Різниця між ізометричними та ізотонічними скороченнями

Вступ

М'язова система відіграє важливу роль в організмі, оскільки виробляє рух і забезпечує захист і підтримку різних органів. Різні види діяльності вимагають, щоб м'язи працювали по-різному, в той час як для багатьох таких заходів потрібні м'язи для скорочення. М'язові клітини містять велику кількість ниток актину та міозину, які спеціалізуються на скороченні [1]. М'язові нитки можна розділити на три основні типи, а саме гладкі м’язи, скелетні та серцеві м’язи. Скорочення серцевих і гладких м’язів - це мимовільна реакція, тоді як скорочення скелетних м’язів є добровільним. Скорочення м'язів може бути класифіковане як ізотонічне або ізометричне залежно від розташування виробленого напруження [2].

Що таке скорочення м’язів?

Скелетні м’язи відомі як скорочувальні органи, які складаються з багатьох рухових одиниць. Кожна одиниця складається з м’язових волокон, з'єднаних з одним руховим нейроном [1]. Якщо є сила, яка діє протилежно м'язам, наприклад, наприклад, вага, м'язові волокна будуть розтягуватися, що призводить до збільшення напруги. Скорочення може бути недостатньо для створення руху, але вони підтримують м'яз на рівні напруги або тонусу в спокої [3]. М'язовий тонус - це напруга спокою в скелетних м’язах і допомагає стабілізувати положення кісток і суглобів.

Ізотонічне скорочення

Словосполучення "ізотонічне скорочення" безпосередньо визначається як "однакове напруження", а слово "ізотонічне" походить від двох грецьких слів: "ізо", що означає "те саме", а "тонікос" означає "напруга" щодо м'язів [1] . Як випливає з назви, ізотонічне скорочення - це те, при якому м’язи будуть підтримувати таке ж напруження, як воно скорочується або скорочується. Під час ізотонічних скорочень напруга чи сила розвиватимуться до певного рівня. Після цього рівня напруга залишається постійним, тоді як довжина м’яза згодом буде змінюватися. Ці рухові одиниці всередині скелетних м’язів фактично активізуються, тим самим дозволяючи розвиватися необхідне напруження м'яза [4]. Ізотонічні скорочення зазвичай застосовуються при русі кінцівками. Поширені приклади таких заходів включають ходьбу, біг або навіть підняття предметів.

Механізм ізотонічного скорочення

Два основних типи білків, що знаходяться в м'язах, відповідають за ізотонічні скорочення. Це білки актину та міозину. Під час ізотонічних скорочень товсті нитки міозину і тонкі нитки актину переміщаються один над одним. Цей ковзаючий рух призводить до зменшення розміру в межах кожної окремої м’язової клітини та в цілому по всьому м’язу [4].

Типи ізотонічних скорочень

Залежно від кількості сили, що діє проти організму людини, відбудеться один з двох видів ізотонічних скорочень. Це концентричні скорочення та ексцентричні скорочення [5]. Концентричні скорочення виникають, коли м'язи вкорочуються, тоді як напруга його більше, ніж сила, яка протидіє йому [2]. Ексцентричні скорочення з іншого боку виникають, коли м’язи розтягуються в довжину. Сила при ексцентричних скороченнях зазвичай більша, ніж напруга м’язів, яке викликає подовження. Подовження м’язів під час ексцентричних скорочень надає високий рівень напруги працюючим м'язам, і, отже, можливість травмування м’язів набагато вище, ніж порівняно із концентричними скороченнями [3].

Приклади ізотонічних скорочень

Приклади концентричного скорочення трапляються, коли індивід згортає руку. Під час завивки м’язи будуть скорочуватися, коли рука згинається в лікті [4]. Розгинання ліктя, ходіння по сходах або сидячи на стільці - це прекрасний приклад ексцентричного скорочення, яке допомагає контролювати швидкість руху. Коли рука витягнута, той самий м’яз буде подовжуватись і підтримувати напругу.

Ізометричне скорочення

Ізометричний прямо визначається як "однакова довжина", при цьому "ізо" означає однакову, а "метрична" означає "довжину", коли йдеться про м'язи [5]. Під час ізометричних скорочень м'яз сам по собі не змінюється в довжину, тоді як напруга ніколи не перевищує навантаження, яке необхідно перенести. Це означає, що поки сам м’яз не скорочується, напруга ніколи не перевищить протилежну силу.

Механізм ізометричних скорочень

Одним з ключових фактів щодо ізометричних скорочень є те, що м’язи не змінюються в довжині під час скорочення. Натомість вони залишаться звичайної довжини. Наприклад, розглянемо людину, яка тримає вагу у фіксованому положенні перед своїм тілом [3]. Без будь-якого опору вага буде тягнути людей на підлогу, однак, коли вони чинять певну форму опору, результативне напруження призведе до ізометричного скорочення біцепса верхньої частини руки. Кількість сили, виробленої під час ізометричного скорочення, збільшить довжину ураженої мускулатури.

Приклади ізометричних скорочень

Поширені приклади діяльності, коли м’язи використовують ізометричне скорочення, включають утримання ваги в певному місці над землею або штовхання предмета, який спочатку був нерухомим [2]. Як вже було сказано, довжина всього м’яза не змінюватиметься під час ізометричного скорочення, однак відповідні м’язові волокна скорочуються, що в свою чергу призводить до зміцнення м'язів.

Різниця між ізотонічним та ізометричним скороченням

Хоча ізотонічні та ізометричні скорочення утворюють важливі частини м'язової системи скорочення, проте існують великі відмінності між ними. При ізотонічному скороченні м'язи підтримують таке ж напруження, як і воно скорочується, при ізометричному скороченні м'яз залишається такою ж довжиною, що і напруга змінюється [5]. Відомо, що ізотонічні скорочення мають коротший час скорочення та релаксації, тоді як ізометричні скорочення мають більш тривалий час скорочення та релаксації. Зміни температури впливають на кожен вид скорочення по-різному. У той час як підвищення температури збільшує час, необхідний для вкорочення м'язів під час ізотонічного скорочення, однак це зменшує час, необхідний для ізометричного скорочення [3]. Ізотонічні скорочення виділяють велику кількість тепла під час скорочення м'язів, роблячи це менш енергоефективним, тоді як ізометричні скорочення виділяють менше тепла, роблячи це більш енергоефективною формою скорочення. Крім того, ізотонічні скорочення відбуваються в середині скорочення, тоді як ізометричні скорочення відбуваються на початку та в кінці.

Висновок

Щоденна активність передбачає поєднання як ізотонічних, так і ізометричних скорочень. Встановлення різниці між цими двома видами скорочень є важливим, оскільки може допомогти людям зрозуміти, що відбувається, коли їх м’язи потрапляють під певну форму фізичного напруження. Крім того, це розуміння допоможе переосмислити їх рутинну роботу та допоможе їм краще піклуватися про своє тіло.

Підсумок відмінностей між ізотонічними та ізометричними скороченнями

Ізотонічні скорочення	Ізометричні скорочення
Довжина м’язів змінюється	Довжина м’язів залишається однаковою
Напруга постійне	Напруга змінюється
Коротший латентний період, коротший період скорочення і більш тривалий період релаксації.	Більш тривалий латентний період, більш тривалий період скорочення і коротший період релаксації
Підвищення температури збільшує період укорочення	Підвищення температури зменшує ізометричне напруження
Ізотонічні скорочення менш енергоефективні, оскільки виділяється більше тепла	Ізометричні скорочення енергоефективніші, оскільки виділяється менше тепла
Проводиться зовнішня робота, коли відбувається скорочення	Зовнішньої роботи не проводиться, оскільки не відбувається скорочення
Ізотонічні скорочення відбуваються в середині м'язового скорочення	Ізометричні скорочення виникають на початку і в кінці всіх скорочень м’язів
Під час скорочення м’язів ізотонічність скорочення зменшується при збільшенні навантаження	Під час скорочення м’язів ізометрична фаза скорочення збільшується при збільшенні навантаження