筋の長さと筋力

ひじやひざを曲げたり伸ばしたりするときに発揮される力の大きさは、力を出すときの関節を曲げすぎても伸ばしすぎても、大きな力を出すことはできません。
関節を中くらいに曲げたときを、もっとも大きな力を出すことができます。
筋肉には弾力性に富み、その筋肉がついている関節の角度によって長さは変化します。 関節を思いっきり曲がると筋肉は短くなり、関節を最大限に伸ばすと筋肉はもっとも長くなります。

骨格筋線維を作っている筋原線維は、多数の筋節が一直線につながってできています。 筋節は筋収縮の最小の単位で、アクチンとミオシンが重なり合っています。
筋肉の収縮力は、アクチンとミオシンが重なり合う部分で、発生します。
筋肉が非常に縮まると、このアクチンとミオシンが重なり合いすぎて、それ以上に収縮することがあまりできなくなり、大きな収縮力を出すことができません。
逆に筋肉が伸ばされすぎるとアクチンとミオシンの重なり合いがわずかになり、化学反応現象で収縮力が低下します。

以上のように、力を発揮するときの筋肉内の長さは、まず筋節の長さに影響し、それは、さらにアクチンとミオシンの重なり具合にも影響を及ぼし、結果として発揮される筋力が異なることになります。
筋収縮とは筋力が発生する意味です。
必ずしも短縮することを意味していません。
筋肉全体が短縮しないで力を発生する収縮を、収縮度が等しいまま力を発揮することを等尺性収縮と呼びます。
筋肉が短縮しながら一定の張力で収縮することを等張性収縮といいます。
手に重量物を持つ腕を屈曲する動作は、負荷より筋力が大きければ前腕は上がり、ひじの角度はせばまり、このような収縮を短縮性収縮と呼びます。

筋力より負荷の方が大きいと前腕は下がり、ひじの角度は広がり、伸張性収縮といいます。 いずれの場合も筋肉は収縮しながら一定の張力で筋力を発揮します。
このような筋の収縮を総称して等張性収縮といいます。