Forskel mellem isometriske og isotoniske sammentrækninger

Introduktion

Muskelsystemet spiller en væsentlig rolle i kroppen, da det producerer bevægelse og giver beskyttelse og støtte af forskellige organer. Forskellige typer aktiviteter kræver, at muskler fungerer på forskellige måder, mens mange af disse aktiviteter kræver, at muskler trækker sig sammen. Muskelceller indeholder en rigelig mængde aktin- og myosinfilamenter, som er specialiserede til sammentrækning [1]. Muskelfilamenter kan opdeles i tre hovedtyper, nemlig glatte muskler, knoglemuskler og hjertemuskler. Sammentrækning af hjertemuskler og glatte muskler er en ufrivillig reaktion, mens sammentrækningen af ​​knoglemuskler er frivillig. Muskelkontraktion kan klassificeres som isotonisk eller isometrisk afhængigt af arrangementet af produceret spænding [2].

Hvad er muskelsammentrækning?

Skeletmuskler er kendt som kontraktile organer, der består af mange motoriske enheder. Hver enhed består af muskelfibre forbundet til en enkelt motorisk neuron [1]. Hvis der er en kraft, der virker i modsætning til musklerne, som f.eks. En vægt, vil muskelfibrene strække sig, hvilket resulterer i en stigning i spændingen. Sammentrækningen er muligvis ikke tilstrækkelig til at producere bevægelse, men de holder muskelen på et hvilet niveau af spænding eller tone [3]. Muskeltone er hvilespændingen i knoglemuskler, og det hjælper med at stabilisere knoglenes og ledens position.

Isotonisk sammentrækning

Udtrykket 'isotonisk sammentrækning' er direkte defineret som 'samme spænding', mens ordet 'isotonisk' stammer fra to græske ord: 'iso', der betyder 'det samme', og 'tonikos' betyder 'spænding' med hensyn til muskler [1] . Som navnet antyder, er en isotonisk sammentrækning, hvor musklerne opretholder den samme spænding, som de sammentrækker eller forkorter. Under isotoniske sammentrækninger vil en spænding eller kraft udvikle sig op til et vist niveau. Efter dette niveau forbliver spændingen konstant, mens muskelængden derefter ændres. Disse motoriske enheder inden i knoglemusklerne er faktisk aktiveret, hvilket muliggør den nødvendige spænding i muskelen til at udvikle sig [4]. Isotoniske sammentrækninger bruges ofte ved bevægelse af lemmer. Almindelige eksempler på sådanne aktiviteter inkluderer vandre, løbe eller endda løfte genstande.

Mekanisme for isotonisk sammentrækning

To hovedtyper af proteiner, der findes i musklerne, er ansvarlige for isotoniske sammentrækninger. Disse er actin- og myosinproteinerne. Under isotoniske sammentrækninger bevæger tykke tråde af myosin og tynde tråde af actin sig over hinanden. Denne glidende bevægelse fører til en reduktion i størrelse inden for hver enkelt muskelcelle og i den samlede muskel samlet set [4].

Typer af isotoniske sammentrækninger

Afhængig af mængden af ​​styrke, der arbejder mod den enkeltes krop, finder en af ​​to slags isotoniske sammentrækninger sted. Dette er koncentriske sammentrækninger og excentriske sammentrækninger [5]. Koncentriske sammentrækninger opstår, når musklerne forkortes, mens dens spænding er større end kraften, der modvirker den [2]. Excentriske sammentrækninger forekommer på den anden side, når musklerne strækker sig i længden. Kraften i excentriske sammentrækninger er normalt større end den muskelspænding, der forårsager forlængelsen. Forlængelse af muskler under excentriske sammentrækninger lægger et højt niveau af stress på arbejdsmusklerne, og muligheden for muskelskade er derfor meget højere sammenlignet med koncentriske sammentrækninger [3].

Eksempler på isotoniske sammentrækninger

Eksempler på en koncentrisk sammentrækning opstår, når en person krøller armen. Under krølning vil musklerne forkorte, når armen bøjes ved albuen [4]. Forlængelse af albuen, gå ned ad trapper eller sidde på en stol ville være et perfekt eksempel på en excentrisk sammentrækning, der hjælper med at kontrollere bevægelseshastigheden. Når armen er forlænget, forlænges den samme muskel og opretholder spændingen.

Isometrisk sammentrækning

Isometrisk er direkte defineret som 'samme længde', hvor 'iso' betyder det samme og 'metrisk' betyder 'længde' når der henvises til muskler [5]. Under isometriske sammentrækninger ændrer muskelen sig ikke i længde, mens spændingen aldrig overstiger den belastning, der skal bæres. Dette betyder, at selvom muskelen ikke forkortes, vil spændingen aldrig overstige den modsatte kraft.

Mekanisme af isometriske sammentrækninger

En af de vigtigste kendsgerninger om isometriske sammentrækninger er, at musklerne ikke ændrer sig i længde under sammentrækningen. I stedet forbliver de deres normale længde. Overvej for eksempel en person, der holder en vægt i en fast position foran kroppen [3]. Uden nogen modstand, vil vægten trække personarmen til gulvet, men når de anvender en form for modstand, vil den resulterende spænding føre til en isometrisk sammentrækning i overarms biceps. Mængden af ​​kraft, der produceres under den isometriske sammentrækning, vil øge længden af ​​den muskel, der påvirkes.

Eksempler på isometriske sammentrækninger

Almindelige eksempler på aktiviteter, hvor muskler bruger isometrisk sammentrækning, inkluderer at holde en vægt på et bestemt sted over jorden eller skubbe et objekt, der oprindeligt var stationært [2]. Som allerede nævnt vil længden af ​​hele muskelen ikke ændre sig under en isometrisk sammentrækning, men de respektive muskelfibre vil forkortes, hvilket igen fører til styrkelse af musklerne.

Forskel mellem isotonisk og isometrisk sammentrækning

Mens isotoniske og isometriske sammentrækninger udgør væsentlige dele af det muskulære sammentrækningssystem, er der imidlertid store forskelle mellem dem. I en isotonisk sammentrækning opretholder musklerne den samme spænding, som den forkortes, mens musklen i en isometrisk sammentrækning forbliver den samme længde, som spændingen ændrer sig [5]. Isotoniske sammentrækninger vides at have kortere sammentrækning og afslapningstid, mens isometriske sammentrækninger har længere sammentrækning og afslapningstid. Ændringer i temperatur påvirker hver slags sammentrækning forskelligt. Mens en stigning i temperaturen øger den tid, der tages for forkortelse af musklerne under en isotonisk sammentrækning, reducerer den imidlertid tiden, der tager for en isometrisk sammentrækning [3]. Isotoniske sammentrækninger frigiver meget varme under muskelkontraktion, hvilket gør dette mindre energieffektivt, mens isometriske sammentrækninger frigiver mindre varme, hvilket gør dette til en mere energieffektiv form for sammentrækning. Derudover forekommer isotoniske sammentrækninger midt i en sammentrækning, mens isometriske sammentrækninger forekommer i begyndelsen og slutningen.

Konklusion

Daglig aktivitet involverer en kombination af både isotoniske og isometriske sammentrækninger. Det er vigtigt at bestemme forskellen mellem disse to typer af sammentrækninger, da det kan hjælpe enkeltpersoner med at forstå, hvad der sker, når deres muskler kommer under en form for fysisk stress. Derudover vil denne forståelse hjælpe med at omdefinere deres arbejdsrutiner og hjælpe dem til bedre at tage sig af deres kroppe.

Resumé af forskelle mellem isotoniske og isometriske sammentrækninger

Isotoniske sammentrækninger	Isometriske sammentrækninger
Muskelængden varierer	Muskelængden forbliver den samme
Spændingen er konstant	Spændingen varierer
Kortere latent periode, kortere sammentrækningsperiode og en længere afslapningsperiode.	Længere latent periode, længere sammentrækningsperiode og en kortere afslapningsperiode
En stigning i temperaturen øger forkortelsesperioden	En stigning i temperaturen formindsker den isometriske spænding
Isotoniske sammentrækninger er mindre energieffektive, efterhånden som der frigøres mere varme	Isometriske sammentrækninger er mere energieffektive, da der frigøres mindre varme
Der udføres eksternt arbejde, da der forkortes	Der udføres ikke noget eksternt arbejde, da der ikke sker nogen afkortning
Isotoniske sammentrækninger forekommer midt i en muskelsammentrækning	Isometriske sammentrækninger forekommer i begyndelsen og slutningen af ​​alle muskelkontraktioner
Under muskelsammentrækninger mindskes det isotiske af sammentrækningen, når belastningen øges	Under muskelsammentrækninger stiger sammentrækningens isometriske fase, når belastningen øges