Muskelkontraksjon er den fysiologiske prosessen der musklene utvikler spenning og forkortes eller strekkes (eller de kan forbli i samme lengde ) på grunn av en tidligere ekstensjonsstimulus. [ 1 ] [ 2 ]
Disse sammentrekningene produserer motorkraften til nesten alle de høyere musklene, for eksempel for å fortrenge innholdet i hulrommet de linjer ( glatte muskler ) eller for å bevege organismen gjennom mediet eller for å flytte andre objekter ( stripet muskel ).
Sammentrekningene styres av sentralnervesystemet . Mens hjernen kontrollerer frivillige sammentrekninger, kontrollerer ryggmargen ufrivillige reflekser .
Muskelkontraksjon kan forklares som en forskyvning av myofilamentene, det vil si at myosinhodet er forankret til aktin, og dermed produserer nevnte forskyvning. Det bør bemerkes at muskelkontraksjon reguleres av kalsium, ATP og magnesium, men hvorfor magnesium forårsaker sammentrekning i muskler etter døden er ukjent, dette er under utredning.
For at sammentrekningen skal synkroniseres mellom cellene, er gap-type koblinger nødvendig for å tillate passasje av ioner og passere den elektriske stimulansen.
Skjelett- og hjertemuskulaturen er tverrstripete muskler på grunn av deres tverrstripete utseende under mikroskopet , på grunn av det svært organiserte mønsteret av A-bånd og I-bånd. I en avslappet tilstand myosin- og aktinfibre , proteinene i filamentene i sone A, de overlapper knapt hverandre, mens aktin nesten fullstendig overlapper myosinfilamentene i kontraherende tilstand. Aktinfilamentene har beveget seg på myosinfilamentene og på seg selv, på en slik måte at de flettes inn i hverandre i en større filamentglidemekanisme.
Sammentrekningen vil avhenge av de cytoplasmatiske Ca +2 -ionene. Når kalsium binder seg til troponinet som dekker aktinet, frigjør det bindingspunktene til aktinet med myosinet. Det faktum at cytoplasmatiske konsentrasjoner øker ligger i innerveringen av tverrstripet muskel. Når et motorneuron utvikler et AP (aksjonspotensial) på skjelettstripete muskelen (hjertemuskelen har sin egen sammentrekning, uten motorneuron) vil acetylkolin frigjøres på muskelcellene (binding til dens ionotrope nikotinreseptor), vil dette forårsake en depolarisering i membranen som vil overføres gjennom muskelen. Depolarisasjonen vil nå det sarkoplasmatiske retikulumet , og takket være T-tubulene vil potensialet for intracellulær frigjøring av akkumulert Ca nærme seg. Denne konsentrasjonen av [Ca +2 ] vil fortsatt ikke være nok til å produsere sammentrekning, så det vil også være en tilstrømning av ekstracellulært kalsium gjennom Ca-kanalene.På denne måten er myosin-aktin-krysspunktene frie og når de slutter seg til sammentrekningen . Når øyeblikket for avslapning kommer, må lenkene brytes slik at muskelen ikke trekkes sammen. Disse koblingene brytes takket være virkningen av myosin som ATP, som bryter koblingen ved hydrolyse av ATP. Denne prosessen vil kun favoriseres når [Ca]-nedgangen. Dette er mulig takket være eksistensen av Ca-pumper i det sarkoplasmatiske retikulum som returnerer Ca til lagring (1ATP hydrolysert for hver 2 Ca som kommer inn), vil tilstedeværelsen av Na-Ca-veksleren i cellemembranen tillate utgang av mer Ca til mediet ekstracellulært. Hvis noen av disse pumpene svikter, vil tetanisering oppstå (musklene forblir sammentrukket)
Aktinfilamenter glir innover mellom myosinfilamenter på grunn av tiltrekningskrefter som følge av mekaniske, kjemiske og elektrostatiske krefter generert av interaksjonen mellom aktinfilament-kryssbroer.
Gjennom denne prosessen er det også nødvendig med energi for å opprettholde muskelsammentrekning, som kommer fra de energirike bindingene til adenosintrifosfat (ATP), som brytes ned til adenosindifosfat (ADP) for å gi den nødvendige energien.
Dårlig kalt isotoniske sammentrekninger, siden isoton betyr "av lik spenning", et aspekt som ikke forekommer i disse sammentrekningene, siden spenningen deres varierer langs sammentrekningsbanen på de forskjellige punktene.
Heterometriske sammentrekninger er de vanligste i de fleste idretter, fysiske aktiviteter og aktiviteter som tilsvarer dagliglivet, siden de i de fleste muskelspenninger som utøves vanligvis ledsages av forkorting og forlengelse av muskelfibrene i en muskel.
Heterometriske sammentrekninger er delt inn i: konsentriske og eksentriske.
Konsentriske heterometriske sammentrekningerEn konsentrisk sammentrekning oppstår når en muskel utvikler nok spenning til å overvinne motstand, slik at den forkortes og mobiliserer en del av kroppen som overvinner motstanden. Et tydelig eksempel er når vi tar med et glass vann til munnen for å drikke, det er konsentrisk muskelforkorting, siden innsettingspunktene til musklene kommer sammen, forkortes eller trekker seg sammen.
I treningsstudioet kan vi sette inn følgende eksempler:
Kort fortalt sier vi at når innsettingspunktene til en muskel kommer nærmere, er sammentrekningen som oppstår «konsentrisk».
Eksentriske heterometriske sammentrekningerNår en gitt motstand er større enn spenningen som utøves av en gitt muskel, slik at muskelen forlenges, sies muskelen å utøve en eksentrisk sammentrekning. I dette tilfellet utvikler muskelen spenning ved å forlenge, det vil si ved å utvide lengden. Et tydelig eksempel er når vi tar glasset fra munnen for å hvile det på bordet, i dette tilfellet trekker biceps brachii seg eksentrisk sammen. I dette tilfellet virker tyngdekraften , siden ellers ville det oppstå en eksentrisk sammentrekning og armens muskler ville slappe av, og glasset ville falle mot bakken med tyngdekraftens hastighet. For å forhindre at dette skjer, strekker muskelen seg ved å trekke seg sammen eksentrisk.
I dette tilfellet kan vi si at når innsettingspunktene til en muskel forlenges, oppstår det en eksentrisk sammentrekning. Begrepet forlengelse under strekk brukes ofte her. Dette ordet "forlengelse" fører ofte til forvirring siden selv om muskelen forlenges og utvides, gjør den det under spenning og å gå lenger gjør ingenting mer enn å gå tilbake til sin naturlige hvilestilling.
Hvis du ønsker å utvikle musklene, bør du jobbe både i konsentrisk sammentrekning og i eksentrisk sammentrekning, siden begge må brukes i vårt daglige liv så vel som i sport.
Ordet isometrisk betyr lik mål eller lik lengde.
I dette tilfellet forblir muskelen statisk, uten å forkortes eller forlenges, men selv om den forblir statisk, genererer den spenning. Et eksempel fra hverdagen vil være når vi bærer en vekt og holder den hevet med armen, uten å bevege den, holder vekten i samme posisjon. Muskler genererer kontinuerlig spenning, og verken forkorting eller forlengelse av muskelfibre skjer.
I sport forekommer det i mange tilfeller, et eksempel kan være i visse øyeblikk med vindsurfing , når vi må holde seilet i en fast posisjon. Med det kan vi si at en statisk sammentrekning genereres, når du genererer spenning er det ingen endring i lengden på en gitt muskel.
Dette tilfellet er når heterometriske sammentrekninger kombineres med isometriske sammentrekninger. I begynnelsen av kontraksjonen er den heterometriske delen mer aksentuert, mens den isometriske kontraksjonen på slutten av kontraksjonen er mer aksentuert.
Et praktisk eksempel på denne typen sammentrekning finnes når du arbeider med ""forlengere"". Ekstensoren strekkes til et visst punkt, muskelen trekker seg sammen konsentrisk, vi holder den statisk (isometrisk) i noen sekunder, og går deretter tilbake til startposisjonen med en eksentrisk sammentrekning.
Det er snarere en ny type sammentrekning, i det minste når det gjelder anvendelsen i idrettspraksis. Det er definert som en maksimal sammentrekning ved konstant hastighet gjennom hele bevegelsesområdet. De er vanlige i de idrettene der det ikke er nødvendig å generere en akselerasjon i bevegelsen, det vil si i de idrettene der det vi trenger er en konstant og jevn hastighet, som svømming eller roing. Vannet utøver en konstant og jevn kraft, når vi øker kraften øker vannet i motstand. For dette formålet ble isokinetiske enheter designet for å utvikle seg med en konstant og jevn hastighet gjennom hele bevegelsen.
Selv om isokinetiske og isotoniske sammentrekninger er både konsentriske og eksentriske, er de ikke identiske, tvert imot, de er ganske forskjellige, siden som vi sa før, er isokinetiske sammentrekninger med regulert konstant hastighet og en maksimal spenning utvikles gjennom hele bevegelsen. Ved isotoniske sammentrekninger kontrolleres ikke hastigheten på bevegelsen med noen enhet, og heller ikke den samme spenningen utøves under bevegelsen, siden spenningen varierer etter hvert som øvelsen utføres, på grunn av et spørsmål om beinspaker. For eksempel, i quad extensions når vi starter øvelsen, utøver vi mer spenning enn på slutten av flere grunner:
Ved isokinetiske øvelser er disse maskinene satt opp slik at de utøver samme spenning og hastighet gjennom hele bevegelsesområdet.
Trening med isokinetiske maskiner krever spesialutstyr. Utstyret inneholder i utgangspunktet en hastighetsregulator, slik at hastigheten på bevegelsen forblir konstant, uansett spenningen som produseres i de kontraherende musklene. Så hvis noen prøver å gjøre bevegelsen så raskt som mulig, vil spenningen som genereres av musklene være maksimal gjennom hele bevegelsesområdet, men hastigheten vil forbli konstant.
Bevegelseshastigheten i mange av disse isokinetiske enhetene er justerbar og kan variere mellom 0° og 200° bevegelse per sekund. Mange bevegelseshastigheter under forskjellige faktiske atletiske begivenheter overstiger 100º/ s .
Andre av disse maskinene har mulighet til å lese og skrive ut muskelspenningen som genereres.
Dessverre er disse enhetene kun tilgjengelige i sportssentre med høy ytelse på grunn av deres høye kostnader. Det er ingen tvil om at gevinsten i muskelstyrke er mye større med denne typen trening, men det må tas i betraktning at i mange idretter er det nødvendig å overvinne treghet og generere akselerasjon, og derfor vil denne typen apparater ikke være særlig egnet for dette, siden de kontrollerer treghet og akselerasjon.
Avslapping er øyeblikket når sammentrekningen slutter. De forskjellige fibrene ( myosin , actin ) kommer inn på sin plass og møtes med utseendet til H-stria Avslapning er resultatet av slutten av nerveimpulsen ved den nevromuskulære platen. For at denne avslapningen skal skje, må kalsium fjernes fra cellens cytoplasma og et ATP-molekyl må tilføres myosinet.