Izometrikus izomösszehúzódás. Izomösszehúzódás Az izommunka izometrikus módja

Sziasztok, kedves olvasóim, tisztelőim és más jó és nem túl jó személyiségek!

Ma egy tudományos vagy hasonló jellegű levéltári jelentőségű és levéltári feljegyzést várunk. Ebben az izom-összehúzódások típusairól fogunk beszélni, mik ezek, mik azok, és hogyan használhatjuk őket a napi edzési tevékenységek során.

Helyezze magát kényelembe, kezdjük a gesztikulálást.

Az izomösszehúzódások típusai. Mit, miért és miért?

Ha még nem ismeri, az ABC of Bodybuilding projekt egy oktatási forrás, ezért rendszeresen jelennek meg rajta szokatlan mélyreható cikkek, amelyek felfedik a különféle pumpáló (és kapcsolódó) folyamatok lényegét. A legutóbbi ilyen feljegyzések különösen a következőket tartalmazzák: [miért híznak meg az emberek?], [motiváció a testépítésben] és mások, mint ők. Tehát, amikor a saját tested megváltoztatásáról van szó, fontos, hogy ne csak ész nélkül pumpálj súlyokat és emelj nehéz súlyokat, hanem fontos megérteni, mi történik az izmokban ebben a pillanatban, milyen terhelés éri őket és hogy ez végül mit eredményezhet. Általában ma a fejünkbe fektetünk, hogy később még jobban fel tudjuk pumpálni a testünket. Tulajdonképpen menjünk közelebb a lényeghez.

Jegyzet:

Az anyag jobb asszimilációja érdekében minden további elbeszélés alfejezetekre lesz osztva.

Izomösszehúzódás: hogyan történik?

Minden alkalommal, amikor felvesz egy készüléket (például egy súlyzót), és elkezd egy gyakorlatot (például egy súlyzógörbítést) végrehajtani, a vázizmok összehúzódási folyamata következik be. Az előző jegyzetekben (különösen ebben [agy-izom kapcsolat]) már megvizsgáltuk, hogyan megy végbe maga az izomösszehúzódás folyamata, ezért, hogy ne ismételjem magam, csak egy általános diagramot adok.

...és vizuális animáció (kattintson és indítsa el az alkalmazást a „play” megnyomásával).

A motoros központ egy motoros neuronból és bizonyos számú beidegzett rostból áll. Az izomösszehúzódás egy izomegység válasza a motoros neuronja akciós potenciáljára.

Összesen létezik 3 fokozatos izomreakciók típusa:

• hullámösszegzés – az inger frekvenciájának növelésével jön létre;
• többszörös motoros egység összegzés – az inger erősségének növelésével (a motoros neuronok számának növelésével) jön létre;
• lépcsőház (treppe) - állandó ingerre adott frekvenciájú/erősségű reakció.

Ha az izmokról beszélünk, nem szabad megemlíteni az izomtónust - egy olyan jelenséget, amelyben az izmok még nyugalomban is enyhe összehúzódást mutatnak, megőrizve alakjukat és a terhelésre való reagáló képességüket bármikor. Nem kell mindezt emlékezned, csak segít jobban megérteni az izmokban zajló folyamatok lényegét a különböző típusú izomösszehúzódások során.

Milyen típusú izom-összehúzódások léteznek?

Tudta-e, hogy a jobb izomnövekedés érdekében különböző típusú terhelést kell adni nekik, de nem súlyozásban, vagy az egyik gyakorlatot a másikra cserélve, hanem az izmok sajátosságait különböző módon befolyásolni. Erről beszélünk - a vázizmok statikus és dinamikus összehúzódásáról. A statikus és dinamikus munka ötféle izom-összehúzódást egyesít, amelyek mindegyike két mozgásformára oszlik: koncentrikus és excentrikus.

Nézzük végig mindegyiket sorban, és kezdjük...

Dinamikus összehúzódások (DC)

Mozgás közben vagy szabad súlyok használatakor fordul elő - amikor a sportoló szabad súlyt emel és ellenáll a gravitációnak. A DS leggyakoribb típusa az izotóniás – ezeknél az izom hosszát megváltoztatja, amikor mozgás közben összehúzódik. Az izotóniás összehúzódások (IS) lehetővé teszik az emberek (és az állatok) számára, hogy elvégezzék szokásos tevékenységeiket és mozogjanak. Kétféle IS létezik:

• koncentrikus – a leggyakoribb és gyakran előforduló mindennapi és sporttevékenységekben. Ezek az izom összehúzódása (kompresszió) miatti lerövidülését jelentik. Példa erre a kar hajlítása a könyökízületnél, ami a biceps brachii izom és a bicepsz izom koncentrikus összehúzódását eredményezi. Ezt az összehúzódást gyakran a lövedék pozitív emelési fázisának nevezik;
• az excentrikus a koncentrikusnak pont az ellentéte. Akkor fordul elő, amikor az izom megnyúlik az összehúzódás során. A pumpálás gyakorlatában sokkal ritkábban fordul elő, és egy excentrikus izomagonista kezdeményezésére szabályozza vagy lelassítja a mozgást. Példa erre, amikor labdába rúgunk, a négyfejű izom koncentrikusan, a combhajlító izom pedig excentrikusan összehúzódik. A súlyzós göndörítés vagy felhúzás alsó fázisa (kiterjesztés/leengedés) szintén példa az ES-re. Ez a típus jobban megterheli az izmot, növelve a sérülés valószínűségét. Ezt az összehúzódást gyakran a lövedék süllyedésének negatív fázisának nevezik.

Az excentrikus összehúzódások jellemzői közé tartozik a nagyobb erőtermelés - pl. egy sportoló csökkentheti (ellenőrzött módon) a súlyát, amely lényegesen nagyobb „tonnában”, mint a munkaemelő súlya. A nagyobb erő a 2-es típusú rostok (gyors rángatózású izomrostok) nagyobb beépüléséből adódik. Így a bicepsz edzésre koncentrált súlyzóemelése, vagy inkább negatív fázisa lehetővé teszi a fehér szálak aktívabb bevonását a munkába. Ezt a funkciót a haladó sportolók gyakran használják a robbanóerő javítására, például a fekvenyomásnál.

Jegyzet:

Az izmok merevevé válnak 10% excentrikus mozgások során erősebb, mint koncentrikus összehúzódásoknál.

Ilyen esetekben leggyakrabban olyan súlyzót vesznek, amely távol van a szokásos súlytól (pl. 15 kg) per 3-7 kg. A pozitív fázist úgy hajtjuk végre, hogy partnerünk vagy másik kéz segítségével felfelé dobjuk a súlyzót, a negatív fázis pedig kb. 4 mp (vs. 2 másodperces emelkedés). Az ilyen különc edzés néha nagyon hasznos, mert... kiterjedt károsodást okoz az izomrostokban, ami a fehérjeszintézis növekedéséhez, majd a szuperkompenzáció jelenségéhez és jobb izomhipertrófiához vezet. A hátránya a sérülés nagy valószínűsége (ha mindent fej nélkül csinál), ezért a kezdőknek jobb, ha nem zavarják.

Statikus összehúzódások (SS)

A név önmagáért beszél, statikus, i.e. nincs mozgás, nincs változás a hosszabbításban/rövidülésben. Az ilyen összehúzódásokat izometrikusnak nevezzük. Példa arra, hogy egy tárgyat tarts magad előtt (táskát az üzletben), amikor a súly lefelé húzódik, de az izmok összehúzódnak, hogy a tárgyat a kívánt szinten tartsák. Szintén kiváló példa az izometrikus izomösszehúzódásra, ha a pálya egy pontján határozatlan ideig lebeg. Például a pálya közepén (félig felfelé) végzett guggoláskor a négyfejű izom izometrikusan összehúzódik. Az izometrikus összehúzódás során fellépő erő nagysága az izom hosszától függ az összehúzódás helyén. Minden izomnak van egy optimális hossza, amelynél a maximális izometrikus erő figyelhető meg. Az izometrikus összehúzódások eredő ereje meghaladja a dinamikus összehúzódások által keltett erőt.

Az érthetőség kedvéért példákat hozok a különböző típusú izomösszehúzódások bemutatására (kattintható).

Megvizsgáltuk az edzési gyakorlatban leggyakrabban előforduló összehúzódások fő típusait, azonban ha megnézzük a kezdeti besorolást, akkor még több van belőlük. Nézzük is meg őket, hogy legalább fogalmad legyen róluk, és meglephesd a teremben tudatlan kollégáidat :).

Izokinetikus összehúzódások

Az izokinetikus összehúzódásoknál (Iso=állandó, kinetikus=mozgás) a neuromuszkuláris rendszerek minden mozgási szakaszban állandó sebességgel működhetnek adott ellenállással szemben. Ez lehetővé teszi, hogy a dolgozó izmok és izomcsoportok nagyfokú feszültséget hozzanak létre a teljes mozgástartományban. Ez a fajta összehúzódás hatékony az izomerő egyenletes fejlesztésére bármely mozgásszögben. Ezek dinamikus összehúzódások, és megváltoztatják az izom hosszát. Az IS izmok meghatározó jellemzője, hogy állandó sebességű mozgást eredményeznek.

Az edzőteremben ezt a fajta összehúzódást speciális izokenetikus dinamométereken alkalmazzák. Cybex, Nautilusés mások. Az úszás és az evezés, az állandó sebességű tevékenységek szintén az összehúzódások izokinetikus formái.

Az izokinetikus összehúzódások előnyei a következők:

• javítja a neuromuszkuláris koordinációt, növeli a munkában részt vevő rostok számát;
• a teljes izom izomerejének növekedéséhez vezet a teljes mozgástartományban;
• a mozgási sebesség szabályozása jelentősen csökkentheti a sérülés valószínűségét, ami különösen fontos a posztoperatív és a rehabilitációs időszakokban;
• javítja az általános állóképességet és a szívműködést.

Oxotóniás összehúzódások

Ez a megnövekedett feszültség (növekvő feszültség) dinamikus összehúzódása. Amikor egy sportoló meghajlítja a karját, miközben egy súlyzót tart, annak tömege nyilvánvalóan nem változik a teljes mozgástartományban. A mozdulat végrehajtásához szükséges erő nem állandó, hanem a sportoló testtípusától, tőkeáttételétől, végtagszögétől és a mozgás sebességétől függ.

Plyocentrikus összehúzódások

Hibrid (kombináció), az izom nyújtott helyzetből izotóniás kompressziót végez. Az ilyen típusú izomösszehúzódásokat a legteljesebb mértékben kihasználó tevékenységeket plyometrikus edzésnek vagy plyometriának nevezik. Ez a fajta tevékenység jó a sportoló erejének és erejének halmozott fejlesztésére, és gyakran ajánlják a nők edzésének alapjául.

Tehát, hogy a fentieket végre rendezni lehessen, a rövidítések típusairól összevont képbemutatót (melyet egy külföldi sport- és orvosi egyetem archívumában találtam meg) adok. Valójában itt van (kattintható).

A kontrakciótípusok hatása az izomhosszra

Az izotóniás összehúzódások eredménye az izomhossz változása (állandó erő mellett). Koncentrikus IS - lerövidíti az izmot a terhelés mozgásával, excentrikus - meghosszabbítja az izmot, mivel az ellenáll a terhelésnek. Az izometrikus összehúzódások eredménye az izomfeszültség növekedése, de az izom meghosszabbodása és rövidülése nem következik be.

Vizuális formában ez az egész szégyen így néz ki.

Izomösszehúzódások típusai futás közben

Az aktivitással az összehúzódások típusa alapján foglalkoztunk, de vizsgálatlan maradt a következő kérdés: milyen típusú összehúzódások jönnek létre futás közben. Általában az ügyintézés egy univerzális eszköz, amely egyszerre több típusú összehúzódást fed le, különösen: izotóniás, koncentrikus és excentrikus. Összehúzódások fordulnak elő a lassú és gyors izomrostokban.

Futás közben a csípőemelés és a térdhajlítás a csípőhajlítók és a combhajlító izmok (hamstring izmok) koncentrikus izotóniás összehúzódásait idézi elő. Miközben kiegyenesíti a lábát, hogy eltolódjon a talajtól, és előre mozduljon, a csípőfeszítői (hamstrings, gluteus maximus) és a térdfeszítői (négyfejű izom) koncentrikus izotóniás összehúzódásokat hajtanak végre.

Az excentrikus izotóniás összehúzódások különösen lejtőn (lefelé) aktiválódnak. Normál futás közben a térdfeszítő és a négyfejű izom összehúzódik, hogy kiegyenesedjen a láb. Lejtőn futás közben a négyfejű izom excentrikusan összehúzódik. Ezenkívül a sípcsont elülső izma is excentrikusan összehúzódik, és szabályozza a láb lefelé irányuló mozgását, miután a sarok a talajhoz ér. Ami a különböző típusú rostok bevonását illeti a futás során, a viszonylag nyugodt tempójú ügyintézés (kocogás) főleg lassan rángatózó rostokat használ izomtevékenységéhez. A sebesség növelése lehetővé teszi a gyors izomrostok nagyobb toborzását.

Mit adnak az alapgyakorlatok?

Valójában az izomösszehúzódások típusaira vonatkozó ismeretek még jobban ráirányítják a sportolókat (különösen a kezdőket) az alap teljesítésére, és itt van miért.

Sok vázizom izometrikusan összehúzódik, hogy stabilizálja és védje az aktív ízületeket mozgás közben. Míg a súlyzó guggolása koncentrikusan (az emelkedő szakaszban) és excentrikusan (a leszálló szakaszban) összehúzza a négyfejű combizmot, addig a mélyebb combizmok közül sok izometrikusan összehúzódik, hogy stabilizálja a csípőízületet a mozgás során.

Így az alapgyakorlatokkal dolgozva egyszerre többféle összehúzódáson keresztül edzheti az izomcsoportokat. Valójában ez pozitív hatással lesz térfogat-szilárdságuk jellemzőire, és jobban ösztönzi a növekedést.

Nos, mára alighanem ennyi, minden témát kitárgyaltak, kérdéseket megválaszoltak, a gyerekeket megetették, szóval ideje lezárni a dolgokat.

Utószó

A következő, ki tudja mit, jegyzet a végéhez ért 🙂, ebben az izomösszehúzódások fajtáiról volt szó. Lehet, hogy egyesek azt mondják, hogy nem praktikus - talán, de az összes pumpálási folyamat elmélete és megértése is nagyon fontos a formált test felépítésében, úgyhogy szívjuk fel!

Egyelőre ennyi, hadd vegyem ki a szabadságomat, amíg újra találkozunk!

PS. Barátaim, használjátok ezeket az információkat az edzéseken, vagy eddig semmit sem tudtok róla?

P.P.S. Segített a projekt? Ezután hagyjon rá egy linket a közösségi hálózat állapotában – plusz 100 pont a karmáért, garantált :)

Erősítő gyakorlatok végzésekor különféle működési módokban.

Meghatározás

Izometrikus izommunka mód

Az izommunka leküzdése (koncentrikus izommunka mód)

Az izom bedolgozik leküzdési mód, ha ő hossza csökken. Példa erre a kar hajlítása a könyökízületnél, miközben egy súlyzót tart a kezében. Leküzdési mód van izommunka. Ebben az üzemmódban az izmok által kifejtett erő nagyobb, mint a külső erő (helyesebb lenne persze azt mondani, hogy az izmok által kifejtett erőnyomaték nagyobb, mint a külső erő nyomatéka). Úgy tűnik, hogy az izom „leküzdi” a külső terhelést. Az angol szakirodalomban ezt az izomösszehúzódási módot nevezik körkörös.

Alacsonyabb izommunkamód (excentrikus izommunkamód)

Az izom bedolgozik alsóbbrendű mód, Ha hossza megnő. Példaként nyújtsa ki a kart a könyökízületnél, miközben egy súlyzót tart a kezében. Termő mód van egyfajta dinamikus mód. Ha ebben az üzemmódban dolgozik, az izom által kifejtett erő kisebb, mint a külső erő nyomatéka (helyesebb lenne azt mondani, hogy az izomerő nyomatéka kisebb, mint a külső erőnyomaték). Úgy tűnik, hogy az izom „utat enged” a külső erőnek. Az angol nyelvű irodalomban ezt a módot hívják excentrikus mód izommunka.

Az 1. és 2. ábra az izommunka különböző módjait szemlélteti.

Figyelni kell arra a tényre, hogy az antagonista izmok különböző üzemmódokban működnek a mozgások végrehajtása során. Például egy kar hajlításánál a hajlító izmok lerövidülnek (leküzdési mód), a nyújtóizmok (antagonistáik) pedig megnyúlnak (engedő mód).

Az izmokban közvetlenül vagy közvetlenül edzés után fellépő változások (akut edzési hatás)

Számos tanulmány igazolta, hogy a fizikai gyakorlatok excentrikus (inferior üzemmódban, amikor az izom megnyúlik) végrehajtása fájdalmat okoz. O az izomrostok nagyobb szerkezeti károsodása, mint az izomösszehúzódás egyéb módjai. Ezek a károsodások elsősorban a szarkomerek Z-korongjait, valamint a citoszkeletális fehérjéket érintik.

Biokémiai szempontból az excentrikus gyakorlatok (excentrikus üzemmódban végzett gyakorlatok) jelentős hatást gyakorolnak a szervezetre. O nagyobb stressz, mint más üzemmódokban végzett gyakorlatok: a vér kreatin-kináz szintje (az izomrostokban lévő enzim, amely az izomrostokban található, és a vérbe kerül, amikor azok megsemmisülnek) excentrikus üzemmódban végzett munka során jelentősen magasabb, mint a megfelelő mutató a koncentrikus (leküzdési) és izometrikus mód.

Ha az excentrikus módban végzett gyakorlatok elvégzése után méri az izomerőt, kiderül, hogy az jelentősen jobban csökken, mint a koncentrikus üzemmódban végzett gyakorlatok végrehajtása során. Mit is jelent ez? Ez arra utal, hogy több izomrost károsodik az excentrikus üzemmódban.

Az izmokban hosszú távú edzés után fellépő változások (halmozott edzéshatás)

Kimutatták, hogy a vázizmok hosszú távú alkalmazkodása az excentrikus üzemmódban végzett gyakorlatokhoz számos O a vázizmok nagyobb hipertrófiája más módokhoz képest. Az excentrikus erősítő edzés megnöveli a vázizomzat erejét és merevségét.

Izometrikus módban végzett erőgyakorlatok során az izom- és az ínrostok átfedésének mértéke megnő, az ín valamelyest megvastagszik és az ín csonthoz tapadásának területe nő. Éppen ezért az edzés végén (kb. 15 perc) ajánlatos a gyakorlatokat izometrikus módban végezni. Úgy gondolják, hogy ezzel csökkenthető az emberi mozgásszervi rendszer sérüléseinek száma.

Ha egy izom dinamikus módban (koncentrikus vagy excentrikus módban) összehúzódik, egy idő után az izomrostok hossza megnő, az ín hossza pedig csökken. A számítógépes modellezés (U. Proske, D.L. Morgan, 2001) megerősítette az izomrész meghosszabbításának és az ínrész rövidítésének megvalósíthatóságát. A szerzők kimutatták, hogy az excentrikus gyakorlatok végzéséhez való hosszú távú alkalmazkodás az izomrostok myofibrillumaiban a szarkomerek számának növekedésében és az ínrész csökkenésében nyilvánul meg. Ez az izom optimális hosszának megváltozásához vezet, amikor aktív feszültség alakul ki.

Az erőgyakorlatok dinamikus (koncentrikus vagy excentrikus) végrehajtása során megnő a vázizmot beidegző idegrostok száma (4-5-ször több, mint izometrikus módban).

Irodalom

1. Samsonova A.V., Barnikova I.E., Azanchevsky V.V. A különböző összehúzódási módokban végzett erősítő edzés hatása az emberi vázizomzat hipertrófiájára // Proceedings of the Department. biomechanika. Ült. cikkek /Szerk. A. V. Samsonova. V.N. Tomilova - Szentpétervár, 2010. - P. 115-131.

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 lép fel, ha az erő és a sebesség is megközelítőleg a lehetséges maximális érték 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.

A motor hatékonysága vagy a gépjárműveket az elfogyasztott energia százalékában számítják ki, amely hő helyett munkává alakul át. Az izmokban a munkává alakítható energia mennyisége a legjobb körülmények között is kevesebb, mint az izomba szállított teljes energia (a tápanyagok kémiai energiája) 25%-a, a maradék energia hővé alakul. Ennek az alacsony hatékonyságnak az az oka, hogy az ATP képződése során a tápanyagok energiájának hozzávetőleg fele elvész, és magának az ATP-nek az energiájának csak 40-45%-a válik később munkává.

Maximális hatékonyság csak akkor valósul meg, ha az izom mérsékelt sebességgel húzódik össze. Amikor egy izom lassan vagy megrövidülés nélkül összehúzódik az összehúzódás során, kis mennyiségű tartóhő szabadul fel, miközben alig vagy egyáltalán nem történik munka, így az átalakítási hatékonyság nullára csökken. Ezzel szemben, ha az összehúzódás túl gyors, akkor az energia nagyobb hányada az izomzaton belüli viszkózus súrlódás leküzdésére fordítódik, és ez a kontrakció hatékonyságát is csökkenti. Jellemzően a maximális hatékonyság akkor alakul ki, ha az összehúzódási arány 30% körül van.

Sok az izomösszehúzódás jellemzői egyetlen izomösszehúzódások példáján keresztül mutatható be. Az ilyen összehúzódásokat egyetlen elektromos stimuláció, amely beidegzi az ideg izmát, vagy magának az izomnak egy rövid elektromos stimulációja idézi elő, ami egyetlen, a másodperc töredékéig tartó összehúzódás kialakulásához vezet.

Izometrikus és izotóniás összehúzódás. Izometrikusnak nevezzük az izometrikus összehúzódást, ha az izom nem rövidül meg az összehúzódás során, és izotóniásnak, ha az izom rövidül, de feszültsége az összehúzódás során állandó marad.

BAN BEN izometrikus izomrendszer hosszának csökkentése nélkül összehúzódik, és az izotóniás rendszerben az izom rögzített terhelés mellett megrövidül: az izom egyenetlen súllyal emeli fel a mérleget. Az izometrikus rendszer szigorúan rögzíti magának az izomösszehúzódás erejének változásait, és az izotóniás összehúzódás paraméterei függenek attól a terheléstől, amellyel szemben az izom összehúzódik, valamint a terhelés tehetetlenségétől. Ebben a tekintetben a különböző típusú izmok funkcionális jellemzőinek összehasonlításakor az izometrikus rendszert használják leggyakrabban.

Sajátosságok egyszeri izometrikus összehúzódások, különböző izmokból rögzítették. Az emberi testben sok különböző méretű izom található – a középfülben lévő nagyon kicsi, néhány milliméter hosszú és körülbelül 1 mm átmérőjű stapedius izomtól a nagyon nagy négyfejű izomig, amely 500 000-szer nagyobb, mint a stapedius. Ebben az esetben a szálak átmérője lehet kicsi (10 µm) vagy nagy (80 µm). Végül, az izomösszehúzódások energetikája izmonként jelentősen eltér. Ezért nem meglepő, hogy a különböző izmok összehúzódásainak mechanikai jellemzői eltérőek.

Az ábra a regisztrációs görbéket mutatja izometrikus összehúzódások háromféle vázizom: a szemizom (az izometrikus összehúzódás időtartama kevesebb, mint 1/40 mp), a gastrocnemius izom (az összehúzódás időtartama kb. 1/15 mp) és a talpizom (az összehúzódás időtartama kb. 1/3 mp). Érdekes módon ezek az összehúzódási időtartamok a megfelelő izmok funkcióihoz vannak szabva. A szemmozgásoknak rendkívül gyorsaknak kell lenniük ahhoz, hogy a szem egy tárgyhoz rögzítve maradjon a tiszta látás érdekében. A gastrocnemius izomnak mérsékelten gyorsan össze kell húzódnia, hogy az alsó végtag megfelelő sebességgel rendelkezzen a futáshoz vagy ugráshoz. A talpizom pedig elsősorban lassú összehúzódásokkal foglalkozik, hogy hosszú ideig folyamatosan támassza a testet a gravitációval szemben.

Gyors és lassú izomrostok. Amint azt a sportélettanról szóló korábbi cikkekben tárgyaltuk, a test minden izma úgynevezett gyors és lassú izomrostok, valamint egyéb átmeneti tulajdonságokkal rendelkező rostok gyűjteményéből áll. A gyorsan reagáló izmok főleg gyorsan rángatózó rostokból állnak, és csak kis számú lassú rángású rostból állnak. Ezzel szemben a lassan reagáló izmok elsősorban lassan rángatózó rostokból állnak. A kétféle szál közötti különbségek a következők.

Gyors szálak: (1) nagy szálak, amelyek nagyobb összehúzó erőt biztosítanak; (2) jól fejlett szarkoplazmatikus retikulummal kell rendelkeznie az összehúzódást elindító kalciumionok gyors felszabadulásához; (3) nagyszámú glikolitikus enzimet tartalmaznak a glikolízis révén történő gyors energiafelszabadítás érdekében; (4) viszonylag gyenge a vérellátásuk, mivel az oxidatív anyagcsere másodlagos jelentőségű; (5) kevés mitokondriumot tartalmaznak az oxidatív anyagcsere csekély jelentősége miatt is.

Lassú szálak: (1) kisebb szálak; (2) kisebb idegrostok is beidegzik; (3) jól fejlett érrendszerrel és hajszálerekkel kell rendelkeznie nagy mennyiségű oxigén szállítására; (4) lényegesen több mitokondriumot tartalmaznak az oxidatív anyagcsere magas szintjének támogatása érdekében; (5) nagy mennyiségben tartalmaznak mioglobint, a vörösvértestek hemoglobinjához hasonló vastartalmú fehérjét. A mioglobin az oxigénhez kötődik, és addig tárolja, amíg szükség van rá (ez is jelentősen megnöveli a mitokondriumokba történő oxigénszállítás sebességét). A mioglobin a lassú rostoknak vöröses megjelenést kölcsönöz, ezért is hívják vörös rostoknak, a gyors rostokban pedig a vörös mioglobin hiánya miatt fehér rostoknak.

rizs. 2.4. Elektromos stimuláció és izomreakció. Az elektromos impulzusok fent láthatók, az izomreakció lent.

Ha rövid elektromos impulzussal stimulálják, akkor rövid látens periódus után következik be. Ezt az összehúzódást „egyszeri izom-összehúzódásnak” nevezik. Egyetlen izom-összehúzódás körülbelül 10-50 ms-ig tart, maximális erejét 5-30 ms után éri el.

Minden egyes izomrost betartja a „mindent vagy semmit” törvényt, azaz amikor a stimuláció ereje egy küszöbérték felett van, akkor az adott rost maximális erejével teljes összehúzódás következik be, és az összehúzódási erő fokozatos növekedése, mint a A stimulációs erő növelése lehetetlen. Mivel a vegyes izom sok különböző izgalomérzékenységű rostból áll, a teljes izom összehúzódása az irritáció erősségétől függően lépcsőzetesen történhet, az erős irritációk a mélyebb izomrostokat aktiválják.

Szuperpozíció és tetanusz

Egyetlen elektromos stimuláció (2.4. ábra, fent) egyetlen izomösszehúzódáshoz vezet (2.4. ábra, lent). Két szorosan egymás után következő inger kerül egymásra (ezt nevezzük „szuperpozíciónak”, vagy az összehúzódások összegzésének), ami erősebb, maximumhoz közeli izomreakcióhoz vezet. A gyakran ismétlődő elektromos stimulációk sorozata egyre erősebb izomösszehúzódásokat okoz, aminek következtében az izom nem ellazul megfelelően. Ha az elektromos impulzusok frekvenciája magasabb, mint a fúziós frekvencia, akkor az egyes irritációk egybeolvadnak, és izomtetanust (tetanikus összehúzódást) okoznak - az összehúzott izom stabil, meglehetősen hosszú távú feszültségét.

A rövidítések formái

Rizs. 2.5. Az izomösszehúzódások formái. A bal oldalon a szarkomer rövidülésének sematikus ábrázolása, középen - az erő és a hossz változásai, a jobb oldalon - az összehúzódások példája

Az izomösszehúzódásoknak különféle funkcionális formái léteznek (2.5. ábra).

• Nál nél izotóniás összehúzódás az izom megrövidül, de belső feszültsége (tónusa!) a munkaciklus minden fázisában változatlan marad. Az izotóniás izomösszehúzódás tipikus példája a flexorok és extensorok dinamikus izomműködése az intramuszkuláris feszültség jelentős változása nélkül, például felhúzás.

• Nál nél izometrikus összehúzódás az izomhossz nem változik, és az izomerő a feszültség növekedésében nyilvánul meg. Az izometrikus összehúzódás tipikus példája a statikus izomtevékenység súlyemeléskor (súlyzó tartása).

• Leggyakrabban az izomösszehúzódás kombinált változatait figyelik meg. Például azt a kombinált összehúzódást, amelyben az izmok először izometrikusan, majd izotóniásan összehúzódnak, mint a súlyemeléskor, az ún. összehúzódást tartva.

• Telepítés (gyártás)összehúzódásnak nevezzük, amelyben éppen ellenkezőleg, a kezdeti izotóniás összehúzódás után izometrikus összehúzódás következik. Példa erre a kar forgó mozgása - a csavar meghúzása kulccsal vagy csavarhúzóval.

• Az izomösszehúzódások különböző formáit izolálják leírásuk és rendszerezésük céljából. Valójában a legtöbb dinamikus sportmozgásban az izomzat rövidülése és az izomfeszültség (tónus) növekedése is megfigyelhető. auxotóniás összehúzódások.

Az itt használt kifejezések nem jellemzőek az izomtevékenységről szóló orosz irodalomra. A hazai szakirodalomban a következő típusú rövidítéseket szokás megkülönböztetni.

• Koncentrikus összehúzódás- az izom megrövidülését és a csonthoz való rögzítésének elmozdulását okozza, miközben a végtag ezen izom összehúzódása által biztosított mozgása a legyőzendő ellenállás, például a gravitáció ellen irányul.
• Excentrikus összehúzódás- akkor fordul elő, amikor egy izom megnyúlik, miközben más erő hatására módosítja a mozgási sebességet, vagy olyan helyzetben, amikor az izom maximális erőfeszítése nem elegendő az ellentétes erő leküzdéséhez. Ennek eredményeként a mozgás a külső erő irányában történik.
• Izometrikus összehúzódás- külső erőt ellensúlyozó erőfeszítés, amelyben az izom hossza nem változik, és nem történik mozgás az ízületben.
• Izokinetikus összehúzódás- izomösszehúzódás azonos sebességgel.
• Ballisztikus mozgás- gyors mozgás, beleértve: a) az agonista izmok koncentrikus mozgását a mozgás elején; b) tehetetlenségi mozgás minimális aktivitás közben; c) excentrikus összehúzódás a mozgás lassítására.

Izzószál csúszó mechanizmus

rizs. 2.6 A keresztkötések képződésének sémája - a szarkomer összehúzódás molekuláris alapja

Az izom megrövidülése az azt alkotó szarkomerek rövidülése miatt következik be, amelyek viszont az aktin és a miozin filamentumok egymáshoz viszonyított elcsúszása miatt rövidülnek (és nem maguknak a fehérjéknek a rövidülése). Az izzószál csúszásának elméletét Huxley és Hanson tudósok javasolták (Huxley, 1974; 2.6. ábra). (1954-ben két kutatócsoport - H. Huxley J. Hansonnal és A. Huxley R. Niedergerke-vel - olyan elméletet fogalmazott meg, amely az izomösszehúzódást a szálak csúszásával magyarázza. Egymástól függetlenül azt találták, hogy az A hossza korong konstans maradt a laza és lerövidített szarkomérben. Ez arra utalt, hogy két filamentum van - az aktin és a miozin, és az egyik belép a többi közé, és amikor a szarkomér hossza megváltozik, ezek a filamentek valahogy átcsúsznak egymáson ezt a hipotézist szinte mindenki elfogadja.)

Az aktin és a miozin két összehúzódó fehérje, amelyek képesek kémiai kölcsönhatásba lépni, ami relatív helyzetük megváltozásához vezet az izomsejtben. Ebben az esetben a miozinláncot számos speciális „fej” segítségével rögzítik az aktinszálhoz, amelyek mindegyike egy hosszú, rugalmas „nyakon” ül. Amikor a miozinfej és az aktin filamentum között kapcsolódás következik be, e két fehérje komplexének konformációja megváltozik, a miozin láncok az aktin filamentumok között mozognak, és az izom egésze megrövidül (összehúzódik). Ahhoz azonban, hogy a miozinfej és az aktív filamentum között kémiai kötés jöjjön létre, ezt a folyamatot elő kell készíteni, mivel az izom nyugodt (lazított) állapotában az aktin fehérje aktív zónáit egy másik elfoglalja. fehérje - tropochmyozin, amely nem teszi lehetővé, hogy az aktin kölcsönhatásba lépjen a miozinnal. Az aktin filamentum tropomiozin „takarójának” eltávolításához szükséges a kalciumionok gyors öntése a szarkoplazmatikus retikulum ciszternáiból, ami az izomsejtmembránon áthaladó akciós potenciál hatására következik be. A kalcium megváltoztatja a tropomiozin molekula konformációját, aminek következtében az aktin molekula aktív zónái megnyílnak a miozinfejek rögzítésére. Ez a kapcsolat maga az úgynevezett hidrogénhidak segítségével valósul meg, amelyek két fehérjemolekulát - aktint és miozint - nagyon szorosan megkötnek, és nagyon hosszú ideig képesek ebben a kötött formában megmaradni.

A miozinfej aktinról való leválasztásához adenozin-trifoszfát (ATP) energiát kell elkölteni, míg a miozin ATP-ázként (az ATP-t lebontó enzimként) működik. Az ATP adenozin-difoszfátra (ADP) és szervetlen foszfátra (P) történő lebontása energiát szabadít fel, megszakítja az aktin és a miozin közötti kapcsolatot, és visszaállítja a miozinfejet az eredeti helyzetébe. Ezt követően ismét keresztkötések alakulhatnak ki az aktin és a miozin között.

ATP hiányában az aktin-miozin kötések nem pusztulnak el. Ez a halál utáni rigor mortis oka, mivel az ATP termelése leáll a szervezetben – az ATP megakadályozza az izommerevséget.

Még a látható rövidülés nélküli izomösszehúzódások (izometrikus összehúzódások, lásd fent) során is aktiválódik a keresztkötési ciklus, az izom ATP-t fogyaszt és hőt termel. A miozinfej ismételten ugyanahhoz az aktinkötő helyhez kapcsolódik, és az egész myofilamentum rendszer mozdulatlan marad.

Figyelem: Az aktin és a miozin összehúzódó izomelemei önmagukban nem képesek rövidülni. Az izomrövidülés a myofilamentumok egymáshoz viszonyított kölcsönös elcsúszásának következménye (filament csúszó mechanizmus).

Hogyan alakul át a keresztkötések (hidrogénhidak) kialakulása mozgásban? Egyetlen szarkomer ciklusonként körülbelül 5-10 nm-rel rövidül, azaz. a teljes hosszának körülbelül 1%-a. A keresztkötési ciklus gyors megismétlésével 0,4 µm-rel, azaz a hosszának 20%-ával lerövidülhet. Mivel minden myofibrill sok szarkomerből áll, és mindegyikben egyidejűleg (de nem szinkronban) képződnek keresztkötések, teljes munkájuk a teljes izom látható megrövidüléséhez vezet. Ennek a rövidülésnek az erejének átvitele a miofibrillumok Z-vonalain, valamint a csontokhoz kapcsolódó inak végein keresztül történik, ami mozgást eredményez az ízületekben, amelyen keresztül az izmok a test térbeli részein mozognak, vagy előremozdítják az izomzatot. egész test.

A szarkomér hossza és az izomösszehúzódások ereje közötti kapcsolat

Rizs. 2.7. Az összehúzó erő függése a szarkomér hosszától

Az izomrostok 2-2,2 mikron hosszúságban fejtik ki a legnagyobb összehúzó erőt. A szarkomerek erős nyújtása vagy lerövidítése esetén az összehúzódás ereje csökken (2.7. ábra). Ez a függőség a filamentum csúszásának mechanizmusával magyarázható: adott szarkomerhosszon a miozin és az aktin rostok átfedése optimális; nagyobb lerövidítés esetén a myofilamentumok túlságosan átfedik egymást, nyújtással pedig a myofilamentumok átfedése nem elegendő ahhoz, hogy megfelelő összehúzó erőt fejlesszenek ki.

rizs. 2.9 Az előfeszítés hatása az izomösszehúzódás erejére. Az előfeszítés növeli az izomfeszülést. Az eredményül kapott görbe, amely leírja az izomhossz és az összehúzódási erő közötti kapcsolatot aktív és passzív nyújtás esetén, nagyobb izometrikus feszültséget mutat, mint nyugalmi állapotban.

Az összehúzódások erősségét befolyásoló fontos tényező az izomfeszülés mértéke. Az izom végének húzását és az izomrostok felhúzását passzív nyújtásnak nevezzük. Az izom rugalmas tulajdonságokkal rendelkezik, azonban az acélrugóval ellentétben a feszültség függése a nyújtástól nem lineáris, hanem íves görbét alkot. A nyújtás növekedésével az izomfeszültség is nő, de egy bizonyos maximumig. Az ezt a kapcsolatot leíró görbét ún nyugalmi nyújtási görbe.

Ezt a fiziológiai mechanizmust az izom rugalmas elemei magyarázzák - a szarkolemma és a kötőszövet rugalmassága, amelyek párhuzamosak a kontraktilis izomrostokkal.

A nyújtás során a myofilamentumok egymásra való átfedése is megváltozik, de ez nem befolyásolja a nyújtási görbét, mivel nyugalomban nem jön létre keresztkötés az aktin és a miozin között. Az izometrikus összehúzódások erejéhez (aktív összehúzódási erő) hozzáadódik az előfeszítés (passzív nyújtás).