Vad har olika muskler för funktioner och förutsättningar?

Vilka olika typer av muskelfibrer finns det och vilka egenskaper har de?

Det diskuteras framförallt om olika huvudtyper av muskelfibrer, långsamma och snabba.

Långsamma fibrer, som även kallas typ 1 fibrer, används framförallt vid relativt lätta och långamma rörelser och specieltt vid uthållighetsarbete

De snabba fibrerna som även kallas typ 2 fibrer, kan producera mer kraft och även producera kraften snabbare. Typ 2 fibrer används framförallt vid snabba, kraftfulla rörelser. Ofta delas de snabba fibrerna upp i två undertyper, typ 2X och typ 2A fibrer. Typ 2X  används framförallt vid mycket snabba rörelser, men tröttas snabbt. Typ 2A används vid något långsammare rörelser, men är lite mer uthålliga än typ 2X fibrerna. Typ2X fibrer är det snabbaste fibrerna hos människan.

Det är oklart hur mycket snabbare typ 2X är jämfört med typ 2A, eftersom de flesta studier till dags dato har testat isolerade muskelfibrer vid betydligt lägre temperatur än kroppens egen. Det kan vara så att skillnaden mellan typ 2X och 2A liten vid fysiologiska temperaturer (nära kroppens egen), medan en högre hatighet för typ 2X jämfört med typ 2A ses vid lägre temperatur.

I en annan humanstudie åtföljdes en ökning andelen myosinkedjor av typ 2X i vastus lateralis i obelastad knäextension, vilket indirekt talar för att typ 2X har en högre rörelsehastighet. I denna studie ökade emllertid även andelen myosin av typ 2 totalt (typ 2A plus typ 2X).

I de motoriska enheterna är samtliga fibrer som aktiveras av samma huvudtyp, det vill säga det finns långsamma motoriska enheter som innehåller typ 1 fibrer och det finns snabba motoriska enheter, som innehåller typ 2A och 2X och typ 1 och 2A relativt vanliga.

Hybrider kan vara fibrer som håller på att omvandlas till en annan typ. 

Med regelbunden högintensiv träning sker en övergång i andra riktningen, dvs från typ 2A till typ 2X.

Egenskaper Typ 1 fibrer

  • Ungefärlig andel i en genomsnittlig muskel 50%
  • Tid till maximal kraft, långsamt
  • Tid till avslappning, långsamt
  • Antal kapillärer, högt
  • Hastighet till förkortning, långsam
  • Kapacitet till hög effektutvecklin, låg
  • Kapacitet för uthållighetsarbete, hög
  • Storlek på motorneuronet, litet
  • Antal mitokondrier, oxidativ enzymaktivitet, hög
  • Glykolytisk enzym aktivitet, låg

Egenskaper Typ 2A fibrer

Ungefärlig andel i en genomsnittlig muskel 30%
Tid till maximal kraft, snabbt
Tid till avslappning, snabbt
Antal kapillärer, medel
Hastighet till förkortning, lmycket snabb
Kapacitet till hög effektutvecklin, hög
Kapacitet för uthållighetsarbete, medel
Storlek på motorneuronet,stort
Antal mitokondrier, oxidativ enzymaktivitet, medel
Glykolytisk enzym aktivitet, hög

Egenskaper Typ 1 fibrer

Ungefärlig andel i en genomsnittlig muskel 20%
Tid till maximal kraft, snabbt
Tid till avslappning, snabbt
Antal kapillärer, lågt
Hastighet till förkortning, mycket snabb
Kapacitet till hög effektutvecklin, mycket hög
Kapacitet för uthållighetsarbete, låg
Storlek på motorneuronet, mycket stort
Antal mitokondrier, oxidativ enzymaktivitet, låg
Glykolytisk enzym aktivitet, hög

Hur fördelar sig de olika fibertyperna i olika muskler? 

Kroppens muskler har olika fördelning av typ 1 och typ 2 fibrer. I en genomsnittlig muskel är fördelningen ungefär 50-50, men kan variera kraftigt. 

Tex kan djupa vadmuskeln (soleus) ca 80 % typ 1 fibrer, medan ytliga vadmuskeln (gastrocnemius) har ca 50%. Det är en något större andel typ 1 fibrer i bålens muskler, särskilt i muskler som har till uppgift att upprätthålla kroppens hållning, så kallade posturala muskler. Musklerna i armar och ben utför snabbare och kraftfullare muskelarbete och har därför större andel typ 2 fibrer.

Variationen i fördelningen av de olika fibertyperna personer emellan är relativt stor. Därför finns det personer som är uthålliga eller kraftfulla och explosiva. Personerna kan också se mycket olika ut, så länge de inte tränar sin muskulatur regelbundet. Andelen långsamma fibrer i lårmuskeln kan vara 70 % hos en maratonlöpare, medan en sprinters lårmuskler kan bestå av 70 % snabba fibrer. Detta förklaras framförallt med att maratonlöparen förbättrat sin syresättning till muskelcellerna samt muskelcellernas effektivitet i att producera energi under lång tid, medan sprintern har ökat volymen av de snabba fibrerna för att kunna producera ännu snabbare och kraftfullare muskelarbete under kort tid.

Ett annat sätt att titta på fördelningen av de olika typerna av muskelfibrer i en enskild muskel i stället för antalet fibrer, är volymen som de olika muskelfibrerna upptar. Med täning kan de ske stora förändringar. Även om antalet snabba fibrer är 50% kan intensiv träning öka volymen av snabba fibrer till 80% av den totala muskelvolymen. På mossvarande sätt kan långvarig uthållighetsträning medföra att volymen snabba fibrer minskar.

Egenskaperna hos de enskilda fibrerna kan ändras med träning, även om fördelningen av antalet långsamma och snabba fibrer i stort sett ä förutbestämt vid födseln. Det totala antalet fibrer går dock i praktiken inte att öka med styrketräning. Viss ökning av antalet fibrer kan däremot förekomma vid mycket långvarig och extrem träning.

På vilka olika sätt kan en muskel aktiveras 

Vanligen diskuteras följande arbetssätt för muskelativering.

  • Statisk och dynamisk muskelaktivering
  • Isometrisk muskelaktivering
  • Koncentrisk muskelaktivering
  • Excentrisk muskelaktivering
  • Isoton muskelaktivering
  • Isokinetisk muskelaktivering

Vad är statisk respektive dynamisk muskelarbete?

Ett sätt att beskriva en muskels arbetssätt är utifrån om kroppsdelen rör sig under muskelarbete eller inte. Om muskeln arbetar, men ingen rörelse sker, definieras detta som ett statiskt arbete. Om rörelse däremot sker, när en muskel arbetar definieras detta som ett dynamiskt arbete. Under de flesta rörelser som utförs såväl i dagliga livet som under motions- idrottsutövande arbetar en del muskler statiskt och andra dynamiskt.

Endel muskler arbetar nästan uteslutande statiskt, vilket kan medföra överansträngning om det statiska arbetet sker under för lång tid.

Ett exempel kan vara vid kontorsarbete, då endel axel och nackmuskler kan vara utsatta för mer eller mindre konstant statiskt arbete, vilket kan ge upphov till smärta.

Eftersom blodtillförseln till muskler som arbetar statiskt är nedsatt, får inte muskeln regelbundet syresättning och återhämtning. Energin till muskelarbete kommer då främst från anaeroba processer, vilket successivt ökar ansamling av trötthetsprodukter i musklerna. En för stor ansamling av trötthetsprodukter kan effektivt avhjälpas med regelbundna pauser som innehåller dynamiska rörelser för de muskler som arbetar statiskt. Detta sker bäst antingen med ett helt annat arbetsmoment, eller med enkelt rörelseprogram, så kallat cirkulationsfrämjande program, under några minuter. Ökad blodgenomströmning genom musklerna, som rensar bort trötthetsprodukter, är gynnsamt för musklernas fortsatta arbete. 

Regelbunden träning kan medföra  att ansträngda muskler får en rejäl återhämtning genom bättre genomströmning av blod under träningspasset, samt en successivt ökad kapacitet (styrka och uthållighet) i det utsatta musklerna.

Vad är isometrisk muskelaktivering?

Under statiskt muskelarbete sker så kallad isometrisk muskelaktivering. Isometrisk betyder "samma längd" och då menas den yttre längden, det vill säga ingen sker i muskelns ursprung och fäste. Däremot ker det rörelse inne i muskelcellerna när muskeln drar sig samman under aktiveringen. Korsbryggor bildas och drar z-banden närmare varandra till viss del. Detta medför att muskelns elastiska passiva strukturer (senor, bindväv, eller fascia mellan och inom muskelbukarna) töjs ut och överför kraften från muskelaktiveringen till ursprung och fäste. I praktiken betyder detta exempelvis att det är möjligt en vikt stilla rakt ut från kroppen.

Det finns olika dynamiska arbetssätt för en muskel

De vanligaste är:

  • Koncentrisk muskelaktivering
  • Excentrisk muskelaktivering
  • Isoton muskelaktivering
  • Isokinetisk muskelaktivering

Koncentrisk muskelaktivering

Koncentrisk muskelaktivering innebär att det sker en rörelse  (dynamiskt arbete) genom att ursprung och fäste närmar sig under samtidig muskelaktivering, dvs korsbryggor bildas, z- banden dras närmare varandra, muskeln drar sig samman och förkortas. Tex sker det en koncentrisk muskelaktivering i kroppens armbågsböjare, dvs biceps på framsidan av överarmen, när en vikt i handen lyfts upp. Rörelsens centrum är i armbågen när underarmen/handen förflyttas upp mot axel/huvud.

Excentrisk muskelaktivering

Excentrisk muskelaktivering innebär att det sker en rörelse (dynamiskt arbete) genom att ursprung och fäste avlägsnar sig under samtidig muskelaktivering. Korsbryggor bildas och försöker dra z- banden närmare varandra, dvs muskeln försöker dra sig smman, men förlängs. Tex sker det en excentrisk muskelaktivering i kroppens armbågsböjare, dvs biceps på framsidan av överarmen, när en vikt i handen sänks ner. Rörelsens centrum är i armbågen när vikten förflyttas från axel/huvud ner mot golvet. Vikten bromsas så att sänkningen sker med lagom fart, dvs inte faller fritt ner mot golvet. Vikten bromsas så att sänkningen sker med lagom fart, dvs inte faller fritt ner mot golvet. Excentrisk muskelaktivering kallas därför också ibland bromsande muskelaktivering. Excentrisk muskelaktivering används mycket vid rehabilitering av senskador.

Isoton muskelaktivering

Isotont muskelarbete innebär att en muskel arbetar mot en konstant tyngd, exempelvis en hantel. Isotont muskelarbete är det absolut vanligaste sättet som muskler arbetar på i dagliga livet och inom motion och idrott. Isotont betyder egentligen att muskeln har samma (iso) spänning(tonus) under arbetet mot en konstant yttre vikt, men så är praktiskt taget fallet i verkligheten. Benämningen isotont används därför i praktiken när den yttre vikten är konstant, även om graden av muskelaktvering varierar genom rörelsen och mellan olika övningar och redskap, som används inom styrketräning. Konsekvensen av en konstant yttre vikt är att muskeln arbetar med olika grader av muskelaktivering under en rörelse beroende på hur mycket motstånd en yttre vikten utövar på den arbetande muskel. Motståndet från den yttre konstanta vikten varierar med hur mycket tyngdkraften påverkar vikten och hur stort vridmoment som uppstår i den led, som muskeln arbetar över.

Isokinestisk muskelaktivering

Isokinetiskt muskelarbete innebär arbete under konstant rörelse hastighet. Isokinetiska maskiner ser till att hastigheten hålls konstant genom rörelsen oavsett hur mycket den som tränar tar i. Eftersom muskelstyrka varierar vid olika ledvinklar, kommer också motståndet att variera genom rörelsen. En fördel med isokinetiska maskiner är att motståndet som maskinen ger hela tiden anpassas exakt till den ansatta muskelkraften. Vid maximal aktivering uppstår maximal belastning genom hela rörelsebanan. Detta är inte möjligt vid isotont muskelarbete med konstant yttre belastning, vilket ger varierat motstånd genom rörelsebanan. Många isotona styrkemaskiner har därför idag någon form av teknisk lösning för att efterlikna variationen i muskelstyrka vid olika ledvinklar.

Isotont och isokinetiskt muskelarbete

Isotont muskelarbete anses vara mer funktionellt, eftersom muskler oftast arbetar på det sättet inom motion och idrott. Fördelen med isokinetiskt muskelarbete kan utsättas för maximal belastning genom hela rörelsebanan.