Forskjellen mellom isometriske og isotoniske sammentrekninger

Introduksjon

Muskelsystemet spiller en viktig rolle i kroppen når den produserer bevegelse og gir beskyttelse og støtte av ulike organer. Ulike typer aktiviteter krever at muskler jobber på ulike måter, mens mange av disse aktivitetene krever at muskler skal kontrakt. Muskelceller inneholder en rikelig mengde aktin og myosinfilamenter som er spesialisert på sammentrekning [1]. Muskelfilamenter kan brytes ned i tre hovedtyper, nemlig glatte muskler, skjelettmuskler og hjerte muskler. Sammentrekning av hjertemuskulatur og glatte muskler er en ufrivillig reaksjon, mens sammentrekningen av skjelettmuskler er frivillig. Muskelkontraksjon kan klassifiseres som isotonisk eller isometrisk avhengig av arrangementet av produsert spenning [2].

Hva er muskel sammentrekning?

Skelettmuskler er kjent som kontraktile organer som består av mange motorenheter. Hver enhet består av muskelfibre koblet til en enkelt motor neuron [1]. Hvis det er en kraft som virker i motsetning til musklene, som for eksempel en vekt, vil muskelfibrene strekke derved, noe som resulterer i en økning i spenningen. Sammentrekningen kan ikke være nok til å produsere bevegelse, men de holder musklen i et hvilende nivå av spenning eller tone [3]. Muskelton er hvilestrengen i skjelettmuskulaturen, og det bidrar til å stabilisere posisjonen til bein og leddene.

Isotonisk sammentrekning

Uttrykket "isotonisk sammentrekning" er direkte definert som "samme spenning" mens ordet "isotonisk" stammer fra to greske ord: "iso" som betyr "det samme" og "tonikos" betyr "spenning" med hensyn til muskler [1] . Som navnet antyder, er en isotonisk sammentrekning en hvor musklene vil opprettholde den samme spenningen som den kontraherer eller forkortes. Under isotoniske sammentrekninger vil en spenning eller kraft utvikle seg til et visst nivå. Etter dette nivået forblir spenningen konstant mens lengden på muskelen vil endres. Disse motorene i skjelettmuskulaturene aktiveres faktisk og muliggjør dermed den nødvendige spenningen i muskelen for å utvikle [4]. Isotoniske sammentrekninger blir ofte brukt når man beveger lemmer. Vanlige eksempler på slike aktiviteter inkluderer å gå, løpe eller til og med løfte gjenstander.

Mekanisme for isotonisk sammentrekning

To hovedtyper av proteiner som finnes i musklene er ansvarlige for isotoniske sammentrekninger. Dette er actin- og myosinproteinene. Under isotoniske sammentringene beveger tykke tråder av myosin og tynne tråder av actin seg over hverandre. Denne skyvebevegelsen fører til en reduksjon i størrelsen i hver enkelt muskelcelle og i den totale hele muskelen [4].

Typer isotoniske sammentrekninger

Avhengig av mengden kraft som arbeider mot en persons kropp, vil en av to typer isotoniske sammentrekninger finne sted. Disse er konsentriske sammentrekninger og eksentriske sammentrekninger [5]. Konsentriske sammentrekninger oppstår når muskler forkortes mens spenningen er større enn kraften som motsetter seg det [2]. Eksentriske sammentrekninger oppstår derimot når musklene strekker seg i lengde. Kraften i eksentriske sammentrekninger er vanligvis større enn muskelspenningen som forårsaker forlengelsen. Forlengelsen av muskler under eksentriske sammentrekninger plasserer et høyt stressnivå på arbeidsmusklene, og dermed er muligheten for muskelskade mye høyere som sammenlignet med konsentriske sammentrekninger [3].

Eksempler på isotoniske sammentrekninger

Eksempler på en konsentrisk sammentrekning oppstår når en person krøller armen. Under krølling vil musklene forkortes når armen bøyer seg i albuen [4]. Forlengelse av albuen, gå ned trapper eller sitte på en stol ville være et perfekt eksempel på en eksentrisk sammentrekning som hjelper til med å kontrollere bevegelseshastigheten. Når armen forlenges, vil den samme muskelen forlenge og opprettholde spenningen.

Isometrisk sammentrekning

Isometrisk er direkte definert som "samme lengde" der "iso" betyr samme og "metrisk" betyr "lengde" når man refererer til muskler [5]. Under isometriske sammentrekninger endres ikke muskelen i lengde, mens spenningen aldri overskrider belastningen som må bæres. Dette betyr at mens muskelen selv ikke forkortes, vil spenningen aldri overstige motsatt kraft.

Mekanisme for isometriske sammentrekninger

En av de viktigste fakta om isometriske sammentrekninger er at musklene ikke endrer seg i lengden under sammentrekningen. I stedet vil de forbli sin normale lengde. For eksempel, vurder en person som holder en vekt på en fast stilling foran kroppen sin [3]. Uten motstand, vil vekten trekke personens arm til gulvet, men når de bruker noen form for motstand, vil det resulterende stress føre til en isometrisk sammentrekning i biceps i overarmene. Mengden kraft som produseres under isometrisk sammentrekning vil øke lengden på muskelen som påvirkes.

Eksempler på isometriske sammentrekninger

Vanlige eksempler på aktiviteter der muskler bruker isometrisk sammentrekning, inkluderer å holde en vekt på et bestemt sted over bakken eller skyve en gjenstand som var opprinnelig stasjonær [2]. Som allerede nevnt vil lengden på hele muskelen ikke endres under en isometrisk sammentrekning, men de respektive muskelfibre vil forkorte som igjen fører til styrking av musklene.

Forskjellen mellom isotonisk og isometrisk sammentrekning

Selv om isotoniske og isometriske sammentrekninger danner viktige deler av muskelkontraksjonssystemet, er det imidlertid store forskjeller mellom dem. I en isotonisk sammentrekning holder musklene den samme spenningen som den forkortes mens den er i isometrisk sammentrekning, muskelen forblir den samme lengden som spenningen endres [5]. Isotoniske sammentrekninger er kjent for å ha kortere sammentrekning og avspenningstider, mens isometriske sammentrekninger har lengre sammentrekning og avspenningstider. Endringer i temperatur påvirker hver type sammentrekning på en annen måte. Mens en økning i temperaturen øker tiden som er tatt for å forkorte musklene under en isotonisk sammentrekning, reduseres det imidlertid tiden for en isometrisk sammentrekning [3]. Isotoniske sammentrekninger gir mye varme under muskelkontraksjon, noe som gjør dette mindre energieffektivt, mens isometriske sammentrekninger gir mindre varme, noe som gjør dette til en mer energieffektiv form for sammentrekning. I tillegg forekommer isotoniske sammentrekninger i midten av en sammentrekning mens isometriske sammentrekninger forekommer i begynnelsen og slutten.

Konklusjon

Daglig aktivitet innebærer en kombinasjon av både isotoniske og isometriske sammentrekninger. Etablering av forskjellen mellom disse to typer sammentringene er viktig da det kan hjelpe individer å forstå hva som skjer når musklene kommer under noen form for fysisk stress. I tillegg vil denne forståelsen hjelpe til med å redefinere deres treningsrutiner og hjelpe dem til å bedre ta vare på sine kropper.

Sammendrag av forskjeller mellom isotoniske og isometriske sammentrekninger

Isotoniske sammentrekninger	Isometriske sammentrekninger
Muskel lengden varierer	Muskellengden forblir den samme
Spenningen er konstant	Spenningen varierer
Kortere latent periode, kortere sammentrekningsperiode og lengre avslapningsperiode.	Lengre latent periode, lengre sammentrekningsperiode og en kortere avslapningsperiode
En økning i temperaturen øker forkortningsperioden	En økning i temperaturen reduserer isometrisk spenning
Isotoniske sammentrekninger er mindre energieffektive ettersom mer varme slippes ut	Isometriske sammentrekninger er mer energieffektive ettersom mindre varme slippes ut
Det foregår eksternt arbeid som forkortelse oppstår	Det er ikke noe eksternt arbeid som gjøres ettersom det ikke oppstår forkortelse
Isotoniske sammentrekninger oppstår i midten av en muskelkontraksjon	Isometriske sammentrekninger forekommer ved begynnelsen og slutten av alle muskelsammensetninger
Under muskelsammentringene reduseres isotonisk av sammentrekning når belastningen øker	Under muskelkontraksjoner øker den isometriske fasen av sammentrekning når belastningen øker