Mišićna Kontrakcija

Hijerarhijska organizacija skeletnih mišića

Kontrakcije skeletnih mišića: mišići omogućavaju kretanje kičmenjacima, kao što su žabe.

Mišićna kontrakcija je osnova kretanja

U fiziologiji, kontrakcija mišića ne znači i njihovo skraćivanje jer napetost može nastati bez promjene, kao pri držanju teške knjige ili nekog utega u istom položaju.

Mišićne kontrakcije se mogu opisati na osnovu dvije varijable: dužina i napetost. Nasuprot tome, izotonični kontrakcije izazivaju promjene dužine mišića, ali je napetost im ostaje ista. Ako se dužina mišića skraćuje, kontrakcija je koncentrična; Ako se dužina mišića povećava, kontrakcija je ekscentrična. U prirodnim pokretima koji su osnova lokomotornih aktivnosti, mišićne kontrakcije su višestruke, jer su u stanju proizvesti promjene u dužini i napetosti na načine koji vremenski variraju. Dakle, ni dužina ni napetost vjerovatno neće ostati isti u mišićima koji se kontrahiraju tokom lokomotorne aktivnosti.

U kičmenjaka, kontrakcije skeletnih mišića su neurogene jer je potreban sinapsni impuls motornog neurona za početak mišićne kontrakcije. Jedan motorni neuron je u stanju da inervira više mišićnih vlakana, čime izaziva da se vlakna kontrahiraju u isto vrijeme. Jedno vlakno pritom može biti inervirano iz više nervnih završetaka. Kada je nadraženo, proteinske niti unutar svakog vlakna skeletnih mišićnih vlakana kližu jedne uz druge da se proizvede kontrakcija, što se objašnjava teorija klizajućih filamenata. Nastala kontrakcije se može opisati kao trzaj, zbir ili tetanus, ovisno o učestalosti akcijskih potencijala. U skeletnim mišićima, napetost je najveća kada je mišić rastegnut na srednju dužinu kao što je gore opisano u odnosu dužine i napetosti.

Kontrakcije glatkog i srčanog mišića su miogene i mogu biti modulirane putem autonomnog nervnog sistema. Mehanizmi kontrakcije u tim mišićnim tkivima su slične onima u tkivima skeletnih mišića.

 

Mišićne kontrakcije se mogu opisati na osnovu dvije varijable: sila i dužina. Sama sila može se razlikovati ili kao napetosti ili opterećenje. Napetost mišića je snaga koju mišića vrši na objekat, dok je opterećenje snaga koju neki predmet vrši na mišić. Kada se napetost mišića promjeni bez odgovarajuće promjene u njegovoj dužini, mišićne kontrakcije se opisuju kao izometrijske. Ukoliko se dužina mišića promjeni dok napetost ostaje ista, kontrakcije mišića je izotonična. U izotoničnoj kontrakciji, dužina mišića se može ili skratiti za proizvodnju koncentrične kontrakcija ili produžiti – za ekscentrične kontrakcije. Osim toga, ako se dužina mišića skraćuje, kontrakcija je koncentrična. Ali, ako se dužina mišića povećava, onda je kontrakcija ekscentrična. U prirodnim pokretima koji su osnova lokomotorne aktivnosti, mišićne kontrakcije su višestruke, jer su u stanju proizvesti promjene u dužini i napetosti na načine koji vremenski variraju. Dakle, ni dužina ni napetost vjerovatno neće ostati konstantne kada je mišić aktivan tokom lokomotornih aktivnosti.

Izometrijska kontrakcija

Izometrijski kontrakcije mišića stvara napetost bez promjene dužine. Jedan od primjera je kada mišići šake i podlaktice stisnu predmet, zglobovi ruke se ne kreću, ali je potrebna mišićna sila da spreči pad objekta.

Izotonična kontrakcija

U izotoničnoj kontrakciji, napetost u mišićima ostaje konstantna bez obzira na promjenu dužine mišića. To se događa kada mišićna sila kontrakcije odgovara ukupnom opterećenju mišića.

Koncentrična kontrakcija

U koncentričnoj kontrakciji, napetost mišića je dovoljna da prevlada teret, a mišić se skraćuje jer se kontrahira. To se događa kada sila koju stvara mišić prelazi opterećenje suprostavljajući mu svoju kontrakciju.

Tokom koncentrične kontrakcije, mišić se stimulira na grčenje prema teoriji klizećić filamenata. To se događa u cijeloj dužini mišića, generirajući silu na ishodištu i umetanju, što uzrokuje skraćenje mišića i promjenu ugla zgloba. U odnosu na lakatni zglob, koncentrična kontrakcija bicepsa izaziva savijanje ruke u laktu kao kad se ruka podigne od noge prema ramenu. Koncentrične kontrakcije musculus tricepsa brachii će promijeniti ugao zgloba u suprotnom smjeru, poravnajući ruku i pokrećući šaku prema nozi.

Ekscentrična kontrakcija

Pri ekscentričanoj kontrakcija, generirana napetost nije dovoljna da se prevaziđe vanjsko opterećenja na mišića i mišićna vlakana se izdužuju jer kontrakcija, mjesto da djeluje tako da povuče zajednički u pravcu kontrakcije mišića, mišić usporava zglob na kraju pokreta ili na drugi način kontrolira repozicioniranje tereta. To se može dogoditi bez sopstvene volje (npr., prilikom pokušaja pomicanje tereta koji je mišićima pretežak za podizanje) ili voljno (npr., kada mišić "izravna" pokret). U kratkotrajnim snažnim vježbama, koje uključuju i ekscentrične i koncentrične kontrakcije, izgleda da se poveća mišićna snaga više nego u vježbama samo sa koncentričnim kontrakcijama. Međutim, vježbom inducirana mišićna šteta je veća tokom produženih kontrakcija.

Tokom ekscentričnih kontrakcija bicepsa, u lakat počinje kretanje dok savijen, a zatim semispravlja kako se ruka udaljava od ramena. Tokom ekscentrični kontrakcije mišića tricepsa, lakat se počinje kretati pravo i onda se savija kako ruka kreće prema ramenu. U ekscentrične kontrakcije su uključeni dezmin, titin i druge strane linije proteina, ali njihov mehanizam je slabije shvaćen, u odnosu na mostovno kruženje i koncentrične kontrakcije.

Iako mišić postiže negativan iznos mehaničkog rada, (rad se specijalno i odnosi na mišiće), hemijska energija (u mastima, glukozi ili adenozin-trifosfatu (ATP) se ipak troši, iako manje negu u toku koncentričnih kontrakcija iste snage. Naprimjer, više energije se troši u kretanju uz stepenice nego za istu dužinu leta.

Mišići koji imaju teška ekscentrična opterećenja, trpe veću štetu kada su preopterećeni (kao što je za vrijeme izgradnje mišića ili vježbanja, u odnosu na koncentrična opterećenja. Kada se koriste ekscentrične kontrakcije u teškim vježbama, obično se nazivaju negativnim. Tokom koncentrične kontrakcije, mišićna vlakna klize jedna preko drugih, povlačenjem Z-linija zajedno. U ekscentričnoj kontrakciji, vlakana kližu i mimoilaze se na suprotan način, iako se ne zna stvarni pokret miozinske glave tokom ekscentrične kontrakcije. Vježbanja koja sadrže teška ekscentrična opterećenja zapravo može izdržati veću težinu (mišići su oko 40% jači tokom ekscentrične kontrakcije nego u koncentričnoj) i dovodi do veće mišićnog oštećenja i odgođeni početak boli u mišićima, jedan do dva dana nakon treninga. Vježba koja uključuje i ekscentrične i koncentrične kontrakcije mišića (tj. uključujući jake kontrakcije i kontrolirano smanjenje težine) može proizvesti veće dobitke u snazi od same koncentrične kontrakcije. Dok kod nenaviknutih, teške ekscentrične kontrakcije mogu lahko dovesti do pretreniranosti, umjereni trening može omogućiti zaštitu od povreda.

Ekscentrična kontrakcija u pokretu

Ekscentrične kontrakcije obično se javljaju kao sila kočenja u otpoeru na koncentrične kontrakcije za zaštitu zglobova od oštećenja. Tokom gotovo rutinskih pokreta, ekscentrične kontrakcije pomažu u održavanju glatkog kretanja, ali također može usporiti brze pokrete kao što je udarac ili bacanje. Dio obuke za brze pokrete, kao što je bacanje tokom bejzbola, uključuje smanjenje ekscentričnog kočenja, što omogućava veću moć da se razvija u cijelom pokretu.

Ekscentrični kontrakcije imaju sposobnost da ubrzaju sanaciju slabih ili ranjenih tetiva (Achilles tendinitis) i patelarnog tendonitisa (također poznatog kao "skakačko koljeno" ili patelarni tendonitis) i pokazali da mogu koristiti u visokim opterećenjima ekscentrične kontrakcije.

Osobenosti kontrakcijepo prečnopru­gastih mišića mogu se zapaziti, posmatranjem pojedinačne i složene mišićne kontrakcije. Poprečnoprugasti mišić ne reagira odmah po prijemu draži, odnosno nadražaja. Potrebno je izvjesno vrijme da se mišić počne kontrahirati (latentni period). Kada impulsi po intenzitetu i učestalosti dostignu određeni nivo (prag), nastupa kon­trakcija, a potom period relaksacije (opuštanje). Zahvaljujući radu ovih mišića ostvaruju se pokreti i kretanje organizama. U organizmima sa skeletnom organizacijom, postoje dvije glavne grupe ovakvih mišića - fleksori (savijači) i ekstenzori (opružači). Koordinacija mišićnih pokreta i njihova uskladđenost ostvaruje se preko živčanog sistema.

Kontrakcija glatkih mišića odvija se sporije: u odnosu na poprečnoprugaste mišiće, duži je latentni period. Glatki mišići sporije se i relaksiraju (opuštaju). Osobenost ovih mišića je i dugo zadržavanje u kon­trahiranom stanju, što se označava kao plas­tični tonus glatkih mišića. U stanju plastičnog tonusa glatki mišići ne troše značajnije količine energije, što je presudno za obavljanje funkcija pripadajuće muskulature.

Pokreti glatke muskulature spori su i ritmički (primjer su crijeva i želudac). Dugo zadržava­nje u rastegnutom stanju značajno je za obavljanje funkcija želuca, matemice ili mokraćne bešike. Glatki misići imaju vege­tativnu inervaciju. Nadražaji preko parasimpatikusa i izazivaju (uglavnom) kontrakcije, a simpatikus smanjenje funkcije glatkih mišića. Na aktivnost glatke muskulature također utiču i neki hormoni.

• Mišić
• Mišićni sistem
• Akcijski potencijal
• Grč
• Spazam
• Kontrakcija maternice

Vanjski linkovi