EMC und Kontraktion

Summary

Development of force in a muscle occurs via activation of new motor units and by an increase of their firing rates. The electrical activity increases in parallel, because both depend on the number and cross sectional area of activated muscle fibers. Force is futhermore influenced by the metabolic profile of the motor units and by mechanical properties like the initial length of the muscle fibers. Similarly the potential size is determined by the spatial distribution of the fibers within the territory of a motor unit and their orientation to the recording electrode, by the degree of synchronisation, and by the characteristics of the recording technique. The slope of the relationship between force and emg varies physiologically with muscle, species, level of activation and the applied technique. The frequency spectrum, interference analysis and recruitment pattern at a given activation level can preferentially be studied in a whole muscle. Intramuscular microstimulation or the spike triggered averaging method produces contractions of single motor units. The combination with macro emg allows to characterize their electromechanical relationship.

Zusammenfassung

Kraft und Potentialgröße hängen von der Zahl, dem Gesamtquerschnitt der aktivierten Muskelfasern sowie der Frequenz ihrer Entladung ab, werden jedoch unabhängig voneinander durch spezifische Faktoren beeinflußt. Die Kraft und das Ermüdungsverhalten hängen von der biochemischen Typisierung der Fasern, von mechanischen Faktoren wie der Vorspannung und von der Fusionsfrequenz ab. Die Potentialgröße wird sehr durch die topographische Beziehung der Fasern zur Aufnahmeelektrode, durch synchrone Entladungen und die Phaseninterferenz beeinflußt. Diese Faktoren sind je nach Muskel, Spezies oder Aktivierungsgrad verschieden, so daß die Größe der Beziehung von Kraft zu Potentialgröße variiert. Sie wird darüber hinaus sehr von den technischen Gegebenheiten der Registrierungsmethode sowie von der gewählten Meßgröße geprägt. Am Gesamtmuskel kann bei einer bestimmten Kraft das entsprechende EMG-Verhalten (Summenaktivität, Leistungsspektrum, Umkehrpunkt/Amplitude-Analyse) untersucht werden, mit intramuskulärer Mikro-reizung und Spike ausgelösten Averag-Technik lassen sich das Rekrutierungsverhalten und die Kontraktionseigenschaften einzelner motorischer Einheiten untersuchen und in Beziehung zur Potentialgröße zu setzen.

Key words:

Motor unit - Contraction power - Interference - Integrated EMG - Spike triggered averaging