2) является достаточным для преодоления нагрузки, мышца укорачивается при сокращении
3) остаётся постоянным, несмотря на изменение длины мышц (+)
4) недостаточно для преодоления внешней нагрузки на мышцы и мышечные волокна удлиняются при их сокращении
Изотонический режим сокращения характеризуется поддержанием практически постоянного мышечного напряжения при изменении длины мышцы. Это возможно, когда развиваемая сила соответствует внешней нагрузке и мышца перемещает её без существенного изменения уровня напряжения. При концентрическом варианте мышца укорачивается, а при эксцентрическом — удлиняется, продолжая развивать напряжение.
В основе лежит взаимодействие актина и миозина: при наличии кальция и АТФ циклическое образование поперечных мостиков вызывает скольжение актиновых филаментов относительно миозиновых. Если сопротивление остаётся стабильным, сила, необходимая для его преодоления, поддерживается на одном уровне, тогда как саркомеры изменяют длину. В реальных физиологических условиях чисто изотоническое сокращение встречается редко, поскольку обычно одновременно меняются и напряжение, и длина мышцы; такой режим называют ауксотоническим.
Для дифференциации режимов мышечной работы оценивают, что происходит с длиной мышцы, величиной напряжения и скоростью движения. Это имеет значение при интерпретации функциональных проб, электромиографии и выборе параметров лечебной физкультуры: разные режимы по-разному воздействуют на силу, выносливость и контроль движения.
| Режим сокращения | Изменение длины мышцы | Изменение напряжения | Характерный пример или признак |
|---|---|---|---|
| Изотонический, концентрический | Мышца укорачивается | В идеализированных условиях остаётся постоянным | Подъём груза при сгибании конечности |
| Изотонический, эксцентрический | Мышца удлиняется под действием внешней силы | Поддерживается на уровне, соответствующем нагрузке | Контролируемое опускание груза или торможение движения |
| Изометрический | Длина мышцы практически не меняется | Напряжение увеличивается или поддерживается без движения | Удержание тяжести в фиксированном положении |
| Ауксотонический | Длина изменяется | Напряжение одновременно изменяется | Наиболее типичный физиологический режим при обычных движениях |
| Изокинетический | Изменяется при заданной постоянной скорости | Может варьировать в зависимости от угла и усилия | Работа на изокинетическом тренажёре с контролем скорости |
| Пассивное растяжение | Мышца удлиняется без активного сокращения | Напряжение определяется эластическими свойствами тканей | Растяжение мышцы внешней силой при расслаблении |
Таким образом, ключевой критерий изотонического сокращения — постоянство развиваемого напряжения при изменении длины мышцы. Направление изменения длины определяется соотношением мышечной силы и внешней нагрузки. При превышении силы мышцы над нагрузкой возникает концентрическое укорочение, а при преобладании нагрузки — эксцентрическое удлинение. Изометрический режим отличается отсутствием движения, несмотря на развитие мышечного напряжения.