Rodzaje skurczów mięśni

Spis Treści

Skurcze mięśni

Skurcz mięśni zaczyna się, gdy układ nerwowy generuje sygnał do jego wytworzenia. Sygnał, impuls zwany potencjałem czynnościowym, przechodzi przez rodzaj komórki nerwowej zwanej neuronem ruchowym. Połączenie nerwowo-mięśniowe to nazwa miejsca, w którym neuron ruchowy dociera do komórki mięśniowej. Tkanka mięśni szkieletowych składa się z komórek zwanych włóknami mięśniowymi. Kiedy sygnał układu nerwowego dociera do połączenia nerwowo-mięśniowego, neuron ruchowy uwalnia informację chemiczną. Wiadomość chemiczna, neuroprzekaźnik zwany acetylocholiną, wiąże się z receptorami na zewnątrz włókna mięśniowego. To rozpoczyna reakcję chemiczną w mięśniu.

Białka we włóknach mięśniowych są zorganizowane w długie łańcuchy, które mogą ze sobą oddziaływać, reorganizując się, skracając i rozluźniając. Kiedy acetylocholina dociera do receptorów na błonach włókien mięśniowych, otwierają się kanały błonowe i rozpoczyna się proces kurczenia rozluźnionych włókien mięśniowych: otwarte kanały umożliwiają napływ jonów sodu do cytoplazmy włókna mięśniowego.

Napływ sodu wysyła również wiadomość do włókna mięśniowego, aby wywołać uwolnienie zmagazynowanych jonów wapnia. Jony wapnia dyfundują do włókna mięśniowego, a związek między łańcuchami białek w komórkach mięśniowych zmienia się, prowadząc do skurczu. Kiedy ustaje stymulacja neuronu ruchowego dostarczającego impuls do włókien mięśniowych, ustaje reakcja chemiczna powodująca przegrupowanie białek włókien mięśniowych. To odwraca procesy chemiczne we włóknach mięśniowych i mięśnie się rozluźniają.

Podstawowy podział skurczów mięśni obejmuje:

• skurcz izotoniczny
• skurcz izometryczny
• skurcz auksotoniczny.

Biorąc pod uwagę to w jaki sposób zachowuje się mięsień wyróżniamy:

• skurcz pojedynczy
• tężcowy niezupełny
• tężcowy zupełny.

Wszystkie wyżej wymienione mają charakter fizjologiczny. Każdemu z nas przynajmniej raz w życiu zdarzyło się mieć niekontrolowany skurcz uda lub łydki. Związane jest to z nieprawidłowościami występującymi w organizmie. Co pomaga na skurcze łydek jest opisane w innym artykule.

Skurcze izotoniczne

Skurcze izotoniczne utrzymują stałe napięcie w mięśniu wraz ze zmianą długości. Może to nastąpić tylko wtedy, gdy maksymalna siła skurczu mięśnia przekracza całkowite obciążenie mięśnia. Izotoniczne skurcze mięśni mogą być koncentryczne (skracanie mięśni) lub ekscentryczne (wydłużanie mięśni).

Skurcze izometryczne

W przeciwieństwie do skurczów izotonicznych, skurcze izometryczne generują siłę bez zmiany długości mięśnia. Jest to typowe dla mięśni dłoni i przedramion: mięśnie nie zmieniają długości, a stawy nie poruszają się, więc siła do chwytu jest wystarczająca. Przykładem jest sytuacja, w której mięśnie dłoni i przedramienia chwytają przedmiot. Wówczas stawy dłoni nie poruszają się, ale mięśnie wytwarzają wystarczającą siłę, aby zapobiec upuszczeniu przedmiotu.

Skurcze auksotoniczne

Skurcz auksotoniczny występuje, gdy ani siła, ani długość nie pozostają stałe. Zasadniczo jest to połączenie zmiennych izometrycznych i izotonicznych stanów skurczu. Jest to najbardziej powszechny rodzaj skurcza. Przykłady? Chodzenie, bieganie, zginanie kciuka.

Skurcze koncentryczne

Koncentryczny skurcz to rodzaj skurczu mięśni, w którym mięśnie skracają się podczas wytwarzania siły. Jest to typowe dla mięśni kurczących się z powodu mechanizmu przesuwającego się włókna i występuje w całym mięśniu. Takie skurcze zmieniają również kąt stawów, do których przyczepione są mięśnie, ponieważ są one stymulowane do kurczenia się zgodnie z mechanizmem przesuwnego włókna. Dzieje się to na całej długości mięśnia, wytwarzając siłę w połączeniu mięśniowo-ścięgnistym; powodując skracanie mięśnia i zmianę kąta stawu. Na przykład koncentryczny skurcz bicepsów spowodowałby zgięcie ramienia w łokciu, gdy dłoń przesuwa się od okolicy nogi do barku (zgięcie bicepsa). Koncentryczny skurcz tricepsa zmieniłby kąt stawu w przeciwnym kierunku, prostując ramię i przesuwając dłoń w kierunku nogi.

Skurcze ekscentryczne

Ekscentryczny skurcz powoduje wydłużenie mięśnia. Takie skurcze spowalniają stawy mięśniowe (działają jak „hamulce” skurczów koncentrycznych) i mogą zmieniać położenie siły obciążenia. Te skurcze mogą być zarówno dobrowolne, jak i mimowolne. Podczas skurczu ekscentrycznego mięsień wydłuża się pod napięciem z powodu przeciwstawnej siły, która jest większa niż siła wytwarzana przez mięsień. Zamiast pracować nad ciągnięciem stawu w kierunku skurczu mięśnia, mięsień hamuje staw pod koniec ruchu lub w inny sposób kontroluje zmianę położenia obciążenia. Może to nastąpić mimowolnie (przy próbie przesunięcia ciężaru zbyt ciężkiego, aby mięsień mógł go podnieść) lub dobrowolnie.

W perspektywie krótkoterminowej trening siłowy obejmujący zarówno ekscentryczne, jak i koncentryczne skurcze wydaje się zwiększać siłę mięśni bardziej niż trening z samymi koncentrycznymi skurczami. Niektóre ruchy lub ćwiczenia, które wykazują ekscentryczne ruchy, obejmują: opuszczanie hantli, podnoszenie łydki, przysiady.

Źródło

Brenner B, Eisenberg E. The mechanism of muscle contraction. Biochemical, mechanical, and structural approaches to elucidate cross-bridge action in muscle. Basic Res Cardiol. 1987;82 Suppl 2:3-16. doi: 10.1007/978-3-662-11289-2_1. PMID: 2959261.
Jastrzębski Z., Fizjologia człowieka, Akademia Wychowania Fizycznego i Sportu w Gdańsku.