Nello studio della meccanica di contrazione muscolare si definisce:
carico: la forza esercitata dal peso di un oggetto, ad esempio un manubrio, su un muscolo;
tensione muscolare: la forza esercitata sull'oggetto in questione dal muscolo che si contrae.
Tensione muscolare e carico sono quindi forze opposte, che come tali si contrappongono l'un l'altra:
per vincere un carico, la tensione muscolare dev'essere superiore alla forza (peso) che esso esercita.
La contrazione muscolare è quel processo attivo mediante cui si genera una forza in seno al muscolo.
I tipi di contrazione che si possono avere sono due:
CONTRAZIONI DINAMICHE e CONTRAZIONI STATICHE
Le contrazioni DINAMICHE possono essere
ISOTONICHE, ISOCINETICHE, AUXOTONICHE e PLIOMETRICHE.
Contrazione isotonica
La contrazione comunemente chiamata ISOTONICA (a tensione costante) si ha quando un muscolo si accorcia spostando un carico che rimane costante per l'intera durata del periodo di accorciamento; essa si può dividere in due fasi:
Fase CONCENTRICA o POSITIVA quando il muscolo si accorcia sviluppando tensione (ad es. sollevando un peso)
Fase ECCENTRICA o NEGATIVA quando il muscolo si allunga sviluppando tensione (ad esempio riabbassando lentamente lo stesso peso)
Contrazione isocinetica
La contrazione ISOCINETICA si ha quando il muscolo sviluppa il massimo sforzo per tutta l'ampiezza del movimento, accorciandosi a velocità costante (tensione variabile); si ottiene solo con particolari macchine, definite isocinetiche.
Contrazione auxotonica
La contrazione AUXOTONICA aumenta progressivamente con l'accorciamento muscolare (es. elastici).
Contrazione pliometrica
La contrazione PLIOMETRICA è una contrazione concentrica esplosiva, immediatamente preceduta da contrazione eccentrica; in tal modo si sfrutta l'energia accumulatasi nelle strutture elastiche del muscolo nella precedente fase eccentrica.
Le contrazioni STATICHE sono quelle isometriche (che avvengono a lunghezza muscolare costante) e si ottengono quando l'accorciamento del muscolo è impedito da un carico uguale alla tensione muscolare, oppure quando un carico viene sostenuto in una posizione fissa dalla tensione del muscolo.
La contrazione isometrica si ha quando il muscolo si contrae senza modificare la sua lunghezza (senza quindi spostare il carico).
Vediamo ora una tabella riassuntiva:
CONTRAZIONI STATICHE o ISOMETRICHE |
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CONTRAZIONI MASSIMALI |
CONTRAZIONI DI STAZIONAMENTO |
La tensione sviluppata è pari alla resistenza applicata, il muscolo non modifica la propria lunghezza e la distanza tra le inserzioni muscolari rimane invariata. |
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CONTRAZIONI DINAMICHE o ANISOMETRICHE |
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CONTRAZIONI CONCENTRICHE (POSITIVE) |
CONTRAZIONI ECCENTRICHE (NEGATIVE) |
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CONTRAZIONI ISOTONICHE |
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CONTRAZIONI ISOCINETICHE |
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CONTRAZIONI AUXOTONICHE O AUXOMETRICHE |
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CONTRAZIONI PLIOMETRICHE |
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Grafico di Hill
Hill ha dimostrato matematicamente che la velocità è inversamente proporzionale alla forza. Di conseguenza alla velocità massima la forza è uguale a zero, mentre a velocità zero (o negativa) la forza è molto elevata. Il concetto, riassunto nel grafico a lato, può essere espresso anche in altri termini:
la forza espressa è massima durante contrazioni eccentriche (ripetizioni negative), si riduce in quelle isometriche e ancor di più in quelle concentriche.
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