Hill-Gleichung
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Loslegennach dem Physiologen Archibald Vivian Hill (1886 – 1977)
Synonyme: Hillsche Gleichung, Muskelleistungsgleichung, Hillsche Hyperbel
Englisch: Hill equation, Hill's equation
Definition
Die Hill-Gleichung beschreibt den Zusammenhang von Muskelkraft und Kontraktionsgeschwindigkeit im Skelettmuskel im Zuge einer Kontraktion.
siehe auch: Kraft-Geschwindigkeits-Relation
Hintergrund
Die Gleichung lautet wie folgt:
| (F + α) * (v + β) = β * (F0 + α) |
wobei
- F für die Muskelkraft,
- v für die Kontraktionsgeschwindigkeit,
- α und β für empirische Konstanten und
- F0 für die Maximalkraft bei isometrischer Kontraktion stehen.
Geometrisch dargestellt ergibt sich die Form einer Hyperbel mit den Asymptoten α und β.
Die Kontraktionsgeschwindigkeit und Muskelkraft verhalten sich invers zueinander: Bei hoher Kontraktionsgeschwindigkeit ist die Muskelkraft demnach gering, und bei geringer Kontraktionsgeschwindigkeit hoch. Das Produkt aus den beiden Faktoren ist konstant. Die Ursache für diesen Zusammenhang ist die Kinetik des Querbrückenzyklus.
Bei exzentrischen Kontraktionen wird die Kontraktionsgeschwindigkeit negativ, und es können Muskelkräfte über der isometrischen Maximalkraft (> 100 %) erreicht werden. Hierbei entstehen muskuläre Mikroläsionen, die zu Muskelkater führen.
Tatsächlich stimmen Messungen der Kontraktionsgeschwindigkeit von Muskeln sehr gut mit den Vorhersagen der Hill-Gleichung überein. Dies gilt innerhalb eines Kraftbereiches von 5 bis 80 % der Maximalkraft.
Quellen
- Seow Hill's equation of muscle performance and its hidden insight on molecular mechanisms The Journal of General Physiology, 2013
- Brown University - Hill Equation, abgerufen am 02.12.2021