Isomeetriliste ja isotooniliste kontraktsioonide erinevus

Sissejuhatus

Lihasüsteem mängib kehas olulist rolli, kuna see tekitab liikumist ning kaitseb ja toetab mitmesuguseid elundeid. Erinevat tüüpi tegevused nõuavad lihaste erinevat tööd, samas kui paljud neist tegevustest nõuavad lihaste kokkutõmbumist. Lihasrakud sisaldavad rohkesti aktiin- ja müosiinfilamente, mis on spetsialiseerunud kontraktsioonile [1]. Lihaskiud võib jagada kolmeks peamiseks tüübiks, nimelt silelihased, skeletilihased ja südamelihased. Südamelihaste ja silelihaste kokkutõmbumine on tahtmatu reaktsioon, samas kui skeletilihaste kokkutõmbumine on vabatahtlik. Lihaste kontraktsiooni võib klassifitseerida isotooniliseks või isomeetriliseks sõltuvalt tekkiva pinge paigutusest [2].

Mis on lihaste kokkutõmbumine?

Skeletilihaseid tuntakse kontraktiilsete elunditena, mis koosnevad paljudest motoorsetest ühikutest. Iga üksus koosneb lihaskiududest, mis on ühendatud ühe motoorse neuroniga [1]. Kui on mingi jõud, mis toimib lihaste suhtes, näiteks raskuse korral, venivad lihaskiud, mille tulemuseks on pinge suurenemine. Kontraktsioonist ei pruugi liikumise tekitamiseks piisata, kuid need hoiavad lihaseid pinge- või toonuse puhkeasendis [3]. Lihastoonus on skeletilihaste puhkepinge ning see aitab stabiliseerida luude ja liigeste positsiooni.

Isotooniline kontraktsioon

Väljendit „isotooniline kokkutõmbumine“ määratletakse otse kui „sama pinget“, samas kui sõna „isotooniline“ on tuletatud kahest kreekakeelsest sõnast: „iso“ tähendab „sama“ ja „tonikos“ tähendab lihaste „pinget“ [1] . Nagu nimest järeldada võib, on isotooniline kontraktsioon selline, kus lihased säilitavad sama pinge, mis väheneb või lüheneb. Isotooniliste kontraktsioonide ajal areneb pinge või jõud teatud tasemeni. Pärast seda taset püsib pinge muutumatuna, samal ajal kui lihase pikkus hiljem muutub. Need skeletilihaste motoorsed üksused aktiveeritakse tegelikult, võimaldades lihastes vajaliku pinge tekkimist [4]. Jäsemete liigutamisel kasutatakse tavaliselt isotoonilisi kontraktsioone. Selliste tegevuste levinumad näited hõlmavad kõndimist, jooksmist või isegi esemete tõstmist.

Isotoonilise kontraktsiooni mehhanism

Isotooniliste kontraktsioonide eest vastutavad lihastes leiduvad kaks peamist tüüpi valku. Need on aktiini ja müosiini valgud. Isotooniliste kokkutõmmete ajal liiguvad üksteise kohal paksud müosiini ja aktiini õhukesed ahelad. See libisev liikumine viib suuruse vähenemiseni igas üksikus lihasrakus ja kogu lihases [4].

Isotooniliste kontraktsioonide tüübid

Sõltuvalt inimese kehale mõjuva jõu suurusest toimub üks kahest isotoonilisest kokkutõmbumisest. Need on kontsentrilised ja ekstsentrilised kokkutõmbed [5]. Kontsentrilised kokkutõmbed tekivad siis, kui lihased lühenevad, samal ajal kui selle pinge on suurem kui sellele vastanduv jõud [2]. Ekstsentrilised kokkutõmbed toimuvad seevastu siis, kui lihased pikenevad. Ekstsentriliste kontraktsioonide jõud on tavaliselt suurem kui lihaste pinge, mis põhjustab pikenemist. Lihaste pikendamine ekstsentriliste kontraktsioonide ajal põhjustab töötavatele lihastele suurt stressi ja seega on lihaste vigastamise võimalus palju suurem kui kontsentriliste kontraktsioonide korral [3].

Näited isotoonilistest kontraktsioonidest

Kontsentrilise kontraktsiooni näited tekivad siis, kui inimene lokib kätt. Keerutamise ajal lihased lühenevad, kui käsi paindub küünarnukis [4]. Küünarnuki sirutus, trepist alla kõndimine või toolil istumine oleks suurepärane näide ekstsentrilisest kokkutõmbumisest, mis aitab liikumiskiirust reguleerida. Käe sirutamisel pikendab ja hoiab sama lihas pinget.

Isomeetriline kontraktsioon

Isomeetriline on otseselt määratletud kui “sama pikkus”, kusjuures “iso” tähendab sama ja “meetriline” tähendab lihaste puhul “pikkust” [5]. Isomeetriliste kontraktsioonide ajal ei muutu lihase pikkus iseenesest, samas kui pinge ei ületa kunagi kantavat koormust. See tähendab, et kuigi lihas ise ei lühene, ei ületa pingutus kunagi vastasjõudu.

Isomeetriliste kontraktsioonide mehhanism

Üks peamisi fakte isomeetriliste kontraktsioonide kohta on see, et lihaste kokkutõmbumise ajal pikkus ei muutu. Selle asemel jäävad nad tavaliseks pikkuseks. Mõelge näiteks inimesele, kellel on keha ees fikseeritud raskus. Ilma igasuguse takistuseta tõmbab raskus inimesed käe põrandale, kuid kui nad rakendavad mingisugust vastupanu, põhjustab sellest tulenev stress isomeetrilise kokkutõmbumise õlavarre biitsepsis. Isomeetrilise kontraktsiooni ajal tekkiva jõu hulk suurendab mõjutatava lihase pikkust.

Näited isomeetrilistest kontraktsioonidest

Levinumad näited tegevustest, kus lihased kasutavad isomeetrilist kokkutõmbumist, hõlmavad raskuse hoidmist kindlas kohas maapinnast või algselt liikumatult seisva objekti tõukamist [2]. Nagu juba mainitud, ei muutu kogu lihase pikkus isomeetrilise kontraktsiooni ajal, kuid vastavad lihaskiud lühenevad, mis omakorda viib lihaste tugevnemiseni.

Isotoonilise ja isomeetrilise kontraktsiooni erinevus

Kuigi isotoonilised ja isomeetrilised kokkutõmbed moodustavad lihaste kontraktsioonisüsteemi olulised osad, on nende vahel siiski suuri erinevusi. Isotoonilises kontraktsioonis säilitavad lihased sama pinget, kuna see lüheneb, isomeetrilise kontraktsiooni korral jäävad lihased pinge muutumisega sama pikaks [5]. Isotoonilistel kontraktsioonidel on teadaolevalt lühem kokkutõmbumis- ja lõdvestusaeg, samas kui isomeetrilistel kontraktsioonidel on pikemad kontraktsiooni- ja lõdvestusajad. Temperatuuri muutused mõjutavad igat tüüpi kokkutõmbumist erinevalt. Kuigi temperatuuri tõus pikendab lihaste lühenemise aega isotoonilise kontraktsiooni ajal, vähendab see siiski isomeetrilise kontraktsiooni aega [3]. Isotoonilised kokkutõmbed vabastavad lihaste kokkutõmbumise ajal palju soojust, muutes selle vähem energiatõhusaks, isomeetrilised kokkutõmbed vabastavad vähem soojust, muutes selle energiasäästlikumaks kokkutõmbumisvormiks. Lisaks tekivad isotoonilised kontraktsioonid kontraktsiooni keskel, isomeetrilised kontraktsioonid aga alguses ja lõpus.

Järeldus

Igapäevane tegevus hõlmab nii isotooniliste kui ka isomeetriliste kontraktsioonide kombinatsiooni. Nende kahe tüüpi kontraktsioonide erinevuse kindlakstegemine on oluline, kuna see võib aidata inimestel mõista, mis juhtub, kui nende lihased satuvad mingisuguse füüsilise koormuse alla. Lisaks aitab see arusaam ümber kujundada nende treeningharjumusi ja aidata neil oma keha eest paremini hoolt kanda.

Isotooniliste ja isomeetriliste kontraktsioonide erinevuste kokkuvõte

Isotoonilised kontraktsioonid	Isomeetrilised kontraktsioonid
Lihase pikkus varieerub	Lihase pikkus jääb samaks
Pinge on püsiv	Pinge varieerub
Lühem varjatud periood, lühem kontraktsiooniperiood ja pikem lõõgastusperiood.	Pikem varjatud periood, pikem kontraktsiooniperiood ja lühem lõõgastusperiood
Temperatuuri tõus pikendab lühenemisperioodi	Temperatuuri tõus vähendab isomeetrilist pinget
Isotoonilised kokkutõmbed on vähem energiatõhusad, kuna eraldub rohkem soojust	Isomeetrilised kokkutõmbed on energiatõhusamad, kuna vähem soojust eraldub
Lühenemise korral tehakse välist tööd	Välistööd ei tehta, kuna lühenemist ei toimu
Isotoonilised kontraktsioonid esinevad lihase kontraktsiooni keskel	Isomeetrilised kontraktsioonid esinevad kõigi lihaste kontraktsioonide alguses ja lõpus
Lihaskontraktsioonide ajal väheneb kontraktsiooni isotooniline koormus suurenedes	Lihaskontraktsioonide ajal suureneb koormuse suurenemisel kontraktsiooni isomeetriline faas