Aby ciało ludzkie mogło się poruszać, mięśnie szkieletowe muszą się kurczyć. Każdy mięsień w ciele składa się z włókien mięśniowych, zorganizowanych w grupy zwane jednostkami motorycznymi. Te jednostki motoryczne odbierają sygnały z mózgu, gdy pożądany jest ruch. Zdolność do zmiany siły wytwarzanej przez mięśnie szkieletowe jest niezbędna do płynnego i skoordynowanego wykonywania wzorzystego ruchu. W ludzkim ciele istnieją różne mechanizmy w celu skutecznego stopniowania siły potrzebnej do skutecznego wykonywania tych zadań.
Częstotliwość rekrutacji i uruchamiania jednostek motorycznych
Jednostka motoryczna jest jednostką funkcjonalną układu nerwowo-mięśniowego. Ilość włókien mięśniowych unerwionych przez jednostkę motoryczną waha się od mniej niż 10 włókien dla małych mięśni do ponad 100 dla większych mięśni. Po stymulacji wszystkie włókna unerwione przez stymulowaną jednostkę motoryczną kurczą się. Aby zwiększyć siłę, rekrutuje się więcej jednostek silnikowych do skurczenia się lub częstotliwość sygnału do skurczu jest zwiększona.
Szybkość skurczu
Zdolność mięśnia do generowania siły zależy częściowo od prędkości kurczenia się mięśnia. W przypadku koncentrycznych skurczów mięśni lub gdy mięsień skraca się, ponieważ prędkość skurczu zwiększa zdolność wytwarzania siły przez mięsień zmniejsza się w sposób hiperboliczny. Podczas skurczów mimośrodowych lub wydłużających mięśnie, zdolność do wytwarzania siły przez mięśnie zwiększa się z większą prędkością.
Długość mięśni
Włókna mięśniowe składają się z grubych i cienkich włókien zorganizowanych w sarcomeres lub najmniejszą kurczliwą jednostkę mięśni. Długość mięśnia wpływa na jego zdolność do wytwarzania siły z powodu odpowiedniego nakładania się grubych i cienkich włókien przy różnych długościach. Kiedy włókno mięśniowe jest stymulowane do skurczu, a mięsień ten ma optymalną długość, na co wskazuje największe możliwe nakładanie się grubych i cienkich włókien, powstaje maksymalna siła. Jeśli mięsień jest zbyt krótki lub zbyt długi, wytwarzana jest siła mniejsza niż optymalna z powodu braku nakładania się filamentu i dostępności miejsca wiązania.
Rodzaj włókna mięśniowego
Nie wszystkie włókna mięśniowe są równe. Włókna mięśni szkieletowych należą do jednej z dwóch kategorii opartych na neuronie alfa-motorycznym, który je unerwia: włókna mięśniowe typu I lub włókna wolnokurczliwe i włókna typu II lub włókna szybkokurczliwe. Jednostki silnikowe zawierające włókna typu II są zwykle większe niż jednostki silnikowe zawierające włókna typu I. Ta różnica w wielkości jednostki silnikowej oznacza, że gdy stymulowana jest pojedyncza jednostka silnikowa typu II, kurczą się więcej włókien mięśniowych niż gdy stymulowana jest jednostka silnikowa typu I. Ponieważ więcej włókien jest stymulowanych do kurczenia się w jednostkach silnikowych typu II, włókna typu II wytwarzają większą siłę.
