Изотоническое сокращение мышц: сокращение изотоническое | это… Что такое сокращение изотоническое?

Содержание

3)Изометрическое и изотоническое сокращение. Одиночное сокращение, тетанус

В
зависимости от изменения длины мышечного
волокна выделяют два типа его
сокращения —изометрическое
и изотоническое. Сокращение
мышцы, при котором ее волокна укорачиваются
при неизменном напряжении, называется
изотоническим. Сокра щение мышцы, при
котором ее напряжение возрастает, а
длина мышечных волокон остается
неизменной, называется изометрическим.
В естественных условиях сокращения
мышц являются смешанными — мышца
обычно не только укорачивается, но
изменяется и ее напряжение. В
зависимости от длительности выделяют
одиночное и тетаническое сокращения
мышцы.

Одиночное
сокращение мышцы в
эксперименте вызывают одиночным
раздражением электрическим током мышцы
или нервного волокна. В изотоническом
режиме одиночное сокращение начинается
через короткий скрытый
(латентный) период, далее
следует фаза
подъема (фаза укорочения), затемфаза
спада (фаза расслабления) (рис.
5.2). Обычно мышца укорачивается на 5-10%
исходной длины. Длительность ПД мышечных
волокон также варьирует и составляет
5-10 мс с учетом замедления фазы реполяризации
в конце ее. Длительность одиночного
сокращения , мышечного волокна вариабельна,
она во много раз превышает продолжительность
ПД. Мышечное волокно подчиняется закону
«все или ничего», т.е. отвечает на
пороговое и сверхпороговое раздражение
одинаковым по величине одиночным
сокращением. Однако сокращение целой
мышцы зависит от силы раздражения при
непосредственном раздражении мышцы и
от числа нервных импульсов, поступающих
к мышце при раздражении нерва. Пр’и
непосредственном раздражении это
связано с различной возбудимостью
мышечных волокон и разным расстоянием
их от раздражающих электродов.
Увеличение силы раздражения ведет к
увеличению числа сокращающихся
мышечных волокон.

Подобный
эффект наблюдается и в естественных
условиях -с увеличением числа возбужденных
нервных волокон и частоты импульсов
(к мышце поступает больше нервных
импульсов — ПД) увеличивается число
сокращающихся мышечных волокон. При
одиночных сокращениях мышца утомляется
незначительно.

Тетаническое
сокращение — это
слитное длительное сокращение
скелетной мышцы. В его основе лежит
явление суммации одиночных мышечных
сокращений. При нанесении на мышечное
волокно или непосредственно на мышцу
двух быстро следующих друг за другом
раздражений возникающее сокращение
имеет большую амплитуду и длительность.
При этом нити актина и миозина дополнительно
скользят друг относительно друга. Могут
вовлекаться также в сокращение ранее
не сокращавшиеся мышечные волокна,
если первый стимул вызвал у них
подпороговую деполяризацию, а второй
увеличивает ее до критической величины.
Суммация сокращений при повторном
раздражении мышцы или поступлении к
ней ПД возникает только в том случае,
когда закончен рефрактерный период
(после исчезновения ПД мышечного
волокна).

При
поступлении импульсов к мышце во время
ее расслабления возникает зубчатый
тетанус, во
время укорочения — гладкий
тетанус (рис.
5.3). Амплитуда тетануса больше величины
максимального одиночного сокращения
мышцы. Напряжение, развиваемое
мышечными волокнами при гладком тетанусе,
обычно в 2-4 раза больше, чем при одиночном
сокращении, однако мышца быстрее
утомляется. Мышечные волокна не успевают
восстановить энергетические ресурсы,
израсходованные во время сокращения.

Амплитуда
гладкого тетануса увеличивается с
возрастанием частоты стимуляции нерва.
При некоторой {оптимальной) частоте
стимуляции амплитуда гладкого тетануса
наибольшая (оптимум частоты
раздражения). При чрезмерно частой
стимуляции нерва (более 100 имп/с) мышца
расслабляется вследствие блока проведения
возбуждения в нервно-мышечных синапсах
— песси-мум
Введенского (пессимум
частоты раздражения). Пессимум Введенского
можно получить и при прямом, но более
частом раздражении мышцы (более 200
имп/с) (см. рис. 5.3). Пессимум Введенского
не является результатом утомления мышцы
или истощения медиатора в синапсе,
что доказывается фактом возобновления
сокращения мышцы сразу же после уменьшения
частоты раздражения. Торможение
развивается в нервно-мышечном синапсе
при раздражении нерва.

В
естественных условиях мышечные волокна
сокращаются в режиме зубчатого тетануса
или даже одиночных последовательных
сокращений. Однако форма сокращения
мышцы в целом напоминает гладкий
тетанус. Причины этого — асинхронность
разрядов мотонейронов и асинхронность
сократительной реакции отдельных
мышечных волокон, вовлечение в сокращение
большого их количества, вследствие
чего мышца плавно сокращается и плавно
расслабляется, может длительно
находиться в сокращенном состоянии
за счет чередования сокращений множества
мышечных волокон. При этом мышечные
волокна каждой двигательной единицы
сокращаются синхронно.

МЕХАНИЗМ СОКРАЩЕНИЯ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ | Библиотека тренера

+7 (914) 798 17 43

Назад к списку материалов

14 августа 2020 года

Никита Ющенко (автор)

ВОЗБУЖДЕНИЕ МЕМБРАНЫ МЫШЕЧНОГО ВОЛОКНА

Рис. Нервно-мышечный синапс

Нервы, подходящие к мышцам, содержат три вида волокон:

чувствительные;
двигательные;
вегетативные (иннервируют мышечные сосуды).

Окончания двигательных нейронов (мотонейронов) подходят к каждому мышечному волокну. Между аксоном мотонейрона и волокном находится нервно-мышечный синапс.

Когда мышца расслаблена, в саркомерах нити актина лишь частично заходят в просветы между нитями миозина. Актин блокирован другими белками, и миозин не может с ними взаимодействовать.
Когда по мотонейрону проходит импульс из ЦНС, в нервно-мышечный синапс выделятся нейромедиатор ацетилхолин и связывается с рецепторами на мембране мышечного волокна. В ответ на это в мышечное волокно входят ионы натрия, заряд мембраны меняется, и она переходит в возбужденное состояние.

ПЕРЕДАЧА ВОЗБУЖДЕНИЯ НА МЕМБРАНЫ СПС. СОКРАЩЕНИЕ МИОФИЛАМЕНТОВ

Передача возбуждения на мембраны СПС

Рис. Механизм сокращения мышечных волокон

Далее возбуждение распространяются по Т-трубочкам вглубь клетки, переходит на мембраны саркоплазматической сети, и из цистерн СПС высвобождаются ионы кальция.

Ионы кальция связываются с белками, блокирующими актин; конфигурация белковых молекул меняется, и миозин получает возможность соединиться с актином. Это активирует фермент АТФ-азу миозина, который входит в состав миозиновых головок.

Сокращение миофиламентов

Рис. Взаимное расположение миофиламентов в расслабленном и сокращенном мышечном волокнеАТФ-аза миозина расщепляет АТФ, высвобождая энергию для сокращения. За счет этой энергии головки миозина тянут актиновые нити, продвигая их к центру саркомера, и саркомер сокращается (укорачивается).

Затем, также за счет энергии АТФ, кальций перемещается обратно в цистерны, а головки миозины отделяются от актина. Нити возвращаются в исходное положение — миофибрилла расслабляется (удлиняется).

ИСТОЧНИКИ:

Основы анатомии, физиологии и биомеханики : учебник / М.Б. Андреева, Л.А. Белицкая, В.А. Меркурьев; под ред. Д. Г. Калашникова. — М.: Практическая медицина, 2019. — 336 с.
Анатомия человека (с основами динамической и спортивной морфологии): Учебник для институтов физической культуры. — Изд. 14-е. / Под. ред. Б. А. Никитюка, АА. Гладышевой, В. Ф. Судзиловского. — М.: Спорт, 2018. — 624 с., ил.
Физиология человека: учебник для вузов физической культуры/В.И. Тихоревский: «Физкультура, образование и наука», 2001.

Биомеханика

НЕ ЛУЧШИЕ УПРАЖНЕНИЯ | ЖИМ ШТАНГИ ИЗ-ЗА ГОЛОВЫ

Биомеханика

НЕ ЛУЧШИЕ УПРАЖНЕНИЯ | ГИПЕРЭКСТЕНЗИЯ С КРУГЛОЙ СПИНОЙ

Типы мышечных сокращений: изотонические и изометрические

Мышечные сокращения определяются изменением длины мышцы во время сокращения.

ЦЕЛЬ ОБУЧЕНИЯ

К концу этого раздела вы сможете:

Различать типы мышечных сокращений

ГЛОССАРИЙ

изометрический : мышечное сокращение или его участие против сопротивления, при котором длина мышцы остается неизменной.

изотонический : мышечное сокращение против сопротивления, при котором длина мышцы изменяется. Антоним изометрический. Изотонические движения бывают либо концентрическими (рабочая мышца укорачивается), либо эксцентрическими (работающая мышца удлиняется).

концентрический : (движения), в направлении сокращения мышцы. (Например, разгибание предплечья в локтевом суставе при сокращении трицепса и других мышц-разгибателей локтя.

эксцентрическая : Против или в противоположном направлении сокращения мышцы. (Например, сгибание предплечья (сгибание локтевого сустава) под действием внешней силы при одновременном сокращении трицепса и других мышц-разгибателей локтя для управления этим движением.

Пример :

Мышечные волокна создают натяжение за счет актинового и миозинового циклов поперечного мостика. Под напряжением мышца может удлиняться, укорачиваться или оставаться неизменной. Хотя термин сокращение подразумевает укорочение, применительно к мышечной системе он означает мышечные волокна, создающие напряжение с помощью двигательных нейронов. Происходит несколько типов мышечных сокращений, и они определяются изменением длины мышцы во время сокращения.

Изотонические сокращения

Изотонические сокращения поддерживают постоянное напряжение в мышце при изменении ее длины. Это может произойти только тогда, когда максимальная сила сокращения мышцы превышает общую нагрузку на мышцу. Изотонические сокращения мышц могут быть как концентрическими (мышцы укорачиваются), так и эксцентрическими (мышцы удлиняются).

Концентрические сокращения

Концентрическое сокращение — это тип мышечного сокращения, при котором мышцы сокращаются, создавая силу. Это типично для мышц, которые сокращаются за счет механизма скользящих нитей, и происходит по всей мышце. Такие сокращения также изменяют угол суставов, к которым прикреплены мышцы, поскольку они стимулируются к сокращению в соответствии с механизмом скользящих нитей.

Это происходит по всей длине мышцы, создавая силу в мышечно-сухожильном соединении; мышцы сокращаются, а угол сустава изменяется. Например, концентрическое сокращение бицепса заставит руку сгибаться в локте, когда рука перемещается от ноги к плечу (сгибание бицепса). Концентрическое сокращение трицепса изменяет угол сустава в противоположном направлении, выпрямляя руку и перемещая кисть к ноге.

Эксцентрические сокращения

Эксцентрические сокращения приводят к удлинению мышцы. Такие сокращения замедляют мышечные соединения (действуя как «тормоз» для концентрических сокращений) и могут изменить положение силы нагрузки. Эти сокращения могут быть как произвольными, так и непроизвольными. Во время эксцентрического сокращения мышца удлиняется, находясь под напряжением, из-за противодействующей силы, которая больше, чем сила, создаваемая мышцей. Вместо того, чтобы тянуть сустав в направлении сокращения мышцы, мышца замедляет движение сустава в конце движения или иным образом контролирует изменение положения нагрузки.

Это может происходить непроизвольно (при попытке поднять вес, слишком тяжелый для того, чтобы мышца могла его поднять) или произвольно (когда мышца «сглаживает» движение). В краткосрочной перспективе силовые тренировки, включающие как эксцентрические, так и концентрические сокращения, увеличивают мышечную силу больше, чем тренировки только с концентрическими сокращениями.

Изометрические сокращения

В отличие от изотонических сокращений, изометрические сокращения создают силу без изменения длины мышцы. Это типично для мышц рук и предплечья: мышцы не меняют длину, а суставы не двигаются, поэтому силы для захвата достаточно. Например, когда мышцы кисти и предплечья сжимают предмет; суставы руки не двигаются, но мышцы создают достаточную силу, чтобы предмет не упал.

Соотношение сила-длина в мышце: длина мышцы в зависимости от изометрической силы.

9.3E: Типы мышечных сокращений: изотонические и изометрические

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 7549

Мышечные сокращения определяются изменением длины мышцы во время сокращения.

Цели обучения

Различать типы мышечных сокращений

Ключевые моменты

Изотонические сокращения генерируют силу за счет изменения длины мышцы и могут быть концентрическими или эксцентрическими сокращениями.
Концентрическое сокращение заставляет мышцы сокращаться, тем самым создавая силу.
Эксцентрические сокращения вызывают удлинение мышц в ответ на большую противодействующую силу.
Изометрические сокращения генерируют силу без изменения длины мышцы.

Ключевые термины

Изометрия : Сокращение мышц, при котором длина мышцы не изменяется.
изотонический : Мышечное сокращение, при котором изменяется длина мышцы.
эксцентрическое : Изотоническое сокращение, при котором мышца удлиняется.
концентрическое : Изотоническое сокращение, при котором мышца укорачивается.

Мышечное волокно генерирует напряжение за счет чередования актиновых и миозиновых поперечных мостиков. Под напряжением мышца может удлиняться, укорачиваться или оставаться неизменной. Хотя термин сокращение подразумевает укорочение, применительно к мышечной системе он означает создание напряжения внутри мышечного волокна. Происходит несколько типов мышечных сокращений, которые определяются изменением длины мышцы во время сокращения.