Aumentar la potencia muscular sin aumentar el volumen

Sí, es probable que haya una manera, aunque admito que no estoy seguro de cuánto de la diferencia deseada de aproximadamente 20x obtendrá. En el momento en que llegue a esos rangos de masa, la fuerza de los huesos, los tendones y las uniones probablemente será tan importante, si no más, que los músculos mismos. Además, como señaló Spoki0 , su técnica importa.

Dicho esto...

Dales más fibras musculares de contracción rápida y menos fibras de contracción lenta.

Véase, por ejemplo, Cómo los chimpancés superan a los humanos .

La fibra muscular de contracción lenta (cadena pesada de miosina I) es mejor para tareas de resistencia, mientras que la fibra muscular de contracción rápida (cadena pesada de miosina II; en el caso de los chimpancés, específicamente tipo IIa y IId) tienen un mayor costo energético y son mejores para la velocidad y la fuerza a corto plazo. Como se indica en el artículo vinculado,

Los investigadores encontraron que mientras que el músculo humano contiene, en promedio, alrededor de un 70 % de fibras de contracción lenta y un 30 % de fibras de contracción rápida, el músculo del chimpancé contiene alrededor de un 33 % de fibras de contracción lenta y un 66 % de fibras de contracción rápida.

Al ejecutar simulaciones, se descubrió que esta diferencia de fibras de contracción lenta y de contracción rápida dio como resultado un músculo general que era de 1,34 a 1,35 veces más potente , según la métrica exacta. Los investigadores que realizaron el estudio concluyeron que

Estos resultados sugieren que la fracción más grande de fibras MHC II y las longitudes de fibra muscular más largas características del músculo esquelético del chimpancé aumentarán su fuerza dinámica y sus capacidades de producción de potencia en general.

y eso

Aunque nuestras simulaciones no reproducen los diseños experimentales anteriores en detalle, la aproximación cercana de nuestros resultados al promedio de 1,5 veces sugiere que la mecánica muscular, el contenido de isoformas MHC, en particular, representa gran parte, pero no necesariamente todo, del chimpancé medido. diferencial de rendimiento humano. La “fuerza estática” muscular, definida como la capacidad máxima de producción de fuerza isométrica (P _o ), no es significativamente diferente entre estas dos especies y, por lo tanto, no contribuye a su rendimiento diferencial[.]

Por lo tanto, es lógico que ajustando la composición de las fibras musculares para favorecer el tipo II y aumentando la longitud de las fibras musculares individuales, puede aumentar la potencia muscular sin un aumento correspondiente del volumen muscular, pero a costa de la resistencia muscular.

Como se señaló en un comentario de Yakk , también puede llevar esto aún más lejos dándoles fibras musculares aún más rápidas y más largas que las fibras musculares largas de tipo II de los humanos. Llegarás a un límite en algún momento, pero como se señaló, definitivamente es posible darles a tus criaturas aún más fuerza por unidad de masa muscular de lo que permiten las fibras de tipo II de los humanos, y probablemente puedas mantener la suspensión de la incredulidad dando al menos un paso. además, aunque de nuevo, estás haciendo una compensación contra la resistencia.

Fuerza y ​​músculos

La fuerza no se correlaciona inherentemente con el tamaño del músculo.

Aumentar su activación neuronal , es decir, simplemente utilizar más fibras musculares, puede aumentar en gran medida su fuerza sin que las fibras sean significativamente más grandes. Ciertas personas entrenan específicamente para esto, ej. velocistas, ya que el aumento de masa los ralentizaría de nuevo.

Eso no te llevará a levantar 6 toneladas por sí solo, pero podría ser un punto de partida. Activación neuronal muy eficiente.

No todas las fibras musculares son iguales.

Diferentes fibras están especializadas en diferentes cosas. Piensa en corazón contra pectorales. Si bien es muy especializado, la fuerza de mordida estimada para un humano es de alrededor de 135 kg . El músculo relacionado es mucho más pequeño que otros músculos típicamente asociados con esos números.

Si bien no conozco ninguna fibra muscular existente en la naturaleza que pueda escalar hasta 6 toneladas de levantamiento en un ser humano, eso podría ser algo para explorar.

huesos y tendones

Como se mencionó en otra respuesta, hay más en el levantamiento que simplemente su músculo. Es posible que los huesos y los tendones no puedan hacer frente a las fuerzas. No querrás que tu chico agarre algo duro y que los tendones de sus dedos se partan por la fuerza, dejándolo incapaz de agarrarlo en el futuro.

Por lo tanto, su amigo necesitaría algunas mejoras sólidas en sus huesos y tendones para evitar que los músculos los destruyan con las fuerzas ejercidas.

Levantamiento y fuerza muscular

La fuerza de levantamiento no se correlaciona inherentemente con la fuerza muscular.

Muchos de los que hacen levantamiento de pesas notan que si obtienen la forma adecuada, pueden levantar más. Por lo general, esto se debe a que están mejor equilibrados o activan los músculos de apoyo que ayudan durante el levantamiento. También es más seguro y mejor para su cuerpo.

Eso es más un aviso de que incluso si tu chico es muy fuerte, no sería capaz de levantar cosas muy pesadas. Puede estar limitado por la forma, o incluso lastimarse debido a la falta de ella.

Sin embargo, todavía vencería a todos en el press de banca...

Ha habido buenas respuestas sobre las fibras de contracción rápida y una mejor activación neuronal. Ambos son buenos, pero la razón por la que tenemos músculos más lentos y por la que nuestros cuerpos solo activan unas pocas fibras musculares a la vez es que ambos consumen mucha energía.

Entonces, además de mejores huesos y tendones, el mutante necesita oxígeno y más (o mejores) nutrientes para los músculos. Esto puede ser tan simple como mejorar el flujo de sangre a los músculos hasta tan complejo como rediseñar completamente el sistema de energía química que utilizan los músculos.

Estudiaría el fenómeno conocido como "Fuerza histérica" ​​que ocurre en los humanos en el mundo real. Básicamente, mientras que la fuente exacta de la adrenalina no se entiende completamente y la naturaleza misma es casi imposible de probar, durante los períodos de hiperexcitación (también conocida como respuesta de lucha o huida), el aumento de adrenalina en el cuerpo humano puede permitirle a una persona promedio la fuerza para levantar más de una tonelada (hay un caso de dos adolescentes que levantaron un tractor agrícola de su padre que había quedado atrapado debajo de él).

Esto ocurre porque, en condiciones normales, el cuerpo humano solo se contrae (contracciones musculares) aproximadamente 1/3 de las fibras musculares para cualquier contracción muscular sostenida. La adrenalina hace que se contraigan más fibras musculares (cuando una fibra muscular se contrae, eventualmente se liberará. Si se produce una contracción por segunda vez antes de la liberación, la potencia de salida de ambas contracciones se suma). Esto ocurre sin ningún aumento en la masa muscular o la cantidad de movimiento de un ser humano normal.

Podrías explicar la mutación de tu(s) personaje(s) como si tuviera la capacidad de liberar deliberadamente suficiente adrenalina para desencadenar un estado similar a Fuerza histérica y, aunque más de 6 toneladas parece excesivo, una vez más, dadas las situaciones que generalmente se desencadenan a vida o muerte, no se sabe cómo. mucho que un ser humano puede levantar en tales condiciones. Esto también evitaría que tu personaje se encuentre en una situación en la que no conozca su propia fuerza, ya que tendría que estar en este estado para ser sobrehumano. Hay una razón real por la que los humanos no usan permanentemente todas sus fibras musculares, ya que las fuerzas mecánicas de tal estado han provocado que algunas personas sufran desgarros musculares por el aumento. Los humanos son en realidad uno de los mamíferos depredadores del ápice más densamente musculosos del mundo, con solo leones, tigres, y Tres especies de osos que tienen un peso corporal promedio más alto que un humano (incluido el oso polar, que en otro caso documentado de fuerza histérica fue detenido por una mujer canadiense que compró tiempo para que un grupo de personas escapara a un lugar seguro y un guardaparque para recupera un rifle y mata al animal). Usar los 2/3 restantes de las fibras musculares de nuestro cuerpo sería el equivalente a tener una máscara de oxígeno en un avión comercial: no la necesitas cuando las cosas van bien, pero la querrás cuando las cosas van muy mal.

No creo que sea posible, a menos que sea "magia hiperantigua nuclear, algo".

Un aumento de diez a veinte veces puede parecer contrario a la intuición al principio, pero eso está realmente dentro del ámbito de lo "posible". Puede obtener eso en personas normales con electroestimulación, entonces, ¿por qué no naturalmente en algún supuesto mutante, si está dispuesto a agitar un poco la mano? Pero los problemas son de diferente naturaleza.

Primero, si bien es posible aumentar la fuerza ("potencia" muscular) sin aumentar la masa, y si bien es posible aumentar la resistencia de la fuerza por sí sola sin aumentar la masa, es imposible aumentar ambos al mismo tiempo (sin aumentar la masa). Tus mutantes deben levantar 20 veces más y cargar eso, por lo que necesitan ambos. Aumentar la potencia
muscular real (solo para ser quisquilloso con la redacción) requeriría una combinación de cosas, incluido un cambio fundamental en su sistema cardiovascular. El poder es energía por tiempo, y el 90 % de su energía proviene de la cadena de transporte de electrones en sus mitocondrias. Lo cual requiere, bueno... oxígeno, y no precisamente cantidades pequeñas. Por lo tanto, necesita grandes cantidades de sangre que fluya a través de sus músculos para suministrar ese oxígeno, lo que ya es un problema práctico en un músculo contraído de fuerza "normal". Ahora, multiplique la fuerza por 20, y también multiplicará el problema de suministro por 20... A menos que esté satisfecho con hazañas de 5-10 segundos (la pregunta explícitamente dice lo contrario), está un poco perdido.

Puedes activar más fibras musculares al mismo tiempo, eso es lo que las personas que hacen entrenamiento de fuerza aprenden a hacer a voluntad. Es lo que hacen la mayoría de los animales (incluidos, por ejemplo, los simios). Los animales no son mágicos de ninguna manera, simplemente no son tan cobardes como el humano promedio porque en el mundo real en el que viven, ser un cobarde significa estar muerto y comido.
Es más neurológico que en realidad "músculo". También tenga en cuenta que el tipo que tiene el récord mundial en press de banca tampoco es necesariamente el tipo más fuerte. O el más grande, para el caso. Algunas personas asombrosamente fuertes son sorprendentemente pequeñas y delgadas. Piense, por ejemplo, en los acróbatas chinos. La cuestión es que cuantas más fibras activas a la vez (para obtener más fuerza), más fibras se cansan (bastante obvio).de ellos, necesariamente hay que reducir drásticamente el tiempo.

En segundo lugar, suponiendo que realmente pueda aumentar la fuerza muscular a ese nivel, casi con seguridad significaría que sus tendones se romperían. Los tendones, la vagina y la hipomoquia tienen que soportar cantidades sorprendentes de fuerza incluso para tareas triviales. En la cirugía de la mano, a menudo uno se sorprende por qué hacen tanto alboroto acerca de mantener los dedos en una posición particular con bandas elásticas durante mucho tiempo después de la sutura. Bueno, la razón es que el simple hecho de moverseun dedo pondrá el equivalente a alrededor de 20 kilogramos en ese pequeño tendón, lo cual no es trivial para un tendón sano, pero definitivamente es más de lo que soportará la sutura. Así que imagina qué fuerzas están en juego cuando realmente agarras algo con firmeza. La fuerza que actúa sobre los diversos anillos fibrosos que mantienen los tendones en su lugar y les permite forzar el hueso adherido en alguna dirección determinada predeterminada puede ser de 10 a 20 veces mayor. ¿Las fuerzas en las rodillas o los codos cuando la articulación está en una posición de flexión amplia? La rodilla al menos tiene la rótula, que en cierto modo redirige la fuerza en una dirección sensible. El codo no. Ni siquiera quiero pensar en cuánta fuerza actúa sobre ese tendón.
Aunque estamos viendo algunos de los tejidos más fuertes que la naturaleza puede construir, en realidad, a menudo se acerca a lo que el tejido puede soportar físicamente . Es por eso que la tensión repetitiva desgasta las cosas tan sorprendentemente rápido, y es por eso que no es raro que... BANG ... fallas catastróficas.´. Entonces, bueno, está bien, son mutantes, supongamos que tienen algunos tendones mágicos de nanotubos de carbono, lo que sea, que soportan mágicamente de 3 a 5 veces más. Pero hablamos de multiplicar por 20, y no solo por un segundo o dos, sino apoyando eso por mucho tiempo, no puedo imaginar que pueda funcionar.

En tercer lugar, hay palancas en el trabajo. Por ejemplo, su columna vertebral es una palanca enorme (alrededor de un metro de largo) conectada a algunas palancas pequeñas (alrededor de un centímetro o dos). Además, los discos espinales, que están rodeados por un anillo fibroso. El disco en sí es prácticamente indestructible siempre que se mantenga unido, pero el anillo no es...
El verdaderola fuerza depende de dónde se mire, pero supongamos que hay un aumento de diez veces (lo cual es muy optimista). Levanta 50 kilogramos, así que efectivamente tienes 500 kilogramos actuando sobre tu pequeño pedazo de hueso o tu anillo fibroso, ahí. Ahora quieres levantar 6.000 kilogramos... buena suerte. Un pequeño trozo de hueso inocente de menos de un centímetro de espesor no puede soportar 60 toneladas puras. No estoy seguro de si una pieza de acero sólido lo haría, incluso. Lo mismo es cierto para prácticamente todos los huesos, en una medida diferente e individual.
Tenga en cuenta cómo, por ejemplo, cuando las personas mueren de tétanos o están expuestas a la electricidad, los músculos a menudo se rompen los huesos . Esto no es solo una idea, realmente sucede.

6 toneladas -- No es posible sin una sustancia completamente diferente

Como han mencionado otras respuestas, hay una serie de problemas al mover alrededor de 6 toneladas con un marco humano normal. Varios problemas biológicos, pero también químicos/físicos fundamentales. La cantidad de presión y fuerzas que será necesario generar necesita mucha energía química, debe ser sostenida y debe ser transferida por los tendones y los huesos.

La única forma posible que veo es una composición química completamente diferente, para nosotros desconocida, de huesos, tendones y fibras musculares mutantes. Los huesos deben tener una composición con una estabilidad estructural de al menos 20 veces (¿algo con nanotubos de carbono?). Los tendones deben tener una resistencia a la tracción de al menos 20 veces (el alambre de acero apenas podría proporcionar esto con aproximadamente 200 N/mm2) y luego necesitaría fibras musculares con un poder de contracción diferente y 20 veces más fuerte que el músculo alimentado por ATP. fibras, pero con propiedades regenerativas similares. Por lo que sé, esto tendría que ser handwavium completo, porque no conozco ninguna fibra/reacción con propiedades incluso en este estadio. Y finalmente, todo el tracto digestivo y el sistema cardiovascular necesitarían proporcionar a estas fibras suficientes recursos para que puedan seguir así.

TL; DR: Seguir llamando a estos mutantes "humanos" es probablemente una exageración, porque serían más como seres diseñados sintéticamente con forma humana.

Hoy leí sobre una fibra de carbono que puede levantar 12'600 veces su peso .

Un mutante podría desarrollar algunas de esas fibras o similares dentro de sus músculos. Tenga en cuenta que también necesitarían huesos más fuertes, esto significa quizás un tipo diferente de fibra de carbono dentro de la estructura de hidroxiapatita de los huesos.

Primero necesitaría definir qué es "ascensor". Porque diría que Eddie Hall 500 kg es el récord actual.
Y con ese seguimiento, Eddie en una conversación con Brian Shaw (otro hombre fuerte) habló sobre el bloqueo mental de levantar objetos pesados. Que los humanos pueden levantar aún más (muestra anecdótica de una madre que levanta un auto para salvar a un bebé) pero el cerebro les impide hacerlo para evitar que destruyan su cuerpo (lo cual es muy fácil, como se mencionó, tanto Shawn como Hall se han roto los bíceps. Literalmente han arrancado sus músculos del hueso al que estaban unidos).
Al levantar objetos pesados, los hombres fuertes suelen oler amoníaco para anular parte de ese bloqueo.
Eddie Hall habló sobre las sesiones con un psicólogo para superar ese problema. También cómo levantó esos 500 kilogramos "estando en otro lado". Así que el trabajo mental es más importante que el físico.
El que sería el mayor enemigo del "no más volumen" es la densidad ósea. Tirar se basaría en músculos y tendones, pero empujar también requeriría huesos (en primer lugar, usa una cuerda, en segundo lugar, un pistón). Esa es la razón por la que los hombres fuertes tiran de los camiones y no los empujan. Es posible que el hueso no pueda resistir la fuerza que 6 toneladas ejercerían sobre él.

Material para handwavium:

1. Las fibras no requieren energía para mantenerse quietas. Por lo tanto, podría levantar la barbilla, detenerse a mitad de camino y mantenerla indefinidamente.

2. Las fibras tienen un mecanismo de trinquete. Esto se relaciona con lo anterior, pero significa que puede acumular la energía para una muesca del trinquete, mover esa muesca y reconstruir.

3. Las fibras tienen un sistema de recuperación de energía de X% de eficiencia. Si piensa en ellos como resortes motorizados, invertirlo puede permitirles ser generadores motorizados.

4. Sus huesos, ligamentos, tendones: la infraestructura esquelética está hecha de nanofibra de carbono o diamante amorfo (¿fibras musculares hechas de bolas bucky en nanofibra para el trinquete?)

Estos tres elementos te dan una gran fuerza pero un poder normal. (Potencia = energía/tiempo = fuerza * distancia / tiempo. Fuerza = fuerza)

5. Su cuerpo tiene una forma de almacenar algún tipo de oxidante en los tejidos. Probablemente no sea tan eficiente como el aire más la hemoglobina: debe gastar energía para almacenar. Esto le da un período de sprint corto. Además, cada célula puede almacenar más glucógeno del que actualmente almacena, ya sea como glucógeno o glicerol o un compuesto similar.

Algunas cifras: la actividad normal de una persona sentada es de ~75 vatios. Los eventos de resistencia a largo plazo suelen ser de unos pocos cientos de vatios. Qué tan grande es 'pocos' depende de tu entrenamiento y talento. Los eventos de Sprint pueden ser de ~1 kilovatio.

Supongamos que este químico permite potencias 10 veces superiores a las normales durante un tiempo. Entonces, su héroe típico de 80 kg puede quemar a 10 kW. 80 kg de cuerpo equivalen a unos 50 kg de agua. 10 kW = 2,5 kcal/s = 150 kcal/min. Así que la temperatura de Nuestro Héroe va a subir alrededor de 3 C por minuto, si va a toda velocidad aeróbicamente. Pocas personas piensan claramente con una temperatura de 42 C (104)

De acuerdo. Tenemos que postular otra reacción química interna: Esta es una que absorbe calor. Esto podría ser capaz de duplicar o triplicar el tiempo anterior.

El metabolismo humano no es muy eficiente. Alrededor del 75% de la energía que ingieres se gasta en forma de calor. Parte se transfiere directamente al medio ambiente. La mayoría se utiliza para evaporar el agua. Si puede duplicar la eficiencia, obtiene 6 minutos en lugar de 3 minutos.

También puedes estirarlo mojándote antes de tiempo. La evaporación del agua utiliza unas 500 kcal/kg, aproximadamente 3 minutos de producción total de calor. Imagínese a su Flash haciendo un movimiento de hombros a través de cada charco grande a medida que avanza.

Trabajar a 10 veces la potencia no significa que pueda correr a 10 veces la velocidad. Hay ritmos naturales dependiendo de la longitud de la pierna, la longitud del brazo, etc. También hay límites para la tracción. Su ritmo de viaje rápido puede terminar pareciéndose más a una súper pelota lanzada con fuerza.

Por supuesto que no todo es correr. Si está haciendo cosas que normalmente no le hacen respirar con dificultad, puede hacerlo más rápido. Ahora el problema del sobrecalentamiento se convierte en músculos meramente locales. Un sistema de circulación bien desarrollado puede ayudar a distribuir ese calor.

Un flujo a través de los pulmones ayudaría, tanto para evitar el uso de sus oxidantes almacenados como para enfriar. Con el flujo continuo, debería poder duplicar la tasa de intercambio O2/CO2.

Podrías empezar siendo mujer :-)

En serio, una mujer puede desarrollar fuerza sin desarrollar los músculos abultados del culturista estereotipado. Esos realmente se deben a la testosterona: la única (o al menos la principal) forma en que las mujeres los obtienen es mediante el uso de esteroides.

Entonces puedes intentar ser un chimpancé o un orangután. Son entre 2 y 6 veces más fuertes que un humano, sin músculos abultados.

Aún así, dudo que te acerques a levantar 6 toneladas, y mucho menos cargarlas. La razón es que los materiales del cuerpo humano (huesos, tendones y las uniones de los músculos a ellos) simplemente no soportarán tanta tensión. Incluso con lo que los humanos normales/atléticos pueden levantar, es perfectamente posible distender los músculos y romper los tendones.