Typy a spôsoby svalových kontrakcií. Svalová práca a sila. Druhy nervových vlákien. Spôsoby svalovej aktivity Mechanizmus svalovej kontrakcie
Aby ste pochopili podstatu izometrickej gymnastickej metódy, navrhujem vám ponoriť sa do zaujímavého sveta fyziológie svalovej kontrakcie, to znamená zistiť, ako fungujú svaly nášho tela. Vykonajte jednoduchý experiment: odkryte rameno tak, aby bolo vidieť vaše bicepsy, a položte naň druhú ruku. Začnite pomaly ohýbať holú ruku v lakti – pocítite kontrakciu bicepsu. Hmotnosť paže zostáva rovnaká, takže sval sa pri pohybe napína viac-menej rovnomerne.
Táto svalová kontrakcia sa nazýva izotonický(grécky isos – rovný).
Tento spôsob fungovania vedie k pohybu – vlastne k tomu, na čo je sval určený. Ale všimnite si, že sa nehýbe len sval, ale aj kosti a kĺby. Sú slabým článkom, ktorý sa opotrebováva najrýchlejšie. Kĺbová chrupavka je jedným z najzraniteľnejších tkanív tela. Nie sú v ňom žiadne krvné cievy, takže chrupavka je vyživovaná veľmi pomaly v dôsledku difúzie - „impregnácie“ živín zo susedných kostí, a, bohužiaľ, z tohto dôvodu sa prakticky neobnovuje.
Aktívne pohyby a dokonca aj pri záťaži vážne zaťažujú kĺbovú chrupavku. Nadmerná práca preťažuje kĺby a vrstva chrupavky sa stenčuje, „vymazáva“, čo spôsobuje, že kosti doslova vŕzgajú. Artróza je názov kĺbového ochorenia spojeného so starnutím kĺbovej chrupavky. Každý pohyb v takomto kĺbe môže spôsobiť bolesť, takže pohyb je obmedzený a s gymnastikou sa musíte rozlúčiť.
Skúsme pokračovať v našich jednoduchých fyziologických experimentoch. Snažte sa utiahnuť biceps brachii tak, aby vaše predlaktie a rameno zostali nehybné. Cítite svalové napätie? Samozrejme, ale zároveň je ruka nehybná, v kĺbe nie je žiadny pohyb. Tento režim prevádzky sa nazýva izometrický. Režim, ktorý ochráni vaše kĺby a precvičí svalové vlákna a zanechá vám radosť z pohybu na dlhé roky!
Každý pohyb, ako tieň, je nasledovaný vyčerpaním a únavou a túžba po relaxácii a odpočinku vždy vedie k zastaveniu cvičenia. Po našich experimentoch teda uvoľnite rameno a ruku nechajte voľne visieť dole ako konár stromu – pociťujte mieru uvoľnenia svalov a zapamätajte si tento pocit. Prejdime k poslednému experimentu.
Začnite ohýbať lakťový kĺb jednej ruky a snažte sa zabrániť jej pohybu s druhou – toto je izometrické napätie bicepsu, ktoré už poznáte. Držte túto pozíciu dvadsať sekúnd. Teraz rýchlo choďte chrbtom k stene, položte dlaň pracovnej ruky na stenu, prsty nadol a pomaly sa podrepnite, pričom ruku držte rovno. Cítite natiahnutie bicepsov? Áno, je to silný a dokonca mierne bolestivý, ale príjemný pocit.
Natiahnite ruku nie dlhšie ako 10 sekúnd. Teraz sa uvoľnite a spustite ruku nadol. Som si istý, že teraz cítite uvoľnenie bicepsov oveľa viac ako po bežných kučerách. Táto podmienka dostala špeciálny názov - post-izometrická relaxácia, ktorú ste sa práve naučili robiť sami. Myslím, že je vám jasné, že strečing a uvoľnenie svalov po izometrickom napätí je oveľa efektívnejšie ako bežný strečing.
Izometrická gymnastika je teda založená na svalovom napätí BEZ POHYBU. Chráni kĺby, zabraňuje opotrebovaniu kĺbovej chrupavky a progresii artrózy. V mnohých cvikoch po izometrickej kontrakčnej fáze nasleduje fáza strečingu. Ide o účinnú techniku, ktorá uvoľňuje sval, uvoľňuje svalové kŕče a má výrazný analgetický účinok. Pamätajte si, aké príjemné je natiahnuť sa po dlhom sedení – izometrická gymnastika precvičí aj uvoľní cieľový sval – ten, ktorý je potrebné zaťažiť špeciálne pre vašu patológiu alebo problém.
Závery:
Izometrická kontrakcia svalu je jeho napätie bez pohybu v kĺbe.
Izometrická gymnastika, posilňovanie svalov, šetrí kĺby a chrupavky.
Strečing svalu po izometrickom napätí (postizometrická relaxácia) je účinnou technikou na uvoľnenie svalov a úľavu od bolesti.
Svalová kontrakcia je životne dôležitá funkcia tela spojená s obrannými, dýchacími, nutričnými, sexuálnymi, vylučovacími a inými fyziologickými procesmi. Všetky druhy vôľových pohybov - chôdza, mimika, pohyby očných buliev, prehĺtanie, dýchanie atď. sú vykonávané kostrovými svalmi. Mimovoľné pohyby (okrem sťahu srdca) – peristaltika žalúdka a čriev, zmeny tonusu ciev, udržiavanie tonusu močového mechúra – sú spôsobené sťahovaním hladkých svalov. Práca srdca je zabezpečená kontrakciou srdcových svalov.
Štrukturálna organizácia kostrového svalstva
Svalové vlákno a myofibrila (obr. 1). Kostrový sval pozostáva z mnohých svalových vlákien, ktoré majú body pripojenia ku kostiam a sú umiestnené navzájom paralelne. Každé svalové vlákno (myocyt) obsahuje mnoho podjednotiek - myofibríl, ktoré sú postavené z blokov (sarkomér) opakujúcich sa v pozdĺžnom smere. Sarkoméra je funkčná jednotka kontraktilného aparátu kostrového svalstva. Myofibrily vo svalovom vlákne ležia tak, že umiestnenie sarkomérov v nich sa zhoduje. To vytvára vzor krížových ryhovaní.
Sarkoméra a vlákna. Sarkoméry v myofibrile sú od seba oddelené Z-doštičkami, ktoré obsahujú proteín beta-aktinín. V oboch smeroch tenké aktínové vlákna. V medzerách medzi nimi sú hrubšie myozínové vlákna.
Aktínové vlákno zvonka pripomína dva reťazce guľôčok stočených do dvojitej špirály, kde každá guľôčka je molekula proteínu aktín. Proteínové molekuly ležia vo vybraniach aktínových helixov v rovnakej vzdialenosti od seba. troponín, spojené s vláknitými proteínovými molekulami tropomyozín.
Myozínové vlákna sú tvorené opakujúcimi sa proteínovými molekulami myozín. Každá molekula myozínu má hlavu a chvost. Myozínová hlavica sa môže viazať na molekulu aktínu, pričom vzniká tzv krížový most.
Bunková membrána svalového vlákna tvorí invaginácie ( priečne tubuly), ktoré vykonávajú funkciu vedenia vzruchu k membráne sarkoplazmatického retikula. Sarkoplazmatické retikulum (pozdĺžne tubuly) Je to vnútrobunková sieť uzavretých rúrok a plní funkciu ukladania iónov Ca++.
Motorová jednotka. Funkčnou jednotkou kostrového svalstva je motorová jednotka (MU). MU je súbor svalových vlákien, ktoré sú inervované procesmi jedného motorického neurónu. K excitácii a kontrakcii vlákien, ktoré tvoria jednu motorickú jednotku, dochádza súčasne (keď je excitovaný príslušný motorický neurón). Jednotlivé motorické jednotky môžu byť vybudené a kontrahované nezávisle od seba.
Molekulárne mechanizmy kontrakciekostrového svalstva
Podľa teórie kĺzania závitov, svalová kontrakcia nastáva v dôsledku kĺzavého pohybu aktínových a myozínových filamentov voči sebe navzájom. Mechanizmus posuvu nite zahŕňa niekoľko po sebe idúcich udalostí.
Myozínové hlavy sa pripájajú k väzbovým centrám aktínových filamentov (obr. 2, A).
Interakcia myozínu s aktínom vedie ku konformačným preskupeniam molekuly myozínu. Hlavy získavajú aktivitu ATPázy a otáčajú sa o 120°. V dôsledku rotácie hláv sa aktínové a myozínové filamenty navzájom pohybujú „o jeden krok“ (obr. 2, B).
K odpojeniu aktínu a myozínu a obnoveniu konformácie hlavy dochádza v dôsledku pripojenia molekuly ATP k hlave myozínu a jej hydrolýzy v prítomnosti Ca++ (obr. 2, B).
Mnohokrát nastáva cyklus „väzba – zmena konformácie – odpojenie – obnovenie konformácie“, v dôsledku čoho sú aktínové a myozínové filamenty voči sebe posunuté, Z-disky sarkomérov sa približujú a myofibrila sa skracuje (obr. 2, D).
Párovanie excitácie a kontrakciev kostrovom svalstve
V kľudovom stave nedochádza k kĺzaniu nití v myofibrile, keďže väzbové centrá na povrchu aktínu sú uzavreté molekulami proteínu tropomyozínu (obr. 3, A, B). Excitácia (depolarizácia) myofibrily a samotná svalová kontrakcia sú spojené s procesom elektromechanickej väzby, ktorá zahŕňa sériu sekvenčných dejov.
V dôsledku aktivácie neuromuskulárnej synapsie na postsynaptickej membráne vzniká EPSP, ktorá generuje rozvoj akčného potenciálu v oblasti obklopujúcej postsynaptickú membránu.
Vzruch (akčný potenciál) sa šíri pozdĺž membrány myofibril a cez systém priečnych tubulov sa dostáva do sarkoplazmatického retikula. Depolarizácia membrány sarkoplazmatického retikula vedie k otvoreniu Ca++ kanálov v nej, cez ktoré vstupujú Ca++ ióny do sarkoplazmy (obr. 3, B).
Ca++ ióny sa viažu na proteín troponín. Troponín mení svoju konformáciu a vytláča proteínové molekuly tropomyozínu, ktoré pokrývali aktín viažuce centrá (obr. 3, D).
Myozínové hlavy sa pripájajú k otvoreným väzbovým centrám a začína sa proces kontrakcie (obr. 3, E).
Vývoj týchto procesov si vyžaduje určitý čas (10–20 ms). Čas od okamihu excitácie svalového vlákna (svalu) do začiatku jeho kontrakcie sa nazýva latentné obdobie kontrakcie.
Relaxácia kostrového svalstva
Svalová relaxácia je spôsobená spätným prenosom iónov Ca++ cez kalciovú pumpu do kanálikov sarkoplazmatického retikula. Keď sa Ca++ odstraňuje z cytoplazmy, existuje stále menej a menej otvorených väzbových miest a nakoniec sú aktínové a myozínové vlákna úplne odpojené; dochádza k svalovej relaxácii.
Kontraktúra nazývaná pretrvávajúca, dlhodobá kontrakcia svalu, ktorá pretrváva aj po ukončení stimulu. Krátkodobá kontraktúra sa môže vyvinúť po tetanickej kontrakcii v dôsledku akumulácie veľkého množstva Ca++ v sarkoplazme; v dôsledku otravy a metabolických porúch môže dôjsť k dlhodobej (niekedy nezvratnej) kontraktúre.
Fázy a spôsoby kontrakcie kostrového svalstva
Fázy svalovej kontrakcie
Pri podráždení kostrového svalu jediným impulzom elektrického prúdu nadprahovej sily dochádza k jedinému sťahu svalu, pri ktorom sa rozlišujú 3 fázy (obr. 4, A):
latentná (skrytá) perióda kontrakcie (asi 10 ms), počas ktorej sa vyvíja akčný potenciál a dochádza k elektromechanickým väzbovým procesom; svalová excitabilita počas jednej kontrakcie sa mení v súlade s fázami akčného potenciálu;
skracovacia fáza (asi 50 ms);
relaxačná fáza (asi 50 ms).
 |
Ryža. 4. Charakteristika kontrakcie jedného svalu. Pôvod vrúbkovaného a hladkého tetanu. B- fázy a obdobia svalovej kontrakcie, Zmena dĺžky svalov zobrazené modrou farbou, svalový akčný potenciál- červená, svalová excitabilita- Fialová. |
Spôsoby svalovej kontrakcie
V prirodzených podmienkach sa v tele nepozoruje jediná svalová kontrakcia, pretože pozdĺž motorických nervov inervujúcich sval sa vyskytuje séria akčných potenciálov. V závislosti od frekvencie nervových impulzov prichádzajúcich do svalu sa sval môže sťahovať jedným z troch režimov (obr. 4, B).
Jednotlivé svalové kontrakcie sa vyskytujú pri nízkej frekvencii elektrických impulzov. Ak ďalší impulz vstúpi do svalu po ukončení relaxačnej fázy, dôjde k sérii po sebe nasledujúcich jednotlivých kontrakcií.
Pri vyššej frekvencii impulzov sa ďalší impulz môže zhodovať s relaxačnou fázou predchádzajúceho kontrakčného cyklu. Amplitúda kontrakcií sa spočíta a bude zubatý tetanus- predĺžená kontrakcia, prerušovaná obdobiami neúplnej svalovej relaxácie.
S ďalším zvýšením pulzovej frekvencie bude každý nasledujúci pulz pôsobiť na sval počas fázy skracovania, čo má za následok hladký tetanus- predĺžená kontrakcia neprerušovaná obdobiami relaxácie.
Optimálna a pesimálna frekvencia
Amplitúda tetanickej kontrakcie závisí od frekvencie impulzov dráždiacich sval. Optimálna frekvencia nazývajú frekvenciu dráždivých impulzov, pri ktorých sa každý nasledujúci impulz zhoduje s fázou zvýšenej excitability (obr. 4, A) a podľa toho spôsobuje tetanus s najväčšou amplitúdou. Pesimálna frekvencia nazývaná vyššia frekvencia stimulácie, pri ktorej každý nasledujúci prúdový impulz spadá do refraktérnej fázy (obr. 4, A), v dôsledku čoho výrazne klesá amplitúda tetanu.
Práca kostrového svalstva
Sila kontrakcie kostrového svalstva je určená 2 faktormi:
- počet jednotiek zapojených do zníženia;
frekvencia kontrakcie svalových vlákien.
Práca kostrového svalstva sa vykonáva prostredníctvom koordinovanej zmeny tonusu (napätia) a dĺžky svalu počas kontrakcie.
Typy práce kostrového svalstva:
dynamické prekonávanie práce nastáva, keď sa sval sťahuje, pohybuje telom alebo jeho časťami v priestore;
statická (pridržiavacia) práca vykonáva sa, ak v dôsledku svalovej kontrakcie sú časti tela udržiavané v určitej polohe;
dynamická poddajná operácia nastáva, keď sval funguje, ale je natiahnutý, pretože sila, ktorú vytvára, nestačí na pohyb alebo držanie častí tela.
Počas práce sa sval môže stiahnuť:
izotonický– sval sa pri neustálom napätí (vonkajšia záťaž) skracuje; izotonická kontrakcia sa reprodukuje iba v experimente;
izometria– svalové napätie sa zvyšuje, ale jeho dĺžka sa nemení; sval sa pri statickej práci sťahuje izometricky;
auxotonický– svalové napätie sa pri skracovaní mení; auxotonická kontrakcia sa vykonáva pri dynamickej prekonávacej práci.
Pravidlo priemerného zaťaženia– sval môže vykonávať maximálnu prácu pri miernom zaťažení.
Únava– fyziologický stav svalu, ktorý vzniká po dlhšej práci a prejavuje sa znížením amplitúdy kontrakcií, predĺžením latentnej doby kontrakcie a relaxačnej fázy. Príčiny únavy sú: vyčerpanie zásob ATP, hromadenie produktov metabolizmu vo svale. Svalová únava pri rytmickej práci je menšia ako únava synapsií. Preto, keď telo vykonáva svalovú prácu, únava sa spočiatku vyvíja na úrovni synapsií centrálneho nervového systému a nervovosvalových synapsií.
Štrukturálna organizácia a redukciahladké svaly
Štrukturálna organizácia. Hladká svalovina pozostáva z jednotlivých vretenovitých buniek ( myocyty), ktoré sa vo svale nachádzajú viac-menej chaoticky. Kontraktilné vlákna sú usporiadané nepravidelne, v dôsledku čoho nedochádza k priečnemu pruhovaniu svalu.
Mechanizmus kontrakcie je podobný ako u kostrového svalu, ale rýchlosť kĺzania filamentov a rýchlosť hydrolýzy ATP sú 100–1000-krát nižšie ako v kostrovom svale.
Mechanizmus spojenia excitácie a kontrakcie. Pri excitácii bunky sa Ca++ dostáva do cytoplazmy myocytu nielen zo sarkoplazmatického retikula, ale aj z medzibunkového priestoru. Ca++ ióny za účasti kalmodulínového proteínu aktivujú enzým (myozínkinázu), ktorý prenáša fosfátovú skupinu z ATP na myozín. Fosforylované myozínové hlavy získavajú schopnosť naviazať sa na aktínové vlákna.
Kontrakcia a relaxácia hladkých svalov. Rýchlosť odstraňovania iónov Ca++ zo sarkoplazmy je oveľa nižšia ako v kostrovom svale, v dôsledku čoho dochádza k relaxácii veľmi pomaly. Hladké svaly vykonávajú dlhé tonické kontrakcie a pomalé rytmické pohyby. Vďaka nízkej intenzite hydrolýzy ATP sú hladké svaly optimálne prispôsobené na dlhodobú kontrakciu, ktorá nevedie k únave a vysokej spotrebe energie.
Fyziologické vlastnosti svalov
Všeobecné fyziologické vlastnosti kostrového a hladkého svalstva sú vzrušivosť A kontraktilita. Porovnávacie charakteristiky kostrového a hladkého svalstva sú uvedené v tabuľke. 6.1. Fyziologické vlastnosti a charakteristiky srdcového svalu sú uvedené v časti „Fyziologické mechanizmy homeostázy“.
Tabuľka 7.1.Porovnávacie charakteristiky kostrového a hladkého svalstva
Nehnuteľnosť |
Kostrové svaly |
Hladký sval |
Miera depolarizácie |
pomaly |
|
Refraktérna fáza |
krátky |
dlhý |
Povaha kontrakcie |
rýchly fázový |
pomalé tonikum |
Náklady na energiu |
||
Plastové |
||
Automaticky |
||
Vodivosť |
||
Inervácia |
motorické neuróny somatického NS |
postgangliové neuróny autonómneho nervového systému |
Vykonané pohyby |
svojvoľný |
nedobrovoľné |
Chemická citlivosť |
||
Schopnosť deliť sa a rozlišovať |
Plastové hladké svaly sa prejavuje v tom, že dokážu udržiavať konštantný tonus v skrátenom aj v predĺženom stave.
Vodivosť tkaniva hladkého svalstva sa prejavuje tým, že excitácia sa šíri z jedného myocytu do druhého prostredníctvom špecializovaných elektricky vodivých kontaktov (nexusov).
Nehnuteľnosť automatizácie hladkého svalstva sa prejavuje tým, že môže kontrahovať bez účasti nervového systému, a to vďaka tomu, že niektoré myocyty sú schopné spontánne vytvárať rytmicky sa opakujúce akčné potenciály.
Kontrakcia je izotonická, pri ktorej sa svalové vlákna skracujú a zahusťujú a ich napätie zostáva prakticky nezmenené.
Veľký lekársky slovník. 2000 .
Pozrite sa, čo je „izotonická kontrakcia“ v iných slovníkoch:
Kontrakcia svalu pod stálym napätím, vyjadrená zmenšením jeho dĺžky a zväčšením prierezu. V tele I. m.s. nie je pozorovaný vo svojej čistej forme. K čisto I. m.s. pohyb nezaťaženej končatiny sa blíži; pri……
izotonická kontrakcia- v izotoninis raumens susitraukimas statusas T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Raumens susitraukimas, kurio metu raumeninės skaidulos keičia savo ilgį (patrumpėja ir pįt.i tougia, ir pastor,t.i tougia), o greičiu… …Sporto terminų žodynas
izotonický- (isos equal + tonos napätie) – kontrakcia svalového vlákna, prejavujúca sa skracovaním a zhrubnutím; napätie zostáva prakticky nezmenené...
Izotonická kontrakcia- svaly (od isos equal, tonus napätie) – pri kontrakcii svalu pri podráždení sa mení jeho dĺžka, ale nemení sa jeho tonus... Slovník pojmov z fyziológie hospodárskych zvierat
Kontrakcia svalu, vyjadrená zvýšením jeho napätia pri zachovaní konštantnej dĺžky (napríklad kontrakcia svalu končatiny, ktorého oba konce sú nehybne fixované). V tele do I. m.s. napätie vyvinuté svalom pri pokuse... sa blíži. Veľká sovietska encyklopédia
Skrátenie alebo napätie svalov v reakcii na podráždenie spôsobené výbojom motora. neuróny. Bol prijatý M. s model, podľa ktorého sa pri excitácii povrchu membrány svalového vlákna akčný potenciál najskôr šíri cez systém... ... Biologický encyklopedický slovník
SVALOVÁ KONTRAKCIA- hlavnou funkciou svalového tkaniva je skrátenie alebo napätie svalov v reakcii na podráždenie spôsobené výbojom motorických neurónov. Pani. je základom všetkých pohybov ľudského tela. Existujú M. s. izometrický, keď sval vyvíja silu... ... Psychomotorika: slovník-príručka
SRDCE- SRDCE. Obsah: I. Porovnávacia anatómia........... 162 II. Anatómia a histológia........... 167 III. Porovnávacia fyziológia......... 183 IV. Fyziológia................... 188 V. Patofyziológia................ 207 VI. Fyziológia, pat...... Veľká lekárska encyklopédia
Motorická jednotka (MU) je funkčná jednotka kostrového svalstva. ME zahŕňa skupinu svalových vlákien a motorický neurón, ktorý ich inervuje. Počet svalových vlákien, ktoré tvoria jednu IU, sa v rôznych svaloch líši. Napríklad, kde... ... Wikipedia
IZOTONICKÝ- Doslova - rovnaké napätie. Preto je izotonická kontrakcia taká, pri ktorej je vo svale počas pohybu rovnaké napätie, aké nastáva pri jednoduchom zdvihnutí ruky: izotonické riešenie je také, pri ktorom... ... Výkladový slovník psychológie
Štátna akadémia telesnej kultúry v Charkove
Katedra hygieny a fyziológie človeka
Esej
v odbore: "Fyziológia človeka"
Na tému: „Formy a typy svalových kontrakcií. Regulácia napätia, sily a svalovej únavy.“
Vyplnil: študent skupiny 43 korešpondenčného oddelenia
Prosin I. V.
Charkov – 2015
1. Úvod
2) Formy a typy svalových kontrakcií.
3) Sila a funkcia svalov.
4) Svalová únava
5. Záver
6) Zoznam použitej literatúry
Úvod
V ľudskom tele, podľa ich štruktúry a fyziologických vlastností, existujú 3 typy svalového tkaniva:
1. Kostrové.
2. Hladký.
3. Srdcový.
Všetky typy svalov majú určité vlastnosti:
1. Vzrušivosť.
2. Vodivosť.
3. Kontraktilita – zmena dĺžky alebo napätia
4. Schopnosť relaxovať.
V prirodzených podmienkach má svalová aktivita reflexný charakter. Elektrickú aktivitu svalu možno zaznamenať pomocou elektromyografu. Elektromyografia sa používa v športovej medicíne.
Zníženie kostrové svaly sa vyskytuje v reakcii na nervové impulzy prichádzajúce zo špeciálnych nervových buniek - motorických neurónov. Počas kontrakcie sa vyvíjajú svalové vlákna Napätie. Napätie vyvinuté počas kontrakcie je realizované svalmi rôznymi spôsobmi, čo určuje rôzne formy a typy svalovej kontrakcie.
Formy a typy svalových kontrakcií.
Sval je schopný kontrakcie v pokoji aj v skrátenom alebo natiahnutom stave. V kľudovej dĺžke môže sval vyvinúť veľmi vysoké napätie.
Jednak preto, že optimálny stupeň kontaktu medzi aktínovými a myozínovými vláknami umožňuje vytvárať maximálny počet premosťovacích spojení a tým aktívne a silne rozvíjať napätie kontraktilnej zložky.
Po druhé, pretože elastická zložka svalu je už vopred napnutá ako pružina, už sa vytvorilo dodatočné napätie. Aktívne vyvinuté napätie kontraktilnej zložky sa sčítava s elastickým napätím nahromadeným v elastickej zložke a je realizované do jedného vysokého, výsledného svalového napätia.
Následné predbežné natiahnutie svalu, ktoré výrazne presahuje stav v kľudovej dĺžke, vedie k nedostatočnému kontaktu medzi aktínovými a myozínovými filamentmi. Zároveň sa citeľne zhoršujú podmienky pre rozvoj výrazného a aktívneho napätia sarkomér.
Pri veľkom predpätí zapojených svalov, napríklad pri širokom švihu v hode oštepom, však športovci dosahujú lepšie výsledky ako bez švihu. Tento jav sa vysvetľuje skutočnosťou, že zvýšenie predpätia elastickej zložky prevyšuje pokles aktívneho vývoja napätia v kontraktilnej zložke. Existujú rôzne formy a typy svalovej kontrakcie.
Pri dynamickej forme sval mení svoju dĺžku; statické – napätie (ale nemení dĺžku); auxotonický – dĺžka a napätie.
Existujú tieto typy kontrakcií: izometrické, izokinetické a zmiešané.
Vďaka cielenému silovému tréningu (metóda opakovaného submaximálneho zaťaženia) sa zvyšuje prierez a počet ako kontraktilných elementov (myofibrily), tak aj ďalších väzivových elementov svalového vlákna (mitochondrie, fosfátové a glykogénové depoty a pod.).
Je pravda, že tento proces vedie k priamemu zvýšeniu kontrakčnej sily svalových vlákien a nie k okamžitému zvýšeniu ich prierezu. Až potom, čo tento vývoj dosiahne určitú úroveň, môže pokračovanie silového tréningu pomôcť zväčšiť hrúbku svalových vlákien a tým zväčšiť prierez svalu (hypertrofiu).
K zväčšeniu prierezu svalu teda dochádza v dôsledku zhrubnutia vlákien (zvýšenie sarkomérov v priereze svalu), a nie v dôsledku zvýšenia počtu svalových vlákien, ako sa často mylne predpokladané.
Počet vlákien v každom jednotlivom svale je určený geneticky a ako ukazuje vedecký výskum, tento počet nemožno zmeniť silovým tréningom. Zaujímavé je, že ľudia sa výrazne líšia v počte svalových vlákien na sval.
Športovec, ktorého biceps obsahuje veľké množstvo vlákien, má väčšiu šancu zväčšiť prierez tohto svalu tréningom na zahustenie vlákien ako športovec, ktorého biceps obsahuje relatívne malý počet vlákien. U najzdatnejších predstaviteľov športov vyžadujúcich maximálnu a vysokorýchlostnú silu sa pri systematickom a vytrvalom tréningu zvyšuje podiel svalov na celkovej telesnej hmotnosti na 60 % a viac.
Sila kostrového svalstva, ako už bolo spomenuté, závisí najmä od jeho prierezu, t. j. od počtu a hrúbky myofibríl umiestnených paralelne vo vláknach a od počtu možných premosťovacích spojení medzi myozínovými a aktínovými filamentami tvorenými týmto počtom. .
Ak teda športovec zväčší priemer svalových vlákien, potom zvýši svoju silu. Sila a svalová hmota však nerastú rovnakým tempom. Ak sa svalová hmota zdvojnásobí, sila sa zvýši približne trojnásobne. U žien je sila 60-100 N/cm2 (6-10 kg/cm2 a u mužov - 70-120 N/cm2. Veľký rozptyl týchto ukazovateľov (výkon sily na 1 cm2 plochy prierezu) je vysvetlené rôznymi faktormi, závislými aj nezávislými od tréningu, ako je intramuskulárna a intermuskulárna koordinácia, energetické rezervy a štruktúra vlákien.
Keď sú svaly vzrušené, tenké vlákna aktínu sa pohybujú na oboch stranách medzi hrubými vláknami myozínu. Sval sa sťahuje a jeho dĺžka sa zmenšuje. Pretože každá myofibrila pozostáva z väčšieho počtu (n) postupne umiestnených sarkomér, veľkosť a rýchlosť zmeny dĺžky svalu je n-krát väčšia ako pri jednej sarkomére.
Trakčná sila vyvinutá myofibrilou pozostávajúcou z n postupne umiestnených sarkomér sa rovná ťažnej sile jednej sarkoméry. Tých istých n sarkomér zapojených paralelne (čo zodpovedá veľkému počtu myofibríl) poskytuje n-násobné zvýšenie ťažnej sily, ale rýchlosť zmeny dĺžky svalu je rovnaká ako rýchlosť kontrakcie jednej sarkoméry.
Zväčšenie fyziologického priemeru svalu teda vedie k zvýšeniu jeho sily, ale nemení rýchlosť jeho skracovania a naopak, zväčšenie dĺžky svalu vedie k zvýšeniu rýchlosti kontrakcie. , ale neovplyvňuje jeho silu. Hovoríme: krátke svaly sú silné, dlhé svaly sú rýchle.
Sila a funkcia svalov.
Svalová sila je určená maximálnym napätím, ktoré môže vyvinúť v podmienkach izometrickej kontrakcie alebo pri zdvíhaní maximálnej záťaže. Na meranie svalovej sily určte maximálnu záťaž, ktorú je schopný zdvihnúť.
Sila svalu, ak sú ostatné veci rovnaké, nezávisí od jeho dĺžky, ale od jeho prierezu. Aby bolo možné porovnať silu rôznych svalov, maximálne zaťaženie, ktoré je sval schopný zdvihnúť, sa vydelí počtom štvorcových centimetrov jeho prierezu. Absolútna svalová sila sa vyjadruje v kg na 1 cm2.
Sval pri zdvíhaní bremena vykonáva mechanickú prácu, ktorá sa meria súčinom hmotnosti bremena a výšky jeho zdvihu a vyjadruje sa v kilogramoch. Sval robí najviac práce pri strednej záťaži.
Dočasný pokles svalovej výkonnosti, ku ktorému dochádza v dôsledku práce a po odpočinku zmizne, sa nazýva únava. Ten je zložitý fyziologický proces spojený predovšetkým s únavou nervových centier. Určitú úlohu pri vzniku únavy zohráva hromadenie produktov látkovej výmeny (kyselina mliečna a pod.) v pracujúcom svale a postupné vyčerpávanie energetických zásob.
V pokoji, mimo práce, svaly nie sú úplne uvoľnené, ale zachovávajú si určité napätie, nazývané tonus. Vonkajším prejavom tonusu je určitý stupeň svalovej elasticity. Svalový tonus je spôsobený nepretržite prichádzajúcimi nervovými impulzmi z motorických neurónov miechy. Tonus kostrového svalstva hrá dôležitú úlohu pri udržiavaní určitej polohy tela v priestore, udržiavaní rovnováhy a elasticity svalov.
Existujú tri spôsoby svalovej kontrakcie:
izotonický;
izometrické;
Zmiešané (auxometrické).
Izotonický spôsob svalovej kontrakcie je charakterizovaný prevládajúcou zmenou dĺžky svalového vlákna, bez výraznej zmeny napätia. Tento režim svalovej kontrakcie sa pozoruje napríklad pri zdvíhaní ľahkých a stredne ťažkých bremien.
Izometrický režim svalovej kontrakcie je charakterizovaný prevládajúcou zmenou svalového napätia, bez výraznej zmeny dĺžky. Príkladom sú zmeny stavu svalov, keď sa človek pokúša pohnúť veľkým predmetom (napríklad pri pokuse posunúť stenu v miestnosti).
Zmiešaný (auxometrický) typ svalovej kontrakcie, najrealistickejšia, najbežnejšia možnosť. Obsahuje zložky prvej a druhej možnosti v rôznych pomeroch v závislosti od skutočných podmienok prostredia.
Typy svalovej kontrakcie
Existujú tri typy svalovej kontrakcie:
Jedna svalová kontrakcia;
kontrakcia tetanických svalov (tetanus);
Tonická kontrakcia svalov.
Okrem toho sa kontrakcia tetanického svalu delí na zúbkovaný a hladký tetanus.
Jediná svalová kontrakcia nastáva za podmienok pôsobenia prahových alebo nadprahových elektrických stimulov na sval, ktorých interpulzný interval je rovnaký alebo väčší ako trvanie jednej svalovej kontrakcie. Pri jedinej svalovej kontrakcii sa rozlišujú tri časové obdobia: latentná perióda, skracovacia fáza a relaxačná fáza (pozri obr. 3).
Ryža. 3 Sťah jedného svalu a jeho charakteristika.
LP – latentná perióda, FU – skracovacia fáza, FR – relaxačná fáza
Tetanická svalová kontrakcia (tetanus) nastáva v podmienkach pôsobenia prahového alebo nadprahového elektrického stimulu na kostrový sval, ktorého interpulzný interval je kratší ako trvanie jednej svalovej kontrakcie. V závislosti od trvania interstimulačných intervalov elektrického stimulu sa môže pri vystavení tetanu vyskytnúť buď zubatý alebo hladký tetanus. Ak je interpulzný interval elektrického stimulu kratší ako trvanie jednej svalovej kontrakcie, ale väčší alebo rovný súčtu latentnej periódy a skracovacej fázy, dochádza k zúbkovanému tetanu. Táto podmienka je splnená, keď sa frekvencia pulzného elektrického stimulu zvýši v určitom rozsahu.
Ak je trvanie interpulzného intervalu elektrického stimulu kratšie ako súčet latentnej periódy a fázy skracovania, dochádza k hladkému tetanu. V tomto prípade je amplitúda hladkého tetanu väčšia ako amplitúda kontrakcie jedného svalu a zúbkovanej tetanické kontrakcie. S ďalším poklesom interpulzového intervalu elektrického podnetu, a teda so zvýšením frekvencie, sa zvyšuje amplitúda tetanických kontrakcií (pozri obr. 4).
Ryža. 4 Závislosť tvaru a amplitúdy tetanických kontrakcií od frekvencie podnetu. – začiatok pôsobenia podnetu, - koniec pôsobenia podnetu.
Tento vzor však nie je absolútny: pri určitej hodnote frekvencie sa namiesto očakávaného nárastu amplitúdy hladkého thetatnu pozoruje jav jeho poklesu (pozri obr. 5). Tento jav prvýkrát objavil ruský vedec N. E. Vvedensky a nazval ho pessimum. Podľa N.E. Vvedenského je základom pesimálnych javov mechanizmus inhibície.
Ryža. 5. Závislosť amplitúdy hladkého tetanu od frekvencie podnetu. Označenia sú rovnaké ako na obrázku 5.
