يشير مصطلح بنية العضلات إلى الترتيب المادي لألياف العضلات على المستوى العياني، مما يؤثر بشكل مباشر على الوظيفة الميكانيكية للعضلة. التعريف المعماري للعضلات ينقسم عادة إلى ثلاثة أنواع: العضلات المتوازية، والعضلات الريشية، والعضلات الموسعة. في الوقت نفسه، تؤثر معلمات العضلات المختلفة مثل طول العضلات، وطول الألياف، وزاوية الريشة، والمساحة المقطعية الفسيولوجية (PCSA) أيضًا على توليد ونقل القوة.
العضلات المتوازية والعضلات الريشية هما النوعان الرئيسيان، في حين يمكن اعتبار استسقاء العضلات نوعًا فرعيًا ثالثًا. يتم تحديد نوع بنية العضلات من خلال اتجاه ألياف العضلات نحو محور توليد القوة. اعتمادًا على بنية العضلات، فإن القوة التي تولدها العضلة تتناسب طرديًا مع مساحتها المقطعية، أي أنه كلما كانت مساحة المقطع العرضي أكبر، كلما كانت القوة المولدة أكبر.
العضلات المتوازية هي العضلات التي تتراص أليافها على طول محور توليد القوة، وتستخدم عادة للحركة السريعة أو واسعة النطاق، ويمكن قياسها من خلال مساحة المقطع التشريحي (ACSA). يمكن تقسيم العضلات المتوازية إلى ثلاث فئات رئيسية: عضلات الشريط، وعضلات المغزل، وعضلات المروحة.
عضلات الحزام لها شكل شرائط، مع ترتيب الألياف طوليًا على طول اتجاه الانكماش. تمتلك هذه العضلات ارتباطات أوسع من أنواع العضلات الأخرى ويمكن تقصيرها إلى ما يقرب من 40% إلى 60% من طولها في حالة الراحة. تلعب عضلات الحزام، مثل عضلات الحنجرة، دورًا مهمًا في الكلام والغناء.
تتخذ العضلات المغزلية شكلًا أسطوانيًا في المنتصف وتتناقص في الأطراف. ويكون هذا النوع من الحركة الخطية مستقيمًا بين نقاط التعلق. بسبب شكلها، فإن القوة التي تولدها العضلات المغزلية تتركز على مساحة صغيرة. العضلة ذات الرأسين البشرية هي مثال على هذا النوع.
العضلات المتقاربة هي عضلات مثلثة الشكل تتقارب أليافها على جانب واحد (عادةً وتر) وتنتشر على الجانب الآخر. العضلة الصدرية الكبرى للإنسان هي مثال للعضلة المتقاربة، والتي تمتلك قوة شد أضعف من ألياف العضلات الموازية الأخرى ولكنها تتميز بتغيير اتجاه السحب.
على عكس العضلات المتوازية، فإن ألياف العضلات الريشية تكون محاذية بزاوية على محور توليد القوة (زاوية الريشة) وعادةً ما يتم إدخالها في وتر مركزي. يسمح هذا البناء للعضلات الريشية بالحصول على عدد كبير نسبيًا من الألياف، وبالتالي توليد قوة أكبر. يمكن تقسيم العضلات الريشية إلى ريشية مفردة، وريشية مزدوجة، وريشية متعددة.
تتجمع ألياف العضلة البسيطة بزاوية واحدة على جانب واحد من الوتر، مثل عضلة الساق الجانبية.
تقع ألياف العضلات ثنائية الجدارية على جانبي الوتر، مثل العضلة العظيمات والعضلة المستقيمة الفخذية في البشر.
في العضلات ذات الريش المتعددة، مثل العضلة الدالية البشرية، يتم ترتيب الألياف بزوايا متعددة على طول المحور المولد للقوة.
تعمل العضلات الهيدروجينية بشكل مستقل عن النظام الهيكلي الصلب وعادة ما تكون مدعومة بالنسيج الضام، مما يوفر حجمًا مستقرًا. تنقبض ألياف العضلات على طول ثلاثة خطوط عمل عامة: متوازية، عمودية، وحلزونية. تسمح هذه الانقباضات لاستسقاء الرأس بأداء مجموعة متنوعة من الحركات المعقدة.
يؤثر تصميم العضلات بشكل مباشر على إنتاج القوة، حيث ترتبط القوة بشكل مباشر بالمساحة المقطعية من خلال متغيرات حجم العضلات، وطول الألياف، ونوع الألياف، وزاوية الريشة. تصف المساحة المقطعية الفسيولوجية (PCSA) إنتاج القوة العضلية بشكل أكثر دقة من المساحة المقطعية التشريحية (CSA).
تؤثر أنواع مختلفة من ألياف العضلات أيضًا على توليد القوة. فلكل من ألياف النوع الأول والثاني أ والثاني ب خصائصها الفريدة وطرقها الخاصة في توليد القوة.
ترتبط زاوية الريشة بسرعة انقباض العضلة بأكملها وسرعة انقباض ليفة واحدة. ومن خلال تغيير زاوية الريشة، يمكننا الحصول على قدرات توليد قوة متغيرة في ظل ظروف تمرين مختلفة، مما يسمح بتصميمات عضلية مختلفة للتكيف لتلبية احتياجات التمرين المختلفة.
تقوم نسبة التروس المعمارية (AGR) بمقارنة سرعة انكماش العضلة بأكملها بسرعة انكماش الألياف الفردية. إن تعديل زاوية الريشة قد يؤدي إلى تغييرات في سرعة وكفاءة توليد القوة لعضلة الريشة، وبالتالي التأثير على الأداء الرياضي العام للعضلة.
كيف يمكننا في حياتنا اليومية أن نستخدم خصائص هذه العضلات لتعزيز الأداء الرياضي وتصبح مفتاحاً لتدريب اللياقة البدنية؟