Izometrickékontrakcia Izotonická kontrakcia
Pre človeka, ktorý sa venuje rôznym fyzickým cvičeniam, a ešte viac pre tých, ktorí trénujú sami, je užitočné vedieť, ako dochádza ku kontrakcii celého svalu.
Svaly sú schopné vyvinúť maximálnu silu, keď nie sú stiahnuté alebo stiahnuté v malom rozsahu. S izometrickým svalová kontrakcia napína, ale neskracuje. teda izometrická kontrakcia
nastáva, keď sú dva konce svalu držané od seba v pevnej vzdialenosti a stimulácia spôsobuje rozvoj napätia vo svale bez zmeny jeho dĺžky. Príkladom izometrickej kontrakcie by bolo držanie činky.
Pri izometrickej kontrakcii sa okamžite vytvoria takmer všetky mosty medzi aktínovými a myozínovými vláknami, pretože nie je potrebné vytvárať nové spojenia na nových miestach, pretože sval sa neskracuje. Preto môže sval vyvinúť väčšiu silu.
S izotonickým svalová kontrakcia skracuje bez straty napätia.
sa vykonáva, keď je jeden koniec svalu voľný na pohyb a sval sa skracuje, pričom vyvíja konštantnú silu. Príkladom izotonickej kontrakcie môže byť zdvíhanie činky. 
Len pri veľmi rýchlych pohyboch môže byť sila relatívne malá.
Závislosť svalového úsilia od rýchlosti svalovej kontrakcie sa vysvetľuje fungovaním individuálnej sarkoméry. S rýchlym svalová kontrakcia pohybovať sa veľmi rýchlo. To naznačuje, že v každom okamihu sa musí určitý počet mostov medzi aktínovými a myozínovými vláknami rozpadnúť, aby mohli vzniknúť na nových miestach. V dôsledku toho sa môže vyvinúť relatívne slabá sila.
V skutočnosti väčšina skratiek zahŕňa oba prvky. 
Takže teraz máme predstavu o tom, čo to je izometrická kontrakcia svaly, izotonická kontrakcia svalov, ako aj o kontrakciu celého svalu. Pri izometrickej kontrakcii sa sval napne, ale neskráti. S izometrickým svalová kontrakcia môže vyvinúť väčšiu silu. S izotonickým svalová kontrakcia skracuje bez straty napätia. Väčšina skratiek obsahuje oba prvky.
Urobiť si prehľad o kostrových svaloch je veľmi užitočné. Odporúčam! Prečítajte si.
Fyziológia svalov. Klasifikácia svalov podľa štruktúrnych, biochemických a funkčných kritérií
Zahrnuté svalového tkanivaĽudské telo zahŕňa priečne pruhované (kostrové a srdcové) a hladké svaly. Prvý typ svalov zabezpečuje udržanie držania tela, polohy v priestore a pohyb tela a jeho častí v ňom. Funkcie hladké svaly spočívajú v udržiavaní krvného tlaku, presúvaní masy potravy a odstraňovaní konečných produktov metabolizmu. Srdcový sval pozostáva z buniek priečne pruhovaného mononukleárneho svalu, ale v porovnaní s priečne pruhovaným kostrovým svalstvom má iné vlastnosti. Reguláciu tonusu a kontraktilnej aktivity hladkých svalov vykonáva sympatický a parasympatický nervový systém. Kontrakcie kostrového svalstva sa vyskytujú v reakcii na nervové impulzy prichádzajúce z miechy.
V ľudskom tele je viac ako 600 svalov, ich podiel na hmotnosti ľudského tela je približne 30 % (35–45 % u mužov a 28–32 % u žien).
Základné funkčné vlastnosti svalov:
1) excitabilita;
2) vodivosť;
3) kontraktilita.
Excitácia a kontrakcia svalov sa uskutočňuje pod vplyvom nervových impulzov prichádzajúcich z nervových centier. Vo svaloch sa chemická energia uložená vo forme ATP premieňa priamo na mechanickú a tepelnú energiu.
Sval sa skladá z brucha (sťahovacia časť, vytvorená z priečne pruhovaného svalového tkaniva) a šliach, ktoré pripevňujú sval ku kostre.
Skupiny kostrových svalov:
1. Podľa tvaru- úzky a široký. V úzkych (fusiformných) svaloch (napríklad na končatinách) sú šľachy úzke a dlhé, v širokých (v tvare stuhy, napr. na prednej strane brušnej steny) – šľachy sú široké a nazývajú sa aponeuróza.
2. Podľa umiestnenia svalových snopcov:
Cirrus - v nich sú svalové zväzky pripevnené k šľache na jednej alebo oboch stranách, ako v vtáčie perie, a rozchádzajú sa na druhej strane. Tieto svaly sú schopné silnej kontrakcie, ale na krátke vzdialenosti (silné svaly).
Svaly s paralelným usporiadaním dlhých svalových zväzkov. Tieto svaly nie sú veľmi silné, ale môžu sa skrátiť až o 50% svojej dĺžky (obratné svaly).
3. Podľa vykonávanej funkcie a účinku na kĺby: flexory a extenzory, adduktory a abduktory, kompresory (sfinktery) a dilatátory.
Existuje dva typy svalové kontrakcie - jednorazové a tetanické. Slobodný svalová kontrakcia je jediným typom kontrakcie srdcového svalu a v kostrových svaloch má umelú etiológiu a vyskytuje sa ako odpoveď na jediný elektrický signál a výskyt akčného potenciálu (AP). Takáto kontrakcia, trvajúca » 100 ms, má priebeh (pozri obrázok) a zahŕňa tri fázy: 1 - latentná perióda (od 2-3 do 10 ms), ktorá trvá od okamihu aplikácie stimulácie do začiatku kontrakcie, 2 - skracovacia fáza alebo kontrakcia (40-50 ms) a 3 – relaxačná fáza (asi 50 ms). V prirodzených podmienkach impulzy neprichádzajú jednotlivo, ale v sérii aspoň 15-50 impulzov/s, na ktoré sval reaguje produkciou tetanická kontrakcia(tetanus). Je založená na fenoméne súčtu niekoľkých jednotlivých kontrakcií. V závislosti od frekvencie impulzov sa rozlišuje zúbkovaný a hladký tetanus.
Obrázok 5 – Typy svalových kontrakcií:
A – jednotlivé fázy kontrakcie; B – jednotlivé a tetanické kontrakcie
Zúbkované tetanus(neúplné) nastáva, keď každý nasledujúci impulz prichádza do fázy svalovej relaxácie.
Ak je frekvencia stimulácie vyššia a každý nasledujúci impulz prichádza vo fáze skracovania svalov, dochádza k úplnému zhrnutiu a tetanická kontrakcia je kontinuálneho charakteru - hladký tetanus(plná).
K zvýšeniu odozvy pri pôsobení submaximálnych stimulov na určitú (maximálnu) úroveň dochádza v dôsledku zapojenia nových, predtým nezúčastnených vlákien do procesu excitácie. V prípade ďalšieho zvýšenia podráždenia (supermaximálna úroveň) sa už odpoveď nezvyšuje a naopak pri veľmi silných podnetoch (5-10 a viac prahových hodnôt) možno dosiahnuť pesimálnu odpoveď.
V celom organizme motorické neuróny vysielajú výbuchy akčných potenciálov do motorických jednotiek, ktoré reagujú tetanicky. Kostrové svaly sú v stave konštantného tónu v dôsledku konštantných impulzov pozadia z motorických oblastí centrálneho nervového systému.
Svalová práca(A) je súčin zaťaženia (F) a vzdialenosti (h). A = F*h alebo A = F*dl, kde dl je množstvo svalového skrátenia.
Relatívna sila svalov určuje maximálnu záťaž, ktorú sval dokáže zdvihnúť. Táto hodnota závisí oveľa viac od hrúbky svalu ako od jeho dĺžky.
Sila svalovej kontrakcie je určená počtom motorických jednotiek zapojených do procesu kontrakcie. Absolútna moc je pomer relatívnej sily k ploche prierez sval vyjadrený v cm2. Napríklad absolútna sila bicepsu je 11,9 kg∕cm 2, lýtkový sval– 5,9 kg∕cm 2.
Na posúdenie funkčnej činnosti svalov hovoríme o ich tonusu a fázových kontrakciách.
Tón– stav dlhotrvajúceho nepretržitého napätia.
Fázický Svalové kontrakcie sú krátkodobé skrátenie svalu s následnou relaxáciou.
Veľkosť kontrakcie (stupeň skrátenia) svalu závisí od jeho morfologických vlastností a fyziologického stavu. Čím väčšia je hrúbka svalu, tým väčšiu záťaž dokáže zdvihnúť pri svojej kontrakcii. Dlhé svaly sú znížené o väčšie množstvo ako krátke. Mierne natiahnutie svalu zvyšuje jeho kontrakčný účinok pri silnom strečingu sa svalová kontrakcia oslabuje.
Pravidlo priemerného zaťaženia : maximálna svalová práca nastáva, keď priemer , a nie maximálne hodnoty zaťaženia, keďže
s viac vysoké zaťaženieÚnava sa vyvíja rýchlo.
Režimy svalovej kontrakcie:
1) izotonický- kontrakcia, pri ktorej dochádza ku skráteniu svalové vlákna, ale zostane rovnaké napätie (napríklad pri zdvíhaní bremena);
2) izometrický– kontrakcia, pri ktorej sa dĺžka svalových vlákien nemení, ale zvyšuje sa v nich napätie (napríklad pri odolávaní tlaku);
3) auxotonický- kontrakcia, pri ktorej sa mení napätie aj dĺžka svalu.
Sila svalovej kontrakcie je určená počtom aktívnych svalových vlákien zapojených do kontrakcie, frekvenciou nervových impulzov a prítomnosťou synchronizácie aktivity jednotlivých svalových vlákien v čase. Dokonca aj v pokoji kostrové svaly Málokedy sú úplne uvoľnení. Zvyčajne v nich zostáva nejaké napätie - tón. Svalový tonus sa zvyšuje po ťažkých fyzické cvičenie a počas psycho-emocionálneho stresu.
S pravidelným telesný tréning počet svalových vlákien sa nemení, ale zväčšuje sa ich priemer v dôsledku zvýšenia počtu myofibríl vo vláknach.
Svalová práca je spojená so značnými nákladmi na energiu, a preto si vyžaduje zvýšený prísun kyslíka. Dosahuje sa to aktiváciou činnosti dýchacích a kardiovaskulárnych systémov. Zvýšené metabolické procesy počas svalovej práce vedú k potrebe zvýšeného uvoľňovania metabolických produktov, a teda k zvýšenej aktivite obličiek a potných žliaz. teda fyzická aktivita zvýšiť aktivitu fyziologických systémov, majú stimulačný účinok na pohybové ústrojenstvo, čo vedie k zlepšeniu pohybových schopností a rozvoju psychických funkcií. Keď sú deti fyzicky neaktívne, trpia metabolické procesy, klesá imunita a výkonnosť, vrátane mentálnej.
Svalová únava závisí od prísunu kyslíka a krvi. Účinnosť využitia O2 svalom je 20-25% a tréningom môže dosiahnuť 30%.
V každom svale je veľa motorických jednotiek alebo motorických jednotiek - určitý počet svalových buniek inervovaných jednou nervovou bunkou a každý myocyt má svoje vlastné nervové zakončenie.
Medzi motorickými jednotkami sa rozlišujú: rýchle, ktoré zahŕňajú v priemere asi 50, a pomalé - od niekoľkých stoviek až po tisíce svalových buniek.
Druhy nervových vlákien:
1) pomalý, neúnavný(červené, statické, tonické) - sú to tenké svaly, bohaté na krvné cievy a myoglobín počas práce vykazujú veľkú silu, dlho sa neunavujú, ale rýchlosť ich kontrakcií je nízka. Napríklad udržujú vertikálnu statiku, držia jednotlivé časti tela v určitej polohe, t.j. vykonávať podpornú funkciu. Patria sem aj vonkajšie svaly očnej gule. Pomalé fázické kontrakcie poskytujú svalový tonus, a preto sa takéto kontrakcie nazývajú tonické. Sú nevyhnutné na udržanie rovnováhy v statike a dynamike. Pomalé svalové bunky tvoria väčšinu motorických jednotiek. Obsahujú veľa myoglobínu a myozínu, kde dochádza k oxidácii. Takéto svaly majú červenú farbu a sú menej unavené.
2) rýchlo, ľahko sa unaví(biele, dynamické, fázické): majú hrubé svalové snopce, menej krvných ciev a myoglobínu, rýchlosť ich kontrakcií je vysoká aj únava. Aj keď majú nižšiu silu, sú schopní robiť rôzne malé, rýchle pohyby. Rýchle fázické aeróbne svaly sú o niečo bledšie, pretože obsahujú menej myoglobínu, no stále sa zadržiava dosť veľké množstvo myozínu, a preto intenzívne prebiehajú oxidačné procesy. V takýchto svaloch sa únava vyvíja rýchlejšie ako v tých, ktoré sú opísané vyššie. Z hľadiska počtu svalových buniek v motorickej jednotke sú rýchle fázické svaly na druhom mieste za pomalými. Anaeróbne svaly poskytujú najrýchlejšie kontrakcie. Majú nízky obsah myoglobínu a myozínu. Bunky, ktoré tvoria rýchle anaeróbne svaly, sú biele. V takýchto svaloch dochádza k anaeróbnej glykolýze, preto v dôsledku akumulácie nedostatočne oxidovaných produktov (kyseliny mliečnej), kyslíkový dlh, a v dôsledku toho najrýchlejšia únava. Príkladmi takýchto svalov sú svaly prstov a očí.
3) rýchly, odolný voči únave(stredne pokročilý).
Všetky tri typy vlákien môžu byť obsiahnuté v rovnakom svale a pomer ich počtu je do značnej miery určený dedičnosťou. Napríklad v ľudskom štvorhlavom svale sa percento pomalých vlákien môže pohybovať od 40 do 98%. Čím viac pomalých vlákien, tým viac svalov prispôsobené na vytrvalostnú prácu. Naopak, ľudia s vysokým percentom rýchlych silných vlákien sú schopnejší práce, ktorá si vyžaduje väčšiu silu a rýchlosť svalovej kontrakcie.
Sila svalovej kontrakcie je určená počtom aktívnych svalových vlákien zapojených do kontrakcie, frekvenciou nervových impulzov a prítomnosťou synchronizácie aktivity jednotlivých svalových vlákien v čase. Dokonca aj v pokoji sú kostrové svaly zriedka úplne uvoľnené. Zvyčajne si zachovávajú určité napätie - tón. Svalový tonus sa zvyšuje po ťažkom fyzickom cvičení a počas psycho-emocionálneho stresu.
Svalová kontrakcia je životne dôležitá funkcia tela spojená s obrannými, dýchacími, nutričnými, sexuálnymi, vylučovacími a inými fyziologickými procesmi. Všetky druhy dobrovoľných pohybov - chôdza, mimika, pohyby očné buľvy, prehĺtanie, dýchanie atď. vykonávajú kostrové svaly. Mimovoľné pohyby (okrem sťahu srdca) – peristaltika žalúdka a čriev, zmeny tonusu ciev, udržiavanie tonusu močového mechúra – sú spôsobené sťahovaním hladkých svalov. Práca srdca je zabezpečená kontrakciou srdcových svalov.
Štrukturálna organizácia kostrového svalstva
Svalové vlákno a myofibrila (obr. 1). Kostrový sval pozostáva z mnohých svalových vlákien, ktoré majú body pripojenia ku kostiam a sú umiestnené navzájom paralelne. Každé svalové vlákno (myocyt) obsahuje mnoho podjednotiek - myofibríl, ktoré sú postavené z blokov (sarkomér) opakujúcich sa v pozdĺžnom smere. Sarkoméra je funkčná jednotka kontraktilného aparátu kostrového svalstva. Myofibrily vo svalovom vlákne ležia tak, že umiestnenie sarkomérov v nich sa zhoduje. To vytvára vzor krížových ryhovaní.
Sarkoméra a vlákna. Sarkoméry v myofibrile sú od seba oddelené Z-doštičkami, ktoré obsahujú proteín beta-aktinín. V oboch smeroch tenké aktínové vlákna. V medzerách medzi nimi sú hrubšie myozínové vlákna.
Aktínové vlákno zvonka pripomína dva reťazce guľôčok stočených do dvojitej špirály, kde každá guľôčka je molekula proteínu aktín. Proteínové molekuly ležia vo vybraniach aktínových helixov v rovnakej vzdialenosti od seba. troponín, spojené s vláknitými proteínovými molekulami tropomyozín.
Myozínové vlákna sú tvorené opakujúcimi sa proteínovými molekulami myozín. Každá molekula myozínu má hlavu a chvost. Myozínová hlavica sa môže viazať na molekulu aktínu, pričom vzniká tzv krížový most.
Bunková membrána svalového vlákna tvorí invaginácie ( priečne tubuly), ktoré vykonávajú funkciu vedenia vzruchu k membráne sarkoplazmatického retikula. Sarkoplazmatické retikulum (pozdĺžne tubuly) Je to vnútrobunková sieť uzavretých rúrok a plní funkciu ukladania iónov Ca++.
Motorová jednotka. Funkčnou jednotkou kostrového svalstva je motorová jednotka(DE). MU je súbor svalových vlákien, ktoré sú inervované procesmi jedného motorického neurónu. K excitácii a kontrakcii vlákien, ktoré tvoria jednu motorickú jednotku, dochádza súčasne (keď je excitovaný príslušný motorický neurón). Jednotlivé motorické jednotky môžu byť vybudené a kontrahované nezávisle od seba.
Molekulárne mechanizmy kontrakciekostrového svalstva
Podľa teória kĺzania závitov, svalová kontrakcia nastáva v dôsledku kĺzavého pohybu aktínových a myozínových filamentov voči sebe navzájom. Mechanizmus posuvu nite zahŕňa niekoľko po sebe idúcich udalostí.
Myozínové hlavy sa pripájajú k väzbovým centrám aktínových filamentov (obr. 2, A).
Interakcia myozínu s aktínom vedie ku konformačným preskupeniam molekuly myozínu. Hlavy získavajú aktivitu ATPázy a otáčajú sa o 120°. V dôsledku rotácie hláv sa aktínové a myozínové filamenty navzájom pohybujú „o jeden krok“ (obr. 2, B).
K odpojeniu aktínu a myozínu a obnoveniu konformácie hlavy dochádza v dôsledku pripojenia molekuly ATP k hlave myozínu a jej hydrolýzy v prítomnosti Ca++ (obr. 2, B).
Mnohokrát nastáva cyklus „väzba – zmena konformácie – odpojenie – obnovenie konformácie“, v dôsledku čoho sú aktínové a myozínové filamenty voči sebe posunuté, Z-disky sarkomérov sa približujú a myofibrila sa skracuje (obr. 2, D).
Párovanie excitácie a kontrakciev kostrovom svalstve
V kľudovom stave nedochádza k kĺzaniu nití v myofibrile, keďže väzbové centrá na povrchu aktínu sú uzavreté molekulami proteínu tropomyozínu (obr. 3, A, B). Excitácia (depolarizácia) myofibrily a samotná svalová kontrakcia sú spojené s procesom elektromechanickej väzby, ktorá zahŕňa sériu sekvenčných dejov.
V dôsledku aktivácie neuromuskulárnej synapsie na postsynaptickej membráne vzniká EPSP, ktorá generuje rozvoj akčného potenciálu v oblasti obklopujúcej postsynaptickú membránu.
Vzruch (akčný potenciál) sa šíri pozdĺž membrány myofibril a cez systém priečnych tubulov sa dostáva do sarkoplazmatického retikula. Depolarizácia membrány sarkoplazmatického retikula vedie k otvoreniu Ca++ kanálov v nej, cez ktoré vstupujú Ca++ ióny do sarkoplazmy (obr. 3, B).
Ca++ ióny sa viažu na proteín troponín. Troponín mení svoju konformáciu a vytláča proteínové molekuly tropomyozínu, ktoré pokrývali aktín viažuce centrá (obr. 3, D).
Myozínové hlavy sa pripájajú k otvoreným väzbovým centrám a začína sa proces kontrakcie (obr. 3, E).
Vývoj týchto procesov si vyžaduje určitý čas (10–20 ms). Čas od okamihu excitácie svalového vlákna (svalu) do začiatku jeho kontrakcie sa nazýva latentné obdobie kontrakcie.
Relaxácia kostrového svalstva
Svalová relaxácia je spôsobená spätným prenosom iónov Ca++ cez kalciovú pumpu do kanálikov sarkoplazmatického retikula. Keďže Ca++ sa odstraňuje z cytoplazmy otvorené centrá väzba sa stáva menej a menej a nakoniec sú aktínové a myozínové vlákna úplne odpojené; dochádza k svalovej relaxácii.
Kontraktúra nazývaná pretrvávajúca, dlhodobá kontrakcia svalu, ktorá pretrváva aj po ukončení stimulu. Krátkodobá kontraktúra sa môže vyvinúť po tetanickej kontrakcii v dôsledku akumulácie v sarkoplazme veľké množstvo Ca++; v dôsledku otravy a metabolických porúch môže dôjsť k dlhodobej (niekedy nezvratnej) kontraktúre.
Fázy a spôsoby kontrakcie kostrového svalstva
Fázy svalovej kontrakcie
Pri dráždení kostrového svalu jediným impulzom elektrický prúd nadprahová sila, dochádza k jednej svalovej kontrakcii, pri ktorej sa rozlišujú 3 fázy (obr. 4, A):
latentná (skrytá) doba kontrakcie (asi 10 ms), počas ktorej sa vyvíja akčný potenciál a prebiehajú elektromechanické spojovacie procesy; svalová excitabilita počas jednej kontrakcie sa mení v súlade s fázami akčného potenciálu;
skracovacia fáza (asi 50 ms);
relaxačná fáza (asi 50 ms).
 |
Ryža. 4. Charakteristika kontrakcie jedného svalu. Pôvod vrúbkovaného a hladkého tetanu. B- fázy a obdobia svalovej kontrakcie, Zmena dĺžky svalov zobrazené modrou farbou, svalový akčný potenciál- červená, svalová excitabilita- fialová. |
Spôsoby svalovej kontrakcie
V prirodzených podmienkach sa v tele nepozoruje jediná svalová kontrakcia, pretože pozdĺž motorických nervov inervujúcich sval sa vyskytuje séria akčných potenciálov. V závislosti od frekvencie nervových impulzov prichádzajúcich do svalu sa sval môže sťahovať jedným z troch režimov (obr. 4, B).
Jednotlivé svalové kontrakcie sa vyskytujú s nízkou frekvenciou elektrické impulzy. Ak ďalší impulz vstúpi do svalu po ukončení relaxačnej fázy, dôjde k sérii po sebe nasledujúcich jednotlivých kontrakcií.
Pri vyššej frekvencii impulzov sa ďalší impulz môže zhodovať s relaxačnou fázou predchádzajúceho cyklu kontrakcie. Amplitúda kontrakcií sa spočíta a bude zubatý tetanus- predĺžená kontrakcia prerušená obdobiami neúplnej svalovej relaxácie.
S ďalším zvýšením pulzovej frekvencie bude každý nasledujúci pulz pôsobiť na sval počas fázy skracovania, čo má za následok hladký tetanus- predĺžená kontrakcia neprerušovaná obdobiami relaxácie.
Optimálna a pesimálna frekvencia
Amplitúda tetanickej kontrakcie závisí od frekvencie impulzov dráždiacich sval. Optimálna frekvencia nazývajú frekvenciu dráždivých impulzov, pri ktorých sa každý nasledujúci impulz zhoduje s fázou zvýšenej excitability (obr. 4, A) a podľa toho spôsobuje tetanus s najväčšou amplitúdou. Pesimálna frekvencia nazývaná vyššia frekvencia stimulácie, pri ktorej každý nasledujúci prúdový impulz spadá do refraktérnej fázy (obr. 4, A), v dôsledku čoho výrazne klesá amplitúda tetanu.
Práca kostrového svalstva
Sila kontrakcie kostrového svalstva je určená 2 faktormi:
- počet jednotiek zapojených do zníženia;
frekvencia kontrakcie svalových vlákien.
Práca kostrového svalstva sa vykonáva prostredníctvom koordinovanej zmeny tonusu (napätia) a dĺžky svalu počas kontrakcie.
Typy práce kostrového svalstva:
dynamické prekonávanie práce nastáva, keď sa sval sťahuje, pohybuje telom alebo jeho časťami v priestore;
statická (pridržiavacia) práca vykonáva sa, ak v dôsledku svalovej kontrakcie sú časti tela udržiavané v určitej polohe;
dynamická poddajná operácia nastáva, keď sval funguje, ale je natiahnutý, pretože sila, ktorú vytvára, nestačí na pohyb alebo držanie častí tela.
Počas práce sa sval môže stiahnuť:
izotonický– sval sa pri neustálom napätí (vonkajšia záťaž) skracuje; izotonická kontrakcia sa reprodukuje iba v experimente;
izometria– svalové napätie sa zvyšuje, ale jeho dĺžka sa nemení; sval sa pri statickej práci sťahuje izometricky;
auxotonický– svalové napätie sa pri skracovaní mení; auxotonická kontrakcia sa vykonáva pri dynamickej prekonávacej práci.
Pravidlo priemerného zaťaženia– sval môže vykonávať maximálnu prácu pri miernom zaťažení.
Únava – fyziologický stav svalu, ktorý sa vyvíja po dlhšej práci a prejavuje sa znížením amplitúdy kontrakcií, predĺžením latentnej doby kontrakcie a relaxačnej fázy. Príčiny únavy sú: vyčerpanie zásob ATP, hromadenie produktov metabolizmu vo svale. Svalová únava pri rytmickej práci je menšia ako únava synapsií. Preto, keď telo vykonáva svalovú prácu, únava sa spočiatku vyvíja na úrovni synapsií centrálneho nervového systému a nervovosvalových synapsií.
Štrukturálna organizácia a redukciahladké svaly
Štrukturálna organizácia. Hladký sval pozostáva z jednotlivých vretenovitých buniek ( myocyty), ktoré sa vo svale nachádzajú viac-menej chaoticky. Kontraktilné vlákna sú usporiadané nepravidelne, v dôsledku čoho nedochádza k priečnemu pruhovaniu svalu.
Mechanizmus kontrakcie je podobný ako u kostrového svalu, ale rýchlosť kĺzania filamentov a rýchlosť hydrolýzy ATP sú 100–1000-krát nižšie ako v kostrovom svale.
Mechanizmus spojenia excitácie a kontrakcie. Pri excitácii bunky sa Ca++ dostáva do cytoplazmy myocytu nielen zo sarkoplazmatického retikula, ale aj z medzibunkového priestoru. Ca++ ióny za účasti kalmodulínového proteínu aktivujú enzým (myozínkinázu), ktorý prenáša fosfátovú skupinu z ATP na myozín. Fosforylované myozínové hlavy získavajú schopnosť naviazať sa na aktínové vlákna.
Kontrakcia a relaxácia hladkých svalov. Rýchlosť odstraňovania iónov Ca++ zo sarkoplazmy je oveľa nižšia ako v kostrovom svale, v dôsledku čoho dochádza k relaxácii veľmi pomaly. Hladké svaly vykonávajú dlhé tonické kontrakcie a pomalé rytmické pohyby. Vďaka nízkej intenzite hydrolýzy ATP sú hladké svaly optimálne prispôsobené na dlhodobú kontrakciu, ktorá nevedie k únave a vysokej spotrebe energie.
Fyziologické vlastnosti svalov
Všeobecné fyziologické vlastnosti kostrového a hladkého svalstva sú vzrušivosť A kontraktilita. Porovnávacie charakteristiky kostrového a hladkého svalstva sú uvedené v tabuľke. 6.1. Fyziologické vlastnosti a vlastnosti srdcového svalu sú diskutované v časti „Fyziologické mechanizmy homeostázy“.
Tabuľka 7.1.Porovnávacie charakteristiky kostrového a hladkého svalstva
Nehnuteľnosť |
Kostrové svaly |
Hladký sval |
Miera depolarizácie |
pomaly |
|
Refraktérne obdobie |
krátky |
dlhý |
Povaha kontrakcie |
rýchly fázový |
pomalé tonikum |
Náklady na energiu |
||
Plastové |
||
Automaticky |
||
Vodivosť |
||
Inervácia |
motorické neuróny somatického NS |
postgangliové neuróny autonómneho nervového systému |
Vykonané pohyby |
svojvoľné |
nedobrovoľné |
Chemická citlivosť |
||
Schopnosť deliť a rozlišovať |
Plastové hladké svaly sa prejavuje v tom, že dokážu udržiavať konštantný tonus v skrátenom aj v predĺženom stave.
Vodivosť tkaniva hladkého svalstva sa prejavuje tým, že excitácia sa šíri z jedného myocytu do druhého prostredníctvom špecializovaných elektricky vodivých kontaktov (nexusov).
Nehnuteľnosť automatizácie hladkého svalstva sa prejavuje tým, že sa môže sťahovať bez účasti nervového systému, a to vďaka tomu, že niektoré myocyty sú schopné spontánne vytvárať rytmicky sa opakujúce akčné potenciály.
Aby ste pochopili podstatu izometrickej gymnastickej metódy, navrhujem vám ponoriť sa do zaujímavého sveta fyziológie svalovej kontrakcie, to znamená zistiť, ako fungujú svaly nášho tela. Vykonajte jednoduchý experiment: odkryte rameno tak, aby bolo vidieť vaše bicepsy, a položte naň druhú ruku. Začnite pomaly ohýbať holú ruku v lakti – pocítite kontrakciu bicepsu. Hmotnosť paže zostáva rovnaká, takže sval sa pri pohybe napína viac-menej rovnomerne.
Táto svalová kontrakcia sa nazýva izotonický(grécky isos – rovný).
Tento spôsob fungovania vedie k pohybu – vlastne k tomu, na čo je sval určený. Ale všimnite si, že sa nehýbe len sval, ale aj kosti a kĺby. Sú slabým článkom, ktorý sa opotrebováva najrýchlejšie. Kĺbová chrupavka je jedným z najzraniteľnejších tkanív tela. Nie sú v ňom žiadne krvné cievy, takže chrupavka je vyživovaná veľmi pomaly v dôsledku difúzie - „impregnácie“ živín zo susedných kostí, a, bohužiaľ, z tohto dôvodu sa prakticky neobnovuje.
Aktívne pohyby a dokonca aj pri záťaži vážne zaťažujú kĺbovú chrupavku. nadmerná práca preťažuje kĺby a vrstva chrupavky sa stenčuje, „vymazáva“, čo spôsobuje, že kosti doslova vŕzgajú. Artróza je názov kĺbového ochorenia spojeného so starnutím kĺbovej chrupavky. Každý pohyb v takomto kĺbe môže spôsobiť bolesť, takže pohyb je obmedzený a s gymnastikou sa musíte rozlúčiť.
Skúsme pokračovať v našich jednoduchých fyziologických experimentoch. Pokúste sa utiahnuť biceps brachii tak, aby vaše predlaktie a rameno zostali nehybné. Cítite svalové napätie? Samozrejme, ale zároveň je ruka nehybná, v kĺbe nie je žiadny pohyb. Tento režim prevádzky sa nazýva izometrický. Režim, ktorý ochráni vaše kĺby a precvičí svalové vlákna a zanechá vám radosť z pohybu na dlhé roky!
Každý pohyb, ako tieň, je nasledovaný vyčerpaním a únavou a túžba po relaxácii a odpočinku vždy vedie k zastaveniu cvičenia. Po našich experimentoch teda uvoľnite rameno a ruku nechajte voľne visieť dolu ako konárik stromu – pociťujte mieru uvoľnenia svalov a zapamätajte si tento pocit. Prejdime k poslednému experimentu.
Začnite ohýbať lakťový kĺb jednej ruky a snažte sa zabrániť jej pohybu s druhou – toto je izometrické napätie bicepsu, ktoré už poznáte. Držte túto pozíciu dvadsať sekúnd. Teraz rýchlo choďte chrbtom k stene, položte dlaň pracovnej ruky na stenu, prsty nadol a pomaly sa podrepnite, pričom ruku držte rovno. Cítite natiahnutie bicepsov? Áno, je to silný a dokonca mierne bolestivý, ale príjemný pocit.
Natiahnite ruku nie dlhšie ako 10 sekúnd. Teraz sa uvoľnite a spustite ruku nadol. Som si istý, že teraz cítite uvoľnenie bicepsov oveľa viac ako po bežných kučerách. Táto podmienka dostala špeciálny názov - post-izometrická relaxácia, ktorú ste sa práve naučili robiť sami. Myslím, že je vám jasné, že strečing a uvoľnenie svalov po izometrickom napätí je oveľa efektívnejšie ako bežný strečing.
Izometrická gymnastika je teda založená na svalovom napätí BEZ POHYBU. Chráni kĺby, zabraňuje opotrebovaniu kĺbovej chrupavky a progresii artrózy. V mnohých cvikoch po izometrickej kontrakčnej fáze nasleduje fáza strečingu. Toto efektívna technika, svalový relaxant, odľahčujúci svalový kŕč a má výrazný analgetický účinok. Pamätajte si, aké príjemné je natiahnuť sa po dlhom sedení - izometrická gymnastika bude trénovať aj relaxovať cieľový sval– ten, ktorý je potrebné načítať špeciálne pre vašu patológiu alebo problém.
Závery:
Izometrická kontrakcia svalu je jeho napätie bez pohybu v kĺbe.
Izometrická gymnastika, posilňuje svaly, šetrí kĺby a chrupavky.
Strečing svalu po izometrickom napätí (postizometrická relaxácia) je účinnou technikou na uvoľnenie svalov a úľavu od bolesti.
Dobrý deň, moji milí čitatelia, obdivovatelia a iné dobré a nie také dobré osobnosti!
Dnes čakáme na archívne dôležitú a archívnu poznámku vedeckého alebo podobného charakteru. V ňom si povieme o typoch svalových kontrakcií, čo to je, čo to je a ako ich využiť pri každodenných tréningových aktivitách.
Takže, urobte si pohodlie, začnime gestikulovať.
Typy svalových kontrakcií. Čo, prečo a prečo?
Ak ešte neviete, projekt ABC kulturistiky je vzdelávacím zdrojom, a preto sa o ňom pravidelne objavujú nezvyčajné podrobné články, ktoré odhaľujú podstatu rôznych čerpacích (a súvisiacich) procesov. Medzi najnovšie takéto poznámky patria najmä: [prečo ľudia priberajú?], [motivácia v kulturistike] a im podobné. Takže vo veciach zmien vlastné telo je dôležité len bezmyšlienkovite pumpovať hardvér a zdvíhať ťažké váhy, je dôležité pochopiť, čo sa v tomto konkrétnom momente deje vo svaloch, aký typ záťaže na ne pôsobí a čo to v konečnom dôsledku môže mať za následok. Vo všeobecnosti dnes zainvestujeme do hlavy, aby sme neskôr telo ešte lepšie napumpovali. Vlastne, poďme bližšie k veci.
Poznámka:
Pre lepšiu asimiláciu materiálu bude všetko ďalšie rozprávanie rozdelené do podkapitol.
Svalová kontrakcia: ako sa to deje?
Zakaždým, keď vezmete do rúk prístroj (napríklad činku) a začnete vykonávať cvičenie (napríklad bicepsový oblúk s činkou), dôjde k procesu kontrakcie kostrových svalov. V predchádzajúcich poznámkach (najmä v tomto [spojenie mozog-sval]) sme sa už pozreli na to, ako prebieha samotný proces svalovej kontrakcie, preto, aby som sa neopakoval, uvediem len všeobecný diagram.
...a vizuálna animácia (kliknite a spustite aplikáciu stlačením „play“).
Motorické centrum pozostáva z motorického neurónu a určitého počtu inervovaných vlákien. Svalová kontrakcia je odpoveďou svalovej jednotky na akčný potenciál jej motorického neurónu.
Celkom existuje 3 typ odstupňovaných svalových odpovedí:
- sumácia vĺn – vytvorená zvýšením frekvencie podnetu;
- súčet viacerých motorických jednotiek – vzniká zvýšením sily podnetu (zvýšenie počtu motorických neurónov);
- schodisko (treppe) - reakcia s určitou frekvenciou/silou na konštantný podnet.
Keď už hovoríme o svaloch, nemožno nespomenúť svalový tonus- jav, pri ktorom svaly vykazujú miernu kontrakciu aj v pokoji, pričom si zachovávajú svoj tvar a schopnosť kedykoľvek reagovať na záťaž. Toto všetko si nemusíte pamätať, len vám to pomôže lepšie pochopiť podstatu prebiehajúcich procesov vo svaloch pri rôznych typoch svalových kontrakcií.
Aké typy svalových kontrakcií existujú?
Vedeli ste to zabezpečiť lepší rast svaly, treba im dávať rôzne druhy záťaže, ale nie v zmysle váhy alebo striedania jedného cviku na druhý, ale inak ovplyvniť vlastnosti svalov. To je to, o čom hovoríme - statická a dynamická kontrakcia kostrových svalov. Statická a dynamická práca kombinuje päť typov svalových kontrakcií, z ktorých každá je rozdelená na dve formy pohybu: koncentrický a excentrický.
Poďme si prejsť každý z nich v poradí a začať s...
Dynamické kontrakcie (DC)
Vyskytuje sa pri pohybe alebo pri použití voľných závaží – keď sa športovec dvíha voľná hmotnosť a odoláva gravitácii. Najbežnejším typom DS sú izotonické – také, pri ktorých sval pri kontrakcii počas pohybu mení svoju dĺžku. Izotonické kontrakcie (IS) umožňujú ľuďom (a zvieratám) vykonávať obvyklé činnosti a pohybovať sa. Existujú dva typy IS:
- koncentrické – najbežnejšie a najčastejšie sa vyskytujúce v každodennom a športové aktivity. Naznačujú skrátenie svalu v dôsledku jeho kontrakcie (stlačenia). Príklad - ohýbanie ruky dovnútra lakťový kĺb, čo vedie k koncentrickej kontrakcii biceps brachii a bicepsových svalov. Táto kontrakcia sa často nazýva pozitívna zdvíhacia fáza projektilu;
- excentrický je presný opak koncentrického. Vyskytuje sa, keď sa sval predĺži počas kontrakcie. V pumpovacej praxi sa vyskytuje oveľa menej často a zahŕňa kontrolu alebo spomalenie pohybu z iniciatívy excentrického svalového agonistu. Príklad - pri kopaní do lopty sa koncentricky sťahuje kvadriceps a svaly zadný povrch boky sa excentricky sťahujú. Spodná fáza (predĺženie/spustenie) zhybu činky alebo príťahu sú tiež príklady ES. Tento typ viac zaťažuje sval, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť zranenia. Táto kontrakcia sa často nazýva negatívna fáza zostupu projektilu.
K znakom excentrických kontrakcií patrí väčšia silová produkcia – t.j. športovec môže znížiť (kontrolovaným spôsobom) hmotnosť, ktorá je v „tonáži“ výrazne väčšia ako jeho pracovná zdvíhacia hmotnosť. Väčšia sila pochádza z väčšieho zahrnutia vlákien typu 2 (rýchle svalové vlákna). Cvičenie koncentrovaný zdvih činky pre biceps, respektíve jeho negatívna fáza, vám teda umožňuje aktívnejšie zapájať biele vlákna do práce. Túto funkciu často využívajú pokročilí športovci na zlepšenie výbušnej sily, napríklad v tlaku na lavičke.
Poznámka:
Svaly sa stávajú stuhnutými 10% silnejšie pri excentrických pohyboch ako pri koncentrických kontrakciách.
Najčastejšie sa v takýchto prípadoch odoberá činka, ktorá je vzdialená od obvyklej hmotnosti (napr. 15 kg) za 3-7 kg. Pozitívna fáza sa uskutočňuje hodením činky nahor s pomocou partnera alebo inej ruky a negatívna fáza trvá približne 4 sek (vs. 2 sek. vzostup). Takýto excentrický tréning je niekedy veľmi užitočný, pretože... vytvárajú rozsiahle poškodenie svalových vlákien, čo vedie k zvýšeniu syntézy bielkovín, následne k fenoménu superkompenzácie a lepšie svalová hypertrofia. Nevýhodou je vysoká pravdepodobnosť zranenia (ak robíte všetko bez hlavy), takže pre začiatočníkov je lepšie, aby sa neobťažovali.
Statické kontrakcie (SS)
Už samotný názov hovorí sám za seba, statický, t.j. žiadny pohyb, žiadna zmena v predlžovaní/skracovaní. Takéto kontrakcie sa nazývajú izometrické. Príkladom je držanie predmetu pred sebou (taška v obchode), keď sa váha ťahá dole, ale svaly sa sťahujú, aby predmet udržali na požadovanej úrovni. Tiež výborný príklad izometrická svalová kontrakcia sa vznáša v určitom bode trajektórie na neurčitý čas. Napríklad pri vykonávaní drepov v strede trajektórie (v polovici cesty hore) sa kvadriceps sťahuje izometricky. Množstvo sily vyvolanej počas izometrickej kontrakcie závisí od dĺžky svalu v mieste kontrakcie. Každý sval má optimálnu dĺžku, pri ktorej sa pozoruje maximálna sila. izometrická pevnosť. Výsledná sila izometrické kontrakcie prevyšuje silu produkovanú dynamickými kontrakciami.
Pre názornosť uvediem príklady demonštrujúce rôzne typy svalových kontrakcií (na kliknutie).
Pozreli sme sa na hlavné typy kontrakcií, ktoré sú v tréningovej praxi najbežnejšie, no ak sa pozriete na úvodnú klasifikáciu, je ich ešte niekoľko. Pozrime sa na ne aj vy, aby ste o nich aspoň tušili a mohli prekvapiť svojich neznalých kolegov v sále :).
Izokinetické kontrakcie
Pri izokinetických kontrakciách (Iso=konštantný, kinetický=pohyb) môžu nervovosvalové systémy pracovať konštantnou rýchlosťou v každom štádiu pohybu proti danému odporu. To umožňuje pracujúcim svalom a svalovým skupinám vytvárať vysoký stupeň napätia v celom rozsahu pohybu. Tento typ kontrakcie je účinný pre rovnomerný rozvoj svalovej sily pri akomkoľvek uhle pohybu. Sú to dynamické kontrakcie a menia dĺžku svalu. Charakteristickým znakom svalov IS je, že vedú k pohybom konštantnou rýchlosťou.
IN telocvični podobný typ kontrakcie sa používa na špeciálnych izokenetických simulátoroch dynamometra Cybex, Nautilus a ďalšie. Plávanie a veslovanie, aktivity s konštantnou rýchlosťou, sú tiež izokinetické formy kontrakcií.
Výhody izokinetických kontrakcií zahŕňajú:
- viesť k zlepšeniu neuromuskulárnej koordinácie, čím sa zvyšuje počet vlákien zapojených do práce;
- viesť k zvýšeniu svalovú silu celý sval v celom rozsahu pohybu;
- kontrola rýchlosti pohybu môže výrazne znížiť pravdepodobnosť zranenia, čo je obzvlášť dôležité v pooperačných obdobiach a obdobiach rehabilitácie;
- viesť k zlepšeniu celkovej vytrvalosti a srdcovej funkcie.
Oxotonické kontrakcie
Ide o dynamický typ kontrakcie zvýšeného napätia (zvýšenie napätia). Keď športovec pri držaní činky pokrčí ruky, jej hmotnosť sa očividne nemení v celom rozsahu pohybu. Sila potrebná na vykonanie tohto pohybu nie je konštantná, ale závisí od typu tela športovca, páky, uhla končatín a rýchlosti pohybu.
Plyocentrické kontrakcie
Ide o hybrid (kombináciu), sval vykonáva izotonickú kompresiu z vystretej polohy. Činnosti, ktoré využívajú tento typ svalovej kontrakcie v plnom rozsahu, sa nazývajú plyometrický tréning alebo plyometria. Tento typ aktivity je vhodný na kumulatívny rozvoj sily a výkonu športovca a často sa odporúča ako základ pre tréning žien.
Aby som teda všetko spomenuté konečne urovnal, uvediem kombinovanú obrazovo-prezentáciu (ktorú som našiel v archíve zahraničnej športovej a lekárskej univerzity) o typoch skratiek. Tu je v skutočnosti (na kliknutie).
Vplyv typov kontrakcií na dĺžku svalov
Výsledkom izotonických kontrakcií je zmena dĺžky svalu (pri konštantnej sile). Koncentrický IS - skracuje sval pri pohybe záťaže, excentrický - predlžuje sval, keď odoláva záťaži. Výsledkom izometrických kontrakcií je zvýšenie svalové napätie nedochádza však k predĺženiu ani skráteniu svalu.
Vo vizuálnej podobe celá táto hanba vyzerá takto.
Typ svalových kontrakcií počas behu
Zaoberali sme sa aktivitou podľa typu kontrakcií, ale nepreskúmaná zostáva nasledujúca otázka: aký typ kontrakcií prebieha pri behu. Vo všeobecnosti sú pochôdzky univerzálnym nástrojom, ktorý pokrýva niekoľko typov kontrakcií naraz, najmä: izotonické, koncentrické a excentrické. Kontrakcie sa vyskytujú v rámci pomalých a rýchlych svalových vlákien.
Počas behu elevácia bedra a flexia kolena vytvárajú koncentrické izotonické kontrakcie bedrových flexorov a hamstringov (svalov hamstringov). Keď narovnáte nohu, aby ste sa odlepili od zeme a urobili pohyb dopredu, vaše bedrové extenzory (hamstringy, gluteálny sval) a kolená (quadriceps) vykonávajú koncentrické izotonické kontrakcie.
Excentrické izotonické kontrakcie sa aktivujú najmä počas zjazdu ( z kopca). Pri bežnom behu sa sťahujú extenzory kolena a kvadricepsy, aby narovnali nohu. Pri behu z kopca sa kvadricepsy sťahujú excentricky. Okrem toho sa predný tibialisový sval tiež excentricky sťahuje a kontroluje pohyb vašej nohy nadol po dopade päty na zem. Čo sa týka zapojenia rôznych typov vlákien pri behu, behanie v relatívne pokojnom tempe (jogging) sa využíva na jeho svalová aktivita, prevažne pomalé vlákna. Zvýšenie rýchlosti umožňuje väčší nábor rýchlych svalových vlákien.
Čo dávajú základné cvičenia?
V skutočnosti by znalosti o typoch svalových kontrakcií mali športovcov (najmä začiatočníkov) ešte viac nakloniť k vykonávaniu základne a tu je dôvod.
Mnohé kostrové svaly sa izometricky sťahujú, aby stabilizovali a chránili aktívne kĺby počas pohybu. Kým drep s činkou sťahuje kvadriceps femoris koncentricky (počas vzostupnej fázy) a excentricky (počas zostupnej fázy), mnohé z viac hlboké svaly boky sa izometricky sťahujú kvôli stabilizácii bedrový kĺb počas jazdy.
Teda práca s základné cvičenia, môžete naraz odísť svalové skupiny pre niekoľko typov skratiek. V skutočnosti to bude mať pozitívny vplyv na ich objemové pevnostné charakteristiky a poskytne lepší stimul pre rast.
No a to je na dnes asi všetko, všetky témy sú prebraté, otázky riešené, deti najedené, takže je čas to zabaliť.
Doslov
Skončila sa ďalšia poznámka, ktovie aká 🙂, v ktorej sme hovorili o typoch svalových kontrakcií. Niekto si možno povie, že to nie je praktické – možno, ale teória a pochopenie všetkých pumpovacích procesov sú pri budovaní tvarovaného tela tiež veľmi dôležité, tak to poďme vstrebať!
To je nateraz všetko, dovoľte mi odísť, kým sa znova nestretneme!
PS. Priatelia, využívate tieto informácie vo svojom tréningu, alebo ste o nich doteraz nič nevedeli?
P.P.S. Pomohol projekt? Potom naň zanechajte odkaz v statuse na sociálnej sieti – plus 100 body do karmy zaručené :)
