Энциклопедия фитнеса: изометрические и изотонические упражнения. Под напряжением: изотонические тренировки

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.

Я создала изотонические, изометрические и растягивающие позы для дыхательных упражнений, чтобы вы могли подтягивать мышцы одновременно со сжиганием жира. Изометрические упражнения подтягивают одну группу мышц относительно другой группы или неподвижного предмета. Изотонические упражнения используют собственное сопротивление тела. Эти виды упражнений уже много раз доказывали свою эффективность и безопасность.

Вытяните руку и сожмите пальцы в кулак. Жмите как можно сильнее. Вы должны почувствовать, как во всей руке напрягаются мышцы. Это изометрическое упражнение.
Теперь сомкните руки в большой круг перед грудью. Пальцы соедините, локти приподнимите, чтобы они находились на одном уровне с плечами и ладонями. Кончиками пальцев одной руки упритесь в пальцы другой руки. Вы должны почувствовать, как напряжение от кончиков пальцев идет по всей руке - особенно в области бицепса, а также по груди. Вы используете равное напряжение, которое вызывают обе нажимающие друг на друга руки, и создаете напряжение во внутренней части рук. Это изотоническое упражнение.

Достоинство всей программы "Бодифлекс" в том, что она основана на простых физических законах. Кислород сжигает жир. Кислород переносится по телу кровью. Если напрягать или растягивать какую-либо часть тела с помощью изометрических или изотонических упражнений, в эту часть тела поступает больше крови. Следовательно, вы можете сжигать жир в конкретном месте и одновременно укреплять там мышцы. Что это, как не работа с каждой проблемной зоной?

Вот в чем здесь смысл: вспомните, что бывает, когда ударяют по руке или травмируют ногу при падении. Ушибленное место тут же краснеет. Или вспомните это ужасное чувство вины, которое появляется, если вы сильно шлепнули ребенка по голой попке и увидели на ней красный отпечаток собственной руки. Эти следы появляются потому, что кровь направилась к пострадавшему месту. Вообще-то организм не может определить, как вы напрягаете мышцы - поднимая штангу как культурист, получая травму или выполняя изометрическое упражнение. Все, что он знает, - это в какой части тела случилась травма, и мозговой центр говорит: "Ого, да нам нужно побольше крови в этом месте! Там что-то происходит!"

Я не выступаю за то, чтобы для укрепления мышц ягодицы, например, получали хорошую взбучку! Программа "Бодифлекс" дает возможность безболезненно направить обогащенную кислородом кровь в те места, на которые вы намерены воздействовать. Когда культурист хочет нарастить мышцы рук, он искусственно вызывает напряжение в бицепсах. В мозг приходит сообщение, и он дает команду: "Посылаем кровь в бицепс, посылаем кровь в бицепс". Как я уже говорила, "Бодифлекс", напротив, не наращивает мышцы. Вместо использования чего-то тяжелого для укорачивания и наращивания мышц мы с помощью поз их удлиняем и укрепляем. Удлиняем, чтобы они стали гибче и живее, чтобы даже в пожилом возрасте мы могли легко двигаться, наклоняться и сгибаться.

Представим, что ваше упражнение направлено на живот. Мозговой центр посылает туда кровь. Если в это время делать глубокое аэробное дыхание, можно сжечь в области живота жир и одновременно укрепить его мышцы. Если вы не выполняете при этом дыхательной части, то уподобляетесь 99% остальных людей - утолщаете мышцы, вместо того чтобы разглаживать и удлинять их. Люди чаще всего жалуются, что занимаются постоянно, но их живот становится не меньше, а больше и тверже. Дело в том, что без аэробного дыхания невозможно увеличить содержание кислорода в крови и сжечь наросший жир, а только укрепить мышцы живота под уже существующими жировыми отложениями.

Лишь дыхание по методу "Бодифлекс", если заниматься им каждый день, ускорит обмен веществ.

В результате сокращения в мышечных волокнах возникает напряжение. Эта способность развивать напряжение является основным свойством мышцы. Напряжение, развиваемое мышцами при сокращении, реализуется по-разному. Если внешняя нагрузка меньше, чем напряжение сокращающейся мышцы, то мышца укорачивается и вызывает движение – это изотонический (концентрический, миометрический) тип сокращения. Поскольку в экспериментальных условиях при электрическом раздражении укорочение мышцы происходит при постоянном напряжении = внешней нагрузке.

Если внешняя нагрузка больше, чем напряжение, развиваемое мышцей во время сокращения, то такая мышца растягивается при сокращении – это эксцентрический (плиометрический) тип сокращения.

Изотонический и эксцентрический типы сокращения, т.е. сокращения. при которых мышца изменяет свою длину, относятся к динамической форме сокращения.

Сокращение мышцы, при котором она развивает напряжение, но не изменяет своей длины, называется изометрическим. Это статическая форма сокращения. Она возникает в 2-ух случаях: либо когда внешняя нагрузка = напряжению, развиваемому мышцей при сокращении, либо когда внешняя нагрузка превышает напряжение мышцы, но отсутствуют условия для растяжения мышцы под влиянием этой внешней нагрузки.

При динамических формах сокращения производится внешняя работа – при изотоническом сокращении положительная, при эксцентрическом отрицательная. Величина работы в обоих случаях может быть определена как произведение внешней нагрузки (поднятого веса) на пройденное расстояние. При изометрическом сокращении "расстояние" = 0, и, согласно физическому закону, в этом случае мышца не производит никакой работы.

Если внешняя нагрузка на мышцы меньше, чем ее напряжение, мышца укорачивается и вызывает движение. Это концентрический, или миометрический, тип сокращения. В экспериментальных условиях при электрическом раздражении изолированной мышцы ее укорочение происходит при постоянном напряжении, равном внешней нагрузке. Поэтому этот тип сокращения называют также изотоническим (изос - равный, тонус - напряжение).

Если внешняя нагрузка на мышцы больше, чем ее напряжение, развиваемое во время сокращения, мышца растягивается (удлиняется). Это эксцентрический, или плиометрический, тип сокращения. Концентрический и эксцентрический типы сокращения, т.е. сокращения, при которых мышца изменяет длину, относятся к динамической форме сокращения.

Сокращение мышцы, при котором она развивает напряжение, но не изменяет своей длины, называется изометрическим (изос - равный, метр - длина). Это статическая форма сокращения. Она возникает в двух случаях: когда внешняя нагрузка равна напряжению, развиваемому мышцей при сокращении, либо когда внешняя нагрузка превышает напряжение мышцы, но отсутствуют условия для растяжения мышцы под влиянием этой внешней нагрузки.

При динамических формах сокращения производится внешняя работа: при концентрическом сокращении - положительная, при эксцентрическом - отрицательная. Величина работы в обоих случаях определяется как произведение внешней нагрузки (поднятого веса) на пройденное расстояние. При изометрическом сокращении "расстояние" равно нулю, и, согласно физическому закону, в этом случае мышца не производит никакой работы. Однако с физиологической точки зрения изометрическое сокращение требует расхода энергии и может быть очень утомительным. В этом случае работа может быть определена как произведение величины напряжения мышцы на время ее сокращения (т.е. эквивалентно импульсу силы в физике). Во время изометрического сокращения в тепло превращается вся выделяемая мышцей энергия, а динамическом сокращении не менее 50% ее энергии.

В табл. приводятся основные характеристики различных форм и типов мышечных сокращений.

В реальных условиях деятельности мышц практически не встречается чисто изометрическое или чисто изотоническое сокращение. В частности, при выполнении движений внешняя нагрузка на сокращающиеся мышцы изменяется хотя бы уже потому, что изменяются механические условия их действия (плечи действия сил и угол их приложения). Следовательно, такое сокращение мышц уже не является чисто изотоническим, т.е. с постоянным напряжением. Чисто изометрическое сокращение мышц также вряд ли возможно. В реальных условиях нельзя абсолютно жестко зафиксировать сустав, исключив изменение длины мышц. Даже в экспериментальных условиях, когда сухожильные концы мышцы строго фиксированы, напряжение собственно сократительных элементов передается упругим пассивным элементам мышцы, вызывая некоторое их растяжение. В результате происходит укорочение собственно сократительной части мышцы. Смешанную форму сокращения, при которой изменяется и Длина, и напряжение мышцы, называют ауксотонической, или анизотонической. Эта форма сокращения преобладает в натуральных условиях работы мышц в теле человека.

С помощью специальных устройств можно регулировать внешнюю Нагрузку (сопротивление движению в суставе) таким образом, что с Ростом напряжения мышцы (суставного момента) сопротивление Движению в такой же мере увеличивается, а при уменьшении Мышечного напряжения - сопротивление настолько же снижается.

В этом случае при постоянной (максимальной) активации, мыщц движение осуществляется с постоянной скоростью. Такой тип динамического сокращения мышц называется изокинетическим. По-видимому, при выполнении пловцом гребка рукой в воде мышцы работают в режиме, близком к изокинетическому, так как с увеличением скорости движения руки пропорционально возрастает сопротивление воды. В результате скорость перемещения руки в воде (скорость укорочения мышц) близка к постоянной.

Особенности одиночных и тетанических мышечных сокращений медленных и быстрых мышечных волокон. Связь исходной длины и силы сокращения скелетной мышцы. Зависимость между силой и скоростью сокращения мышц

При единичном надпороговом раздражении двигательного нерва или самой мышцы возбуждение мышечного волокна сопровождается

одиночным сокращением. Эта форма механической реакции состоит из 3 фаз: латентного или скрытого периода, фазы сокращения и фазы расслабления. Самой короткой фазой является скрытый период, когда в мышце происходит электромеханическая передача. Фаза расслабления обычно в 1.5-2 раза более продолжительна, чем фаза сокращения, а при утомлении затягивается на значительное время.

Если интервалы между нервными импульсами короче, чем длительность одиночного сокращения, то возникает явление суперпозиции - наложение механических эффектов мышечного волокна друг на друга и наблюдается сложная форма сокращения - тетанус. Различают 2 формы тетануса - зубчатый тетанус, возникающий при более редком раздражении, когда происходит попадание каждого следующего нервного импульса в фазу расслабления отдельных одиночных сокращений, и сплошной или гладкий тетанус, возникающий при более частом раздражении, когда каждый следующий импульс попадает в фазу сокращения.

Таким образом, (в некоторых границах) между частотой импульсов возбуждения и амплитудой сокращения волокон ДЕ существует определенное соотношение: при небольшой частоте (например, 5-8 имп. в 1с) возникают одиночные сокращения, при увеличении частоты (15-20 имп. в 1с) - зубчатый тетанус, при дальнейшем нарастании частоты (25-60 имп. в 1 с) - гладкий тетанус. Одиночное сокращение - более слабое и менее утомительное, чем титаническое. Зато тетанус обеспечивает в несколько раз более мощное, хотя и кратковременное сокращение мышечного волокна.

Сокращение целой мышцы зависит от формы сокращения отдельных ДЕ и их координации во времени. При обеспечении длительной, но не очень интенсивной работы, отдельные ДЕ сокращаются попеременно поддерживая общее напряжение мышцы на заданном уровне (например, при беге на длинные и сверхдлинные дистанции). При этом отдельные ДЕ могут развивать как одиночные, так и титанические сокращения, что зависит от частоты нервных импульсов. Утомление в этом случае развивается медленно, так как, работая по очереди, ДЕ в промежутках между активацией успевают восстанавливаться. Однако для мощного кратковременного усилия (например, поднятия штанги) требуется синхронизация активности отдельных ДЕ, т.е. одновременное возбуждение практически всех ДЕ. Это, в свою очередь, требует одновременной активации соответствующих нервных центров и достигается в результате длительной тренировки. При этом осуществляется мощное и весьма утомительное титаническое сокращение.

Амплитуда сокращения одиночного волокна не зависит от силы надпорогового раздражения (закон "Все или ничего"). В отличие от этого, при нарастании силы надпорогового раздражения сокращение целой мышцы постепенно растет до максимальной амплитуды.

Типы мышечных сокращений. По способу укорочения мышц различают три типа мышечных сокращений:

1) изотоническое , при котором волокна укорачиваются при постоянной внешней нагрузке, в реальных движениях проявляется редко (так как мышцы укорачиваясь вместе с тем меняют своё напряжение);

2) изометрическое – это тип активации, при котором мышца развивает напряжение без изменения своей длины . На нём построена так называемая статическая работа двигательного аппарата человека. Например, в режиме изометрического сокращения работают мышцы человека, который подтянулся на перекладине и удерживает своё тело в этом положении;

3) ауксотоническое или анизотоническое – это режим, при котором мышца развивает напряжение и укорачивается . Именно этот тип мышечных сокращений обеспечивает выполнение двигательных действий человека.

У анизотонического сокращения две разновидности сокращения мышцы: в преодолевающем и уступающем режимах.

В преодолевающем режиме мышца укорачивается в результате сокращения (например, икроножная мышца бегуна укорачивается в фазе отталкивания).

В уступающем режиме мышца растягивается внешней силой (например, икроножная мышца спринтера при взаимодействии ноги с опорой в фазе амортизации).

На рисунке 1 изображена динамика работы мышцы в преодолевающем и уступающем режимах.

Правая часть кривой отображает закономерности преодолевающей работы, при которой возрастание скорости сокращения мышцы вызывает уменьшение силы тяги.

В уступающем режиме наблюдается обратная картина: увеличение скорости растяжения мышцы сопровождается увеличением силы тяги (что является причиной многочисленных травм у спортсменов, например, разрыв ахиллова).

При скорости, равной нулю, мышцы работают в изометрическом режиме.

Для движения звена в суставе под действием мышечных сил важны не сами силы, а создаваемые ими моменты сил , поскольку движение звена – это ни что иное, как вращение относительно оси, проходящей через сустав. Поэтому разновидности работы мышц можно выразить в терминах моментов сил: если отношение момента внутренних сил к моменту внешних рано единице, режим сокращения будет изометрическим, если больше единицы – преодолевающим, если меньше единицы – уступающим. Поддержку сустава можно обеспечить спортивным тейпом .

Групповое взаимодействие мышц. Существует два вида группового взаимодействия мышц: синергизм и антагонизм.

Мышцы-синергисты перемещают звенья тела в одном направлении. Например, в сгибании руки в локтевом суставе участвуют двуглавая мышца плеча, плечевая и плечелучевая мышцы. В результате синергического взаимодействия мышц увеличивается результирующая сила действия.

Мышцы-антагонисты имеют разнонаправленное действие: если одна из них выполняет преодолевающую работу, то другая – уступающую. Мышцы обеспечивают возвратно-вращательные движения звеньев тела, поскольку каждая из них работает только на сокращение; высокую точность двигательных действий, так как звено необходимо не только привести в движение, но и затормозить в нужный момент. Антагонисты состоят из пары: агонист (сгибатель) – антагонист (разгибатель).

Мощность и эффективность мышечного сокращения. По мере увеличения скорости мышечного сокращения сила тяги мышцы, функционирующей в преодолевающем режиме, снижается по гиперболическому закону (см. рис. 1). Известно, что механическая мощность равна произведению силы на скорость (N = F V). Существует сила и скорость, при которых мощность мышечного сокращения наибольшая; этот режим возникает, когда и сила, и скорость составляют примерно 30 % от максимально возможных величин.

Накопление энергии упругой деформации в растянутых мышцах и сухожилиях. Когда сокращению мышц предшествует фаза растяжения, производимые силы, мощность и работа достигают больших величин по сравнению с сокращением без предварительного растяжения. После растяжения скорость сокращения увеличивается за счёт скорости восстановления упругих компонентов мышцы.

Растяжение мышечно-сухожильной системы позволяет также накапливать и использовать энергию упругой деформации. Было подсчитано, что ахиллово сухожилие растягивается на 18 мм во время бега со средней скоростью , при этом накапливается энергия в 42 Дж. Нелинейная зависимость между величиной растяжения и накапливаемой энергией показывает, что при больших растяжениях накапливается больше энергии, чем при малых. Эластичное растяжение внесёт значительный вклад в мышечную деятельность, только если за активным мышечным растяжением немедленно последует преодолевающий режим сокращения мышцы. Более высокая результативность прыжка с подседом по отношению к прыжку из статической позы показывает преимущество предварительного растяжения мышц.

Изометрическое сокращение Изотоническое сокращение

Человеку, занимающемуся различными физическими упражнениями, а тем более, тренирующемуся самостоятельно, полезно знать о том, как происходит сокращение целой мышцы .

Мышцы способны развивать максимальное усилие , когда они не сокращены или сокращены в незначительной степени . При изометрическом сокращении мышца напрягается, но не укорачивается. То есть, изометрическое сокращение осуществляется, когда два конца мышцы удерживаются раздельно на фиксированном расстоянии, и стимуляция вызывает развитие напряжения в мышце без изменения ее длины. Примером изометрического сокращения может быть удерживание штанги .

При изометрическом сокращении почти все мостики между актиновыми и миозиновыми волокнами образуются сразу, так как нет необходимости в образовании новых связей на новых местах, поскольку мышца не укорачивается. Поэтому мышца может развить большее усилие .

При изотоническом сокращении мышца укорачивается, не теряя напряжения . осуществляется, когда один конец мышцы свободен для движения, и мышца укорачивается, в это время развивая постоянную силу. Примером изотонического сокращения может быть подъем штанги . Только при очень быстрых движениях усилие может быть относительно небольшим.

Зависимость мышечного усилия от скорости сокращения мышцы объясняется функционированием отдельного саркомера. При быстром сокращении мышцы перемещаются очень быстро. Это предполагает, что в каждый момент времени должно распадаться определенное количество мостиков между нитями актина и миозина с тем, чтобы они могли возникнуть на новых местах. В результате может развиться относительно слабое усилие .

В действительности большая часть сокращений включает в себя оба элемента .

Итак, теперь мы имеем представление о том, что такое изометрическое сокращение мышцы , изотоническое сокращение мышцы, а также о сокращении целой мышцы . При изометрическом сокращении мышца напрягается, но не укорачивается. При изометрическом сокращении мышца может развить большее усилие . При изотоническом сокращении мышца укорачивается, не теряя напряжения . Большая часть сокращений включает в себя оба элемента .

Ознакомиться с обзором скелетных мышц очень полезно. Рекомендую! Читайте .