Differenza tra contrazioni isometriche e isotoniche

introduzione

Il sistema muscolare svolge un ruolo essenziale nel corpo in quanto produce movimento e fornisce protezione e supporto a vari organi. Diversi tipi di attività richiedono che i muscoli lavorino in modi diversi mentre molte di queste attività richiedono la contrazione dei muscoli. Le cellule muscolari contengono una quantità abbondante di filamenti di actina e miosina che sono specializzati per la contrazione [1]. I filamenti muscolari possono essere suddivisi in tre tipi principali: muscoli lisci, muscoli scheletrici e muscoli cardiaci. La contrazione dei muscoli cardiaci e della muscolatura liscia è una reazione involontaria mentre la contrazione dei muscoli scheletrici è volontaria. La contrazione muscolare può essere classificata come isotonica o isometrica a seconda della disposizione della tensione prodotta [2].

Cos'è la contrazione muscolare?

I muscoli scheletrici sono noti come organi contrattili composti da molte unità motorie. Ogni unità è costituita da fibre muscolari collegate a un singolo motoneurone [1]. Se c'è una forza che agisce in opposizione ai muscoli, come un peso per esempio, le fibre muscolari si allungheranno, con conseguente aumento della tensione. La contrazione potrebbe non essere sufficiente per produrre movimento, ma mantengono il muscolo a un livello di tensione o tono a riposo [3]. Il tono muscolare è la tensione a riposo nei muscoli scheletrici e aiuta a stabilizzare la posizione delle ossa e delle articolazioni.

Contrazione isotonica

La frase "contrazione isotonica" è definita direttamente come "stessa tensione", mentre la parola "isotonico" deriva da due parole greche: "iso" che significa "lo stesso" e "tonikos" significa "tensione" rispetto ai muscoli [1] . Come suggerisce il nome, una contrazione isotonica è quella in cui i muscoli manterranno la stessa tensione con cui si contrae o si accorcia. Durante le contrazioni isotoniche, una tensione o forza si svilupperà fino a un certo livello. Dopo questo livello, la tensione rimane costante mentre la lunghezza del muscolo cambierà successivamente. Queste unità motorie all'interno dei muscoli scheletrici sono effettivamente attivate consentendo così la necessaria tensione nel muscolo per svilupparsi [4]. Le contrazioni isotoniche sono comunemente usate quando si spostano gli arti. Esempi comuni di tali attività includono camminare, correre o persino sollevare oggetti.

Meccanismo di contrazione isotonica

Due principali tipi di proteine ​​presenti nei muscoli sono responsabili delle contrazioni isotoniche. Queste sono le proteine ​​di actina e miosina. Durante le contrazioni isotoniche, ciocche grosse di miosina e sottili filamenti di actina si muovono l'una sull'altra. Questo movimento scorrevole porta ad una riduzione delle dimensioni all'interno di ciascuna singola cellula muscolare e nell'intero muscolo intero [4].

Tipi di contrazioni isotoniche

A seconda della quantità di forza che agisce contro il corpo di un individuo, si verificherà uno dei due tipi di contrazioni isotoniche. Queste sono contrazioni concentriche e contrazioni eccentriche [5]. Le contrazioni concentriche si verificano quando i muscoli si accorciano mentre la tensione è maggiore della forza che la oppone [2]. Contrazioni eccentriche d'altra parte si verificano quando i muscoli si estendono in lunghezza. La forza nelle contrazioni eccentriche è solitamente maggiore della tensione muscolare che causa l'allungamento. L'allungamento dei muscoli durante le contrazioni eccentriche pone un alto livello di stress sui muscoli attivi e quindi la possibilità di lesioni muscolari è molto più alta rispetto alle contrazioni concentriche [3].

Esempi di contrazioni isotoniche

Esempi di una contrazione concentrica si verificano quando un individuo arriccia il loro braccio. Durante il curling, i muscoli si accorciano quando il braccio si flette al gomito [4]. L'estensione del gomito, scendere le scale o sedersi su una sedia sarebbe un perfetto esempio di contrazione eccentrica che aiuta a controllare la velocità di movimento. Mentre il braccio è esteso, lo stesso muscolo si allungherà e manterrà la tensione.

Contrazione isometrica

L'isometrica è definita direttamente come 'stessa lunghezza' per cui 'iso' significa lo stesso e 'metrica' significa 'lunghezza' quando si fa riferimento ai muscoli [5]. Durante le contrazioni isometriche, il muscolo stesso non cambia di lunghezza mentre la tensione non supera mai il carico che deve essere trasportato. Ciò significa che mentre il muscolo stesso non si accorcia, la tensione non supererà mai la forza opposta.

Meccanismo delle contrazioni isometriche

Uno dei fatti chiave delle contrazioni isometriche è che i muscoli non cambiano di lunghezza durante la contrazione. Invece, rimarranno la loro lunghezza normale. Ad esempio, considera una persona con un peso in una posizione fissa davanti al proprio corpo [3]. Senza alcuna resistenza, il peso tirerà il braccio delle persone sul pavimento, tuttavia quando applicano una qualche forma di resistenza, lo stress risultante porterà ad una contrazione isometrica nei bicipiti delle braccia. La quantità di forza prodotta durante la contrazione isometrica aumenterà la lunghezza del muscolo interessato.

Esempi di contrazioni isometriche

Esempi comuni di attività in cui i muscoli usano la contrazione isometrica includono tenere un peso in un certo punto sopra il terreno o spingere un oggetto che era inizialmente stazionario [2]. Come già accennato, la lunghezza dell'intero muscolo non cambierà durante una contrazione isometrica, tuttavia, le rispettive fibre muscolari si accorciano, il che a sua volta porta al rafforzamento dei muscoli.

Differenza tra contrazione isotonica e isometrica

Mentre le contrazioni isotoniche e isometriche formano parti essenziali del sistema di contrazione muscolare, ci sono tuttavia grandi differenze tra loro. In una contrazione isotonica, i muscoli mantengono la stessa tensione che si accorcia mentre in una contrazione isometrica, il muscolo rimane della stessa lunghezza di quando la tensione cambia [5]. Le contrazioni isotoniche sono noti per avere tempi di contrazione e rilassamento più brevi mentre le contrazioni isometriche hanno tempi di contrazione e di rilassamento più lunghi. I cambiamenti di temperatura influenzano in modo diverso ogni tipo di contrazione. Mentre un aumento della temperatura aumenta il tempo necessario per accorciare i muscoli durante una contrazione isotonica, tuttavia diminuisce il tempo necessario per una contrazione isometrica [3]. Le contrazioni isotoniche rilasciano una grande quantità di calore durante la contrazione muscolare, rendendo questa energia meno efficiente mentre le contrazioni isometriche rilasciano meno calore, rendendo questa forma di contrazione più efficiente dal punto di vista energetico. Inoltre, le contrazioni isotoniche si verificano nel mezzo di una contrazione mentre le contrazioni isometriche si verificano all'inizio e alla fine.

Conclusione

L'attività quotidiana comporta una combinazione di contrazioni isotoniche e isometriche. Stabilire la differenza tra questi due tipi di contrazioni è importante in quanto può aiutare le persone a capire cosa succede quando i loro muscoli subiscono una qualche forma di stress fisico. Inoltre, questa comprensione aiuterà a ridefinire il loro lavoro fuori routine e aiutandoli a prendersi cura meglio dei loro corpi.

Riepilogo delle differenze tra contrazioni isotoniche e isometriche

Contrazioni isotoniche	Contrazioni isometriche
La lunghezza del muscolo varia	La lunghezza del muscolo rimane la stessa
La tensione è costante	La tensione varia
Periodo di latenza più breve, periodo di contrazione più breve e un periodo di rilassamento più lungo.	Periodo di latenza più lungo, periodo di contrazione più lungo e periodo di rilassamento più breve
Un aumento della temperatura aumenta il periodo di accorciamento	Un aumento della temperatura riduce la tensione isometrica
Le contrazioni isotoniche sono meno efficienti dal punto di vista energetico quando viene rilasciato più calore	Le contrazioni isometriche sono più efficienti dal punto di vista energetico man mano che viene rilasciato meno calore
Esiste un lavoro esterno in fase di accorciamento	Non viene eseguito alcun lavoro esterno poiché non si verifica alcun accorciamento
Le contrazioni isotoniche si verificano nel mezzo di una contrazione muscolare	Le contrazioni isometriche si verificano all'inizio e alla fine di tutte le contrazioni muscolari
Durante le contrazioni muscolari, la contrazione isotonica diminuisce all'aumentare del carico	Durante le contrazioni muscolari, la fase isometrica della contrazione aumenta quando il carico aumenta