Unterschied zwischen isometrischen und isotonischen Kontraktionen

Einführung

Das Muskelsystem spielt eine wesentliche Rolle im Körper, da es Bewegungen erzeugt und verschiedene Organe schützt und unterstützt. Bei verschiedenen Arten von Aktivitäten müssen Muskeln auf unterschiedliche Weise arbeiten, während bei vielen dieser Aktivitäten Muskeln kontrahieren müssen. Muskelzellen enthalten reichlich Aktin- und Myosinfilamente, die auf Kontraktion spezialisiert sind [1]. Muskelfäden können in drei Haupttypen unterteilt werden: glatte Muskeln, Skelettmuskeln und Herzmuskeln. Die Kontraktion der Herzmuskulatur und der glatten Muskulatur ist eine unwillkürliche Reaktion, während die Kontraktion der Skelettmuskulatur freiwillig ist. Die Muskelkontraktion kann in Abhängigkeit von der Anordnung der erzeugten Spannung als isotonisch oder isometrisch klassifiziert werden [2].

Was ist Muskelkontraktion??

Skelettmuskeln sind als kontraktile Organe bekannt, die aus vielen motorischen Einheiten bestehen. Jede Einheit besteht aus Muskelfasern, die mit einem einzigen Motoneuron verbunden sind [1]. Wenn eine Kraft vorhanden ist, die den Muskeln entgegenwirkt, wie beispielsweise ein Gewicht, dehnen sich die Muskelfasern aus, was zu einer Erhöhung der Spannung führt. Die Kontraktion reicht möglicherweise nicht aus, um eine Bewegung zu erzeugen, aber sie halten den Muskel auf einem Ruhepegel der Spannung oder des Tones [3]. Der Muskeltonus ist die Ruhespannung in der Skelettmuskulatur und hilft, die Position der Knochen und der Gelenke zu stabilisieren.

Isotonische Kontraktion

Der Ausdruck "isotonische Kontraktion" wird direkt als "gleiche Spannung" definiert, während das Wort "isotonisch" von zwei griechischen Wörtern abgeleitet wird: "iso" bedeutet "gleich" und "tonikos" bedeutet "Spannung" in Bezug auf die Muskeln [1]. . Wie der Name schon sagt, ist eine isotonische Kontraktion eine, bei der die Muskeln die gleiche Spannung aufrechterhalten, wenn sie sich zusammenziehen oder verkürzen. Bei isotonischen Kontraktionen entwickelt sich eine Spannung oder Kraft bis zu einem bestimmten Grad. Nach diesem Niveau bleibt die Spannung konstant, während sich die Länge des Muskels ändert. Diese motorischen Einheiten in den Skelettmuskeln werden tatsächlich aktiviert, wodurch sich die notwendige Spannung im Muskel entwickeln kann [4]. Bei der Bewegung von Gliedmaßen werden häufig isotonische Kontraktionen verwendet. Übliche Beispiele für solche Aktivitäten sind Gehen, Laufen oder sogar Anheben von Objekten.

Mechanismus der isotonischen Kontraktion

Zwei Hauptproteinarten, die in den Muskeln vorkommen, sind für isotonische Kontraktionen verantwortlich. Dies sind die Aktin- und Myosin-Proteine. Bei isotonischen Kontraktionen bewegen sich dicke Myosinstränge und dünne Aktinstränge übereinander. Diese Gleitbewegung führt zu einer Verkleinerung in jeder einzelnen Muskelzelle und im gesamten gesamten Muskel [4].

Arten isotonischer Kontraktionen

Abhängig von der Kraft, die gegen den Körper eines Individuums wirkt, findet eine von zwei Arten isotonischer Kontraktionen statt. Dies sind konzentrische Kontraktionen und exzentrische Kontraktionen [5]. Konzentrische Kontraktionen treten auf, wenn sich die Muskeln verkürzen, während die Spannung größer ist als die Gegenkraft [2]. Exzentrische Kontraktionen dagegen treten auf, wenn sich die Muskeln in der Länge erstrecken. Die Kraft bei exzentrischen Kontraktionen ist normalerweise größer als die Muskelspannung, die die Dehnung verursacht. Die Verlängerung der Muskulatur bei exzentrischen Kontraktionen belastet die arbeitenden Muskeln sehr stark, so dass die Möglichkeit einer Muskelverletzung im Vergleich zu konzentrischen Kontraktionen wesentlich höher ist [3]..

Beispiele für isotonische Kontraktionen

Beispiele für eine konzentrische Kontraktion treten auf, wenn eine Person ihren Arm krümmt. Während des Curlings verkürzen sich die Muskeln, wenn der Arm am Ellbogen gebeugt wird [4]. Die Verlängerung des Ellbogens, das Treppensteigen oder das Sitzen auf einem Stuhl wäre ein perfektes Beispiel für eine exzentrische Kontraktion, die die Bewegungsgeschwindigkeit steuert. Wenn der Arm ausgestreckt ist, wird derselbe Muskel länger und hält die Spannung aufrecht.

Isometrische Kontraktion

Isometrisch wird direkt als „gleiche Länge“ definiert, wobei „Iso“ dasselbe bedeutet und „Metrik“ in Bezug auf Muskeln „Länge“ bedeutet [5]. Während isometrischer Kontraktionen ändert sich der Muskel selbst nicht in der Länge, während die Spannung niemals die Last überschreitet, die getragen werden muss. Dies bedeutet, dass sich der Muskel nicht verkürzt, die Spannung jedoch niemals die Gegenkraft übersteigt.

Mechanismus isometrischer Kontraktionen

Eine der wichtigsten Fakten über isometrische Kontraktionen ist, dass sich die Muskeln während der Kontraktion nicht in ihrer Länge verändern. Stattdessen bleiben sie ihre normale Länge. Angenommen, eine Person hält ein Gewicht an einer festen Position vor ihrem Körper [3]. Ohne Widerstand zieht das Gewicht den Arm der Person an den Boden. Wenn Sie jedoch Widerstand leisten, führt die resultierende Belastung zu einer isometrischen Kontraktion im Bizeps der Oberarme. Die während der isometrischen Kontraktion erzeugte Kraft erhöht die Länge des betroffenen Muskels.

Beispiele für isometrische Kontraktionen

Übliche Beispiele für Aktivitäten, bei denen Muskeln die isometrische Kontraktion verwenden, umfassen das Halten eines Gewichts an einem bestimmten Ort über dem Boden oder das Drücken eines Objekts, das anfangs stationär war [2]. Wie bereits erwähnt, wird sich die Länge des gesamten Muskels während einer isometrischen Kontraktion nicht ändern, jedoch verkürzen sich die jeweiligen Muskelfasern, was wiederum zu einer Stärkung der Muskeln führt.

Unterschied zwischen isotonischer und isometrischer Kontraktion

Während isotonische und isometrische Kontraktionen wesentliche Bestandteile des Muskelkontraktionssystems bilden, bestehen zwischen ihnen jedoch große Unterschiede. Bei einer isotonischen Kontraktion behalten die Muskeln die gleiche Spannung, wie sie sich verkürzt, während bei einer isometrischen Kontraktion der Muskel die gleiche Länge hat, wie sich die Spannung ändert [5]. Isotonische Kontraktionen haben bekanntermaßen kürzere Kontraktions- und Relaxationszeiten, während isometrische Kontraktionen längere Kontraktions- und Relaxationszeiten haben. Temperaturänderungen beeinflussen jede Art der Kontraktion unterschiedlich. Während eine Temperaturerhöhung die Zeit für die Muskelverkürzung während einer isotonischen Kontraktion erhöht, verringert sie jedoch die Zeit für eine isometrische Kontraktion [3]. Isotonische Kontraktionen setzen während der Muskelkontraktion viel Wärme frei, wodurch diese weniger energieeffizient ist, während isometrische Kontraktionen weniger Wärme freisetzen, wodurch eine energieeffizientere Kontraktionsform entsteht. Zusätzlich treten isotonische Kontraktionen in der Mitte einer Kontraktion auf, während isometrische Kontraktionen am Anfang und am Ende auftreten.

Fazit

Die tägliche Aktivität beinhaltet eine Kombination von isotonischen und isometrischen Kontraktionen. Die Feststellung des Unterschieds zwischen diesen beiden Arten von Kontraktionen ist wichtig, da sie den Betroffenen dabei helfen kann zu verstehen, was passiert, wenn ihre Muskeln unter körperlicher Belastung stehen. Darüber hinaus hilft dieses Verständnis dabei, ihre Trainingsroutinen neu zu definieren und ihnen zu helfen, sich besser um ihren Körper zu kümmern.

Zusammenfassung der Unterschiede zwischen isotonischen und isometrischen Kontraktionen

Isotonische Kontraktionen	Isometrische Kontraktionen
Die Muskellänge variiert	Die Muskellänge bleibt gleich
Die Spannung ist konstant	Die Spannung variiert
Kürzere Latenzzeit, kürzere Kontraktionszeit und längere Entspannungszeit.	Längere Latenzzeit, längere Kontraktionszeit und kürzere Entspannungszeit
Eine Temperaturerhöhung erhöht die Verkürzungszeit	Ein Temperaturanstieg verringert die isometrische Spannung
Isotonische Kontraktionen sind weniger energieeffizient, da mehr Wärme freigesetzt wird	Isometrische Kontraktionen sind energieeffizienter, da weniger Wärme freigesetzt wird
Im Zuge der Verkürzung wird externe Arbeit geleistet	Es werden keine externen Arbeiten durchgeführt, da keine Verkürzung auftritt
Isotonische Kontraktionen treten in der Mitte einer Muskelkontraktion auf	Isometrische Kontraktionen treten am Anfang und am Ende aller Muskelkontraktionen auf
Bei Muskelkontraktionen nimmt die Kontraktionsisotonik mit zunehmender Belastung ab	Bei Muskelkontraktionen nimmt die isometrische Kontraktionsphase mit zunehmender Belastung zu