Skillnad mellan isometriska och isotona sammandragningar Skillnad mellan

Inledning

Muskelsystemet spelar en viktig roll i kroppen eftersom den ger rörelse och ger skydd och stöd av olika organ. Olika typer av aktiviteter kräver att musklerna fungerar på olika sätt medan många av dessa aktiviteter kräver att musklerna ska komma i kontakt. Muskelceller innehåller en riklig mängd aktin och myosinfilament som är specialiserade på sammandragning [1]. Muskelfilament kan brytas ner i tre huvudtyper, nämligen släta muskler, skelettmuskler och hjärtmuskler. Sammandragning av hjärtmuskler och släta muskler är en ofrivillig reaktion, medan sammandragningen av skelettmusklerna är frivillig. Muskelkontraktion kan klassificeras som isotonisk eller isometrisk beroende på arrangemanget av producerad spänning [2].

Vad är muskelkontraktion?

Skelettmuskler är kända som kontraktilorgan som består av många motoraggregat. Varje enhet består av muskelfibrer kopplade till en enda motor neuron [1]. Om det finns en kraft som verkar i motsats till musklerna, såsom exempelvis en vikt, sträcker muskelfibrerna därigenom resulterande i en ökning i spänningen. Sammandragningen är kanske inte tillräcklig för att producera rörelse, men de håller muskeln i vila av spänning eller ton [3]. Muskelton är vilospänningen i skelettmusklerna och det hjälper till att stabilisera ben- och lederna.

Isotonisk sammandragning

Uttrycket "isotonisk kontraktion" definieras direkt som "samma spänning" medan ordet isotoniskt härrör från två grekiska ord: "iso" som betyder "samma" och "tonikos" betyder "spänning" med avseende på muskler [1]. Som namnet antyder är en isotonisk kontraktion en där musklerna kommer att behålla samma spänning som det kontraherar eller förkortar. Under isotoniska sammandrag kommer en spänning eller kraft att utvecklas upp till en viss nivå. Efter denna nivå förblir spänningen konstant medan längden på muskeln kommer att förändras senare. Dessa motoraggregat inom skelettmusklerna aktiveras faktiskt och därigenom möjliggör den nödvändiga spänningen i muskeln att utvecklas [4]. Isotoniska sammandragningar används vanligen vid rörelse av lemmar. Vanliga exempel på sådana aktiviteter är att gå, springa eller till och med lyfta föremål.

Mekanism för isotonisk sammandragning

Två huvudtyper av proteiner som finns inom musklerna är ansvariga för isotoniska sammandragningar. Dessa är aktin- och myosinproteinerna. Under isotoniska sammandragningar rör sig tjocka strängar av myosin och tunna strängar av aktin över varandra. Denna glidrörelse leder till en minskning av storleken inom varje enskild muskelcell och i den totala hela muskeln [4].

Typer av isotoniska sammandragningar

Beroende på mängden kraft som arbetar mot en persons kropp kommer en av två typer av isotoniska sammandragningar att äga rum. Dessa är koncentriska sammandragningar och excentriska sammandragningar [5]. Koncentriska sammandragningar uppträder när musklerna förkortas medan spänningen är större än kraften som motsätter sig det [2]. Excentriska sammandragningar å andra sidan uppstår när musklerna sträcker sig i längd. Kraften i excentriska sammandragningar är vanligtvis större än muskelspänningen som orsakar förlängningen. Förlängningen av musklerna under excentriska sammandragningar ställer hög stress på arbetsmusklerna och därigenom är möjligheten att muskelskada mycket högre jämfört med koncentriska sammandragningar [3].

Exempel på isotoniska sammandragningar

Exempel på en koncentrisk sammandragning uppträder när en individ krullar sin arm. Under krökning kommer musklerna att förkortas när armen böjs vid armbågen [4]. Förlängning av armbågen, gå nerför trappor eller sitta på en stol skulle vara ett perfekt exempel på en excentrisk sammandragning som hjälper till att styra rörelsen. När armen förlängs, kommer samma muskel att förlänga och bibehålla spänningen.

Isometrisk kontraktion

Isometrisk definieras direkt som "samma längd", där "iso" betyder samma och "metrisk" betyder "längd" när man hänvisar till muskler [5]. Under isometriska sammandrag förändras inte muskeln i längd medan spänningen aldrig överstiger den belastning som måste bäras. Det innebär att spänningen aldrig kommer att överstiga den motsatta kraften när muskeln själv förkortas.

Mekanism för isometriska sammandragningar

En av de viktigaste fakta om isometriska sammandragningar är att musklerna inte förändras i längd under sammandragningen. Istället kommer de att förbli sin normala längd. Tänk på en person som håller en tyngd vid en fast position framför kroppen [3]. Utan motstånd, kommer vikten att dra personens arm till golvet men när de applicerar någon form av motstånd, kommer den resulterande spänningen att leda till en isometrisk sammandragning i biceps i överarmarna. Mängden kraft som produceras under isometrisk kontraktion ökar längden på muskeln som påverkas.

Exempel på isometriska sammandragningar

Vanliga exempel på aktiviteter där muskler använder isometrisk kontraktion innefattar att hålla en vikt på en viss plats ovanför marken eller trycka på ett objekt som ursprungligen var stationärt [2]. Som redan nämnts kommer längden på hela muskeln inte att förändras under en isometrisk kontraktion, men de respektive muskelfibrerna kommer att förkortas vilket i sin tur leder till förstärkning av musklerna.

Skillnad mellan isoton och isometrisk kontraktion

Medan isotoniska och isometriska sammandragningar utgör väsentliga delar av det muskulära kontraktionssystemet, är det emellertid stora skillnader mellan dem. Vid en isotonisk sammandragning behåller musklerna samma spänning som det förkortas medan en isometrisk sammandragning förblir muskeln lika lång som spänningen förändras [5].Isotoniska sammandragningar är kända för att ha kortare sammandragnings- och avslappningstider medan isometriska sammandragningar har längre sammandragnings- och avslappningstider. Temperaturförändringar påverkar olika typer av kontraktion på olika sätt. Medan en ökning av temperaturen ökar tiden för kortslutning av musklerna under en isotonisk sammandragning, minskar emellertid tiden för en isometrisk sammandragning [3]. Isotoniska sammandragningar släpper ut mycket värme under muskelkontraktion vilket gör det mindre energieffektivt medan isometriska sammandragningar släpper ut mindre värme, vilket gör detta till en mer energieffektiv form av sammandragning. Dessutom sker isotoniska sammandragningar i mitten av en sammandragning medan isometriska sammandragningar uppträder i början och slutet.

Slutsats

Daglig aktivitet innebär en kombination av både isotoniska och isometriska sammandragningar. Att fastställa skillnaden mellan dessa två typer av sammandragningar är viktig eftersom det kan hjälpa individer att förstå vad som händer när deras muskler kommer under någon form av fysisk stress. Dessutom kommer denna förståelse att hjälpa till att omdefiniera sina arbetsrutiner och hjälpa dem att bättre ta hand om sina kroppar.

Sammanfattning av skillnader mellan isotoniska och isometriska sammandragningar

Isotoniska sammandragningar	Isometriska sammandragningar
Muskellängden varierar	Muskellängden förblir densamma
Spänningen är konstant	Spänningen varierar
Kortare latentperiod, kortare sammandragningsperiod och en längre avslappningsperiod.	Längre latentperiod, längre sammandragningsperiod och kortare avslappningsperiod
En ökning av temperaturen ökar förkortningsperioden	En ökning av temperaturen minskar isometrisk spänning
Isotoniska sammandragningar är mindre energieffektiva eftersom mer värme är frigjord	Isometriska sammandragningar är mer energieffektiva eftersom mindre värme släpps
Det externa arbetet görs när förkortning sker	Det existerar inget externt arbete utan att någon förkortning uppstår.
Isotoniska sammandragningar förekommer i mitten av muskelkontraktion	Isometriska sammandragningar uppträder vid början och slutet av alla muskelkontraktioner
Under muskelkontraktioner minskar isoton av sammandragning när belastningen ökar	Under muskelkontraktioner ökar isometrisk fas av sammandragning när belastningen ökar