Izotóniás, izometrikus és izokinetikus gyakorlatok. Izometrikus összehúzódás Izotóniás kontrakció

Izomlazítás vizualizációval A jógik ezt a gyakorlatot a test és a lélek teljes ellazítására használták. Ezenkívül az edzés során elért ellazulás mértékét is szabályozhatja Kiinduló helyzet: hanyatt fekve

KÖVETKEZTETÉSES IZOMELLASZTÁS

KÖVETKEZTETÉSES IZOMLAGZÍTÁS Végezze el ezt a gyakorlatot otthon vagy valahol egy zárt helyiségben: ha pihenni szeretne, keresnie kell egy félreeső sarkot, ahová visszavonulhat, hogy ne zavarjanak vagy zavarjanak. Ennek a gyakorlatnak a célja

IZOMELAZÍTÁS VIZUALIZÁCIÓVAL (MENTÁLIS KÉPEK HASZNÁLATA)

IZOMLAGZÍTÁS VIZUALIZÁCIÓVAL (MENTÁLIS KÉPEK HASZNÁLATÁVAL) Ezt a gyakorlatot a jógiktól kölcsönöztük - amint az izmok ellazulnak, folyamodnak hozzá, hogy egyszerre teljesen ellazítsák a testet és a lelket. Ezért hasznos lesz elsajátítani

text_fields

text_fields

nyíl_felfelé

Nyugvó izomrostokban motoros neuronimpulzusok hiányában a miozin kereszthidak nem kapcsolódnak az aktin myofilamentumokhoz. A tropomiozin úgy van elhelyezve, hogy blokkolja az aktin azon területeit, amelyek kölcsönhatásba léphetnek a miozinnal a hidakon. A troponin gátolja a miozin-ATPáz aktivitását, ezért az ATP nem bomlik le. Az izomrostok ellazult állapotban vannak.

Ha egy izom összehúzódik, az A-korongok hossza nem változik, a J-korongok lerövidülnek, és az A-korongok H-zónája eltűnhet (4.3. ábra).

4.3. Izomösszehúzódás. A – Az aktin és a miozin közötti kereszthidak nyitottak. Az izom ellazult állapotban van.
B – Az aktin és a miozin közötti kereszthidak bezárása. A hidak fejei evezős mozdulatokat hajtanak végre a szarkomér közepe felé. Aktin filamentumok elcsúszása miozin filamentumok mentén, a szarkomer megrövidülése, vonóerő kialakulása.

Ezek az adatok képezték az alapját annak az elméletnek, amely az izomösszehúzódást a csúszó mechanizmussal magyarázza (csúszó elmélet) vékony aktin miofilamentumok a vastag miozinok mentén. Ennek eredményeként a miozin miofilamentumok visszahúzódnak a környező aktin filamentumok közé. Ez az egyes szarkomerek, és így az egész izomrost lerövidüléséhez vezet.

A kontrakció molekuláris mechanizmusa izomrost az, hogy a véglemez területén fellépő akciós potenciál a keresztirányú tubulusok rendszerén keresztül mélyen a rostba terjed, ami a szarkoplazmatikus retikulum tartályok membránjainak depolarizációját és kalciumionok felszabadulását okozza. Az interfibrilláris térben lévő szabad kalciumionok beindítják az összehúzódási folyamatot. Az akciós potenciál mélyen az izomrostba való terjedését, a szarkoplazmatikus retikulumból a kalciumionok felszabadulását, a kontraktilis fehérjék kölcsönhatását és az izomrost megrövidülését okozó folyamatok összességét ún. "elektromechanikus tengelykapcsoló". Az izomrost akciós potenciál fellépése, a kalciumionok miofibrillákba való bejutása és a rostok összehúzódásának kialakulása közötti idősort a 4.4. ábra mutatja.

Ha az intermyofibrilláris térben a Ca 2+ -ionok koncentrációja 10″ alatt van, a tropomiozin úgy helyezkedik el, hogy blokkolja a miozin kereszthidak aktin filamentumokhoz való kötődését. A miozin kereszthidak nem lépnek kölcsönhatásba az aktin filamentumokkal. Az aktin és a miozin filamentumok nem mozognak egymáshoz képest. Ezért az izomrost ellazult állapotban van. A rost gerjesztésekor a Ca 2+ elhagyja a szarkoplazmatikus retikulum ciszternáit, és ennek következtében koncentrációja a myofibrillumok közelében megnő. Az aktiváló Ca 2+ -ionok hatására a troponin molekula alakját úgy változtatja meg, hogy a tropomiozint a két aktin filamentum közötti barázdába nyomja, ezáltal helyek szabadulnak fel a miozin kereszthidak aktinhoz való kapcsolódásához. Ennek eredményeként kereszthidak kapcsolódnak az aktinszálakhoz. Mivel a miozinfejek „evező” mozgást végeznek a szarkomer közepe felé, az aktin miofilamentumok „visszahúzódnak” a vastag miozin filamentumok közötti térbe, és az izom megrövidül.

Energiaforrás az izomrostok összehúzódásához

text_fields

text_fields

nyíl_felfelé

Az izomrostok összehúzódásának energiaforrása az ATP. A troponin kalciumionok általi inaktiválásával aktiválódnak a miozinfejeken az ATP hasítására szolgáló katalitikus központok. A miozin ATPáz enzim hidrolizálja a miozinfejen található ATP-t, amely energiát biztosít a kereszthidak számára. Az ATP hidrolízise során felszabaduló ADP molekulát és szervetlen foszfátot az ATP későbbi újraszintéziséhez használják fel. Új ATP molekula képződik a miozin kereszthídnál. Ebben az esetben az aktinszálas kereszthidat leválasztják. A hidak visszacsatolása és leválása addig folytatódik, amíg a myofibrillumok kalciumkoncentrációja a küszöbérték alá csökken. Ezután az izomrostok ellazulnak.

A kereszthidak egyetlen mozgatásával az aktinszálak mentén (evezős mozgások) a szarkomer hosszának körülbelül 1%-ával lerövidül. Ezért a teljes izotóniás izomösszehúzódáshoz körülbelül 50 ilyen evezős mozgást kell végrehajtani. Csak a miozinfejek ritmikus rögzítése és leválása tudja visszahúzni az aktinszálakat a miozinszálak mentén, és előidézni a teljes izom szükséges megrövidülését. Az izomrost által kifejlesztett feszültség az egyidejűleg zárt kereszthidak számától függ. A rost feszültségének vagy rövidülésének fejlődési sebességét az egységnyi idő alatt kialakuló kereszthidak záródási gyakorisága, vagyis az aktin myofilamentumokhoz való kötődésük sebessége határozza meg. Az izomrövidülés ütemének növekedésével az egyidejűleg rögzített keresztirányú hidak száma egy adott időpontban csökken. Ez magyarázhatja az izomösszehúzódás erejének csökkenését a rövidülési sebesség növekedésével.

Egyetlen összehúzódással az izomrost rövidülési folyamata 15-50 ms után véget ér, mivel az azt aktiváló kalciumionokat a kalciumpumpa visszajuttatja a szarkoplazmatikus retikulum ciszternáiba. Az izom ellazul.

Mivel a kalciumionok visszatérése a szarkoplazmatikus retikulum ciszternáiba ellentétes a diffúziós gradienssel, ez a folyamat energiát igényel. Forrása az ATP. Egy ATP-molekulát arra fordítanak, hogy az interfibrilláris térből 2 kalciumion visszatérjen a tartályokba. Amikor a kalciumion-tartalom küszöbérték alatti szintre (10 V alá) csökken, a troponin molekulák nyugalmi állapotra jellemző formát vesznek fel. Ebben az esetben a tropomiozin ismét blokkolja azokat a helyeket, ahol a kereszthidak aktinszálakhoz csatlakoznak. Mindez izomlazuláshoz vezet a következő idegimpulzus-folyam megérkezéséig, amikor a fent leírt folyamat megismétlődik. Így az izomrostokban lévő kalcium intracelluláris közvetítő szerepet játszik, amely összeköti a gerjesztés és az összehúzódás folyamatait.

Az izomösszehúzódások módjai és típusai

text_fields

text_fields

nyíl_felfelé

3.1. Egyszeri összehúzódás

Az izomrostok összehúzódásának módját a motoros neuronok impulzusainak gyakorisága határozza meg. Egy izomrost vagy egyes izom mechanikai válaszát egyetlen stimulációra nevezzükegyetlen összehúzódás .

Egyetlen összehúzódással a következők vannak:

1. Feszültség vagy rövidülés kialakulásának fázisa;

2. A relaxáció vagy meghosszabbítás fázisa (4.5. ábra).

A relaxációs fázis körülbelül kétszer annyi ideig tart, mint a feszítő szakasz. Ezeknek a fázisoknak az időtartama az izomrost morfofunkcionális tulajdonságaitól függ: a szemizmok leggyorsabban összehúzódó rostjainál a feszülési fázis 7-10 ms, a talpizom leglassabb rostjainál pedig 50-100 ms.

Természetes körülmények között a motoros egység izomrostjai és a vázizom egésze csak akkor működnek egyetlen összehúzódási módban, ha a motoros neuron egymást követő impulzusai közötti intervallum időtartama egyenlő vagy nagyobb, mint az egyetlen összehúzódás időtartama. az általa beidegzett izomrostok. Így az emberi talpizom lassú rostjainak egyszeri összehúzódási módja akkor biztosított, ha a motoros neuron impulzusfrekvenciája kisebb, mint 10 impulzus/s, az oculomotoros izmok gyors rostjai pedig akkor biztosítottak, ha a motoros neuron impulzusfrekvenciája kisebb. mint 50 impulzus/s.

Egyszeri összehúzódási módban az izom hosszú ideig képes dolgozni anélkül, hogy kimerültség alakulna ki. Mivel azonban egyetlen összehúzódás időtartama rövid, az izomrostok által kifejtett feszültség nem éri el a lehetséges maximális értéket. Viszonylag nagy frekvenciájú motoros neuron impulzus esetén minden következő stimuláló impulzus az előző rostfeszültség fázisában következik be, vagyis addig a pillanatig, amikor el nem kezd ellazulni. Ebben az esetben minden előző összehúzódás mechanikai hatásai hozzáadódnak a következőhöz. Ezenkívül minden egyes következő impulzusra adott mechanikai válasz nagysága kisebb, mint az előző impulzusra. Az első néhány impulzus után az izomrostok további reakciói nem változtatják meg az elért feszültséget, csak fenntartják azt. Ezt a redukciós módot únsima tetanusz (4.6. ábra). Ebben a módban az emberi izomzat motoros egységei a maximális izometrikus erőfeszítések kialakítása során dolgoznak. Sima tetanusz esetén a motoros egység által kifejtett feszültség 2-4-szer nagyobb, mint az egyszeri összehúzódásoknál.

Azokban az esetekben, amikor az egymást követő motoros neuron impulzusok közötti intervallumok kisebbek, mint egyetlen összehúzódás teljes ciklusának ideje, de hosszabbak, mint a feszültségi fázis időtartama, a motoros egység összehúzódási ereje ingadozik. Ezt a redukciós módot ún fog csevegő tetanusz (4.6. ábra).

A gyors és lassú egereknél a sima tetanusz különböző motoros neuronok tüzelési sebességével érhető el. Egyetlen összehúzódás idejétől függ. Így a sima tetanusz a gyors oculomotoros izom esetében 150-200 impulzus/s feletti frekvencián, a lassú talpizomnál pedig körülbelül 30 impulzus/s gyakorisággal jelenik meg. Tetanikus összehúzódási módban az izom csak rövid ideig tud dolgozni. Ez azzal magyarázható, hogy a relaxációs időszak hiánya miatt nem tudja visszaállítani energiapotenciálját, és úgy működik, mintha „adósságból” lenne.

Az egész izom mechanikai reakciója gerjesztett állapotban

Az egész izom mechanikai reakciója izgatottság esetén két formában fejeződik ki - feszültség kialakulásában és rövidülésben. Az emberi test természetes aktivitási körülményei között az izomrövidülés mértéke eltérő lehet.

Méret szerint lerövidítése Az izomösszehúzódásnak három típusa van:

1. Izotóniás egy izom összehúzódása, amelyben állandó külső terhelés hatására rostjai megrövidülnek. A valódi mozgásoknál a tisztán izotóniás összehúzódás gyakorlatilag hiányzik;

2. Izometrikus az izomaktiválás egy fajtája, melynek során feszültséget fejleszt ki anélkül, hogy a hossza változna. Az izometrikus összehúzódás a statikus munka alapja;

3. Auxotóniás vagy anizotóniás típus- ez az a mód, amikor az izom feszültséget fejleszt és megrövidül. Ezek az összehúzódások a testben a természetes mozgás során - gyaloglás, futás stb.

3.2. Dinamikus csökkentés

Az izotóniás és anizotóniás típusú összehúzódások az alapjai dinamikus munkavégzés emberi mozgásszervi apparátus.

A dinamikus munkavégzés során:

1. Koncentrikus típusú összehúzódás- amikor a külső terhelés kisebb, mint az izom által kifejtett feszültség. Ugyanakkor lerövidíti és mozgást okoz;

2. Excentrikus típusú összehúzódás- amikor a külső terhelés nagyobb, mint az izomfeszültség. Ilyen körülmények között az izom, miközben feszült, mégis megnyúlik (megnyúlik), miközben negatív (hozamot adó) dinamikus munkát végez.

Az izomösszehúzódások típusai. Az izomrövidítés módszere alapján háromféle izom-összehúzódás létezik:

1) izotóniás, amelyben a rostok állandó külső terhelés hatására megrövidülnek, valós mozgásokban ritkán fordul elő(mivel az izmok lerövidülnek, ugyanakkor feszültségük megváltozik);

2) izometrikus – ez egyfajta aktiválás, amelyben az izom feszültséget fejleszt anélkül, hogy a hossza megváltozna. Az emberi motoros rendszer úgynevezett statikus munkája épül rá. Például izometrikus összehúzódási módban annak az embernek az izmai működnek, aki felhúzta magát egy rúdon, és ebben a helyzetben tartja a testét;

3) auxotóniás vagy anizotóniás – ez az a mód, amikor az izom feszültséget fejleszt és megrövidül. Ez a fajta izom-összehúzódás biztosítja az emberi motoros cselekvések teljesítményét.

Az anizotóniás összehúzódásnak kétféle izom-összehúzódása van: legyőző és engedő módban.

Leküzdési módban az izom összehúzódás hatására megrövidül (például a futó vádli izma megrövidül a kitolási fázisban).

Alacsonyabb üzemmódban az izmot külső erő feszíti meg (például egy sprinter vádli izma, amikor a láb az amortizációs fázisban kölcsönhatásba lép a támasztékkal).

Az 1. ábra az izommunka dinamikáját mutatja legyőzési és engedési módokban.

A görbe jobb oldalán a leküzdési munka mintái jelennek meg, amelyekben az izomösszehúzódás sebességének növekedése a vonóerő csökkenését okozza.

Az alsóbbrendű módban az ellenkező kép figyelhető meg: az izomnyújtás sebességének növekedését a vonóerő növekedése kíséri (ami a sportolók számos sérülésének oka, például Achilles-szakadás).

Nulla sebességnél az izmok izometrikus üzemmódban dolgoznak.

Az ízületben lévő láncszem izomerők hatására történő mozgásához nem maguk az erők a fontosak, hanem az általuk létrehozott erőnyomatékok, mivel a láncszem mozgása nem más, mint egy áthaladó tengely körüli forgás. az ízület. Ezért az izommunka típusait erőnyomatékban fejezhetjük ki: ha a belső erők nyomatékának a külső erők nyomatékához viszonyított aránya eggyel egyenlő, akkor az összehúzódási mód izometrikus lesz, ha több mint egy - leküzdése , ha egynél kevesebb - inferior. Az ízület alátámasztása sportszalaggal biztosítható.

Az izmok csoportos interakciója. Kétféle csoportos izomkölcsönhatás létezik: szinergizmus és antagonizmus.

Szinergikus izmok mozgassa a testrészeket egy irányba. Például a biceps brachii, brachialis és brachioradialis izmok részt vesznek a kar hajlításában a könyökízületnél. Az izmok szinergikus kölcsönhatása következtében az ebből eredő hatáserő megnő.

Antagonista izmok többirányú hatást fejtenek ki: ha egyikük legyőző munkát végez, akkor a másik gyengébb munkát végez. Az izmok a testrészek kölcsönös forgómozgását biztosítják, mivel mindegyik csak összehúzódásra működik; a motoros műveletek nagy pontossága, mivel a láncszemet nem csak mozgásba kell hozni, hanem a megfelelő pillanatban le is kell fékezni. Az antagonisták egy párból állnak: agonista (flexor) – antagonista (extensor).

Az izomösszehúzódás ereje és hatékonysága. Az izomösszehúzódás sebességének növekedésével a legyőző üzemmódban működő izom vonóereje a hiperbolikus törvény szerint csökken (lásd 1. ábra). Ismeretes, hogy a mechanikai teljesítmény egyenlő az erő és a sebesség szorzatával (N = F V). Van olyan erő és sebesség, amelynél az izomösszehúzódás ereje a legnagyobb; ez az üzemmód akkor következik be, ha mind az erő, mind a sebesség a maximális lehetséges értékük körülbelül 30%-a.

Rugalmas deformációs energia felhalmozódása megnyúlt izmokban és inakban. Ha az izomösszehúzódást nyújtási fázis előzi meg, az erők, az erő és a munka nagyobbak, mint az előzetes nyújtás nélküli összehúzódásnál. A nyújtás után az összehúzódás mértéke megnő az izom rugalmas összetevőinek felépülési sebessége miatt.

Az izom-ín rendszer nyújtása a rugalmas deformációs energia felhalmozódását és felhasználását is lehetővé teszi. Becslések szerint az Achilles-ín átlagos sebességgel futás közben 18 mm-t nyúlik meg, és 42 J energiát halmoz fel A nyúlás mennyisége és a tárolt energia közötti nemlineáris kapcsolat azt mutatja, hogy a nagy szakaszok több energiát tárolnak, mint a kicsik. Az elasztikus nyújtás csak akkor járul hozzá jelentős mértékben az izomtevékenységhez, ha az aktív izomfeszítést azonnal követi az izomösszehúzódás legyőző módja. A guggoló ugrás nagyobb teljesítménye a statikus helyzetből történő ugráshoz képest az izmok előfeszítésének előnyét mutatja.