Účinek svalu#
Sval při kontrakci působí tahovou sílou na odstup a úpon.
Funkce svalu vůči kloubu je:
pohyb
neutralizace
stabilizace
Pohyb#
Svaly v lidském těle mají rotační účinek, protože při kontrakci působí sílu na kosti, které se nacházejí ve vzdálenosti od centra rotace (například od kloubu). Tento rotační účinek je základem pro pohyb, který je charakteristický pro většinu lidských aktivit.
Když sval kontrahuje a zkracuje se, působí sílu na kost, která je připojena k jeho šlaše.
Tato síla generuje moment síly, který otáčí kost kolem centrálního bodu rotace (například kolem kloubu).
Pákový systém: Pákový efekt je výsledkem působení síly svalu na kost ve vzdálenosti od kloubu (centrálního bodu), což vytváří rotační pohyb. Tento pákový systém může být použit ke zvýšení efektivity pohybu.
Mírou otáčivého účinku síly je moment síly
kde
\(M\) je moment síly
\(F\) je svalová síla
\(r\) je kolmá vzdálenost od centra rotace k nositelce síly
Caution
Moment síly je vektorová veličina a v rovině má směr kladný při otáčení proti směru hodinových ručiček.
Neutralizace#
Chceme-li provést čistou flexi předloktí, musíme potlačit – neutralizovat supinační účinek šikmého úponu šlachy dvojhlavého svalu. Neutralizačními svaly se v tomto případě stávají pronátory předloktí – svaly, které jsou antagonisty supinátorů.
Stabilizace#
V průběhu pohybu je obvykle uvolněn jen pohybující se segment těla. Zbývající části jsou naopak znehybněny, stabilizovány a fixovány. Svalům, které tuto fixaci provádějí, říkáme svaly fixační (stabilizační) – umožňují zpevnění určité části, odkud pohyb vychází. Tyto svaly se přímo nepodílí na pohybu, ale udržují pohybový segment v postavení, které je pro pohyb nejvýhodnější. Například extenzi v kolenním kloubu sice provádí čtyřhlavý stehenní sval, ale při bližší analýze pohybu zjistíme, že vlastně extenzi zajišťuje především přímý stehenní sval a zbývající ploché hlavy svalu čtyřhlavého svalu dosaženou extenzi bérce pouze fixují.
Během koncentrické akce se sval snaží zkrátit tím, že k sobě přitahuje dvě kostěná místa úponu. Ve většině případů se pohybuje kost s nejmenším odporem vůči pohybu (setrvačností). Pokud je setrvačnost obou kostí podobně velká, mají tendenci se pohybovat oba konce. Pokud je žádoucí pohyb pouze jednoho konce, je třeba druhému konci zabránit v pohybu nebo ho stabilizovat. Tuto stabilizaci zajišťují jiné svaly nebo vnější síla. Jako příklad uveďme ohnutí v kyčli vytvořené předním stehenním svalem. Při pokusu o pohyb stehenní kosti v ohybu ohýbače kyčle také naklánějí pánev dopředu. Pokud je náklon pánve nežádoucí, musí břišní svalstvo působit izometricky, aby pánev stabilizovalo a zabránilo jejímu pohybu.
Agonista a Antagonista#
Agonista#
Definice: Agonista je sval, který působí v rámci požadovaného pohybu kloubu. Je to sval, který generuje moment síly, jenž způsobuje pohyb v kloubu. Agonista je tedy primárně odpovědný za vykonání daného pohybu.
Příklad: Při flexi (ohýbání) lokte je biceps brachii hlavním agonistou, protože se kontrahuje a vytváří moment síly, který ohýbá loketní kloub.
Antagonista#
Definice: Antagonista je sval, který působí v opačném směru než agonista a jeho účinkem je brzdění nebo kontrolování pohybu. Tento sval vytváří moment síly, který je opačný k momentu vyvolanému agonistou. Antagonista pomáhá udržet stabilitu kloubu a kontroluje rozsah pohybu.
Příklad: Při flexi lokte (ohýbání) je triceps brachii antagonista, protože působí ve směru protikladu k flexi, což znamená, že brzdí tento pohyb a udržuje stabilitu v kloubu.
Vztah mezi agonistou a antagonistou ve vztahu k momentu síly#
Při pohybu kloubu, když se agonista kontrahuje, vytváří moment síly, který působí v určitém směru, což způsobuje pohyb kloubu (například ohýbání nebo natahování). Antagonista ve stejný čas vytváří moment síly v opačném směru, čímž buď brzdí pohyb, nebo zajišťuje kontrolu nad ním, aby se předešlo přetížení nebo poškození kloubu.
Příklad: Při extenzi lokte (natahování lokte) je triceps agonista, který generuje moment síly, jenž natahuje loketní kloub. Naopak biceps je antagonistou, protože brzdí rychlý pohyb a zajišťuje kontrolu nad extencí.
V koordinačních pohybech je důležitá spolupráce mezi agonistou a antagonistou. Agonista nejen vykonává požadovaný pohyb, ale antagonista ho pomáhá zpomalit, kontrolovat a stabilizovat, což je nezbytné pro hladký a bezpečný pohyb.
Koaktivace je současné působení agonistů i antagonistů se nazývá koaktivace (také ko-kontrakce).
Note
Agonista zabezpečuje pohyb kontrakcí jedním směrem a antagonista opačným směrem. Tím je možné pomocí tahové síly kontrakce dosáhnout pohyb otáčení v obou směrech, např. flexe a extenze.
Páky prvního, druhého a třetího druhu**#
Páky jsou mechanické systémy, které umožňují přenášet sílu a otáčet objekty kolem bodu rotace (pily). V závislosti na umístění síly, páky a zátěže se rozlišují tři základní typy pák:
Páka prvního druhu#
Popis: U pák prvního druhu je bod otáčení (pivot) umístěn mezi sílu a zátěž.
Vlastnosti: Tento typ páky může mít mechanickou výhodu (když je bod otáčení blízko k zátěži) nebo může být nevýhodný (když je bod otáčení blízko k síle).
Příklad v lidském těle:
Krční páteř: Při pohybu hlavy, kde svaly krku (síla) působí na pily (krční kloub) a hlava (zátěž) je na opačné straně.
Páka druhého druhu#
Popis: U pák druhého druhu je zátěž umístěna mezi bod otáčení a sílu.
Vlastnosti: Páka druhého druhu vždy poskytuje mechanickou výhodu, protože síla má větší páku než zátěž.
Příklad v lidském těle:
Stání na špičkách: Při stání na špičkách jsou prsty (bod otáčení) místem otáčení, zatímco síla se generuje od lýtkových svalů (síla), a zátěž je umístěna na hlezně.
Páka třetího druhu#
Popis: U pák třetího druhu je síla umístěna mezi bod otáčení a zátěž.
Vlastnosti: Páka třetího druhu neposkytuje mechanickou výhodu (vyžaduje větší sílu k přemístění zátěže), ale umožňuje rychlejší pohyb a větší rozsah pohybu.
Příklad v lidském těle:
Lidská ruka: Při zvedání předmětu pomocí bicepsu je biceps umístěn mezi ramenem (bod otáčení) a předloktím (zátěž).