A harántcsíkolt vázizom kontrakciótípusai

Az emberi mozgások számtalan variációban léteznek, melyek alatt a vázizom különböző módon képes erőt kifejteni, ezért különböző kontrakciótípusokat különítünk el.

Kontrakciótípusok az izom hosszváltozásának tekintetében

Izometriás (statikus)

A külső ellenállás nagysága megegyezik az izom által kifejtett erővel. Ilyenkor az izom úgy fejt ki erőt, hogy annak hossza, vagyis az eredése és tapadása közötti távolság nem változik.

  • Az aktin és miozin filamentumok valójában ilyenkor is elcsúsznak egymáson, de a kontraktilis elemek által létrejött rövidülés mellett az izom sorba kapcsolt elasztikus elemei (soros elasztikus elemek) megnyúlnak. Így a teher/ellenállás, amelyre erőhatást gyakorolunk, nem mozdul el.
  • A soros elasztikus elemeket (series elastic muscle elements) az inak, valamint a szarkomerek belső rugalmassága reprezentálja (a titin, az aktin és a miozin is jelentős rugalmassággal bír).

Anizometriás (dinamikus)

Az aktív izom változtatja a hosszát, ami két módon mehet végbe.

Koncentrikus kontrakció

Az izom által kifejtett erő nagyobb a legyőzendő ellenállásnál. Az erőkifejtés közben az izom rövidül, vagyis az eredése és a tapadása közötti távolság csökken.

  • Koncentrikus kontrakció elindításakor az izom kontraktilis elemeiben rövidülés következik be, de a soros elasztikus elemek nyúlásával az ellenállás még nem mozdul el. Ez a pillanat egy izometriás előfeszülést jelent. Mivel azonban az ellenállás kisebb, mint az izom ereje, ezért a kontraktilis elemekben bekövetkező további rövidülés (és a korábban megnyúlt soros elasztikus elemek rövidülése) miatt a teher legyőzésre kerül.

Excentrikus kontrakció

Az izom által kifejtett erő kisebb, mint a legyőzendő ellenállás, ú.n. "fékező" mozgás következik be. Az izom erőkifejtése közben mind a kontraktilis, mind pedig a soros elasztikus elemek megnyúlnak, vagyis az eredés és a tapadás közötti távolság nő.

Két formája van:

  • az izom képes lenne az ellenállás leküzdésére (kontrollált negatív szakasz),
  • az ellenállás jóval nagyobb, mint amekkorát az izomerő kifejtésével meg tudnánk tartani, maximális erőkifejtés mellett is csak leengedni vagyunk képesek.

Az excentrikus kontrakció alatt az izom mindvégig aktív, elektromos impulzusok érik és kereszthidak létesülnek, azonban azok nagy része a külső erő hatására inkább mechanikai hatásra, a túl nagy feszülés miatt bomlik szét, minthogy végigmenjen a normál ATP-függő szétkapcsolódáson (Flitney és Hirst, 1978).

  • A mechnaikus szétkapcsolódást megelőzően az aktin és a miozin is jelentékenyen megnyúlhat.

Amennyiben a terhet hirtelen leengedjük, „ledobjuk”, az izom teljesen ellazított (inaktív) állapotba kerül.

A kontrakciótípusok összekapcsolása

Az emberi mozgások nagy része az erőkifejtési módozatok kombinációjából áll. Ha egy erőgyakorlatot a kiinduló helyzettől a véghelyzetig elvégzünk, akkor az excentrikus (negatív szakasz) és koncentrikus (pozitív szakasz) kontrakció közötti átkapcsolással találkozunk, melyek többször egymás után, ciklikusan ismétlődhetnek is.

  • Excentrikus-koncentrikus átkapcsolás olyan gyakorlatoknál valósul meg, ahol az izom terhelés alatti megnyúlása következik be a tényleges erőkifejtés előtt (pl. fekvenyomás, guggolás).
  • Koncentrikus-excentrikus átkapcsolás olyan gyakorlatoknál valósul meg, ahol rögtön az izom rövidülésével indul a végrehajtás (pl. felhúzás, húzódzkodás).

Az átkapcsolás nem egy pillanat alatt történik, van az izomban egy nagyon rövid ideig tartó, milliszekundum nagyságrenddel mérhető, akarattól független izometriás feszülés is.

Kontrakciótípusok az izom feszülése és rövidülési/nyúlási sebessége tekintetében

Ennél a kategorizálásnál két tényezőt veszünk figyelembe:

  • kontrakció alatt hogyan változik a rövidülés vagy nyúlás sebessége,
  • hogyan változik ez alatt az izom feszülése.

Izokinetikus kontrakció

Az izom rövidülési/nyúlási sebessége állandó, viszont az izom feszülése pillanatról-pillanatra változik az ízületi szög és az izom hosszának változásával. Izokinetikus kontrakció inkább csak számítógép vezérlésű laboratóriumi erőmérő eszközökkel (dinamométer) szimulálható, természetes körülmények között nehezen hozható létre az emberi szervezetben.

  • A dinamométerek az erőfejlesztő gépekhez hasonló berendezések, viszont beprogramozhatók úgy, hogy a karok hajtásakor bármekkora erőt is fejt ki az egyén, a karok kizárólagosan az előre beállított szögsebességgel mozgathatók. Az ilyen kontrakciókat elsősorban tudományos kutatásoknál alkalmazzák, de a piacon már léteznek fitnesztermek számára készített verziók is.

Izotóniás kontrakció

Az izom rövidülésének gyorsulása és az izom feszülése is állandó. Ha az izmot folyamatosan ugyanakkora elektromos árammal stimuláljuk, az izom úgy fog rövidülni, hogy közben a legyőzendő teher gyorsulni fog. Az izotóniás kontrakció már nagymértékben hasonlít a természetes mozgásokhoz, de (hasonlóan az izokinetikus kontrakcióhoz) pontosan csak dinamométerrel tudjuk szimulálni.

  • Az állandó gyorsulás csak elméletileg létezik, a valós mozgatórendszerben csak megközelítőleg állandó a gyorsulás, ugyanis különböző szarkomerhossz (az egyidőben létrjövő kereszthidak száma) mellett eltérő erőt képes az izom kifejteni, még ha ugyanakkora elektromos impulzus is éri. Továbbá az emberi szervezetben található emelőrendszereknek köszönhetően különböző ízületi szöghelyzetekben más és más forgatónyomatékot képesek az izmok létrehozni.

Auxotóniás kontrakció

Az izom rövidülési sebessége is és az izom feszülése is folyamatosan változik.

  • Ez a mozgatórendszerre jellemző és természetesen előforduló kontrakció. Bár az auxotonia szó jelentése növekvő feszülés, auxotóniás kontrakció alatt a feszülés csökkenhet is, mert ízületi szöghelyzettől függően változik az izom erőkifejtési képessége és rövidülési sebessége is.

Kapcsolat: natstrength@gmail.com