Jenis dan cara kontraksi otot. Kerja dan kekuatan otot. Jenis serabut saraf. Cara aktivitas otot Mekanisme kontraksi otot
Untuk memahami inti dari metode senam isometrik, saya sarankan Anda terjun ke dunia menarik tentang fisiologi kontraksi otot, yaitu mengetahui cara kerja otot-otot tubuh kita. Lakukan eksperimen sederhana: letakkan bahu Anda sehingga otot bisep Anda terlihat, dan letakkan tangan Anda yang lain di atasnya. Mulailah perlahan-lahan menekuk lengan telanjang Anda di siku - Anda akan merasakan kontraksi otot bisep. Berat lengan tetap sama, sehingga otot menegang selama bergerak kurang lebih merata.
Kontraksi otot ini disebut isotonik(Iso Yunani – sama).
Mode operasi ini mengarah pada gerakan - sebenarnya, tujuan otot tersebut. Namun perlu diperhatikan bahwa tidak hanya otot yang bergerak, tetapi juga tulang dan persendian. Mereka adalah mata rantai lemah yang paling cepat rusak. Tulang rawan sendi adalah salah satu jaringan tubuh yang paling rentan. Tidak ada pembuluh darah di dalamnya, sehingga tulang rawan diberi nutrisi dengan sangat lambat karena difusi - “impregnasi” nutrisi dari tulang di sekitarnya, dan, sayangnya, karena alasan ini, nutrisi tersebut praktis tidak dipulihkan.
Gerakan aktif, dan bahkan dengan beban, membebani tulang rawan artikular secara serius. Pekerjaan yang berlebihan membebani sendi, dan lapisan tulang rawan menjadi lebih tipis, “terhapus”, menyebabkan tulang benar-benar berderit. Arthrosis adalah nama penyakit sendi yang berhubungan dengan penuaan tulang rawan artikular. Setiap gerakan pada persendian seperti itu dapat menimbulkan rasa sakit, sehingga gerakan menjadi terbatas, dan Anda harus mengucapkan selamat tinggal pada senam.
Mari kita coba melanjutkan eksperimen fisiologis sederhana kita. Cobalah untuk mengencangkan otot bisep brachii Anda agar lengan bawah dan bahu Anda tetap tidak bergerak. Apakah Anda merasakan ketegangan otot? Tentu saja, tetapi pada saat yang sama tangan tidak bergerak, tidak ada gerakan pada persendian. Mode operasi ini disebut isometrik. Sebuah rezim yang melindungi persendian Anda dan melatih serat otot, membuat Anda senang bergerak selama bertahun-tahun!
Setiap gerakan, seperti bayangan, diikuti oleh kelelahan dan kelelahan, dan keinginan untuk relaksasi dan istirahat selalu mengarah pada penghentian olahraga. Jadi setelah percobaan kami, rilekskan bahu Anda dan biarkan lengan Anda menggantung bebas seperti dahan pohon - rasakan tingkat relaksasi otot dan ingat perasaan ini. Mari kita lanjutkan ke percobaan terakhir.
Mulailah menekuk sendi siku satu lengan, dan usahakan agar tidak bergerak dengan tangan lainnya - inilah ketegangan bisep isometrik yang sudah Anda ketahui. Tahan posisi ini selama dua puluh detik. Sekarang cepat berjalan dengan punggung menghadap dinding, letakkan telapak tangan Anda yang bekerja di dinding, jari ke bawah, dan jongkok perlahan, jaga lengan tetap lurus. Apakah Anda merasakan regangan pada otot bisep Anda? Ya, ini adalah perasaan yang kuat dan bahkan sedikit menyakitkan, namun menyenangkan.
Regangkan lengan Anda tidak lebih dari 10 detik. Sekarang rileks dan turunkan tangan Anda ke bawah. Saya yakin sekarang Anda merasakan relaksasi otot bisep Anda lebih dari setelah ikal biasa. Kondisi ini mendapat nama khusus - relaksasi pasca-isometrik, yang baru saja Anda pelajari caranya sendiri. Saya rasa sudah jelas bagi Anda bahwa peregangan dan relaksasi otot setelah ketegangan isometrik jauh lebih efektif daripada peregangan biasa.
Jadi, senam isometrik didasarkan pada ketegangan otot TANPA GERAKAN. Ini menjaga sendi, mencegah keausan tulang rawan artikular dan perkembangan arthrosis. Dalam banyak latihan, fase kontraksi isometrik diikuti dengan fase peregangan. Ini adalah teknik efektif yang melemaskan otot, meredakan kejang otot dan memiliki efek analgesik yang nyata. Ingatlah betapa menyenangkannya melakukan peregangan setelah duduk lama - senam isometrik akan melatih dan mengendurkan otot target - otot yang perlu dimuat secara khusus untuk patologi atau masalah Anda.
Kesimpulan:
Kontraksi isometrik suatu otot adalah ketegangannya tanpa adanya gerakan pada sendi.
Senam isometrik, menguatkan otot, mengencangkan sendi dan tulang rawan.
Peregangan otot setelah ketegangan isometrik (relaksasi pasca-isometrik) merupakan teknik yang efektif untuk relaksasi otot dan menghilangkan rasa sakit.
Kontraksi otot merupakan fungsi vital tubuh yang berhubungan dengan proses pertahanan, pernafasan, nutrisi, seksual, ekskresi dan proses fisiologis lainnya. Semua jenis gerakan sukarela - berjalan, ekspresi wajah, gerakan bola mata, menelan, bernapas, dll dilakukan oleh otot rangka. Gerakan tak sadar (kecuali kontraksi jantung) - gerak peristaltik lambung dan usus, perubahan tonus pembuluh darah, pemeliharaan tonus kandung kemih - disebabkan oleh kontraksi otot polos. Kerja jantung dijamin oleh kontraksi otot jantung.
Organisasi struktural otot rangka
Serat otot dan miofibril (Gbr. 1). Otot rangka terdiri dari banyak serabut otot yang mempunyai titik perlekatan pada tulang dan letaknya sejajar satu sama lain. Setiap serat otot (miosit) mencakup banyak subunit - miofibril, yang dibangun dari blok (sarkomer) yang berulang dalam arah memanjang. Sarkomer adalah unit fungsional alat kontraktil otot rangka. Miofibril dalam serat otot terletak sedemikian rupa sehingga lokasi sarkomer di dalamnya bertepatan. Hal ini menciptakan pola lurik silang.
Sarkomer dan filamen. Sarkomer di miofibril dipisahkan satu sama lain oleh pelat Z, yang mengandung protein beta-aktinin. Di kedua arah, tipis filamen aktin. Di ruang di antara mereka ada yang lebih tebal filamen miosin.
Filamen aktin secara eksternal menyerupai dua untaian manik-manik yang dipelintir menjadi heliks ganda, di mana setiap manik merupakan molekul protein aktin. Molekul protein terletak pada ceruk heliks aktin pada jarak yang sama satu sama lain. troponin, terhubung ke molekul protein seperti benang tropomiosin.
Filamen miosin dibentuk oleh molekul protein berulang miosin. Setiap molekul miosin memiliki kepala dan ekor. Kepala miosin dapat berikatan dengan molekul aktin, membentuk apa yang disebut jembatan penyeberangan.
Membran sel serat otot membentuk invaginasi ( tubulus transversal), yang menjalankan fungsi menghantarkan eksitasi ke membran retikulum sarkoplasma. Retikulum sarkoplasma (tubulus memanjang) Ini adalah jaringan intraseluler dari tabung tertutup dan melakukan fungsi penyimpanan ion Ca++.
Satuan motorik. Unit fungsional otot rangka adalah satuan motorik (MU). MU adalah sekumpulan serat otot yang dipersarafi oleh proses satu neuron motorik. Eksitasi dan kontraksi serat-serat yang membentuk satu unit motorik terjadi secara bersamaan (ketika neuron motorik terkait tereksitasi). Unit motorik individu dapat tereksitasi dan berkontraksi secara independen satu sama lain.
Mekanisme kontraksi molekulerotot rangka
Berdasarkan teori geser benang, kontraksi otot terjadi karena adanya pergerakan geser filamen aktin dan miosin relatif satu sama lain. Mekanisme geser benang melibatkan beberapa peristiwa berurutan.
Kepala miosin menempel pada pusat pengikatan filamen aktin (Gbr. 2, A).
Interaksi miosin dengan aktin menyebabkan penataan ulang konformasi molekul miosin. Kepala memperoleh aktivitas ATPase dan berputar 120°. Karena perputaran kepala, filamen aktin dan miosin bergerak “satu langkah” relatif satu sama lain (Gbr. 2, B).
Pemutusan aktin dan miosin serta pemulihan konformasi kepala terjadi sebagai akibat perlekatan molekul ATP ke kepala miosin dan hidrolisisnya dengan adanya Ca++ (Gbr. 2, B).
Siklus “pengikatan – perubahan konformasi – pemutusan – pemulihan konformasi” terjadi berulang kali, sebagai akibat dari perpindahan filamen aktin dan miosin relatif satu sama lain, cakram Z sarkomer mendekat dan miofibril memendek (Gbr. .2,D).
Pasangan eksitasi dan kontraksipada otot rangka
Dalam keadaan istirahat, tidak terjadi pergeseran benang pada miofibril, karena pusat pengikatan pada permukaan aktin ditutup oleh molekul protein tropomiosin (Gbr. 3, A, B). Eksitasi (depolarisasi) miofibril dan kontraksi otot itu sendiri berhubungan dengan proses kopling elektromekanis, yang mencakup serangkaian peristiwa berurutan.
Sebagai hasil dari aktivasi sinapsis neuromuskular pada membran postsinaptik, timbul EPSP, yang menghasilkan pengembangan potensial aksi di daerah sekitar membran postsinaptik.
Eksitasi (potensial aksi) menyebar sepanjang membran miofibril dan, melalui sistem tubulus transversal, mencapai retikulum sarkoplasma. Depolarisasi membran retikulum sarkoplasma menyebabkan terbukanya saluran Ca++ di dalamnya, melalui mana ion Ca++ masuk ke sarkoplasma (Gbr. 3, B).
Ion Ca++ berikatan dengan protein troponin. Troponin mengubah konformasinya dan menggantikan molekul protein tropomiosin yang menutupi pusat pengikatan aktin (Gbr. 3, D).
Kepala miosin menempel pada pusat pengikatan yang terbuka, dan proses kontraksi dimulai (Gbr. 3, E).
Perkembangan proses tersebut memerlukan jangka waktu tertentu (10–20 ms). Waktu dari saat serabut otot (otot) tereksitasi sampai mulai berkontraksi disebut periode kontraksi laten.
Relaksasi otot rangka
Relaksasi otot disebabkan oleh transfer balik ion Ca++ melalui pompa kalsium ke saluran retikulum sarkoplasma. Saat Ca++ dikeluarkan dari sitoplasma, situs pengikatan terbuka semakin sedikit, dan akhirnya filamen aktin dan miosin terputus sepenuhnya; terjadi relaksasi otot.
Kontraktur disebut kontraksi otot yang persisten dan jangka panjang yang berlangsung setelah penghentian stimulus. Kontraktur jangka pendek dapat terjadi setelah kontraksi tetanik sebagai akibat dari akumulasi Ca++ dalam jumlah besar di sarkoplasma; kontraktur jangka panjang (terkadang tidak dapat diubah) dapat terjadi akibat keracunan dan gangguan metabolisme.
Fase dan cara kontraksi otot rangka
Fase kontraksi otot
Ketika otot rangka teriritasi oleh satu denyut arus listrik dengan kekuatan melebihi ambang batas, terjadi kontraksi otot tunggal, di mana 3 fase dibedakan (Gbr. 4, A):
periode kontraksi laten (tersembunyi) (sekitar 10 ms), di mana potensial aksi berkembang dan proses penggandengan elektromekanis terjadi; rangsangan otot selama kontraksi tunggal berubah sesuai dengan fase potensial aksi;
fase pemendekan (sekitar 50 ms);
fase relaksasi (sekitar 50 ms).
 |
Beras. 4. Ciri-ciri kontraksi otot tunggal. Asal tetanus bergerigi dan halus. B– fase dan periode kontraksi otot, Perubahan panjang otot ditampilkan dengan warna biru, potensi aksi otot- merah, rangsangan otot- ungu. |
Cara kontraksi otot
Dalam kondisi alami, kontraksi otot tunggal tidak diamati di dalam tubuh, karena serangkaian potensial aksi terjadi di sepanjang saraf motorik yang mempersarafi otot. Bergantung pada frekuensi impuls saraf yang masuk ke otot, otot dapat berkontraksi dalam salah satu dari tiga mode (Gbr. 4, B).
Kontraksi otot tunggal terjadi pada impuls listrik frekuensi rendah. Jika impuls berikutnya memasuki otot setelah selesainya fase relaksasi, serangkaian kontraksi tunggal yang berurutan terjadi.
Pada frekuensi impuls yang lebih tinggi, impuls berikutnya mungkin bertepatan dengan fase relaksasi dari siklus kontraksi sebelumnya. Amplitudo kontraksi akan dijumlahkan, dan akan ada tetanus bergerigi- kontraksi berkepanjangan, terganggu oleh periode relaksasi otot yang tidak lengkap.
Dengan peningkatan lebih lanjut dalam frekuensi denyut nadi, setiap denyut berikutnya akan bekerja pada otot selama fase pemendekan, sehingga menghasilkan tetanus halus- kontraksi berkepanjangan, tidak diganggu oleh periode relaksasi.
Frekuensi optimal dan pessimum
Amplitudo kontraksi tetanik bergantung pada frekuensi impuls yang mengiritasi otot. Frekuensi optimal mereka menyebut frekuensi impuls iritasi di mana setiap impuls berikutnya bertepatan dengan fase peningkatan rangsangan (Gbr. 4, A) dan, karenanya, menyebabkan tetanus dengan amplitudo terbesar. Frekuensi pesimum frekuensi stimulasi yang lebih tinggi disebut, di mana setiap impuls arus berikutnya memasuki fase refrakter (Gbr. 4, a), akibatnya amplitudo tetanus menurun secara signifikan.
Kerja otot rangka
Kekuatan kontraksi otot rangka ditentukan oleh 2 faktor:
- jumlah unit yang terlibat dalam pengurangan;
frekuensi kontraksi serat otot.
Kerja otot rangka dicapai melalui perubahan nada (ketegangan) dan panjang otot yang terkoordinasi selama kontraksi.
Jenis kerja otot rangka:
pekerjaan mengatasi yang dinamis terjadi ketika otot, berkontraksi, menggerakkan tubuh atau bagian-bagiannya di ruang angkasa;
pekerjaan statis (menahan). dilakukan jika karena kontraksi otot, bagian-bagian tubuh dipertahankan pada posisi tertentu;
operasi hasil dinamis terjadi ketika otot berfungsi tetapi meregang karena tenaga yang dihasilkan tidak cukup untuk menggerakkan atau menahan bagian tubuh.
Selama bekerja, otot dapat berkontraksi:
isotonik– otot memendek di bawah tekanan konstan (beban eksternal); kontraksi isotonik hanya terjadi dalam percobaan;
isometrik– ketegangan otot meningkat, tetapi panjangnya tidak berubah; otot berkontraksi secara isometrik saat melakukan pekerjaan statis;
auksotonik– ketegangan otot berubah seiring memendeknya; kontraksi auksotonik dilakukan selama kerja penanggulangan dinamis.
Aturan beban rata-rata– otot dapat melakukan kerja maksimal pada beban sedang.
Kelelahan– keadaan fisiologis otot yang berkembang setelah kerja jangka panjang dan dimanifestasikan oleh penurunan amplitudo kontraksi, perpanjangan periode laten kontraksi dan fase relaksasi. Penyebab kelelahan adalah: menipisnya cadangan ATP, penimbunan produk metabolisme di otot. Kelelahan otot selama kerja ritmis lebih sedikit dibandingkan kelelahan sinapsis. Oleh karena itu, ketika tubuh melakukan kerja otot, kelelahan awalnya berkembang pada tingkat sinapsis sistem saraf pusat dan sinapsis neuromuskular.
Organisasi struktural dan penguranganotot polos
Organisasi struktural. Otot polos terdiri dari sel-sel tunggal berbentuk gelendong ( miosit), yang terletak di otot kurang lebih kacau. Filamen kontraktil tersusun tidak beraturan, akibatnya tidak ada lurik melintang pada otot.
Mekanisme kontraksinya mirip dengan otot rangka, tetapi laju geser filamen dan laju hidrolisis ATP 100–1000 kali lebih rendah dibandingkan pada otot rangka.
Mekanisme penggabungan eksitasi dan kontraksi. Ketika sel tereksitasi, Ca++ memasuki sitoplasma miosit tidak hanya dari retikulum sarkoplasma, tetapi juga dari ruang antar sel. Ion Ca++, dengan partisipasi protein calmodulin, mengaktifkan enzim (miosin kinase), yang mentransfer gugus fosfat dari ATP ke miosin. Kepala miosin terfosforilasi memperoleh kemampuan untuk menempel pada filamen aktin.
Kontraksi dan relaksasi otot polos. Laju pembuangan ion Ca++ dari sarkoplasma jauh lebih sedikit dibandingkan di otot rangka, akibatnya relaksasi terjadi sangat lambat. Otot polos melakukan kontraksi tonik yang panjang dan gerakan berirama lambat. Karena rendahnya intensitas hidrolisis ATP, otot polos beradaptasi secara optimal untuk kontraksi jangka panjang, sehingga tidak menyebabkan kelelahan dan konsumsi energi yang tinggi.
Sifat fisiologis otot
Sifat fisiologis umum otot rangka dan otot polos adalah sifat dpt dirangsang Dan kontraktilitas. Karakteristik perbandingan otot rangka dan otot polos diberikan dalam tabel. 6.1. Sifat fisiologis dan karakteristik otot jantung dibahas pada bagian “Mekanisme fisiologis homeostasis”.
Tabel 7.1.Karakteristik perbandingan otot rangka dan otot polos
Properti |
Otot rangka |
Otot polos |
Tingkat depolarisasi |
lambat |
|
Periode refrakter |
pendek |
panjang |
Sifat kontraksi |
fasik cepat |
tonik lambat |
Biaya energi |
||
Plastik |
||
Otomatis |
||
Daya konduksi |
||
Persarafan |
neuron motorik NS somatik |
neuron postganglionik dari sistem saraf otonom |
Gerakan yang dilakukan |
sewenang-wenang |
tidak disengaja |
Sensitivitas kimia |
||
Kemampuan untuk membagi dan membedakan |
Plastik otot polos dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa mereka dapat mempertahankan nada konstan baik dalam keadaan memendek maupun dalam keadaan memanjang.
Daya konduksi jaringan otot polos dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa eksitasi menyebar dari satu miosit ke miosit lainnya melalui kontak konduktif listrik khusus (nexus).
Properti otomatisasi otot polos dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa ia dapat berkontraksi tanpa partisipasi sistem saraf, karena fakta bahwa beberapa miosit mampu secara spontan menghasilkan potensi aksi yang berulang secara ritmis.
Kontraksinya bersifat isotonik, di mana serabut otot memendek dan menebal, dan ketegangannya hampir tidak berubah.
Kamus kedokteran besar. 2000 .
Lihat apa itu “kontraksi isotonik” di kamus lain:
Kontraksi otot di bawah tegangan konstan, dinyatakan dalam penurunan panjangnya dan peningkatan penampang. Di dalam tubuh I.m.s. tidak diamati dalam bentuknya yang murni. Untuk murni I. m.s. gerakan anggota tubuh yang diturunkan semakin dekat; pada… …
kontraksi isotonik- 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… … Terminal olahraga
isotonik- (isos equal + tonos tension) – kontraksi serat otot, yang diwujudkan dengan pemendekan dan penebalan; tegangan tetap hampir tidak berubah...
Kontraksi isotonik- otot (dari isos sama, ketegangan tonus) – ketika otot berkontraksi selama iritasi, panjangnya berubah, tetapi nadanya tidak berubah... Glosarium istilah fisiologi hewan ternak
Kontraksi otot, dinyatakan dalam peningkatan ketegangannya sambil mempertahankan panjang yang konstan (misalnya, kontraksi otot anggota badan, yang kedua ujungnya tidak bergerak). Di dalam tubuh I. m.s. ketegangan yang dikembangkan oleh otot ketika mencoba... semakin dekat. Ensiklopedia Besar Soviet
Pemendekan atau ketegangan otot sebagai respons terhadap iritasi yang disebabkan oleh pelepasan motorik. neuron. Model M. s telah diadopsi, yang menurutnya, ketika permukaan membran serat otot tereksitasi, potensial aksi pertama-tama menyebar ke seluruh sistem... ... Kamus ensiklopedis biologi
KONTRAKSI OTOT- Fungsi utama jaringan otot adalah memendek atau menegangnya otot sebagai respon terhadap iritasi akibat pelepasan neuron motorik. MS. mendasari seluruh gerak tubuh manusia. Ada M.s. isometrik, ketika otot mengembangkan kekuatan... ... Psikomotorik: buku referensi kamus
JANTUNG- JANTUNG. Isi : I. Anatomi Perbandingan........... 162 II. Anatomi dan histologi........... 167 III. Fisiologi Komparatif......... 183 IV. Fisiologi.................. 188 V. Patofisiologi................ 207 VI. Fisiologi, tepuk..... Ensiklopedia Kedokteran Hebat
Unit motorik (MU) adalah unit fungsional otot rangka. ME mencakup sekelompok serat otot dan neuron motorik yang mempersarafinya. Jumlah serat otot yang membentuk satu IU bervariasi pada otot yang berbeda. Misalnya, di mana... ... Wikipedia
ISOTONIK- Secara harfiah – ketegangan yang sama. Oleh karena itu, kontraksi isotonik adalah kontraksi di mana terdapat ketegangan yang sama pada otot selama gerakan, seperti yang terjadi ketika hanya mengangkat lengan: larutan isotonik adalah kontraksi di mana... ... Kamus Penjelasan Psikologi
Akademi Budaya Fisik Negeri Kharkov
Departemen Kebersihan dan Fisiologi Manusia
Karangan
dalam disiplin: "Fisiologi Manusia"
Pada topik: “Bentuk dan jenis kontraksi otot. Pengaturan ketegangan, kekuatan dan kelelahan otot.”
Diselesaikan oleh: mahasiswa kelompok 43 jurusan korespondensi
Prosin I.V.
Kharkov – 2015
1. Perkenalan
2) Bentuk dan jenis kontraksi otot.
3) Kekuatan dan fungsi otot.
4) Kelelahan otot
5. Kesimpulan
6) Daftar referensi yang digunakan
Perkenalan
Dalam tubuh manusia, menurut struktur dan sifat fisiologisnya, terdapat 3 jenis jaringan otot:
1. Kerangka.
2. Halus.
3. Jantung.
Semua jenis otot memiliki sifat tertentu:
1. Kegembiraan.
2. Konduktivitas.
3. Kontraktilitas - perubahan panjang atau tegangan
4. Kemampuan untuk rileks.
Dalam kondisi alami, aktivitas otot bersifat refleksif. Aktivitas listrik suatu otot dapat direkam dengan menggunakan elektromiograf. Elektromiografi digunakan dalam kedokteran olahraga.
Pengurangan otot rangka terjadi sebagai respons terhadap impuls saraf yang berasal dari sel saraf khusus - neuron motorik. Selama kontraksi, serat otot berkembang tegangan. Ketegangan yang timbul selama kontraksi diwujudkan oleh otot dengan cara yang berbeda-beda, yang menentukan berbagai bentuk dan jenis kontraksi otot.
Bentuk dan jenis kontraksi otot.
Otot mampu berkontraksi baik saat istirahat maupun dalam keadaan memendek atau meregang. Pada waktu istirahat, otot dapat mengalami ketegangan yang sangat tinggi.
Pertama, karena tingkat kontak optimal antara filamen aktin dan miosin memungkinkan terciptanya jumlah maksimum sambungan penghubung dan dengan demikian secara aktif dan kuat mengembangkan ketegangan komponen kontraktil.
Kedua, karena komponen elastis otot sudah diregangkan seperti pegas, maka tegangan tambahan telah tercipta. Ketegangan komponen kontraktil yang dikembangkan secara aktif diringkas dengan ketegangan elastis yang terakumulasi dalam komponen elastis dan diwujudkan menjadi satu ketegangan otot yang tinggi.
Pra-peregangan otot selanjutnya, yang secara signifikan melebihi keadaan istirahat, menyebabkan kurangnya kontak antara filamen aktin dan miosin. Pada saat yang sama, kondisi perkembangan ketegangan sarkomer yang signifikan dan aktif semakin memburuk.
Namun, dengan pra-peregangan yang besar pada otot-otot yang terlibat, misalnya dengan ayunan lebar pada lempar lembing, atlet mencapai hasil yang lebih baik dibandingkan tanpa ayunan. Fenomena ini dijelaskan oleh fakta bahwa peningkatan pratarik komponen elastis melebihi penurunan perkembangan aktif tegangan pada komponen kontraktil. Ada berbagai bentuk dan jenis kontraksi otot.
Dengan bentuk yang dinamis, otot mengubah panjangnya; statis – tegangan (tetapi tidak mengubah panjang); auksotonik – panjang dan tegangan.
Ada jenis kontraksi berikut: isometrik, isokinetik, dan campuran.
Karena latihan kekuatan yang ditargetkan (metode beban submaksimal berulang), penampang dan jumlah elemen kontraktil (miofibril) dan elemen jaringan ikat lainnya dari serat otot (mitokondria, depot fosfat dan glikogen, dll.) meningkat.
Benar, proses ini menyebabkan peningkatan langsung pada kekuatan kontraktil serat otot, dan bukan peningkatan langsung pada penampangnya. Hanya setelah perkembangan ini mencapai tingkat tertentu, latihan kekuatan yang berkelanjutan dapat membantu meningkatkan ketebalan serat otot dan dengan demikian meningkatkan penampang otot (hipertrofi).
Jadi, peningkatan penampang otot terjadi karena penebalan serabut (peningkatan sarkomer pada penampang otot), dan bukan karena peningkatan jumlah serabut otot, seperti yang sering disalahartikan. diasumsikan.
Jumlah serat di setiap otot ditentukan secara genetik, dan penelitian ilmiah menunjukkan, jumlah ini tidak dapat diubah melalui latihan kekuatan. Menariknya, setiap orang berbeda secara signifikan dalam jumlah serat otot per otot.
Seorang atlet yang otot bisepnya mengandung banyak serat memiliki peluang lebih besar untuk meningkatkan penampang otot tersebut melalui latihan untuk mengentalkan serat dibandingkan atlet yang otot bisepnya mengandung serat dalam jumlah yang relatif sedikit. Pada perwakilan olahraga paling cakap yang membutuhkan kekuatan maksimum dan kecepatan tinggi, dengan pelatihan sistematis dan terus-menerus, proporsi otot terhadap total berat badan meningkat hingga 60% atau lebih.
Kekuatan otot rangka, sebagaimana telah disebutkan, terutama bergantung pada penampangnya, yaitu pada jumlah dan ketebalan miofibril yang terletak sejajar dalam serat, dan jumlah kemungkinan hubungan penghubung antara filamen miosin dan aktin yang terdiri dari jumlah ini. .
Jadi, jika seorang atlet menambah diameter serabut otot, maka ia meningkatkan kekuatannya. Namun, kekuatan dan massa otot tidak meningkat dengan kecepatan yang sama. Jika massa otot berlipat ganda, kekuatan meningkat kira-kira tiga kali lipat. Pada wanita, gayanya adalah 60-100 N/cm2 (6-10 kg/cm2, dan pada pria - 70-120 N/cm2. Kisaran besar dari indikator ini (keluaran gaya per 1 cm2 luas penampang) adalah dijelaskan oleh berbagai faktor, baik yang bergantung maupun yang tidak bergantung pada latihan, seperti koordinasi intramuskular dan intermuskular, cadangan energi, dan struktur serat.
Ketika otot tereksitasi, filamen tipis aktin bergerak di kedua sisi di antara filamen tebal miosin. Otot berkontraksi dan panjangnya berkurang. Karena setiap miofibril terdiri dari sejumlah besar (n) sarkomer yang terletak berurutan, besaran dan laju perubahan panjang otot adalah n kali lebih besar daripada satu sarkomer.
Gaya traksi yang dikembangkan oleh miofibril yang terdiri dari n sarkomer yang terletak berurutan sama dengan gaya traksi satu sarkomer. N sarkomer yang sama ini, dihubungkan secara paralel (sesuai dengan sejumlah besar miofibril), memberikan peningkatan gaya traksi sebanyak n kali lipat, tetapi laju perubahan panjang otot sama dengan laju kontraksi satu sarkomer.
Oleh karena itu, peningkatan diameter fisiologis suatu otot menyebabkan peningkatan kekuatannya, tetapi tidak mengubah kecepatan pemendekannya, dan sebaliknya, peningkatan panjang otot menyebabkan peningkatan kecepatan kontraksi. , tapi tidak mempengaruhi kekuatannya. Kita bilang: otot pendek itu kuat, otot panjang itu cepat.
Kekuatan dan fungsi otot.
Kekuatan otot ditentukan oleh tegangan maksimum yang dapat dihasilkannya dalam kondisi kontraksi isometrik atau saat mengangkat beban maksimum. Untuk mengukur kekuatan otot, tentukan beban maksimum yang mampu diangkatnya.
Kekuatan otot, jika hal-hal lain dianggap sama, tidak bergantung pada panjangnya, tetapi pada penampangnya. Untuk dapat membandingkan kekuatan otot yang berbeda, beban maksimum yang mampu diangkat suatu otot dibagi dengan jumlah sentimeter persegi penampangnya. Kekuatan otot absolut dinyatakan dalam kg per 1 cm2.
Saat mengangkat suatu beban, otot melakukan kerja mekanis, yang diukur dengan produk massa beban dan tinggi pengangkatannya dan dinyatakan dalam kilogram. Otot melakukan pekerjaan paling banyak pada beban sedang.
Penurunan kinerja otot yang bersifat sementara yang terjadi akibat kerja dan hilang setelah istirahat disebut kelelahan. Yang terakhir adalah proses fisiologis kompleks yang terutama terkait dengan kelelahan pusat saraf. Peran tertentu dalam perkembangan kelelahan dimainkan oleh akumulasi produk metabolisme (asam laktat, dll.) di otot yang bekerja dan penipisan cadangan energi secara bertahap.
Saat istirahat, di luar pekerjaan, otot-otot tidak sepenuhnya rileks, tetapi mempertahankan ketegangan, yang disebut nada. Ekspresi eksternal dari nada adalah tingkat elastisitas otot tertentu. Tonus otot disebabkan oleh impuls saraf yang terus menerus masuk dari neuron motorik sumsum tulang belakang. Tonus otot rangka berperan penting dalam menjaga posisi tubuh tertentu dalam ruang, menjaga keseimbangan dan elastisitas otot.
Ada tiga cara kontraksi otot:
Isotonik;
Isometrik;
Campuran (auxometri).
Mode kontraksi otot isotonik ditandai dengan perubahan panjang serat otot yang dominan, tanpa perubahan ketegangan yang signifikan. Mode kontraksi otot ini diamati, misalnya, saat mengangkat beban ringan dan sedang.
Mode kontraksi otot isometrik ditandai dengan perubahan ketegangan otot yang dominan, tanpa perubahan panjang yang signifikan. Contohnya adalah perubahan keadaan otot ketika seseorang mencoba menggerakkan suatu benda besar (misalnya ketika mencoba menggerakkan dinding dalam sebuah ruangan).
Jenis kontraksi otot campuran (auxometri), pilihan paling realistis dan paling umum. Berisi komponen pilihan pertama dan kedua dalam proporsi berbeda tergantung kondisi lingkungan sebenarnya.
Jenis kontraksi otot
Ada tiga jenis kontraksi otot:
Kontraksi otot tunggal;
Kontraksi otot tetanik (tetanus);
Kontraksi otot tonik.
Selain itu, kontraksi otot tetanik terbagi menjadi tetanus bergerigi dan tetanus halus.
Kontraksi otot tunggal terjadi di bawah kondisi aksi rangsangan listrik ambang atau supraambang pada otot, interval interpulsanya sama dengan atau lebih besar dari durasi kontraksi otot tunggal. Dalam kontraksi otot tunggal, tiga periode waktu dibedakan: periode laten, fase pemendekan, dan fase relaksasi (lihat Gambar 3).
Beras. 3 Kontraksi otot tunggal dan ciri-cirinya.
LP – periode laten, FU – fase pemendekan, FR – fase relaksasi
Kontraksi otot tetanik (tetanus) terjadi di bawah kondisi aksi stimulus listrik ambang atau supraambang pada otot rangka, yang interval interpulsanya kurang dari durasi kontraksi otot tunggal. Tergantung pada durasi interval interstimulus dari stimulus listrik, tetanus bergerigi atau tetanus halus dapat terjadi ketika terkena stimulus tersebut. Jika interval interpulsa stimulus listrik kurang dari durasi kontraksi otot tunggal, tetapi lebih besar dari atau sama dengan jumlah periode laten dan fase pemendekan, terjadi tetanus bergerigi. Kondisi ini terpenuhi ketika frekuensi rangsangan listrik yang berdenyut meningkat dalam rentang tertentu.
Jika durasi interval interpulsa stimulus listrik kurang dari jumlah periode laten dan fase pemendekan, terjadi tetanus halus. Dalam hal ini, amplitudo tetanus halus lebih besar daripada amplitudo kontraksi otot tunggal dan kontraksi tetanik bergerigi. Dengan penurunan lebih lanjut dalam interval interpulsa stimulus listrik, dan oleh karena itu dengan peningkatan frekuensi, amplitudo kontraksi tetanik meningkat (lihat Gambar 4).
Beras. 4 Ketergantungan bentuk dan amplitudo kontraksi tetanik pada frekuensi stimulus. – awal aksi stimulus, - akhir aksi stimulus.
Namun, pola ini tidak mutlak: pada nilai frekuensi tertentu, alih-alih peningkatan amplitudo thetatnus halus yang diharapkan, fenomena penurunannya justru diamati (lihat Gambar 5). Fenomena ini pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Rusia N.E. Vvedensky dan disebut pessimum. Menurut N.E. Vvedensky, dasar dari fenomena pesimis adalah mekanisme penghambatan.
Beras. 5. Ketergantungan amplitudo tetanus halus pada frekuensi stimulus. Sebutannya sama seperti pada Gambar 5.
