Różnica między skurczami izometrycznymi i izotonicznymi

Wstęp

Układ mięśni odgrywa istotną rolę w ciele, ponieważ wytwarza ruch i zapewnia ochronę i wsparcie różnych narządów. Różne rodzaje działań wymagają, aby mięśnie działały na różne sposoby, podczas gdy wiele z tych działań wymaga od mięśni umowy. Komórki mięśni zawierają obfitą ilość włókien aktyny i miozyny, które są specjalizowane do skurczu [1]. Włókna mięśniowe można podzielić na trzy główne typy, a mianowicie mięśnie gładkie, mięśnie szkieletowe i mięśnie serca. Skurcz mięśni serca i mięśni gładkich jest mimowolną reakcją, podczas gdy skurcz mięśni szkieletowych jest dobrowolny. Skurcz mięśni może być klasyfikowany jako izotoniczny lub izometryczny w zależności od rozmieszczenia wytworzonego napięcia [2].

Czym jest skurcz mięśni?

Mięśnie szkieletowe są znane jako narządy skurczowe, które składają się z wielu jednostek motorycznych. Każda jednostka składa się z włókien mięśniowych podłączonych do jednego neuronu ruchowego [1]. Jeśli istnieje siła, która działa w przeciwieństwie do mięśni, na przykład waga, włókna mięśni będą się rozciągać, co spowoduje wzrost napięcia. Skurcz może nie wystarczyć do wytworzenia ruchu, ale utrzymują mięsień na poziomie napięcia lub tonu spoczynku [3]. Ton mięśni to napięcie spoczynkowe w mięśniach szkieletowych i pomaga ustabilizować pozycję kości i stawów.

Skurcz izotoniczny

Fraza „Skurcz izotoniczny” jest bezpośrednio zdefiniowany jako „to samo napięcie”, podczas gdy słowo „izotoniczne” pochodzi od dwóch greckich słów: „ISO” oznacza „te same”, a „toniki” oznacza „napięcie” w odniesieniu do mięśni [1]. Jak sama nazwa wskazuje, skurcz izotoniczny to taki, w którym mięśnie utrzymają takie samo napięcie, jak się kurczy lub skraca. Podczas skurczów izotonicznych napięcie lub siła rozwinie się do określonego poziomu. Po tym poziomie napięcie pozostaje stałe, a długość mięśnia zmieni się. Te jednostki motoryczne w mięśniach szkieletowych są faktycznie aktywowane, umożliwiając w ten sposób rozwój niezbędnego napięcia w mięśniu [4]. Skurcze izotoniczne są powszechnie stosowane podczas poruszania kończyn. Typowe przykłady takich czynności obejmują chodzenie, bieganie, a nawet podnoszenie przedmiotów.

Mechanizm skurczu izotonicznego

Dwa główne typy białek występujących w mięśniach są odpowiedzialne za skurcze izotoniczne. To są białka aktyny i miozyny. Podczas skurczów izotonicznych poruszają się grube pasma miozyny i cienkie pasma aktyny. Ten ruch ślizgowy prowadzi do zmniejszenia wielkości w każdej poszczególnych komórkach mięśniowych i w całym całym mięśniu [4].

Rodzaje skurczów izotonicznych

W zależności od ilości siły działającej z ciałem jednostki, nastąpi jeden z dwóch rodzajów skurczów izotonicznych. Są to koncentryczne skurcze i skurcze ekscentryczne [5]. Koncentryczne skurcze występują, gdy mięśnie się skracają, gdy jego napięcie jest większe niż siła przeciwna mu [2]. Z drugiej strony ekscentryczne skurcze występują, gdy mięśnie rozciągają się na długości. Siła w skurczach ekscentrycznych jest zwykle większa niż napięcie mięśni, co powoduje wydłużenie. Wydłużenie mięśni podczas skurczów ekscentrycznych powoduje wysoki poziom stresu na działających mięśniach, a zatem możliwość uszkodzenia mięśni jest znacznie wyższa, jak w porównaniu z koncentrycznymi skurczami [3].

Przykłady skurczów izotonicznych

Przykłady koncentrycznego skurczu występują, gdy jednostka zwiną się z ramię. Podczas zwijania mięśnie skrócą się, gdy ramię zgięte na łokciu [4]. Przedłużenie łokcia, schodzenie po schodach lub siedzenie na krześle byłoby doskonałym przykładem mimośrodowego skurczu, który pomaga w kontrolowaniu szybkości ruchu. Gdy ramię jest przedłużane, ten sam mięsień wydłuży i utrzyma napięcie.

Skurcz izometryczny

Izometryczny jest bezpośrednio definiowany jako „ta sama długość”, w której „ISO” oznacza taką samą, a „metryczna” oznacza „długość”, gdy odnosi się do mięśni [5]. Podczas skurczów izometrycznych sam mięsień nie zmienia długości, podczas gdy napięcie nigdy nie przekracza obciążenia, które należy przenieść. Oznacza to, że chociaż sam mięsień się nie skraca, napięcie nigdy nie przekroczy siły przeciwnej.

Mechanizm skurczów izometrycznych

Jednym z kluczowych faktów dotyczących skurczów izometrycznych jest to, że mięśnie nie zmieniają długości podczas skurczu. Zamiast tego pozostaną swoją normalną długością. Rozważmy na przykład osobę trzymającą wagę w ustalonej pozycji przed ich ciałem [3]. Bez żadnego oporu ciężar przyciągnie ramię osób na podłogę, jednak gdy zastosują jakąś formę oporu, powstałe naprężenie doprowadzi do skurczu izometrycznego w bicepsach górnych ramion. Ilość siły wytwarzanej podczas skurczu izometrycznego zwiększy długość dotknięcia mięśnia.

Przykłady skurczów izometrycznych

Typowe przykłady działań, w których mięśnie stosują skurcz izometryczny, obejmują utrzymanie wagi w określonym miejscu nad ziemią lub pchanie obiektu, który był początkowo stacjonarny [2]. Jak już wspomniano, długość całego mięśnia nie zmieni się podczas skurczu izometrycznego, jednak odpowiednie włókna mięśni skrócą się, co z kolei prowadzi do wzmocnienia mięśni.

Różnica między skurczem izotonicznym i izometrycznym

Podczas gdy skurcze izotoniczne i izometryczne tworzą niezbędne części układu skurczu mięśni, istnieją jednak główne różnice między nimi. W skurczu izotonicznym mięśnie utrzymują takie samo napięcie, jak skraca się podczas gdy w skurczu izometrycznym mięsień pozostaje taką samą długością co zmiany napięcia [5]. Wiadomo, że skurcze izotoniczne mają krótszy czas skurczu i relaksu, podczas gdy skurcze izometryczne mają dłuższe czasy skurczu i relaksu. Zmiany temperatury wpływają na każdy rodzaj skurczu inaczej. Podczas gdy wzrost temperatury zwiększa czas skrócenia mięśni podczas skurczu izotonicznego, skraca czas potrzebny na skurcz izometryczny [3]. Skurcze izotoniczne uwalniają wiele ciepła podczas skurczu mięśni, co czyni to mniej energooszczędnym, podczas gdy skurcze izometryczne uwalniają mniej ciepła, co czyni to bardziej energooszczędne forma skurczu. Ponadto skurcze izotoniczne występują w środku skurczu, podczas gdy skurcze izometryczne występują na początku i na końcu.

Wniosek

Dzienna aktywność obejmuje połączenie skurczów izotonicznych i izometrycznych. Ustalenie różnicy między tymi dwoma rodzajami skurczów jest ważne, ponieważ może pomóc osobom zrozumieć, co się dzieje, gdy ich mięśnie znajdują się pod jakąś formą stresu fizycznego. Ponadto to zrozumienie pomoże przedefiniować ich rutyny i pomóc im w lepszym dbaniu o swoje ciała.

Podsumowanie różnic między skurczami izotonicznymi i izometrycznymi