Ang puwersa ng mga contraction ng kalamnan ay nagbabalanse sa masa ng katawan o load. Sa kasong ito, ang mga kalamnan ay kumukontra nang hindi binabago ang kanilang haba (isometric contraction).

Ang pagtagumpayan at nagbubunga ng trabaho, kapag ang puwersa ng mga contraction ng kalamnan ay gumagalaw sa katawan o mga bahagi nito sa kalawakan, ay maaaring ituring na pabago-bagong gawain. Ang paghawak ng trabaho, kung saan ang paggalaw ng buong katawan o bahagi ng katawan ay hindi nangyayari, ay static na gawain.

Ang mga buto na konektado ng mga kasukasuan ay nagsisilbing mga lever kapag ang mga kalamnan ay nagkontrata. Sa biomechanics, ang isang first-class na pingga ay nakikilala, kapag ang mga punto ng paglaban at paggamit ng puwersa ng kalamnan ay nasa magkaibang panig ng fulcrum, at isang pangalawang-class na pingga, kung saan ang parehong mga puwersa ay inilapat sa isang gilid ng fulcrum, sa iba't ibang mga distansya mula dito.

Ang unang uri ng dalawang-armadong pingga ay tinatawag na "balance lever". Ang fulcrum ay matatagpuan sa pagitan ng punto ng paggamit ng puwersa (ang puwersa ng pag-urong ng kalamnan) at ang punto ng paglaban (gravity, organ mass). Ang isang halimbawa ng naturang pingga ay ang koneksyon ng gulugod sa bungo. Ang equilibrium ay nakakamit sa ilalim ng kondisyon na ang torque ng inilapat na puwersa (ang produkto ng puwersa na kumikilos sa occipital bone sa pamamagitan ng haba ng braso, na katumbas ng distansya mula sa fulcrum hanggang sa punto ng paggamit ng puwersa) ay katumbas ng torque ng grabidad (ang produkto ng gravity sa haba ng braso, katumbas ng distansya mula sa gravity).

Ang pangalawang uri ng pingga ay single-armed. Sa biomechanics (kumpara sa mechanics), ito ay may dalawang uri. Ang uri ng naturang pingga ay nakasalalay sa lokasyon ng punto ng paggamit ng puwersa at ang punto ng pagkilos ng grabidad, na sa parehong mga kaso ay nasa parehong bahagi ng fulcrum. Ang unang uri ng pangalawang uri na pingga (lever of force) ay nangyayari kapag ang braso ng paglalapat ng puwersa ng kalamnan ay mas mahaba kaysa sa braso ng paglaban (gravity). Kung isasaalang-alang ang paa bilang isang halimbawa, makikita natin na ang fulcrum (axis of rotation) ay ang ulo ng metatarsal bones, at ang punto ng aplikasyon ng muscle force (ang triceps surae na kalamnan) ay ang calcaneus. Ang point of resistance (body gravity) ay nasa junction ng shin bones sa paa (ankle joint). Sa pingga na ito, mayroong pakinabang sa puwersa (mas mahaba ang braso ng paggamit ng puwersa) at pagkawala sa bilis ng paggalaw ng punto ng paglaban (mas maikli ang braso nito). Sa pangalawang uri ng single-arm lever (speed lever), ang braso ng paggamit ng puwersa ng kalamnan ay mas maikli kaysa sa braso ng paglaban, kung saan inilalapat ang magkasalungat na puwersa, ang gravity. Upang malampasan ang gravity, ang punto ng aplikasyon na kung saan ay nasa isang malaking distansya mula sa punto ng pag-ikot sa elbow joint (ang fulcrum), isang makabuluhang mas malaking puwersa ng mga flexor na kalamnan na nakakabit malapit sa elbow joint (sa punto ng paggamit ng puwersa) ay kinakailangan. Sa kasong ito, mayroong isang pagtaas sa bilis at saklaw ng paggalaw ng mas mahabang pingga (ang punto ng paglaban) at isang pagkawala sa puwersa na kumikilos sa punto ng paggamit ng puwersang ito.