Разлика между изометрични и изотонични контракции

Въведение

Мускулната система играе съществена роля в тялото, тъй като произвежда движение и осигурява защита и подкрепа на различни органи. Различните видове дейности изискват мускулите да работят по различни начини, докато много от тези дейности изискват мускулите да се свиват. Мускулните клетки съдържат изобилно количество нишки от актин и миозин, които са специализирани за свиване [1]. Мускулните нишки могат да бъдат разделени на три основни типа, а именно гладка мускулатура, скелетни мускули и сърдечни мускули. Свиването на сърдечните и гладките мускули е неволна реакция, докато свиването на скелетните мускули е доброволно. Мускулното свиване може да бъде класифицирано като изотонично или изометрично в зависимост от разположението на произведеното напрежение [2].

Какво е свиване на мускулите?

Скелетните мускули са известни като контрактилни органи, които се състоят от много двигателни единици. Всяка единица се състои от мускулни влакна, свързани с един моторен неврон [1]. Ако има сила, която действа противоположно на мускулите, като например тежест, мускулните влакна ще се разтегнат, като по този начин ще се увеличи напрежението. Контракцията може да не е достатъчна, за да произведе движение, но те поддържат мускула в състояние на покой или напрежение в покой [3]. Мускулният тонус е напрежението в покой в ​​скелетните мускули и помага за стабилизиране на положението на костите и ставите.

Изотонично свиване

Изразът „изотонично свиване“ е пряко дефиниран като „същото напрежение“, докато думата „изотоничен“ е производна от две гръцки думи: „изо“ означава „същото“, а „тоникос“ означава „напрежение“ по отношение на мускулите [1] , Както подсказва името, изотоничното свиване е това, при което мускулите ще поддържат същото напрежение, както свиват или скъсяват. По време на изотоничните контракции ще се развие напрежение или сила до определено ниво. След това ниво напрежението остава постоянно, докато дължината на мускула впоследствие ще се промени. Тези двигателни единици в скелетните мускули всъщност се активират, като по този начин позволяват да се развие необходимото напрежение в мускула [4]. Изотоничните контракции обикновено се използват при движение на крайници. Често срещани примери за такива дейности включват ходене, бягане или дори повдигане на предмети.

Механизъм на изотонично свиване

Два основни вида протеини, намиращи се в мускулите, са отговорни за изотоничните контракции. Това са протеините от актина и миозина. По време на изотоничните контракции дебели нишки на миозин и тънки нишки на актин се движат една върху друга. Това плъзгащо движение води до намаляване на размера в рамките на всяка отделна мускулна клетка и в цялостния мускул [4].

Видове изотонични контракции

В зависимост от размера на силата, действаща срещу тялото на индивида, ще се извърши един от два вида изотонични контракции. Това са концентрични контракции и ексцентрични контракции [5]. Концентричните контракции възникват, когато мускулите се съкращават, докато напрежението му е по-голямо от силата, която му се противопоставя [2]. Ексцентричните контракции от друга страна се появяват, когато мускулите се удължат по дължина. Силата при ексцентричните контракции обикновено е по-голяма от мускулното напрежение, което причинява удължението. Удължаването на мускулите по време на ексцентричните контракции създава високо ниво на стрес върху работещите мускули и по този начин възможността за нараняване на мускулите е много по-голяма, отколкото в сравнение с концентричните контракции [3].

Примери за изотонични контракции

Примери за концентрично свиване възникват, когато индивид свива ръката си. По време на къдренето мускулите ще се съкращават, докато ръката се огъва в лакътя [4]. Удължаването на лакътя, ходенето надолу по стълбите или седенето на стол би било перфектен пример за ексцентрично свиване, което помага за контролиране на скоростта на движение. Докато ръката е изпъната, същият мускул ще удължи и поддържа напрежението.

Изометрично свиване

Изометричната е пряко дефинирана като „една и съща дължина“, при което „изо“ означава еднаква, а „метрична“ означава „дължина“, когато се отнася до мускулите [5]. По време на изометричните контракции самият мускул не се променя по дължина, докато напрежението никога не надвишава натоварването, което трябва да се носи. Това означава, че докато самият мускул не се скъси, напрежението никога няма да надвиши противоположната сила.

Механизъм на изометричните контракции

Един от ключовите факти за изометричните контракции е, че мускулите не се променят по дължина по време на контракцията. Вместо това те ще останат нормалната си дължина. Например, помислете за човек, който държи тежест във фиксирана позиция пред тялото си [3]. Без никакво съпротивление, тежестта ще дърпа ръката на хората към пода, но когато прилагат някаква форма на съпротива, полученият стрес ще доведе до изометрично свиване в бицепсите на горната част на ръцете. Количеството сила, произведено по време на изометричното свиване, ще увеличи дължината на засегнатия мускул.

Примери за изометрични контракции

Често срещани примери за дейности, при които мускулите използват изометрично свиване, включват задържане на тежест на определено място над земята или бутане на предмет, който първоначално е бил неподвижен [2]. Както вече споменахме, дължината на целия мускул няма да се промени по време на изометрично свиване, но съответните мускулни влакна ще се съкратят, което от своя страна води до укрепване на мускулите.

Разлика между изотонична и изометрична контракция

Докато изотоничните и изометричните контракции формират съществени части от мускулната система на контракция, има обаче големи разлики между тях. При изотонично свиване мускулите поддържат същото напрежение, тъй като се скъсява, докато при изометрично свиване мускулът остава на същата дължина, като напрежението се променя [5]. Известно е, че изотоничните контракции имат по-кратки срокове на контракция и релаксация, докато изометричните контракции имат по-дълги времена на свиване и релаксация. Промените в температурата влияят по различен начин на всеки вид свиване. Докато повишаването на температурата увеличава времето, необходимо за съкращаване на мускулите по време на изотонична контракция, това обаче намалява времето, необходимо за изометрично свиване [3]. Изотоничните контракции отделят много топлина по време на мускулното свиване, което прави това по-малко енергийно ефективно, докато изометричните контракции отделят по-малко топлина, което прави това по-енергийно ефективна форма на свиване. В допълнение, изотоничните контракции се появяват в средата на контракцията, докато изометричните контракции се появяват в началото и в края.

заключение

Ежедневната активност включва комбинация от изотонични и изометрични контракции. Установяването на разликата между тези два вида контракции е важно, тъй като може да помогне на хората да разберат какво се случва, когато мускулите им попаднат под някаква форма на физически стрес. В допълнение, това разбиране ще помогне за предефиниране на техните процедури и ще им помогне да се грижат по-добре за телата си.

Обобщение на разликите между изотонични и изометрични контракции

Изотонични контракции	Изометрични контракции
Дължината на мускула варира	Дължината на мускула остава същата
Напрежението е постоянно	Напрежението варира
По-кратък латентен период, по-кратък период на контракция и по-дълъг период на релаксация.	По-дълъг латентен период, по-дълъг период на контракция и по-кратък период на релаксация
Повишаването на температурата увеличава периода на скъсяване	Повишаване на температурата намалява изометричното напрежение
Изотоничните контракции са по-малко енергийно ефективни, тъй като се отделя повече топлина	Изометричните контракции са по-енергийно ефективни, тъй като се отделя по-малко топлина
Извършва се външна работа при настъпване на скъсяване	Не се извършва външна работа, тъй като не се случва скъсяване
Изотоничните контракции се появяват в средата на мускулна контракция	Изометричните контракции се появяват в началото и в края на всички мускулни контракции
По време на мускулните контракции изотоничното свиване намалява, когато натоварването се увеличава	По време на мускулните контракции изометричната фаза на свиване се увеличава, когато натоварването се увеличава