Heb je jezelf wel eens afgevraagd wanneer je spieren het meeste kracht leveren? Zou dit zijn als ze volledig verkort zijn of als je spieren juist helemaal verlengd zijn?
De relatie tussen kracht en lengte
Eigenlijk een beetje een strikvraag, namelijk geen van beide. Iedere spier heeft een optimale lengte waarbij ze het meeste kracht kan leveren. Om er achter te komen hoe dit zit, zullen we eerst wat preciezer naar een spiervezel moeten kijken.
In een spiervezel zitten zogenoemde myosine en actine filamenten, die samen een sarcomeer vormen. Deze liggen gestructureerd naast elkaar, en met behulp van crossbridges kunnen de myosine filamenten zich aan de actine filamenten koppelen en hierbij de spiervezel een stukje laten verkorten. Hieronder is dit mooi schematisch weergegeven:
Zoals je je misschien kunt voorstellenis de kracht die een sarcomeer kan leveren afhankelijk van de overlap tussen de actine en myosinefilamenten. In de eerste situatie kunnen er weinig crossbridges gevormd worden omdat er maar een kleine overlap is tussen de filamenten. In de situatie daaronder is de overlap een stuk groter: er kunnen meer crossbridges gevormd worden en er kan dus ook meer kracht geleverd worden.
Meer kracht
Door meerdere sarcomeren naast elkaar te leggen (zoals in het voorbeeld hierboven) kunnen er ook meer crossbridges gevormd worden: ook hierdoor kan een spier dus meer kracht leveren. Daarnaast is de snelheid waarmee de sarcomeren kunnen verkorten gelimiteerd, dus niet alleen de kracht maar ook de snelheid waarmee een spier kan samentrekken hangt af van de sarcomeren. Door meerdere sarcomeren achter elkaar te leggen (en dus niet naast elkaar) kan een spier dus sneller samentrekken.
Om het tussendoor even kort samen te vatten: de kracht die een spier kan leveren hangt af van de mate van verkorting van de sarcomeren in een spier en hoeveel sarcomeren er naast elkaar liggen, terwijl de snelheid waarmee een spier kan samentrekken afhangt van de hoeveelheid sarcomeren die achter elkaar liggen.
Terugkijkend op dit systeem zou je denken dat, als je spier volledig verkort, is je het meeste kracht kan leveren, dan heb je immers het meeste overlap tussen de myosine en actine filamenten. Helaas klopt dit niet helemaal: als een sarcomeer sterk verkort gaan de actine filamenten met elkaar overlappen, en daar kunnen dan geen crossbridges op gevormd worden. Zoals je kunt zien is de optimale sarcomeerlengte ongeveer 2-2,2 µm. Als je weet hoeveel sarcomeren er achter elkaar liggen in een spier, kun je eenvoudig berekenen wat de optimale lengte is voor die spier om kracht te leveren.
