Fizjologia mięśni – rodzaje skurczów

rodzaje skurczów

Kiedy myślimy o skurczu mięśnia normalnie, mamy tendencję do myślenia o skróceniu mięśni, ponieważ generuje siłę. Chociaż prawdą jest,że jest to sposób kurczenia się mięśni, istnieje wiele różnych sposobów, że mięsień może generować siłę, jak widać na rysunku 1 poniżej.,

Rysunek 1: demonstracja różnicy w odpowiedzi sił między wydłużeniem a nie wydłużeniem aktywnych skurczów (izometryczne vs ekscentryczne), oraz między wydłużeniem aktywnym (ekscentryczne) a nieaktywnym wydłużeniem (pasywne rozciąganie).,

skurcze Koncentryczne-aktywne skracanie mięśni

gdy mięsień jest aktywowany i wymagany do podniesienia obciążenia, które jest mniejsze niż maksymalne napięcie tetaniczne, które może wygenerować, mięsień zaczyna się skracać. Skurcze, które pozwalają mięśni do skrócenia są określane jako koncentryczne skurcze. Przykład koncentrycznego skurczu w podnoszeniu ciężaru podczas zwijania bicepsa.

w skurczach koncentrycznych Siła generowana przez mięsień jest zawsze mniejsza niż maksymalna siła mięśnia (Po)., Gdy obciążenie mięśni jest wymagane do podnoszenia zmniejsza się, zwiększa się prędkość skurczu. Dzieje się tak, dopóki mięsień ostatecznie nie osiągnie maksymalnej prędkości skurczu, Vmax. Wykonując serię skurczów skracających stałą prędkość, można określić zależność siła-prędkość.

skurcze mimośrodowe—mięśnie aktywnie wydłużające się

podczas normalnej aktywności mięśnie są często aktywne podczas ich wydłużania., Klasyczne przykłady to chodzenie, gdy czworogłowy (prostowniki kolan) są aktywne tuż po uderzeniu pięty, podczas gdy kolano wygina się, lub ustawienie obiektu delikatnie w dół (zginacze ramienia muszą być aktywne, aby kontrolować upadek obiektu).

wraz ze wzrostem obciążenia mięśni, w końcu osiąga punkt, w którym siła zewnętrzna na mięsień jest większa niż siła, którą może wygenerować mięsień. Tak więc, mimo że mięsień może być w pełni aktywowany, jest zmuszony wydłużyć się ze względu na wysokie obciążenie zewnętrzne., Jest to określane jako skurcz ekscentryczny(należy pamiętać, że skurcz w tym kontekście niekoniecznie oznacza skrócenie). Istnieją dwie główne cechy, aby zwrócić uwagę na ekscentryczne skurcze. Po pierwsze, osiągane napięcia bezwzględne są bardzo wysokie w stosunku do maksymalnej zdolności wytwarzania napięcia tetanicznego mięśni (można ustawić znacznie cięższy obiekt niż można podnieść). Po drugie, napięcie bezwzględne jest względnie niezależne od prędkości wydłużania. Sugeruje to, że mięśnie szkieletowe są bardzo odporne na wydłużenie., Podstawowe mechaniki skurczów ekscentrycznych są nadal źródłem dyskusji, ponieważ teoria cross-bridge, która tak ładnie opisuje skurcze koncentryczne, nie jest tak skuteczna w opisywaniu skurczów ekscentrycznych.

skurcze mimośrodowe są obecnie bardzo popularnym obszarem badań z trzech głównych powodów: Po pierwsze, znaczna część normalnej aktywności mięśnia występuje podczas aktywnego wydłużania, tak że skurcze mimośrodowe są fizjologicznie powszechne (Goslow et al. 1973; Hoffer et al., 1989) po drugie, uraz mięśni i bolesność są selektywnie związane ze skurczem mimośrodowym (Rysunek 2, Fridén et al. 1984; Evans et al. 1985; Fridén i Lieber, 1992). Wreszcie, wzmocnienie mięśni może być największy przy użyciu ćwiczeń, które obejmują ekscentryczne skurcze. Dlatego istnieje kilka bardzo fundamentalnych pytań dotyczących struktury i funkcji, które można rozwiązać za pomocą ekscentrycznego modelu skurczu, a ekscentryczne skurcze mają bardzo ważne zastosowania terapeutyczne w celu wzmocnienia mięśni.,

Rysunek 2: Wykres wykazujący maksymalną siłę tężcową przed i bezpośrednio po treningu. Podczas gdy rozciąganie pasywne powoduje znikomy spadek siły, izometryczne powoduje umiarkowaną stratę, a ekscentryczne powoduje znaczną utratę siły.

wirtualny szpital ma bardziej kliniczne spojrzenie na tę i inne formy uszkodzenia mięśni.,

skurcz izometryczny-mięsień aktywnie utrzymywany na stałej długości

trzeci rodzaj skurczu mięśni, skurcz izometryczny, to taki, w którym mięsień jest aktywowany, ale zamiast pozwalać mu na wydłużenie lub skrócenie, jest utrzymywany na stałej długości. Przykładem skurczu izometrycznego byłoby noszenie przedmiotu przed sobą. Ciężar przedmiotu będzie ciągnąć się w dół, ale twoje ręce i ramiona będą przeciwstawiać się ruchowi z równą siłą idącą w górę. Ponieważ ramiona nie są ani podnoszenie lub opuszczanie, biceps będzie izometrycznie kurczenie.,

Siła generowana podczas skurczu izometrycznego jest całkowicie zależna od długości mięśnia podczas skurczu. Maksymalne napięcie izometryczne (Po) powstaje przy optymalnej długości mięśnia, gdzie długość mięśni znajduje się na płaskowyżu krzywej długość-napięcie.

Rysunek 3: seria skurczów izometrycznych wykonywanych przy różnych długościach mięśni (od -40% (luźne) do +40% (rozciągnięte)., Maksymalna siła jest wytwarzana przy optymalnej długości (Lo). Zauważ, że gdy mięsień jest rozciągnięty, podstawa zapisu siły jest podniesiona z powodu napięcia pasywnego (PT) w mięśniu i przyczynia się bardziej do ogólnej siły niż napięcie aktywne (AT).

Passive Stretch—mięsień biernie wydłużający

istnieje czwarty rodzaj „skurczu” mięśni, znany jako passive stretch. Jak sama nazwa wskazuje, mięsień jest wydłużony, gdy jest w stanie biernym (tj. nie jest stymulowany do skurczu)., Przykładem tego może być ciągnięcie, które czuje się w ścięgnach ścięgien, dotykając palców.

struktury odpowiedzialne za napięcie bierne znajdują się poza samym mostem krzyżowym, ponieważ aktywacja mięśni nie jest wymagana. Kilka ostatnich badań rzuciło światło na to, co okazało się fascynujące i ogromne białko z mięśniami szkieletowymi—trafnie nazwane “titin.”Przełomowe badania przeprowadzone przez Magida i Law' a wykazały przekonująco, że pochodzenie pasywnego napięcia mięśniowego jest w rzeczywistości w obrębie samych miofibryli., Jest to niezwykle istotne, ponieważ przed tym badaniem większość z nich zakładała, że zewnątrzkomórkowa tkanka łączna w mięśniu prążkowanym powoduje większość jej pasywnych właściwości. Jednak Magid i Law zmierzyli napięcie bierne w całym mięśniu, pojedynczych włóknach i pojedynczych włóknach z usuniętymi błonami i pokazali, że każdy związek skalował się do wielkości próbki. Innymi słowy, źródło biernego przenoszenia siły w mięśniach znajdowało się w normalnej strukturze miofibrylarnej, a nie zewnątrzkomórkowej, jak wcześniej przypuszczano.

---