Rozdíl mezi izometrickými a izotonickými kontrakcemi

Úvod

Svalová soustava hraje v těle zásadní roli, protože vytváří pohyb a poskytuje ochranu a podporu různých orgánů. Různé typy činností vyžadují, aby svaly pracovaly různými způsoby, zatímco mnoho z těchto činností vyžaduje svaly ke kontrakci. Svalové buňky obsahují velké množství aktinových a myosinových vláken, která se specializují na kontrakci [1]. Svalová vlákna mohou být rozdělena do tří hlavních typů, jmenovitě hladkých svalů, kosterních svalů a srdečních svalů. Kontrakce srdečních svalů a hladkých svalů je nedobrovolnou reakcí, zatímco kontrakce kosterních svalů je dobrovolná. Svalová kontrakce může být klasifikována jako izotonická nebo izometrická v závislosti na uspořádání produkovaného napětí [2]..

Co je svalová kontrakce?

Kostrové svaly jsou známé jako kontraktilní orgány, které se skládají z mnoha motorových jednotek. Každá jednotka se skládá ze svalových vláken spojených s jedním motorickým neuronem [1]. Pokud existuje síla, která působí v opozici vůči svalům, jako je například váha, svalová vlákna se budou protahovat, což povede ke zvýšení napětí. Zmírnění nemusí být dostačující k vyvolání pohybu, ale udržuje sval na klidové úrovni napětí nebo tónu [3]. Svalový tón je klidové napětí v kosterních svalech a pomáhá stabilizovat polohu kostí a kloubů.

Izotonická kontrakce

Fráze „izotonická kontrakce“ je přímo definována jako „stejné napětí“, zatímco slovo „izotonické“ je odvozeno ze dvou řeckých slov: „iso“ znamená „stejné“ a „tonikos“ znamená „napětí“ s ohledem na svaly [1]. . Jak už název napovídá, izotonická kontrakce je taková, ve které si svaly udržují stejné napětí, jako se stahují nebo zkracují. Během izotonických kontrakcí se napětí nebo síla vyvine až do určité úrovně. Po této úrovni zůstává napětí konstantní, zatímco délka svalu se následně změní. Tyto motorické jednotky uvnitř kosterních svalů jsou ve skutečnosti aktivovány, což umožňuje vyvíjet potřebné napětí ve svalu [4]. Při pohybu končetin se běžně používají izotonické kontrakce. Mezi běžné příklady takových aktivit patří chůze, běh nebo dokonce zvedání předmětů.

Mechanismus izotonické kontrakce

Za hlavní izotonické kontrakce jsou zodpovědné dva hlavní typy proteinů, které se nacházejí ve svalech. Jedná se o proteiny aktinu a myosinu. Během izotonických kontrakcí se přes sebe pohybují silné prameny myosinu a tenké prameny aktinu. Tento posuvný pohyb vede ke zmenšení velikosti v každé jednotlivé svalové buňce a v celém celém svalu [4]..

Druhy izotonických kontrakcí

V závislosti na velikosti síly působící na tělo jednotlivce dojde k jednomu ze dvou druhů izotonických kontrakcí. Jedná se o koncentrické kontrakce a excentrické kontrakce [5]. Soustředné kontrakce nastávají, když se svaly zkracují, zatímco jeho napětí je větší než síla, která je proti němu [2]. Excentrické kontrakce na druhé straně nastávají, když se svaly prodlouží na délku. Síla při excentrických kontrakcích je obvykle větší než svalové napětí, které způsobuje prodloužení. Prodlužování svalů při výstředních kontrakcích způsobuje vysoký tlak na pracovní svaly, takže možnost poškození svalů je mnohem vyšší ve srovnání s koncentrickými kontrakcemi [3]..

Příklady izotonických kontrakcí

K příkladům soustředné kontrakce dochází, když jedinec kroutí svou paži. Během curlingu se svaly zkracují, jak se paže ohýbá v lokti [4]. Prodloužení lokte, chůze po schodech nebo sedění na židli by bylo dokonalým příkladem výstředního zkracování, které napomáhá řídit rychlost pohybu. Když je paže natažena, stejný sval prodlouží a udržuje napětí.

Izometrické kontrakce

Izometrický je přímo definován jako „stejná délka“, přičemž „iso“ znamená stejnou a „metrickou“ znamená „délku“, pokud jde o svaly [5]. Během izometrických kontrakcí se samotný sval nemění v délce, zatímco napětí nikdy nepřesahuje zatížení, které musí být neseno. To znamená, že zatímco se samotný sval nezkracuje, napětí nikdy nepřekročí protilehlou sílu.

Mechanismus izometrických kontrakcí

Jedním z klíčových faktů o izometrických kontrakcích je to, že svaly se během kontrakce nemění. Místo toho zůstanou normální délkou. Zvažte například osobu, která drží váhu v pevné poloze před svým tělem [3]. Bez jakéhokoli odporu bude hmotnost přitahovat paže osob na podlahu, avšak když aplikují nějakou formu odporu, výsledné napětí povede k izometrické kontrakci v bicepsu horních ramen. Velikost síly vyvolané během izometrické kontrakce zvýší délku ovlivněného svalu.

Příklady izometrických kontrakcí

Mezi běžné příklady činností, při kterých svaly používají izometrické kontrakce, patří držení váhy na určitém místě nad zemí nebo tlačení předmětu, který byl původně stacionární [2]. Jak již bylo zmíněno, délka celého svalu se během izometrické kontrakce nezmění, ale příslušná svalová vlákna se zkrátí, což zase vede k posílení svalů..

Rozdíl mezi izotonickou a izometrickou kontrakcí

I když isotonické a izometrické kontrakce tvoří základní součásti svalového kontrakčního systému, mezi nimi jsou však velké rozdíly. Při izotonické kontrakci si svaly udržují stejné napětí, protože se zkracuje, zatímco při izometrické kontrakci zůstává sval stejná délka jako se mění napětí [5]. Je známo, že izotonické kontrakce mají kratší dobu kontrakce a relaxace, zatímco izometrické kontrakce mají delší dobu kontrakce a relaxace. Změny teploty ovlivňují každý druh kontrakce odlišně. Zatímco zvýšení teploty zvyšuje dobu potřebnou ke zkrácení svalů během izotonické kontrakce, zkracuje však dobu potřebnou pro izometrickou kontrakci [3]. Izotonické kontrakce uvolňují při kontrakci svalů velké množství tepla, což činí méně energeticky efektivní, zatímco izometrické kontrakce uvolňují méně tepla, což činí energeticky účinnější formu kontrakce. Kromě toho se izotonické kontrakce vyskytují uprostřed kontrakce, zatímco izometrické kontrakce se objevují na začátku a na konci.

Závěr

Denní aktivita zahrnuje kombinaci izotonických a izometrických kontrakcí. Stanovení rozdílu mezi těmito dvěma typy kontrakcí je důležité, protože může jednotlivcům pomoci pochopit, co se stane, když se jejich svaly dostanou pod určitou formu fyzického stresu. Kromě toho toto porozumění pomůže předefinovat jejich pracovní postupy a pomůže jim lépe se starat o jejich těla.

Shrnutí rozdílů mezi izotonickými a izometrickými kontrakcemi

Izotonické kontrakce	Izometrické kontrakce
Délka svalu se liší	Délka svalu zůstává stejná
Napětí je konstantní	Napětí se mění
Kratší latentní období, kratší období kontrakce a delší relaxační období.	Delší latentní období, delší kontrakční období a kratší relaxační období
Zvýšení teploty prodlužuje dobu zkrácení	Zvýšení teploty snižuje izometrické napětí
Izotonické kontrakce jsou méně energeticky účinné, protože se uvolňuje více tepla	Izometrické kontrakce jsou energeticky účinnější, protože se uvolňuje méně tepla
Jakmile dojde ke zkrácení, provádí se externí práce	Neexistuje žádná externí práce, protože nedochází ke zkrácení
Isotonické kontrakce se vyskytují uprostřed svalové kontrakce	Izometrické kontrakce se objevují na začátku a na konci všech svalových kontrakcí
Během svalových kontrakcí se izotonie kontrakce snižuje, když se zvyšuje zátěž	Během svalových kontrakcí se izometrická fáze kontrakce zvyšuje, když se zvyšuje zátěž