Hvor mye kraft kan produseres av en enkelt sammentrekningsmuskel?

Mengden kraft som kan produseres av en enkelt sammentrekning av en muskel avhenger av ulike faktorer som muskelens størrelse, type og fysiologiske tilstand. Imidlertid kan den kraftgenererende kapasiteten til en enkelt muskelfiber, som en tilnærming, gi innsikt i kraftproduksjonen til en hel muskel.

Under en enkelt sammentrekning bestemmes kraften som genereres av en individuell muskelfiber av antall myosinhoder (kryssbroer) som dannes mellom de tykke og tynne filamentene (aktin og myosin) i sarkomerene, de grunnleggende kontraktile enhetene til muskelfibre. Hvert myosinhode, ved binding til aktin, kan generere en kraft på omtrent 5-10 piconewton (pN).

Den totale kraften som produseres av en muskelfiber er summen av krefter generert av alle myosinhodene i sarkomerene. Derfor avhenger kraftutgangen av antall sarkomerer i serie og antall myosinhoder per sarkomer.

I skjelettmuskler påvirkes kraften som genereres av en enkelt rykksammentrekning (en kort sammentreknings- og avspenningssyklus) av en hel muskel av antall muskelfibre som rekrutteres, deres tverrsnittsareal og nivået av nevrale aktivering (antall motoriske enheter rekruttert og avfyringsfrekvensen til motoriske nevroner).

Når flere motoriske enheter rekrutteres og musklene er maksimalt aktivert, øker kraftproduksjonen betydelig, noe som fører til sterkere sammentrekninger. Dette fenomenet er kjent som summering av krefter og er avgjørende for å generere høye nivåer av kraft under frivillige bevegelser.

Mens kraften som genereres av en enkelt muskelsammentrekning kan variere mye mellom ulike muskler og individer, som et grovt estimat, er kraftgenereringskapasiteten til en enkelt muskelfiber i skjelettmuskelen rundt 10 pN, og kraften som produseres av en hel muskel under en maksimal sammentrekning kan nå flere hundre newton (N).