Tipos y modos de contracciones musculares. Trabajo muscular y fuerza. Tipos de fibras nerviosas. Modos de actividad muscular Mecanismo de contracción muscular
Para comprender la esencia del método de gimnasia isométrica, te sugiero sumergirte en el interesante mundo de la fisiología de la contracción muscular, es decir, descubrir cómo funcionan los músculos de nuestro cuerpo. Realiza un experimento sencillo: expone tu hombro de manera que se vea tu bíceps y coloca la otra mano sobre él. Comience a doblar lentamente el brazo desnudo a la altura del codo; sentirá una contracción del bíceps. El peso del brazo sigue siendo el mismo, por lo que el músculo se tensa de forma más o menos uniforme durante el movimiento.
Esta contracción muscular se llama isotónico(isos griego – igual).
Este modo de operación conduce al movimiento; de hecho, es para qué está destinado el músculo. Pero tenga en cuenta que no solo se mueve el músculo, sino también los huesos y las articulaciones. Son el eslabón débil que más rápido se desgasta. El cartílago articular es uno de los tejidos más vulnerables del cuerpo. No contiene vasos sanguíneos, por lo que el cartílago se nutre muy lentamente debido a la difusión, la "impregnación" de nutrientes de los huesos vecinos y, desafortunadamente, por esta razón prácticamente no se recupera.
Los movimientos activos, e incluso con carga, cargan seriamente el cartílago articular. El trabajo excesivo sobrecarga las articulaciones y la capa de cartílago se vuelve más delgada, se “borra”, lo que hace que los huesos literalmente crujen. Artrosis es el nombre de una enfermedad articular asociada al envejecimiento del cartílago articular. Cada movimiento en una articulación de este tipo puede causar dolor, por lo que el movimiento es limitado y hay que decir adiós a la gimnasia.
Intentemos continuar con nuestros sencillos experimentos fisiológicos. Intente tensar el bíceps braquial para que el antebrazo y el hombro permanezcan inmóviles. ¿Sientes tensión muscular? Por supuesto, pero al mismo tiempo la mano está inmóvil, no hay movimiento en la articulación. Este modo de operación se llama isométrico. ¡Un régimen que protege tus articulaciones y entrena las fibras musculares, dejándote con el placer del movimiento durante muchos años!
Cada movimiento, como una sombra, va seguido del agotamiento y la fatiga, y el deseo de relajación y descanso conduce invariablemente al cese del ejercicio. Entonces, después de nuestros experimentos, relaje el hombro y deje que el brazo cuelgue libremente como la rama de un árbol; sienta el grado de relajación muscular y recuerde esta sensación. Pasemos al último experimento.
Comience a doblar la articulación del codo de un brazo y trate de evitar que se mueva con el otro; esta es la tensión isométrica del bíceps que ya conoce. Mantén esta posición durante veinte segundos. Ahora camine rápidamente de espaldas a la pared, coloque la palma de la mano que trabaja en la pared, con los dedos hacia abajo y agáchese lentamente, manteniendo el brazo recto. ¿Sientes un estiramiento en tus bíceps? Sí, es una sensación fuerte e incluso ligeramente dolorosa, pero agradable.
Estire el brazo por no más de 10 segundos. Ahora relájate y baja la mano. Estoy seguro de que ahora sientes la relajación de tus bíceps mucho más que después de los curls habituales. Esta condición recibió un nombre especial: relajación post-isométrica, que acabas de aprender a hacer por tu cuenta. Creo que te queda claro que estirar y relajar los músculos después de la tensión isométrica es mucho más eficaz que el estiramiento normal.
Así, la gimnasia isométrica se basa en la tensión muscular SIN MOVIMIENTO. Preserva las articulaciones, previene el desgaste del cartílago articular y la progresión de la artrosis. En muchos ejercicios, a la fase de contracción isométrica le sigue una fase de estiramiento. Esta es una técnica eficaz que relaja el músculo, alivia los espasmos musculares y tiene un efecto analgésico pronunciado. Recuerde lo agradable que es estirarse después de estar sentado durante mucho tiempo: la gimnasia isométrica entrenará y relajará el músculo objetivo, el que debe cargarse específicamente para su patología o problema.
Conclusiones:
La contracción isométrica de un músculo es su tensión sin movimiento en la articulación.
Gimnasia isométrica, fortalecimiento de músculos, preserva articulaciones y cartílagos.
Estirar el músculo después de la tensión isométrica (relajación post-isométrica) es una técnica eficaz para la relajación muscular y el alivio del dolor.
La contracción muscular es una función vital del cuerpo asociada con procesos defensivos, respiratorios, nutricionales, sexuales, excretores y otros procesos fisiológicos. Todos los tipos de movimientos voluntarios (caminar, expresiones faciales, movimientos de los globos oculares, tragar, respirar, etc.) se llevan a cabo mediante músculos esqueléticos. Los movimientos involuntarios (excepto la contracción del corazón) (peristaltismo del estómago y los intestinos, cambios en el tono de los vasos sanguíneos, mantenimiento del tono de la vejiga) son causados por la contracción de los músculos lisos. El trabajo del corazón está garantizado por la contracción de los músculos cardíacos.
Organización estructural del músculo esquelético.
Fibra muscular y miofibrilla (Fig. 1). El músculo esquelético consta de muchas fibras musculares que tienen puntos de unión a los huesos y están ubicadas paralelas entre sí. Cada fibra muscular (miocitos) incluye muchas subunidades: miofibrillas, que se construyen a partir de bloques (sarcómeros) que se repiten en dirección longitudinal. El sarcómero es la unidad funcional del aparato contráctil del músculo esquelético. Las miofibrillas de la fibra muscular se encuentran de tal manera que coincide la ubicación de los sarcómeros en ellas. Esto crea un patrón de estrías cruzadas.
Sarcómero y filamentos. Los sarcómeros de las miofibrillas están separados entre sí por placas Z, que contienen la proteína beta-actinina. En ambas direcciones, delgada filamentos de actina. En los espacios entre ellos hay más gruesos. filamentos de miosina.
El filamento de actina se asemeja externamente a dos hilos de cuentas retorcidas en una doble hélice, donde cada cuenta es una molécula de proteína. actina. Las moléculas de proteínas se encuentran en los huecos de las hélices de actina, a distancias iguales entre sí. troponina, conectado a moléculas de proteínas en forma de hilos tropomiosina.
Los filamentos de miosina se forman mediante moléculas de proteínas repetidas. miosina. Cada molécula de miosina tiene una cabeza y cola. La cabeza de miosina puede unirse a una molécula de actina, formando el llamado cruzar el puente.
La membrana celular de la fibra muscular forma invaginaciones ( túbulos transversales), que realizan la función de conducir la excitación a la membrana del retículo sarcoplásmico. Retículo sarcoplásmico (túbulos longitudinales) Es una red intracelular de tubos cerrados y cumple la función de depositar iones Ca++.
Unidad motora. La unidad funcional del músculo esquelético es unidad motora (MU). MU es un conjunto de fibras musculares que están inervadas por los procesos de una neurona motora. La excitación y contracción de las fibras que forman una unidad motora ocurren simultáneamente (cuando se excita la neurona motora correspondiente). Las unidades motoras individuales pueden excitarse y contraerse independientemente unas de otras.
Mecanismos moleculares de contracción.músculo esquelético
De acuerdo a teoría del deslizamiento del hilo, la contracción muscular se produce debido al movimiento deslizante de los filamentos de actina y miosina entre sí. El mecanismo de deslizamiento del hilo implica varios eventos secuenciales.
Las cabezas de miosina se unen a los centros de unión de los filamentos de actina (Fig. 2, A).
La interacción de la miosina con la actina conduce a reordenamientos conformacionales de la molécula de miosina. Las cabezas adquieren actividad ATPasa y giran 120°. Debido a la rotación de las cabezas, los filamentos de actina y miosina se mueven "un paso" entre sí (Fig. 2, B).
La desconexión de actina y miosina y la restauración de la conformación de la cabeza se produce como resultado de la unión de una molécula de ATP a la cabeza de miosina y su hidrólisis en presencia de Ca++ (Fig. 2, B).
El ciclo “unión – cambio de conformación – desconexión – restauración de la conformación” ocurre muchas veces, como resultado del cual los filamentos de actina y miosina se desplazan entre sí, los discos Z de los sarcómeros se acercan y la miofibrilla se acorta (Fig. .2,D).
Emparejamiento de excitación y contracción.en el músculo esquelético
En estado de reposo, no se produce deslizamiento del hilo en la miofibrilla, ya que los centros de unión en la superficie de actina están cerrados por moléculas de proteína tropomiosina (Fig. 3, A, B). La excitación (despolarización) de las miofibrillas y la propia contracción muscular están asociadas con el proceso de acoplamiento electromecánico, que incluye una serie de eventos secuenciales.
Como resultado de la activación de una sinapsis neuromuscular en la membrana postsináptica surge un EPSP, que genera el desarrollo de un potencial de acción en la zona que rodea la membrana postsináptica.
La excitación (potencial de acción) se propaga a lo largo de la membrana de las miofibrillas y, a través de un sistema de túbulos transversales, llega al retículo sarcoplásmico. La despolarización de la membrana del retículo sarcoplásmico conduce a la apertura de canales de Ca++ en ella, a través de los cuales los iones Ca++ ingresan al sarcoplasma (Fig. 3, B).
Los iones Ca++ se unen a la proteína troponina. La troponina cambia su conformación y desplaza las moléculas de proteína tropomiosina que cubrían los centros de unión de actina (Fig. 3, D).
Las cabezas de miosina se adhieren a los centros de unión abiertos y comienza el proceso de contracción (Fig. 3, E).
El desarrollo de estos procesos requiere un determinado periodo de tiempo (10-20 ms). El tiempo desde el momento de la excitación de una fibra muscular (músculo) hasta el inicio de su contracción se llama período latente de contracción.
Relajación del músculo esquelético
La relajación muscular es causada por la transferencia inversa de iones Ca++ a través de la bomba de calcio hacia los canales del retículo sarcoplásmico. A medida que el Ca++ se elimina del citoplasma, hay cada vez menos sitios de unión abiertos y, finalmente, los filamentos de actina y miosina se desconectan por completo; se produce la relajación muscular.
contractura Se llama contracción persistente y prolongada de un músculo que persiste después del cese del estímulo. Puede desarrollarse una contractura de corta duración después de una contracción tetánica como resultado de la acumulación de grandes cantidades de Ca++ en el sarcoplasma; Puede producirse una contractura prolongada (a veces irreversible) como resultado de intoxicaciones y trastornos metabólicos.
Fases y modos de contracción del músculo esquelético.
Fases de la contracción muscular.
Cuando el músculo esquelético se irrita con un solo pulso de corriente eléctrica de fuerza supraumbral, se produce una única contracción muscular, en la que se distinguen 3 fases (Fig.4, A):
período de contracción latente (oculto) (aproximadamente 10 ms), durante el cual se desarrolla el potencial de acción y se producen procesos de acoplamiento electromecánico; la excitabilidad muscular durante una sola contracción cambia de acuerdo con las fases del potencial de acción;
fase de acortamiento (aproximadamente 50 ms);
Fase de relajación (unos 50 ms).
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Arroz. 4. Características de la contracción de un solo músculo. Origen del tétanos serrado y liso. B– fases y períodos de contracción muscular, Cambio en la longitud del músculo. se muestra en azul, potencial de acción muscular- rojo, excitabilidad muscular- púrpura. |
Modos de contracción muscular.
En condiciones naturales, no se observa una sola contracción muscular en el cuerpo, ya que a lo largo de los nervios motores que inervan el músculo se producen una serie de potenciales de acción. Dependiendo de la frecuencia de los impulsos nerviosos que llegan al músculo, éste puede contraerse en uno de tres modos (Fig. 4, B).
Las contracciones de un solo músculo ocurren con una baja frecuencia de impulsos eléctricos. Si el siguiente impulso ingresa al músculo después de completar la fase de relajación, se produce una serie de contracciones únicas sucesivas.
A una frecuencia de impulso más alta, el siguiente impulso puede coincidir con la fase de relajación del ciclo de contracción anterior. La amplitud de las contracciones se sumará y habrá tétanos serrado- contracción prolongada, interrumpida por períodos de relajación muscular incompleta.
Con un aumento adicional en la frecuencia del pulso, cada pulso posterior actuará sobre el músculo durante la fase de acortamiento, lo que resultará en tétanos suave- contracción prolongada, no interrumpida por períodos de relajación.
Frecuencia optima y pesima
La amplitud de la contracción tetánica depende de la frecuencia de los impulsos que irritan el músculo. Frecuencia óptima Llaman a la frecuencia de los impulsos irritantes en los que cada impulso posterior coincide con la fase de mayor excitabilidad (Fig. 4, A) y, en consecuencia, causa el tétanos de mayor amplitud. Frecuencia pesima Se denomina frecuencia de estimulación más alta, en la que cada pulso de corriente posterior cae en la fase refractaria (Fig. 4, A), como resultado de lo cual la amplitud del tétanos disminuye significativamente.
Trabajo del músculo esquelético.
La fuerza de la contracción del músculo esquelético está determinada por 2 factores:
- el número de unidades implicadas en la reducción;
Frecuencia de contracción de las fibras musculares.
El trabajo del músculo esquelético se logra mediante un cambio coordinado en el tono (tensión) y la longitud del músculo durante la contracción.
Tipos de trabajo de los músculos esqueléticos:
trabajo dinámico de superación ocurre cuando un músculo, al contraerse, mueve el cuerpo o sus partes en el espacio;
trabajo estático (de retención) se realiza si, debido a la contracción de los músculos, partes del cuerpo se mantienen en una determinada posición;
operación de rendimiento dinámico Ocurre cuando un músculo funciona pero se estira porque la fuerza que realiza no es suficiente para mover o sostener partes del cuerpo.
Durante el trabajo, el músculo puede contraerse:
isotónico– el músculo se acorta bajo tensión constante (carga externa); la contracción isotónica se reproduce sólo en el experimento;
isometricos– la tensión muscular aumenta, pero su longitud no cambia; el músculo se contrae isométricamente al realizar un trabajo estático;
auxotónico– la tensión muscular cambia a medida que se acorta; La contracción auxotónica se realiza durante el trabajo de superación dinámica.
Regla de cargas medias– el músculo puede realizar el máximo trabajo bajo cargas moderadas.
Fatiga– un estado fisiológico de un músculo que se desarrolla después de un trabajo prolongado y se manifiesta por una disminución en la amplitud de las contracciones, una extensión del período latente de contracción y la fase de relajación. Las causas de la fatiga son: agotamiento de las reservas de ATP, acumulación de productos metabólicos en el músculo. La fatiga muscular durante el trabajo rítmico es menor que la fatiga sináptica. Por tanto, cuando el cuerpo realiza un trabajo muscular, la fatiga se desarrolla inicialmente a nivel de las sinapsis del sistema nervioso central y de las sinapsis neuromusculares.
Organización estructural y reducción.músculos lisos
Organización estructural. El músculo liso está formado por células individuales en forma de huso ( miocitos), que se encuentran en el músculo de forma más o menos caótica. Los filamentos contráctiles están dispuestos de forma irregular, por lo que no hay estrías transversales del músculo.
El mecanismo de contracción es similar al del músculo esquelético, pero la velocidad de deslizamiento de los filamentos y la velocidad de hidrólisis del ATP son 100 a 1 000 veces menores que en el músculo esquelético.
El mecanismo de acoplamiento de excitación y contracción. Cuando la célula se excita, el Ca++ ingresa al citoplasma del miocito no sólo desde el retículo sarcoplásmico, sino también desde el espacio intercelular. Los iones Ca++, con la participación de la proteína calmodulina, activan la enzima (miosina quinasa), que transfiere el grupo fosfato del ATP a la miosina. Las cabezas de miosina fosforiladas adquieren la capacidad de unirse a los filamentos de actina.
Contracción y relajación de los músculos lisos. La velocidad de eliminación de iones Ca++ del sarcoplasma es mucho menor que en el músculo esquelético, por lo que la relajación se produce muy lentamente. Los músculos lisos realizan largas contracciones tónicas y movimientos rítmicos lentos. Debido a la baja intensidad de la hidrólisis del ATP, los músculos lisos se adaptan de manera óptima para la contracción a largo plazo, lo que no provoca fatiga ni un alto consumo de energía.
Propiedades fisiológicas de los músculos.
Las propiedades fisiológicas generales de los músculos esqueléticos y lisos son excitabilidad Y contractilidad. Las características comparativas de los músculos esqueléticos y lisos se dan en la tabla. 6.1. Las propiedades y características fisiológicas del músculo cardíaco se analizan en la sección "Mecanismos fisiológicos de la homeostasis".
Tabla 7.1.Características comparativas de los músculos esqueléticos y lisos.
Propiedad |
Músculos esqueléticos |
Músculo liso |
Tasa de despolarización |
lento |
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Periodo refractario |
corto |
largo |
Naturaleza de la contracción |
fase rapida |
tónico lento |
Los costos de energía |
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El plastico |
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Automático |
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Conductividad |
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Inervación |
neuronas motoras del SN somático |
Neuronas posganglionares del sistema nervioso autónomo. |
Movimientos realizados |
arbitrario |
involuntario |
Sensibilidad química |
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Capacidad de dividir y diferenciar. |
El plastico Los músculos lisos se manifiestan en el hecho de que pueden mantener un tono constante tanto en estado acortado como extendido.
Conductividad El tejido muscular liso se manifiesta en el hecho de que la excitación se propaga de un miocito a otro a través de contactos (nexos) conductores de electricidad especializados.
Propiedad automatización El músculo liso se manifiesta en el hecho de que puede contraerse sin la participación del sistema nervioso, debido a que algunos miocitos pueden generar espontáneamente potenciales de acción que se repiten rítmicamente.
La contracción es isotónica, en la que las fibras musculares se acortan y engrosan, y su tensión permanece prácticamente sin cambios.
Gran diccionario médico. 2000 .
Vea qué es “contracción isotónica” en otros diccionarios:
Contracción de un músculo bajo tensión constante, expresada en una disminución de su longitud y un aumento de su sección transversal. En el cuerpo I. m.s. no se observa en su forma pura. Para puramente I. m.s. se acerca el movimiento de la extremidad descargada; en… …
contracción isotónica- izotoninis raumens susitraukimas statusas T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Raumens susitraukimas, kurio metu raumeninės skaidulos keičia savo ilgį (patrumpėja ir pastorėja), o įtampa beveik nekinta, pvz., tolygiai, vi enodu greičiu… … Sporto terminų žodynas
isotónico- (isos iguales + tonos tensión) – contracción de la fibra muscular, manifestada por acortamiento y engrosamiento; el voltaje permanece prácticamente sin cambios...
Contracción isotónica- músculos (de isos iguales, tono tensión) – cuando un músculo se contrae durante la irritación, su longitud cambia, pero su tono no cambia... Glosario de términos sobre fisiología de los animales de granja.
Contracción de un músculo, expresada en un aumento de su tensión manteniendo una longitud constante (por ejemplo, contracción de un músculo de una extremidad, cuyos extremos están fijos e inmóviles). En el cuerpo para I. m.s. La tensión que desarrolla el músculo al intentar... se acerca. Gran enciclopedia soviética
Acortamiento o tensión de los músculos en respuesta a la irritación provocada por la descarga motora. neuronas. Se adoptó el modelo de M. s, según el cual, cuando se excita la superficie de la membrana de la fibra muscular, el potencial de acción se propaga primero por todo el sistema... ... Diccionario enciclopédico biológico
CONTRACCIÓN MUSCULAR- la función principal del tejido muscular es el acortamiento o tensión de los músculos en respuesta a la irritación provocada por la descarga de las neuronas motoras. EM. subyace a todos los movimientos del cuerpo humano. Hay M. s. isométrica, cuando el músculo desarrolla fuerza... ... Psicomotricidad: diccionario-libro de referencia
CORAZÓN- CORAZÓN. Contenidos: I. Anatomía comparada.......... 162 II. Anatomía e histología.......... 167 III. Fisiología comparada......... 183 IV. Fisiología................. 188 V. Fisiopatología................ 207 VI. Fisiología, pat.... ... Gran enciclopedia médica
Una unidad motora (UM) es la unidad funcional del músculo esquelético. El ME incluye un grupo de fibras musculares y la neurona motora que las inerva. La cantidad de fibras musculares que componen una UI varía en diferentes músculos. Por ejemplo, donde... ... Wikipedia
ISOTONICO- Literalmente – tensión igual. Por tanto, una contracción isotónica es aquella en la que hay igual tensión en el músculo durante el movimiento, como ocurre al simplemente levantar el brazo: una solución isotónica es aquella en la que... ... Diccionario explicativo de psicología.
Academia Estatal de Cultura Física de Jarkov
Departamento de Higiene y Fisiología Humana
Ensayo
en la disciplina: "Fisiología Humana"
Sobre el tema: “Formas y tipos de contracciones musculares. Regulación de la tensión, la fuerza y la fatiga muscular”.
Completado por: alumno del grupo 43 del departamento de correspondencia
Prosin I.V.
Jarkov – 2015
1. Introducción
2) Formas y tipos de contracciones musculares.
3) Fuerza y función muscular..
4) Fatiga muscular
5. Conclusión
6) Lista de referencias utilizadas
Introducción
En el cuerpo humano, según su estructura y propiedades fisiológicas, existen 3 tipos de tejido muscular:
1. Esquelético.
2. Suave.
3. Cardíaco.
Todos los tipos de músculos tienen ciertas propiedades:
1. Excitabilidad.
2. Conductividad.
3. Contractilidad: cambio de longitud o tensión.
4. La capacidad de relajarse.
En condiciones naturales, la actividad muscular es de naturaleza reflexiva. La actividad eléctrica de un músculo se puede registrar mediante un electromiógrafo. La electromiografía se utiliza en medicina deportiva.
Reducción músculos esqueléticos se produce en respuesta a impulsos nerviosos provenientes de células nerviosas especiales: las neuronas motoras. Durante la contracción, se desarrollan fibras musculares. Voltaje. La tensión desarrollada durante la contracción es percibida por los músculos de diferentes maneras, lo que determina las diferentes formas y tipos de contracción muscular.
Formas y tipos de contracciones musculares.
El músculo es capaz de contraerse tanto en reposo como en estado acortado o estirado. En reposo, el músculo puede desarrollar una tensión muy alta.
En primer lugar, porque el grado óptimo de contacto entre los filamentos de actina y miosina permite crear el máximo número de conexiones puente y, por tanto, desarrollar activa y fuertemente la tensión del componente contráctil.
En segundo lugar, debido a que el componente elástico del músculo ya está preestirado como un resorte, ya se ha creado una tensión adicional. La tensión desarrollada activamente del componente contráctil se suma a la tensión elástica acumulada en el componente elástico y se materializa en una tensión muscular elevada resultante.
El preestiramiento posterior del músculo, que excede significativamente la longitud en estado de reposo, conduce a un contacto insuficiente entre los filamentos de actina y miosina. Al mismo tiempo, las condiciones para el desarrollo de una tensión sarcómera significativa y activa se deterioran notablemente.
Sin embargo, con un gran preestiramiento de los músculos involucrados, por ejemplo, con un amplio swing en el lanzamiento de jabalina, los atletas logran mejores resultados que sin swing. Este fenómeno se explica por el hecho de que el aumento de la pretensión del componente elástico supera la disminución del desarrollo activo de la tensión en el componente contráctil. Existen diferentes formas y tipos de contracción muscular.
Con una forma dinámica, el músculo cambia su longitud; estática – tensión (pero no cambia de longitud); auxotónico: longitud y tensión.
Existen estos tipos de contracciones: isométricas, isocinéticas y mixtas.
Debido al entrenamiento de fuerza dirigido (el método de carga submáxima repetida), aumentan la sección transversal y el número tanto de los elementos contráctiles (miofibrillas) como de otros elementos del tejido conectivo de la fibra muscular (mitocondrias, depósitos de fosfato y glucógeno, etc.).
Es cierto que este proceso conduce a un aumento directo de la fuerza contráctil de las fibras musculares y no a un aumento inmediato de su sección transversal. Sólo después de que este desarrollo haya alcanzado un cierto nivel, el entrenamiento de fuerza continuo puede ayudar a aumentar el grosor de las fibras musculares y, por lo tanto, aumentar la sección transversal del músculo (hipertrofia).
Así, el aumento de la sección transversal del músculo se produce debido al engrosamiento de las fibras (aumento de sarcómeros en la sección transversal del músculo), y no debido a un aumento en el número de fibras musculares, como a menudo se cree erróneamente. ficticio.
La cantidad de fibras en cada músculo individual está determinada genéticamente y, como muestra la investigación científica, esta cantidad no se puede cambiar mediante el entrenamiento de fuerza. Curiosamente, las personas difieren significativamente en la cantidad de fibras musculares por músculo.
Un atleta cuyo bíceps contiene una gran cantidad de fibras tiene más posibilidades de aumentar la sección transversal de ese músculo entrenando para engrosar las fibras que un atleta cuyo bíceps contiene una cantidad relativamente pequeña de fibras. En los representantes más capaces de deportes que requieren fuerza máxima y de alta velocidad, con un entrenamiento sistemático y persistente, la proporción de músculos con respecto al peso corporal total aumenta al 60% o más.
La fuerza del músculo esquelético, como ya se señaló, depende principalmente de su sección transversal, es decir, del número y grosor de las miofibrillas ubicadas paralelas en las fibras, y del número de posibles conexiones puente entre los filamentos de miosina y actina formados por este número. .
Por tanto, si un deportista aumenta el diámetro de las fibras musculares, aumenta su fuerza. Sin embargo, la fuerza y la masa muscular no aumentan al mismo ritmo. Si la masa muscular se duplica, la fuerza aumenta aproximadamente tres veces. En las mujeres, la fuerza es de 60 a 100 N/cm2 (6 a 10 kg/cm2, y en los hombres, de 70 a 120 N/cm2. La gran distribución de estos indicadores (fuerza producida por 1 cm2 de área de sección transversal) es explicado por diversos factores, tanto dependientes como independientes del entrenamiento, como la coordinación intramuscular e intermuscular, las reservas de energía y la estructura de las fibras.
Cuando los músculos están excitados, finos filamentos de actina se mueven a ambos lados entre gruesos filamentos de miosina. El músculo se contrae y su longitud disminuye. Dado que cada miofibrilla consta de un número mayor (n) de sarcómeros ubicados sucesivamente, la magnitud y la tasa de cambio en la longitud del músculo es n veces mayor que la de un sarcómero.
La fuerza de tracción desarrollada por una miofibrilla que consta de n sarcómeros ubicados sucesivamente es igual a la fuerza de tracción de un sarcómero. Estos mismos n sarcómeros conectados en paralelo (correspondientes a una gran cantidad de miofibrillas) dan un aumento n veces en la fuerza de tracción, pero la tasa de cambio en la longitud del músculo es la misma que la tasa de contracción de un sarcómero.
Por tanto, un aumento en el diámetro fisiológico de un músculo conduce a un aumento de su fuerza, pero no cambia la velocidad de su acortamiento, y viceversa, un aumento en la longitud de un músculo conduce a un aumento en la velocidad de contracción. , pero no afecta su fuerza. Decimos: los músculos cortos son fuertes, los músculos largos son rápidos.
Fuerza y función muscular..
La fuerza muscular está determinada por la tensión máxima que puede desarrollar en condiciones de contracción isométrica o al levantar una carga máxima. Para medir la fuerza muscular, determine la carga máxima que es capaz de levantar.
La fuerza de un músculo, en igualdad de condiciones, no depende de su longitud, sino de su sección transversal. Para poder comparar la fuerza de diferentes músculos, se divide la carga máxima que un músculo es capaz de levantar entre el número de centímetros cuadrados de su sección transversal. La fuerza muscular absoluta se expresa en kg por 1 cm2.
Al levantar una carga, el músculo realiza un trabajo mecánico, que se mide por el producto de la masa de la carga por la altura de elevación y se expresa en kilogramos. El músculo realiza la mayor parte del trabajo con cargas medias.
Una disminución temporal del rendimiento muscular que se produce como resultado del trabajo y desaparece después del descanso se llama fatiga. Este último es un proceso fisiológico complejo asociado principalmente con la fatiga de los centros nerviosos. Un cierto papel en el desarrollo de la fatiga lo desempeña la acumulación de productos metabólicos (ácido láctico, etc.) en el músculo que trabaja y el agotamiento gradual de las reservas de energía.
En reposo, fuera del trabajo, los músculos no están completamente relajados, sino que conservan cierta tensión, llamada tono. La expresión externa del tono es un cierto grado de elasticidad muscular. El tono muscular es causado por impulsos nerviosos que llegan continuamente desde las neuronas motoras de la médula espinal. El tono del músculo esquelético juega un papel importante en el mantenimiento de una determinada posición del cuerpo en el espacio, manteniendo el equilibrio y la elasticidad de los músculos.
Hay tres modos de contracción muscular:
Isotónico;
Isométrica;
Mixto (auxométrico).
El modo isotónico de contracción muscular se caracteriza por un cambio predominante en la longitud de la fibra muscular, sin un cambio significativo en la tensión. Este modo de contracción muscular se observa, por ejemplo, al levantar cargas ligeras y medianas.
El modo isométrico de contracción muscular se caracteriza por un cambio predominante en la tensión muscular, sin un cambio significativo en la longitud. Un ejemplo son los cambios en el estado de los músculos cuando una persona intenta mover un objeto grande (por ejemplo, cuando intenta mover una pared de una habitación).
Tipo mixto (auxométrico) de contracción muscular, la opción más realista y más común. Contiene componentes de la primera y segunda opción en diferentes proporciones dependiendo de las condiciones ambientales reales.
Tipos de contracción muscular
Hay tres tipos de contracción muscular:
Contracción de un solo músculo;
Contracción del músculo tetánico (tétanos);
Contracción muscular tónica.
Además, la contracción del músculo tetánico se divide en tétanos serrado y liso.
Una contracción muscular única se produce en condiciones de acción sobre el músculo de estímulos eléctricos umbral o supraumbral, cuyo intervalo entre impulsos es igual o mayor que la duración de una contracción muscular única. En una sola contracción muscular se distinguen tres periodos de tiempo: periodo de latencia, fase de acortamiento y fase de relajación (ver Fig. 3).
Arroz. 3 Contracción de un solo músculo y sus características.
LP – período de latencia, FU – fase de acortamiento, FR – fase de relajación
La contracción del músculo tetánico (tétanos) ocurre en condiciones de acción sobre el músculo esquelético de un estímulo eléctrico umbral o supraumbral, cuyo intervalo entre impulsos es menor que la duración de una sola contracción muscular. Dependiendo de la duración de los intervalos entre estímulos del estímulo eléctrico, puede producirse tétanos irregular o suave cuando se expone a él. Si el intervalo entre impulsos del estímulo eléctrico es menor que la duración de una sola contracción muscular, pero mayor o igual a la suma del período latente y la fase de acortamiento, se produce tétanos serrado. Esta condición se cumple cuando la frecuencia del estímulo eléctrico pulsado aumenta en un rango determinado.
Si la duración del intervalo entre impulsos del estímulo eléctrico es menor que la suma del período latente y la fase de acortamiento, se produce tétanos suave. En este caso, la amplitud del tétanos liso es mayor que la amplitud de la contracción de un solo músculo y la contracción tetánica serrada. Con una disminución adicional en el intervalo entre impulsos del estímulo eléctrico y, por lo tanto, con un aumento en la frecuencia, la amplitud de las contracciones tetánicas aumenta (ver Fig. 4).
Arroz. 4 Dependencia de la forma y amplitud de las contracciones tetánicas de la frecuencia del estímulo. – el comienzo de la acción del estímulo, - el final de la acción del estímulo.
Sin embargo, este patrón no es absoluto: a un cierto valor de frecuencia, en lugar del aumento esperado en la amplitud del thetatnus suave, se observa el fenómeno de su disminución (ver Fig. 5). Este fenómeno fue descubierto por primera vez por el científico ruso N.E. Vvedensky y lo llamó pessimum. Según N.E. Vvedensky, la base de los fenómenos pesimales es el mecanismo de inhibición.
Arroz. 5. Dependencia de la amplitud del tétanos suave de la frecuencia del estímulo. Las designaciones son las mismas que en la Figura 5.
