Нам прекрасно известно, что волокна скелетных мышц сокращаются и расслабляются. Сократительная работа происходит в момент стимуляции волокна моторной бляшкой (двигательной единицей), затем, по окончанию действия импульса, мышца расслабляется и удлиняется. В зависимости от целей, которые себе ставят спортсмены силового тренинга, в современном силовом спорте используются различные типы сокращения мышечных волокон. Сегодня мы рассмотрим изотоническое сокращение мышечного волокна.
Название для данного вида мышечного сокращения происходит от греческих слов isos и tonikos , которые обозначают дословно «одинаковое постоянное напряжение». Изотоническое напряжение мышечных волокон является динамическим . Это значит, что во время выполнения движения в определенном упражнении на всю длину амплитуды, напряжение мышечного волокна остается постоянным и одинаковым. Изотоническое сокращение мышечного волокна в свою очередь может быть концентрическим и эксцентрическим .
При выполнении концентрического сокращения мышечное волокно укорачивается и уменьшается в длине. Направление, в котором мышца укорачивается, идет от Insertion кOrigin . Данный вид мышечного сокращения возможен только тогда, когда величина преодолеваемого сопротивления меньше, чем потенциальный силовой максимум атлета. Примером подобного типа сокращений может служить «сгибание в локте со штангой, фаза сгибания» или «жим штанги лежа на скамье, фаза поднимания», где происходит концентрическое сокращение бицепса Biceps Brachii и грудной мышцы Pectoralis Major .
Эксцентрические сокращения мышечных волокон называются также негативными. При выполнении эксцентрического сокращения мышечное волокно удлиняется по мере увеличения угла сгибания конечности, и движение волокон происходит в направлении от Origin кInsertion , приэтом сохраняется контролируемое напряжение. В том же упражнении «сгибания в локте со штангой» негативная фаза осуществляется в момент разгибания локтя со штангой после завершения концентрического сокращения при сгибании. В упражнении «жим штанги лежа на скамье» эксцентрическое сокращение происходит в момент опускания штанги из верхней точки к груди. Во время эксцентрических сокращений мышечные волокна работают в пассивном режиме под воздействием силы тяжести рабочего снаряда или силы сопротивления механического тренажера.
Как известно любые виды мышечного сокращения требуют расслабления в дальнейшем, и в этом лучше всего поможет качественный и профессиональный массаж. Чтобы узнать подробнее об этом ценном виде восстановительных процедур, посетите .
Термин «изотонические» используются с отсылкой на сокращение мышц. Изотоническими упражнениями называются упражнения, в которых постоянная или переменная сила оказывается на мышцы, тем самым вызывая их сокращение или удлинение. Этот принцип используется для увеличения мышечной силы и выносливости. Эта статья поможет разобраться в типах и преимуществах изотонических упражнений.
Традиционно упражнения могут быть разделены на аэробные и анаэробные упражнения. И пока первые включают в себя упражнения низкой интенсивности, такие как ходьба, езда на велосипеде и другие, в которых потребности организма в кислороде могут быть восполнены из воздуха. Анаэробные упражнения включают в себя тренировки высокой интенсивности, кратковременные нагрузки, характерные для тяжелой атлетики. Анаэробные упражнения используется энергия мышц, так как потребность организма в кислороде выше, чем доступное снабжение кислородом. Анаэробные упражнения могут быть дополнительно разделены на изотонические и изометрические упражнения.
Разница между изотоническими и изометрическими упражнениями в том, что первые включают в себя сокращение мышц с движением суставов, в то время как последние включают в себя сокращение мышц без движения суставов. Говоря простыми словами, изотонические тренировки связаны с отягощением, в процессе которого суставы меняют позицию, в то время как изометрические тренировки включают подъем и удержание веса в заданном положении. Таким образом, суставы остаются неподвижными в случае изометрических упражнений.
Девяносто процентов тренировки в тренажерном зале являются изотоническими. Слово «изотонический» происходит от греческих слов «iso» — что означает «равное» и «tonus» — что означает тонус. Таким образом, слово подразумевает равный мышечный тонус. Когда вы сгибаете руки на бицепс – это изотоническое сокращение. Практически все тренировки, кроме обычных движений (сидя, стоя), являются изотоническими.
Изотонические упражнения: Виды
Эти упражнения могут быть дифференцированы на основе мышечных сокращений. Есть два основных типа: концентрические и эксцентрические. Концентрические сокращения, когда напряжение в мышцах настолько велико, что они укорачиваются. Концентрические сокращения применяются во всех видах упражнений. Эксцентрические сокращения, когда приложенная сила выше мышечной силы, что вызывает удлинение последней. И пока эксцентрические сокращения значительно увеличивают мышечную силу, они также могут привести к мышечной боли и травмам. Подъем веса считается концентрическим сокращением, в то время как спуск веса является эксцентрическим сокращением. Приседания, отжимания, скручивание на бицепс и трицепс, выполненные с использованием свободных весов (гантели, штанги), являются примерами таких сокращений.
Изотонические упражнения: Преимущества
- Важным преимуществом таких упражнений становится развитие более сильных, гибких мышц и крепких костей.
- Изотонические упражнения помогают тонизировать все группы мышц.
- Помимо увеличения мышечной массы и прочности костей, они также улучшают обмен веществ в организме.
- Эти упражнения также помогают контролировать вес тела.
- В долгосрочной перспективе эти упражнения помогают достичь хорошо тонизированного тела.
- Эти упражнения обеспечивают нагрузку на мышцы выше, чем они привыкли. Эти сокращения мышц приводят к росту количества белков в каждой клетке мышц.
- Изотонические упражнения эффективны для людей, которые хотят набрать вес.
- Эти упражнения также чрезвычайно полезны для людей, пострадавших от артрита.
- Эти упражнения являются важной частью физиотерапии и реабилитации.
- Они помогают улучшить координацию и мобилизацию суставов.
Если вы страдаете от каких-либо проблем здоровья, необходимо начинать курс изотонических упражнений только под руководством . Полноценная разминка необходима перед тренировками, чтобы избежать мышечных спазмов. Тренируйтесь в соответствии с вашими возможностями, а также избегайте напряженных тренировок. Правильная растяжка и охлаждающие упражнения также помогают сократить спазмы в мышцах. Наряду с этими упражнениями, необходим и полноценный отдых. Если вы выполняете изотонические упражнения, также как и любой другой тип упражнений, вы должны помнить, что тренировки должны проходить правильно и регулярно. Это поможет вам оставаться в форме, как физически, так и психологически.
Эффективность двигателя или автомашины рассчитывают как процент потребляемой энергии, которая превращается в работу вместо тепла. В мышцах количество энергии, способной превращаться в работу, даже при наилучших условиях составляет менее 25% всей энергии, доставляемой к мышце (химической энергии питательных веществ), а остальная энергия превращается в тепло. Причина этой низкой эффективности связана с тем, что примерно половина энергии питательных веществ теряется во время образования АТФ, и только 40-45% энергии самой АТФ может позднее превратиться в работу.
Максимальная эффективность реализуется лишь при условии сокращения мышцы с умеренной скоростью. При медленном сокращении мышцы или без какого-либо ее укорочения во время сокращения освобождается небольшое количество поддерживающего тепла, хотя работа практически не выполняется, что снижает эффективность преобразования до нуля. Напротив, если сокращение слишком быстрое, большая доля энергии используется на преодоление вязкого трения внутри самой мышцы, и это также снижает эффективность сокращения. Обычно максимальная эффективность развивается, когда скорость сокращения составляет около 30%.
Многие особенности сокращения мышцы можно продемонстрировать на примере одиночных мышечных сокращений. Такие сокращения вызывают с помощью одиночного электрического возбуждения, иннервирующего мышцу нерва, или короткого электрического раздражения самой мышцы, что ведет к развитию одиночного сокращения, продолжающегося долю секунды.
Изометрическое и изотоническое сокращение . Мышечное сокращение называют изометрическим, если мышца не укорачивается во время сокращения, и изотоническим - если мышца укорачивается, но ее напряжение на протяжении всего сокращения остается постоянным.
В изометрической системе мышца сокращается без уменьшения своей длины, а в изотонической системе мышца укорачивается против фиксированной нагрузки: мышца поднимает чашу весов с разновесом. Изометрическая система строго регистрирует изменения силы самого мышечного сокращения, а параметры изотонического сокращения зависят от нагрузки, против которой мышца сокращается, а также от инерции нагрузки. В связи с этим при сравнении функциональных особенностей различных типов мышц чаще всего используют изометрическую систему.
Особенности одиночных изометрических сокращений , зарегистрированных от разных мышц. В теле человека имеются много мышц разного размера - от очень маленькой стременной мышцы в среднем ухе, длиной в несколько миллиметров и диаметром около 1 мм, до очень большой четырехглавой мышцы, в 500000 раз крупнее стременной. При этом диаметр волокон может быть маленьким (10 мкм) или большим (80 мкм). Наконец, энергетика мышечных сокращений значительно варьирует от одной мышцы к другой. Поэтому не удивительно, что механические характеристики сокращений разных мышц различаются.
На рисунке показаны кривые регистрации изометрических сокращений трех типов скелетных мышц: глазной мышцы (длительность изометрического сокращения менее 1/40 сек), икроножной мышцы (длительность сокращения около 1/15 сек) и камбаловиднй мышцы (длительность сокращения примерно 1/3 сек). Интересно, что эти длительности сокращений приспособлены к функциям соответствующих мышц. Движения глаз должны быть чрезвычайно быстрыми, чтобы поддерживать фиксацию глаз на объекте для обеспечения ясного видения. Икроножная мышца должна сокращаться умеренно быстро, чтобы обеспечить скорость движения нижней конечности, достаточную для бега или прыжков. А камбаловидная мышца имеет дело в основном с медленными сокращениями для непрерывной длительной поддержки тела против силы тяжести.
Быстрые и медленные мышечные волокна . Как обсуждается в предыдущих статьях, посвященных спортивной физиологии, каждая мышца тела состоит из совокупности так называемых быстрых и медленных мышечных волокон, а также других волокон с переходными свойствами. В состав быстрореагирующих мышц входят в основном быстрые волокна и лишь небольшое число медленных. И наоборот, медленнореагирующие мышцы составлены главным образом из медленных волокон. Различия между этими двумя типами волокон следующие.
Быстрые волокна : (1) крупные волокна, обеспечивающие большую силу сокращения; (2) имеют хорошо развитый саркоплазматический ретикулум для быстрого выделения ионов кальция, инициирующих сокращение; (3) содержат большое количество гликолитических ферментов для быстрого освобождения энергии путем гликолиза; (4) имеют сравнительно бедное кровоснабжение, поскольку окислительный метаболизм имеет второстепенное значение; (5) содержат немного митохондрий также в связи со второстепенностью окислительного метаболизма.
Медленные волокна : (1) более мелкие волокна; (2) иннервируются также более мелкими нервными волокнами; (3) имеют хорошо развитую систему кровеносных сосудов и капилляров для доставки большого количества кислорода; (4) содержат значительно больше митохондрий для обеспечения высоких уровней окислительного метаболизма; (5) содержат большое количество миоглобина - железосодержащего белка, подобного гемоглобину эритроцитов. Миоглобин связывается с кислородом и хранит его до момента, когда в нем возникнет потребность (это также значительно увеличивает скорость транспорта кислорода в митохондрии). Миоглобин придает медленным волокнам красноватый вид, поэтому их называют красными волокнами, а из-за дефицита красного миоглобина в быстрых волокнах их называют белыми волокнами.
При огромном выборе систем для тренировки, казалось бы трудно удивить опытного спортсмена чем-нибудь новеньким. Но на самом деле мы хотим Вам напомнить об одной незаслуженно забытой программе тренировок, которая направлена не только на укрепление мышц всего тела, но и на воспитание силы духа. Нет, это не йога! Это система «Изотон», которая была разработана российским ученым В.Н.Селуяновым в далеком 1992 году и эффективно использовалась для подготовки студентов в институтах физкультуры. Теперь Вы сможете использовать ее дома для снижения веса и укрепления здоровья.
Отличие системы «Изотон» от других нагрузок
Ученые сначала долго и кропотливо изучали и подвергали анализу различные системы тренировок: йогу, бодибилдинг, аэробику, калланетику, а также наработки лечебной физкультуры. В итоге получилась новая система, которая направлена на оздоровление организма за счет нормализации иммунной и эндокринной систем, соглашается сайт. Она помогает:
Улучшить работоспособность. Этого можно достичь за непродолжительный период два-три месяца, в течение которого сжигаются лишние жировые отложения, и увеличивается мышечная масса тела.
. Использовать небольшое количество времени при достижении максимального эффекта. Этот фактор в условиях постоянной его нехватки, тоже достаточно важен.
Поэтому, придерживаясь данной программы, Вы в итоге получите возможность:
Укрепить свое здоровье и поддерживать все системы организма в нормальном рабочем состоянии.
. Нормализовать психологическую и эмоциональную ситуацию;
. Легко вставать с утра и забыть про упадок сил;
. Приобрести нормальный вес;
. Получить привлекательное тело и хорошо его ощущать.
Основным отличием данной системы является стато-динамический режим тренировок, то есть все упражнения выполняются очень плавно и медленно с постоянным удержанием мышц в состоянии напряжения. Эффективной считается тренировка, когда каждое упражнения выполняется до отказа, т.е. до ощущения невозможности преодолеть сопротивление.
Однако, как ни парадоксально, эта система не вызывает последующих мышечных болей и способствует быстрому восстановлению.
Особенности проведения тренировок по системе «Изотон»
Как уже было сказано, тренировки происходят до состояния жжения в мышцах. Темп выполнения очень медленный, действовать нужно по схеме 30/30. Т.е. 30 секунд отведено на упражнение, а 30 на отдых. Используем ее три раза для одного упражнения. Если Ваша подготовка не позволяет, можно уменьшить нагрузку, занимаясь 20/40.
Когда Ваш уровень вырастет, можно будет использовать круговую тренировку, т.е. выполнять упражнения без отдыха, потом перерыв 1-2 минуты. Затем повторить этот круг 4 раза.
Программа тренировки по системе «Изотон» для дома
Сначала идет проработка крупных мышц, затем тренируем более мелкие:
1. Полуприседания. В исходном положении: ноги на ширине плеч, руки на поясе, ноги немного согните. Медленно приседаем, пока бедра не окажутся параллельно полу, затем также медленно возвращаемся. Не нужно выпрямлять ноги в исходном положении, они всегда должны быть напряжены.
2. Выпады. Стоя делаем длинный шаг ногой, руки на поясе - исходное положение. Начинаем медленно опускаться вниз, пока колено почти не коснется пола (но ставить на пол не нужно). Теперь возвращаемся обратно.
3. Поднимаем ягодицы . Лягте на пол. Ноги согните в коленях и поставьте возле ягодиц, руки вдоль тела. Поднимайте таз постепенно, без рывков до момента прямой линии с телом. Возвращаемся обратно, при этом ягодицы на пол не кладем, сохраняем напряжение.
4. Отжимания на коленях. Становимся на колени, руки на расстоянии шире плеч. Начинаем медленные отжимания к полу. При возврате, руки до конца не разгибаем, они должны сохранять напряжение.
5. Обратные отжимания. Используем табуретку или другую опору. Поворачиваемся спиной к опоре, упираемся ладонями, ноги чуть сгибаем. Переносим вес тела на ладони и пятки, зависаем над полом. Начинаем отжимания. Опускаемся вниз и поднимаемся обратно, руки до конца не выпрямляем.
6. Скручивания . Лежа на полу, ноги согнуты, опираемся на стопу. Руки на груди крестом. Поднимаем голову и плечевой пояс одновременно, опускаемся обратно, но плечи и голова при этом остаются на весу.
7. Скручивания обратные. Лежа на спине, поднимите согнутые ноги под углом 90 градусов. Спина и таз прижаты к полу, затем поднимаем таз, ноги при этом стремятся к груди, возвращаемся в исходное положение. Следите за прессом, он все время напряжен.
8. Планка. Лягте на пол. Сделайте опору на согнутые в локтях руки и носочки. Поднимите тело и удерживайте его максимально долго. Сохраняйте абсолютно ровное положение.
В зависимости от изменения длины мышечного волокна выделяют два типа его сокращения - изометрическое и изотоническое. Сокращение мышцы, при котором ее волокна укорачиваются при неизменном напряжении, называется изотоническим. Сокра щение мышцы, при котором ее напряжение возрастает, а длина мышечных волокон остается неизменной, называется изометрическим. В естественных условиях сокращения мышц являются смешанными - мышца обычно не только укорачивается, но изменяется и ее напряжение. В зависимости от длительности выделяют одиночное и тетаническое сокращения мышцы.
Одиночное сокращение мышцы в эксперименте вызывают одиночным раздражением электрическим током мышцы или нервного волокна. В изотоническом режиме одиночное сокращение начинается через короткий скрытый (латентный) период, далее следует фаза подъема (фаза укорочения) , затем фаза спада (фаза расслабления) (рис. 5.2). Обычно мышца укорачивается на 5-10% исходной длины. Длительность ПД мышечных волокон также варьирует и составляет 5-10 мс с учетом замедления фазы реполяризации в конце ее. Длительность одиночного сокращения, мышечного волокна вариабельна, она во много раз превышает продолжительность ПД. Мышечное волокно подчиняется закону «все или ничего», т.е. отвечает на пороговое и сверхпороговое раздражение одинаковым по величине одиночным сокращением. Однако сокращение целой мышцы зависит от силы раздражения при непосредственном раздражении мышцы и от числа нервных импульсов, поступающих к мышце при раздражении нерва. Пр"и непосредственном раздражении это связано с различной возбудимостью мышечных волокон и разным расстоянием их от раздражающих электродов. Увеличение силы раздражения ведет к увеличению числа сокращающихся мышечных волокон.
Подобный эффект наблюдается и в естественных условиях -с увеличением числа возбужденных нервных волокон и частоты импульсов (к мышце поступает больше нервных импульсов - ПД) увеличивается число сокращающихся мышечных волокон. При одиночных сокращениях мышца утомляется незначительно.
Тетаническое сокращение - это слитное длительное сокращение скелетной мышцы. В его основе лежит явление суммации одиночных мышечных сокращений. При нанесении на мышечное
волокно или непосредственно на мышцу двух быстро следующих друг за другом раздражений возникающее сокращение имеет большую амплитуду и длительность. При этом нити актина и миозина дополнительно скользят друг относительно друга. Могут вовлекаться также в сокращение ранее не сокращавшиеся мышечные волокна, если первый стимул вызвал у них подпороговую деполяризацию, а второй увеличивает ее до критической величины. Суммация сокращений при повторном раздражении мышцы или поступлении к ней ПД возникает только в том случае, когда закончен рефрактерный период (после исчезновения ПД мышечного волокна).
При поступлении импульсов к мышце во время ее расслабления возникает зубчатый тетанус, во время укорочения - гладкий тетанус (рис. 5.3). Амплитуда тетануса больше величины максимального одиночного сокращения мышцы. Напряжение, развиваемое мышечными волокнами при гладком тетанусе, обычно в 2-4 раза больше, чем при одиночном сокращении, однако мышца быстрее утомляется. Мышечные волокна не успевают восстановить энергетические ресурсы, израсходованные во время сокращения.
Амплитуда гладкого тетануса увеличивается с возрастанием частоты стимуляции нерва. При некоторой {оптимальной) частоте стимуляции амплитуда гладкого тетануса наибольшая (оптимум частоты раздражения). При чрезмерно частой стимуляции нерва (более 100 имп/с) мышца расслабляется вследствие блока проведения возбуждения в нервно-мышечных синапсах - песси-мум Введенского (пессимум частоты раздражения). Пессимум Введенского можно получить и при прямом, но более частом раздражении мышцы (более 200 имп/с) (см. рис. 5.3). Пессимум Введенского не является результатом утомления мышцы или истощения медиатора в синапсе, что доказывается фактом возобновления сокращения мышцы сразу же после уменьшения частоты раздражения. Торможение развивается в нервно-мышечном синапсе при раздражении нерва.
В естественных условиях мышечные волокна сокращаются в режиме зубчатого тетануса или даже одиночных последовательных сокращений. Однако форма сокращения мышцы в целом напоминает гладкий тетанус. Причины этого - асинхронность разрядов мотонейронов и асинхронность сократительной реакции отдельных мышечных волокон, вовлечение в сокращение большого их количества, вследствие чего мышца плавно сокращается и плавно расслабляется, может длительно находиться в сокращенном состоянии за счет чередования сокращений множества мышечных волокон. При этом мышечные волокна каждой двигательной единицы сокращаются синхронно.
