Салют, друзья! Тема данного материала достаточно мясистая . Думаю, она может понравиться фанатам московского Спартака (сам не фанат) или жителям Польши. Сейчас мы поговорим про красных и про белых . Правда, обсуждать мы будем не гражданскую войну почти столетней давности, а мышечные волокна .
Для начала немного заглянем вглубь нашего многосоставного организма. Представим, что у нас есть возможность видеть все, что происходит у нас под кожей. Уверен, зрелище шокирует многих:) Но не будем сильно включать фантазию, сосредоточимся исключительно на мышечном массиве . Если бы наши глаза имели встроенную функцию рентгеновского зрения, то, посмотрев на нашу мускулатуру, мы бы узрели достаточно многоцветную картину. Дело в том, что часть наших мышечных волокон имеют более ярко выраженный красный цвет , в то время как другая часть не может похвастаться столь насыщенным оттенком.
Наверняка вы уже догадались, что разница в цвете означает и различие в типаже
среди многообразия мышечных волокон, которые в современном мире принято делить на белые и на красные
. Существую еще и переходные типы, но мы не будем их касаться, чтобы не забивать голову. К слову, разница в цвете нам не настолько интересна. Она обеспечивается за счет большей концентрации миоглобина
(кислородосвязывающего белка) в красных мышечных волокнах. Куда важнее для нас физиологическое предназначение
каждого типа волокон в наших мышцах. Этот параметр отлично раскрывается в альтернативной версии разделения составляющих мускулатуры на быстрые и медленные
мышечные волокна. Поговорим чуть подробнее про каждый тип.
Белые да быстрые
Быстрые (белые) мышечные волокна (БМВ)
используют бескислородный
(анаэробный) способ энергообеспечения. Это тот самый тип метаболизма, который отвечает за взрывные и непродолжительные действия, совершаемые нашим телом. За примерами таких действий далеко ходить не нужно. Классические принципы бодибилдинга , пропагандирующие работу в диапазоне 6-12 повторений
, направлены именно на развитие данного типа волокон. Еще одним хорошим примером является спринтерский бег. В обоих случаях организм получает короткую
(в пределах 10-20 секунд) и интенсивную нагрузку
на пределе своих возможностей (работа в отказ).
Быстрые мышечные волокна помимо цвета характеризуют большой диаметр волокон, высокое содержание гликогена, высокая скорость сокращения, быстрая утомляемость и максимальная сила . Но самое главное для нас то, что этот тип характеризует наибольшая способность к гипертрофии (по-русски - мышечному росту). Именно поэтому основной задачей большинства культуристов всех времен является активное развитие БМВ, которые в результате определенной нагрузки способны увеличиваться в поперечном сечении. Такая нагрузка вам хорошо известна, скорее всего, вы применяете ее при занятиях в тренажерном зале.
Красные да медленные
Медленные (красные) мышечные волокна (ММВ)
используют кислородный
(аэробный) способ энергообеспечения. Как уже было сказано, данный тип волокон насыщен миоглобином, который запасает в себе молекулы кислорода. Ну а во время выполнения аэробной физической нагрузки энергия производится за счет окисления глюкозы кислородом
(потому он и кислородный). Такой вид метаболизма начинает протекать при непрерывной и длительной работе
.
Причем длительность нагрузки может варьироваться от буквально 30 секунд, до нескольких часов , в течение которых, к примеру, марафонцы бегут свою убойную дистанцию. Основной характеристикой медленных волокон является их высокая выносливость , которая и не снилась белым волокнам. Соответственно, для их прокачки необходима куда более .
По аналогии с быстрыми мышечными волокнами, медленные имеют ряд особенностей. Они имеют меньший диаметр волокон, низкое содержание гликогена, медленную скорость сокращения, малую утомляемость и небольшую силу . Что касается способности к гипертрофии, то тут мнения аналитиков разделяются. Одни говорят, что красные волокна практически не способны к росту, другие утверждают, что их анаболический потенциал ничуть не меньше, чем у белых волокон. В данном спорном вопросе каждый по-своему прав, ну а мы постараемся найти золотую середину .
Особенности тренировок
Для начала рассмотрим предлагаемую схему тренировки медленных волокон, призванную активировать вожделенную мышечную гипертрофию. Такой вид тренинга принято называть "пампинг"
- от английского pump - качать. В результате применения такого тренировочного приема мышцы обильно наливаются (накачиваются) кровью, а концентрация молочной кислоты доходит до предела, вызывая нестерпимое мышечное жжение . Достигается такой эффект за счет работы с малыми весами в укороченной амплитуде
, а диапазон повторений в среднем лежит в промежутке от 20 до 30
. Методика заманчива, ведь она позволяет отказаться от запредельных весов на штанге, минимизировать вероятность травмы и сосредоточиться на технике. Но будет ли такой подход работать? Вернемся к спору о возможности роста красных волокон.
Мир современного профессионального бодибилдинга знает тысячи примеров, когда атлеты умудрялись наращивать серьезные мышечные объемы, работая с относительно детскими весами на большое количество повторений. Получается, что ММВ действительно способны к серьезному росту. Поспорить с этим сложно, ведь есть неоспоримые факты. Но давайте взглянем на обратную сторону луны, которую, к сожалению, мало кто хочет разглядывать. Удачные примеры развития красных волокон в большинстве случаев встречаются именно в профессиональной среде спортсменов . Среди любителей такие примеры единичны, притом, что пампинг активно пропагандируется и довольно массово используется новоиспеченными атлетами.
А что отличает любителя от профессионала в бодибилдинге, да и в большинстве видов спорта, помимо отношения к делу? Сыграем в Поле чудес
? Имеется слово из 12
букв. Я разрешаю открыть вам любые 4
буквы. Представим, что получилось ф*р****л***я
. Назовете слово сразу или будете вращать барабан?
Сектор "курс" на барабане! Правильно, это слово - Фармакология ! Настоящего профи отличают громадные дозировки самых разных препаратов от А до Я. Любитель же вправе вообще не использовать стероиды и прочие виды допинга.
Именно спортсмены, активно использующие анаболические вещества имеют успех в развитии медленных мышечных волокон. Натуральный же бодибилдер имеет на развилке пути всего одну верную дорогу для мышечного роста - это развитие быстрых волокон . Не верите? Проверьте на себе! Я буду только рад, если вы сможете доказать обратное!
Тренировка на увеличение мышечного объема будет эффективной только в том случае, если учтены особенности строения мышечных волокон. А они, как известно, бывают быстрые и медленные. В чем их отличие? Какой подход использовать? Как добиться наилучшего результата? Ответы - в нашей статье.
Периодичный тренинг - залог успеха. Важно тренироваться таким образом, чтобы нагрузка распределялась между всеми мышечными волокнами. Многие увлекаются тренировкой быстрых волокон, и забывают о существовании медленных. В результате объем прибавляется с меньшей скоростью, а эффективность занятий падает. Научный подход и знание строения и работы мышц помогут тренироваться эффективнее, и получать правильную нагрузку.
Типы мышечных волокон
Пожалуй, все атлеты знают о том, что мышцы состоят из нескольких элементов. Мышечные волокна делятся на быстрые и медленные. В организме все продумано, и такое разделение позволяет без ущерба выполнять любую физическую работу с адекватными затратами энергии.
Медленные мышечные волокна отвечают за легкую физическую работу, расходуют относительно немного энергии, и не дают значительного прироста объема. Быстрые мышечные волокна предназначены для выполнения тяжелой работы, растут с высокой скоростью и потребляют большую часть энергии.
Мышцы работаю за счет обоих типов, соответственно, тренировать нужно и те и другие волокна. Важно учитывать, что быстрые волокна нужны не только для тяжелой работы - они также отвечают за быстрые сокращения. Источник питания - вещества, которые синтезируются с высокой скоростью. То есть спринт на короткие дистанции или тяжелая атлетика - это работа быстрых волокон.
Медленные волокна работают противоположным образом. Именно они задействованы в выполнении повседневных задач. Источник питания - вещества, которые синтезируются медленно, однако не требуют большого количества энергии для синтеза и транспортировки. Например, окислительные процессы с участием кислорода и липидов. Медленные волокна требуются марафонцам.
Тренировка мышечных волокон
Знания о мышечных волокнах - это не только научная информация, но и хорошая база для построения правильного графика тренировок. Очевидно, что спринтерам и тяжелоатлетам необходимо обратить особое внимание на развитие быстрых волокон, а марафонцам - на развитие медленных.
Объем мышц увеличивается преимущественно за счет быстрых мышечных волокон. Это можно заметить, сравнив фигуры спортсменов разных направлений. Поэтому был сделан вывод о том, что быстрые мышечные волокна необходимо усиленно тренировать, а медленные - это вторичная задача. Такой подход господствовал несколько лет. Безусловно, здравое зерно присутствует, однако не стоит сосредотачиваться только на одном типе тренировок. Почему?
Исследования в области спорта продолжались, и ученые выяснили, что при длительных тренировках рост медленных мышечных волокон происходит таким же образом, как и быстрых. То есть медленные волокна достигают таких же размеров, но для этого требуется больше времени.
Вывод: потенциал у медленных волокон такой же, как и у быстрых. А значит, программа тренировок зависит исключительно от цели спортсмена. Например, в борьбе атлеты пытаются добрать максимальный объем и силу, не увеличивая массу - это быстрые мышечные волокна. А в бодибилдинге важно гармоничное развитие тела, которое невозможно при увлечении тренировкой только одного типа волокон.
Основные цели тренировок бодибилдера:
- Гармоничное развитие мышц в ущерб функциональности. Бодибилдерам не нужно преодолевать марафонские дистанции или развивать исключительно взрывную силу. Спортсмены могут сосредоточиться на различных тренировках, и развивать все типы волокон.
- Увеличение веса - это плюс в бодибилдинге. В отличие от других видов спорта, где атлеты стараются попасть в минимальную весовую категорию, бодибилдерам не приходится пристально следить за показаниями весов.
- Бодибилдеры стараются максимально увеличить мышечный объем, и могут позволить себе использовать для этого скрытые резервы вроде медленных мышечных волокон.
Как правильно тренировать медленные волокна
Если быстрые мышечные волокна растут с высокой скоростью, то медленные необходимо развивать длительное время. Рост мышц - это процесс, требующий комплексного подхода, нужно учитывать множество факторов. Итак, как же запустить рост мышц?
Сначала нужно разобраться в том, как вообще функционирует организм. Любые процессы, которые происходят в теле человека, контролируются ДНК - хранителями генетической информации. Именно молекула ДНК диктует клеткам, какие белки производить.
А белки - это и катализаторы, и ферменты, и транспортные молекулы. Именно на них завязаны все биохимические процессы, рост и развитие. То, какой именно белок будет производиться, зависит от гормонального фона и наследственности. Как именно происходит этот процесс?
Структура белка записана в ДНК. ДНК находится в клетках в виде хроматина или хромосом, в зависимости от стадии развития клетки. Чтобы гормоны запустили синтез нового белка, требуются ионы водорода. Эти молекулы принимают участие во всех химических процессах.
Откуда же берутся ионы водорода? При выполнении упражнения возникает жжение в мышцах. Все спортсмены знают, что это накопление молочной кислоты, которая образуется в процессе питания мышечных волокон. При сокращении в мышцы поступает гликоген (это вещество, которое представляет собой запасной углевод). Гликоген расщепляется на молочную кислоту и молекулы АТФ (высокоэнергетическая молекула). А молочная кислота, в свою очередь, расщепляется на ионы водорода и лактат.
В результате создаются все необходимые условия для биосинтеза белков. То есть с точки зрения биохимии любая тренировка, неважно, на что она направлена, приводит к синтезу белков вследствие накопления ионов водорода.
Именно поэтому стоит отдельно отметить такой тип тренировки, как пампинг. Его популярность обоснована высокой эффективностью. Долгое время спортивные врачи не могли объяснить, почему пампинг приводит к росту мышц, ведь это достаточно легкая тренировка с умеренной нагрузкой. А значит, быстрые мышечные волокна развиваться не будут. Ответ прост - объем увеличивался за счет медленных мышечных волокон.
Наиболее эффективный способ нагрузить мышцы и вызвать рост медленных мышечных волокон - это пампинг. Тренировки направлены на максимизацию повторений, вызывают окисление мышц, и как результат - быстрое накопление ионов водорода.
Важно также и то, что в ходе тренировок спортсмены отдают предпочтение умеренным нагрузкам и средней скорости выполнения упражнений. Условий для роста быстрых волокон нет, основная нагрузка ложится на медленные, поскольку используются легкие веса и подходов много. Эффективность пампинга обусловлена также и затрудненным оттоком крови.
Так как тренировки легкие, занимают длительное время, сосуды спортсмена пережаты. В результате ионы водорода накапливаются, но не попадают в кровь. Они скапливаются в тех же волокнах, в которых образовались, и вызывают рост медленных мышечных волокон.
Условия ускоренного роста медленных волокон
Что необходимо для гипертрофии медленных волокон:
- Закисление (повторение упражнения до жжения).
- Пережатие сосудов (то есть постоянное напряжение во время тренировки).
- Небольшая нагрузка (важно не тренировать одновременно быстрые мышечные волокна и медленные).
- Средняя скорость.
- Снижение веса на 30 % того, который используется при тренировках быстрых волокон.
- Работа с неполной амплитудой (необходима для создания постоянного напряжения и затруднения оттока крови).
- Медленные повторения. Особенно этот пункт сложен для тех, кто привык работать на взрывную силу. Упражнения должны выполняться без рывков в постоянном темпе.
- Выполнение упражнения до жжения. Нужно повторять до тех пор, пока не наступит отказ. Тогда в мышцах появится максимальное количество молочной кислоты.
- Стресс. В первую очередь рост медленных мышечных волокон вызывает стресс, который приводит к увеличенной выработке гормонов. То есть синтез белков и рост мышц начинается только тогда, когда тренировки проводятся до отказа, и мышцы начинаются разрушаться. В результате задействуется процесс восстановления, и объем увеличивается.
- Гормональный фон. Для создания правильной концентрации анаболических гормонов требуется правильный режим тренировок.
- Ионы водорода. Для их получения требуется, во-первых, следить за тем, чтобы быстрые мышечные волокна не подвергались нагрузке, а во-вторых, выполнять упражнения до жжения.
- Креатинфосфат. Это вещество, которое требуется для получения сведений от молекулы ДНК, а, значит, и для синтеза белков. Рекомендуется использовать специальные добавки, так как повысить уровень креатинфосфата естественным образом затруднительно.
- Аминокислоты - молекулы, из которых строятся белки. Необходимые аминокислоты можно получить, соблюдая сбалансированную диету. Для этого необязательно употреблять протеиновые добавки.
- Употребление углеводов во время тренировки.
Видео о тренировке медленных мышечных волокон:
Каждая мышца состоит из клеток, которые и называют мышечными волокнами (миофибриллами). «Волокнами» их называют потому, что клетки эти сильно вытянуты: при длине в несколько сантиметров, в сечении они всего 0,05-0,11 мм. Скажем, в бицепсе более 1 000 000 таких клеток-волокон! По 10-50 миофибрилл собраны в мышечный пучок с общей оболочкой, к которому подходит общий нерв (мотонейрон). По его команде пучок волокон сокращается или удлиняется — это и есть те движения мышц, которые мы совершаем во время тренировки. Да и в быту, конечно, тоже. Каждый пучок состоит из волокон одного типа.
Медленные мышечные волокна
Они же красные или окислительные, в спортивной терминологии их именуют «типом I». Они достаточно тонкие и хорошо снабжены ферментами, которые позволяют им получать энергию при помощи кислорода (отсюда и название «окислительные»). Обратите внимание, что таким — окисляясь, то есть сгорая, в энергию преобразуются как жиры, так и углеводы.«Медленными» эти волокна называют потому, что сокращаются они не более чем на 20% от максимума, зато могут трудиться долго и упорно.
А «красными» — потому, что в их много белка миоглобина, который по названию, функциям и цвету похож на гемоглобин крови.
Длительное равномерное движение, выносливость, похудение, кардио- и жиросжигающие тренировки, стройная, жилистая фигура.
Быстрые мышечные волокна
Или белые, или гликолитические, их называют «типом II». Они заметно больше предыдущих в диаметре, в них мало миоглобина (потому и «белые»), зато большой запас углеводов и обилие так называемых гликолитических ферментов — веществ, при помощи которых мышца добывает энергию из углеводов без кислорода. Такой процесс, гликолиз, (отсюда название «гликолитические») дает быстрый и большой выброс энергии.
Эти волокна могут обеспечить мощный толчок, рывок, резкий удар. Увы, надолго выброса энергии не хватит, поэтому быстрые волокна работают недолго, им нужно часто отдыхать. Рассчитанная на них силовая тренировка потому и разбивается на несколько подходов: если двигаться непрерывно, работа передается медленным волокнам.
Что с этими мышечными волокнами связано. Силовые тренировки, спринты, ускорения, мускулистая, накаченная фигура, моделирование фигуры, объемные мышцы.
Два типа быстрых мышечных волокон
Да-да, не все так просто! Быстрые мышечные волокна тоже делятся на два «подразделения».
Быстрые окислительно-гликолитические или промежуточные волокна (подтип IIа) — быстрые (белые) волокна, в которых тем не менее есть такие же ферменты, как в медленных. Иными словами, они могут получать энергию и с кислородом, и без него. Сокращаются они на 25-40% от максимума, причем «включаются» в работу и в силовых тренировках, и в нагрузках для похудения.
Быстрые неокислительные волокна (подтип IIб) рассчитаны исключительно на кратковременные и очень мощные усилия. Они толще всех прочих и при силовой тренировке заметнее других увеличиваются в поперечном сечении, а сокращаются — на 40-100%. Именно за их счет растят мышечные объемы бодибилдеры, ставят рекорды тяжелоатлеты и спринтеры. А вот для жиросжигающих тренировок они беспоезны.Важно, что порядка 10% мышечных волокон (тех самых быстрых промежуточных — подтип IIа) могут изменить свой тип.
Если вы часто даете своему телу длительную нагрузку средней интенсивности (ту, которая включает в работу максимум медленных волокон), то промежуточные за несколько месяцев тоже перестроятся в медленный режим. Если же вы делаете упор на силовые, спринтерские тренировки, то и промежуточные, и даже красные волокна приблизятся по своим параметрам к быстрым.
Мышечные волокна: как определить свой тип
Обычно у человека примерно 40% медленных и 60% быстрых волокон. Точное их количество задаются генетически. Проанализируйте свое телосложение и восприятие нагрузок. Как правило, люди, от природы «жилистые», невысокого роста, с тонкими костями, которым легко дается ходьба, пробежки, катание на велосипеде и прочие длительные нагрузки, обладают чуть большим процентов медленных и промежуточных волокон.
А те, у кого широкая кость, мышцы легко растут даже от небольших нагрузок, но и жировая прослойка прибавляется буквально от одного взгляда на пирожные или макароны, зачастую являются «носителями» некоторого избытка быстрых волокон. Если же вы знаете человека, который, толком не тренируясь, вдруг поражает всех своей силой — перед вами обладатель большого количества быстрых неокислительных волокон. В сети можно встретить тесты, которые предлагают определить свой преобладающий тип мышечных волокон. Например, сделав упражнение с весом 80% от максимального. Осилили меньше 8 повторов — у вас преобладают быстрые волокна. Больше — медленные.
На самом деле этот тест весьма условен и говорит скорее о тренированности в данном конкретном упражнении.
Мышечные волокна: выбор упражнений
Названия «быстрые» и «медленные», как вы уже поняли, связаны не с абсолютной скоростью ваших движений на тренировке, а сочетанием скорости и мощности. При этом, разумеется, мышечные волокна включаются в работу не изолированно: основная нагрузка ложится на тот или иной тип, а другой действует «на подхвате».
Запоминайте: если вы работаете с отягощениями, то чем они выше, тем активнее тренируются именно быстрые волокна. Если отягощения невелики — движения для тренировки быстрых волокон должны быть более резкими и частыми. Например, выпрыгивания вместо приседаний, спринт на 100 метров вместо неспешного кросса и т.п.А вот для тренировки медленных волокон нужны длительные спокойные тренировки типа равномерного катания, ходьбы, плавания, спокойных танцев. Любое ускорение и рывок дополнительно подключат быстрые волокна.
Мышечные волокна: планируем тренинг
* Если нужно добавить объема той или иной части тела (скажем, раскачать руки, плечи или бедра), тренируйте в этих зонах в основном быстрые волокна, занимаясь с весами и делая прыжки, отжимания, подтягивания.
* Хотите избавиться от лишнего жира — «загружайте» по всему телу медленные волокна. Лучше всего для этого подойдут ходьба с палками, бег, плавание или танцы.
* Для дополнительной проработки проблемных зон добавляйте упражнения на медленные волокна: отведения-приведения ноги, сгибания и т.п.
* Для общего мышечного тонуса поровну тренируйте оба типа волокон. Скажем, в режиме получасового силового урока и получасовой кардионагрузки после него 3-4 раза в неделю.
Разобравшись в том, что такое быстрые и медленные мышечные волокна, вы сможете вытраивать свои тренировки более эффективно.
Скелетные мышечные волокна подразделяются на быстрые и медленные. Скорость сокращения мышц различна и зависит от их функции. Например, быстро сокращается икроножная мышца, а глазная мышца сокращается еще быстрее.
Рис. Типы мышечных волокон
В быстрых мышечных волокнах более развит саркоплазматический ретикулум, что способствует быстрому выбросу ионов кальция. Их называют белыми мышечными волокнами.
Медленные мышцы построены из более мелких волокон, и их называют красными из-за их красноватой окраски, обусловленной высоким содержанием миоглобина.
Рис. Быстрые и медленные мышечные волокна
Таблица. Характеристика трех типов волокон скелетных мышц
|
Показатель |
Медленные оксидативные волокна |
Быстрые оксидативные волокна |
Быстрые гликолитические волокна |
|
Главный источник образования АТФ |
Окислительное фосфорилирование |
Гликолиз |
|
|
Митохондрии |
|||
|
Капилляры |
|||
|
Высокое (красные мышцы) |
Высокое (красные мышцы) |
Низкое (белые мышцы) |
|
|
Активность ферментов гликолиза |
Промежуточная |
||
|
Промежуточное |
|||
|
Скорость утомления |
Медленная |
Промежуточная |
|
|
Активность АТФазы миозина |
|||
|
Скорость укорочения |
Медленная |
||
|
Диаметр волокна |
|||
|
Размер двигательной единицы |
|||
|
Диаметр двигательного аксона |
Сила мышц
Силу мышцы определяют по максимальной величине груза, который она может поднять, либо по максимальной силе (напряжению), которую она может развить в условиях изометрического .
Одиночное мышечное волокно способно развить усилие 100-200 мг. В теле примерно 15-30 млн волокон. Если бы они действовали параллельно в одном направлении и одновременно, то могли бы создать напряжение 20-30 т.
Сила мышц зависит от ряда морфофункциональных, физиологических и физических факторов.
Расчет мышечной силы
Сила мышц возрастает с увеличением площади их геометрического и физиологического поперечного сечения. Физиологическое поперечное сечение мышцы представляет собой сумму поперечных сечений всех волокон мышцы по линии, проведенной перпендикулярно ходу мышечных волокон.
В мышце с параллельным ходом волокон (например, портняжная мышца) площади геометрического и физиологического поперечных сечений равны. В мышцах с косым ходом волокон (межреберные) площадь физиологического сечения больше площади геометрического и это способствует увеличению силы мышц. Еще больше возрастают физиологическое сечение и сила у мышц с перистым расположением мышечных волокон, которое наблюдается в большинстве мышц тела.
Для того чтобы иметь возможность сопоставить силу мышечных волокон в мышцах с различным гистологическим строением, используют понятие абсолютной силы мышцы.
Абсолютная сила мышцы — максимальная сила, развиваемая мышцей, в перерасчете на 1 см 2 физиологического поперечного сечения. Абсолютная сила бицепса составляет 11,9 кг/см 2 , трехглавой мышцы плеча — 16,8, икроножной 5,9, гладких мышц — 1 кг/см 2 .
где А мс — мышечная сила (кг/см 2); Р — максимальный груз, который способна поднять мышца (кг); S — площадь физиологического поперечного сечения мышцы (см 2).
Сила и скорость сокращения , утомляемость мышцы зависят от процентного соотношения различных типов двигательных единиц, входящих в эту мышцу. Соотношение разных типов двигательных единиц в одной и той же мышце у разных людей неодинаково.
Различают следующие типы двигательных единиц:
- медленные неутомляемые (имеют красный цвет), они развивают небольшую силу сокращения, но могут длительно находиться в состоянии тонического напряжения без признаков утомления;
- быстрые, легко утомляемые (имеют белый цвет), их волокна развивают большую силу сокращения;
- быстрые, относительно устойчивые к утомлению, развивающие относительно большую силу сокращения.
У разных людей соотношение числа медленных и быстрых двигательных единиц в одной и той же мышце определено генетически и может значительно различаться. Чем больше в мышцах человека процент медленных волокон, тем более она приспособлена к длительной, но небольшой по мощности работе. Лица с высоким содержанием в мышцах быстрых сильных моторных единиц способны развивать большую силу, но склонны к быстрому утомлению. Однако надо иметь в виду, что утомление зависит и от многих других факторов.
Сила мышцы увеличивается при ее умеренном растяжении. Одним из объяснений этого свойства мышц является то, что при умеренном растяжении саркомера (до 2,2 мкм) увеличивается вероятность образования большего количества связей между актином и миозином.
Рис. Соотношение между силой сокращения и длиной саркомера
Рис. Соотношение между силой мышцы и ее длиной
Сила мышц зависит от частоты нервных импульсов , посылаемых к мышце, синхронизации сокращения большого числа моторных единиц, преимущественного вовлечения в сокращение того или иного типа моторных единиц.
Сила сокращений увеличивается:
- при вовлечении в процесс сокращения большего количества моторных единиц;
- при синхронизации сокращения моторных единиц;
- при вовлечении в процесс сокращения большего количества белых моторных единиц.
При необходимости развить небольшое усилие сначала активируются медленные неутомляемые моторные единицы, затем быстрые, устойчивые к утомлению. Если надо развить силу более 20-25% от максимальной, то в сокращение вовлекаются быстрые, легко утомляемые моторные единицы.
При напряжении до 75% от максимально возможного практически все моторные единицы активированы и дальнейший прирост силы идет за счет увеличения частоты импульсов, посылаемых к мышечным волокнам.
При слабых сокращениях частота посылки нервных импульсов по аксонам мотонейронов составляет 5-10 имп/с, а при большой силе сокращения может доходить до 50 имп/с.
В детском возрасте прирост силы идет главным образом за счет увеличения толщины мышечных волокон, что связано с увеличением в них количества миофибрилл. Прирост числа волокон незначителен.
При тренировке мышц у взрослых нарастание их силы связано с увеличением миофибрилл, а повышение их выносливости обусловлено увеличением числа митохондрий и получением АТФ за счет аэробных процессов.
Имеется взаимосвязь силы и скорости сокращения мышцы. Скорость сокращения мышцы тем больше, чем больше ее длина (за счет суммации сократительных эффектов саркомеров). Она уменьшается при увеличении нагрузки. Тяжелый груз можно поднять только при медленном движении. Максимальная скорость сокращения, достигаемая при сокращении мышц человека, около 8 м/с.
Мощность мышцы равна произведению мышечной силы на скорость укорочения. Максимальная мощность достигается при средней скорости укорочения мышц. Для мышц руки максимальная мощность (200 Вт) достигается при скорости сокращения 2,5 м/с.
Сила сокращения и мощность мышцы снижаются при развитии утомления.
Мышечное волокно (миоцит) - основная структурная и функциональная единица соматической мышечной ткани; третья стадия и результат гистогенеза. Длина мышечного волокна часто совпадает с длиной мышцы, в состав которого оно входит.
Основные классификации мышечных волокон:
- Белые и красные мышечные волокна;
- Быстрые и медленные мышечные волокна;
- Гликолитические, промежуточные и окислительные мышечные волокна;
- Высокопороговые и низкопороговые мышечные волокна.
Белые и красные мышечные волокна.
Первая классификация – по цвету. Это классификация по наличию пигмента миоглобина в саркоплазме мышечного волокна. Миоглобин красного цвета и он участвует в переносе кислорода к мышечной клетке. Чем больше кислорода требуется клетке, тем больше поступает миоглобина — волокно более красное. Когда меньше кислорода — волокно более светлое, от чего –белое. Также красные мышечные волокна имеет большее число митохондрий, чем белые, из-за большого потребления кислорода.
Белые мышечные волокна:
- Миоглобина – мало.
- Митохондрий – мало.
- Потребление кислорода – малое.
Красные мышечные волокна:
- Миоглобина – много.
- Митохондрий – много.
- Потребление кислорода – большое.
Быстрые и медленные мышечные волокна.
Вторая классификация — по скорости сокращения. Быстрые и медленные мышечные волокна классифицируются по скорости сокращения и активности фермента АТФ-азы. Фермент АТФ-аза участвует в образовании АТФ и соответственно в сокращении мышцы. Когда чем более активный фермент, тем быстрей синтезируется АТФ и мышца снова готова сокращаться.
Быстрые мышечные волокна:
- Скорость сокращения мышечного волокна более высокая.
- Активность фермента АТФ-аза более высокая.
Медленные мышечные волокна:
- Скорость сокращения мышечного волокна более низкая.
- Активность фермента АТФ-аза низкая.
Гликолитические, промежуточные и окислительные мышечные волокна.
Третья классификация – по энергообеспечению. Для получения энергии мышечные волокна используют жирные кислоты (жиры) и глюкозу (углеводы). Жирные кислоты с помощью окисления организм превращает в АТФ с помощью окисления. Глюкозу с помощью анаэробного и аэробного гликолиза также превращает в АТФ. Поэтому в организме существует три вида различных мышечных волокон, которые используют преимущественно один из видов энергообеспечения.
Окислительные мышечные волокна (ОМВ):
- Основной источник энергии – жирные кислоты.
- Энергообеспечение – окисление.
Промежуточные мышечные волокна (ПМВ):
- Основной источник энергии – жирные кислоты, глюкоза.
- Энергообеспечение – окисление, гликолиз.
- Количество митохондрий – среднее количество.
Гликолитические мышечные волокна (ГМВ):
- Основной источник энергии – глюкоза.
- Энергообеспечение – гликолиз, преимущественно анаэробный.
Отдельно следует поговорить о ПМВ. Данный тип мышечных волокон очень хорошо адаптируется к нагрузке, в отличие от ОМВ и ГМВ. При длительных тренировках данные мышечные волокна могут приобретать больше признаков ОМВ или ГМВ. К примеру, если тренировать выносливость (бегать марафоны и топу подобное), в таком случае практически все ПМВ станут ОМВ, за счет увеличения количества митохондрий. При силовых тренировках МПВ перестраиваться в ГМВ, адаптируясь под соответственный вид тренировок.
Высокопороговые и низкопороговые мышечные волокна.
Четвертая классификация – по порогу возбудимости двигательных единиц (ДЕ). Двигательная единица состоит из: мотонейрона и мышечного волокна. Сокращение мышцы происходит под воздействием нервных импульсов, которые проводят нервные клетки от головного мозга к мышце, давая ей команду сокращаться.
Высокопороговые мышечные волокна:
- Порог возбудимости – высокий (сокращаются при сильном импульсе, когда очень тяжело).
- Скорость передачи нервного импульса – высокая.
- Аксон с миелиновой оболочкой.
Низкопороговые мышечные волокна:
- Порог возбудимости – низкий (сокращаются при слабом импульсе.).
- Скорость передачи нервного импульса – низкая.
Объединение классификаций.
Белые быстрые высокопороговые гликолитические мышечные волокна (далее вГМВ):
- Цвет – белый.
- Скорость – большая. Основное энергообеспечение – анаэробный гликолиз.
- Порог возбудимости – высокий.
- Аксон – с миелиновой оболочкой.
- Количество митохондрий – мало. Количество мышечных волокон в организме – заложено генетикой (это не факт, так как сейчас есть теория, по которой происходит миелинизация мотонейрона от тренировочной нагрузки).
Данный вид мышечных волокон, у людей, не занимающихся спортом, практически некогда не принимает участие в сокращении мышцы. Данные мышечные волокна включаются в работу только в экстремальных условиях на очень короткое время. У спортсменов, занимающихся анаэробными видами спорта данные мышечные волокна активно принимают участие в сокращении при пиковых нагрузках (90-100% от ПМ, обычно это 1-3 повтора).
Белые быстрые гликолитические мышечные волокна (далее ГМВ):
- Цвет – белый.
- Скорость – большая.
- Основное энергообеспечение – анаэробный гликолиз, частично аэробный.
- Порог возбудимости – средний (ниже вГМВ, выше ПМВ).
- Аксон без миелиновой оболочки.
- Количество митохондрий – мало.
- Количество мышечных волокон в организме – различное (ПМВ превращаются в ГМВ при силовых тренировках).
- ГМВ основа всей мышечной массы. Даже если у человека преобладают ОМВ по количеству, весь основной объем мышцы будет за счет именно ГМВ, так как эти мышечные волокна намного больше в объеме всех остальных. ГМВ включаются в работу практически во всех силовых упражнениях.
Промежуточные (могут быть как белые, так и красные) мышечные волокна (далее ПМВ).
- Цвет – белый, красный.
- Скорость сокращения – низкая, высокая (некоторые исследования подтверждают, что активность фермента АТФ-азы не может меняться от тренировки, потому возможно ПМВ, которые превратились в ГМВ остаются медленными).
- Основное энергообеспечение – анаэробный гликолиз, аэробный гликолиз, окисление.
- Порог возбудимости – средний (ниже вГМВ, ГМВ, выше ОМВ).
- Количество митохондрий – средне (зависит от тренированности человека).
- Количество мышечных волокон в организме – различное, (много у нетренированных людей, у тренированных ПМВ превращаются в ГМВ или ОМВ).
ПМВ это что-то усредненное между ГМВ и ОМВ, они использую энергообеспечение, как и ОМВ, так и ГМВ. Особая способность этих мышечных волокон – приобретение признаков ОМВ или ГМВ в зависимости от нагрузки. Если идет анаэробная нагрузка и нужен больше гликолиз – ПМВ превращаются в ГМВ. Если человек получает аэробную нагрузку – ПМВ превращаются в ОМВ.
Красные медленные окислительные мышечные волокна (далее ОМВ):
- Цвет – красный.
- Скорость сокращения – низкая.
- Основное энергообеспечение – окисление.
- Порог возбудимости – низкий.
- Аксон – без миелиновой оболочки.
- Количество митохондрий – много.
- Количество мышечных волокон – различное, промежуточные мышечные волокна превращаются в ОМВ при тренировках на выносливость.
