Мышечные волокна делятся на три типа: медленные (тип I), быстрые (тип II) и промежуточные (тип IIa). Медленные волокна предназначены для длительной работы и обладают высокой устойкостью к утомлению, что делает их идеальными для выносливостных тренировок. Быстрые волокна имеют большую силу и скорость, но быстрее устают, что позволяет им лучше справляться с кратковременными интенсивными нагрузками.
Промежуточные волокна сочетают в себе характеристики обоих предыдущих типов, обеспечивая баланс между выносливостью и силой. Соотношение различных типов мышечных волокон у каждого человека может варьироваться и зависит от генетики, физической подготовки и типа тренировок, что в свою очередь определяет физическую производительность и особенности адаптации организма к нагрузкам.
Какие бывают мышечные волокна
Строение мышечной ткани. Мышечное волокно в физиологии
Приблизительно 40% массы человеческого тела составляют скелетные мышцы, тогда как около 10% приходится на гладкие мышцы и мышцы сердца. Некоторые ключевые принципы сокращения являются универсальными для различных типов мышечных тканей.
На иллюстрации представлена схема структуры скелетной мышцы. Все скелетные мышцы содержат большое количество волокон с диаметром от 10 до 80 мкм. Также на схеме показано, что каждое из таких волокон состоит из последовательно соединенных более мелких частей.
В большинстве случаев волокно в скелетных мышцах простирается на всю длину мышцы и, за исключением примерно 2%, обычно иннервируется только одним нервным окончанием, расположенным ближе к середине волокна.
Сарколемма. Сарколеммой называют клеточную мембрану мышечного волокна. Она состоит из собственно мембраны клетки, называемой плазматической мембраной, и наружного покрытия из тонкого слоя полисахаридного материала, который содержит множество тонких коллагеновых нитей. На концах мышечного волокна этот поверхностный слой сарколеммы сливается с сухожильными волокнами. Сухожильные волокна, в свою очередь, собираются в пучки и формируют мышечные сухожилия, вплетающиеся в кости.
Структура скелетной мышцы от крупномасштабного до молекулярного уровня. Е, Ж 3, И — сечение на заданном уровне.
Миофибриллы. Протоки актина и миозина. Каждое мышечное волокно включает от сотен до тысяч миофибрилл, которые на поперечном сечении выглядят как мелкие светлые точки.
Каждая миофибрилла собрана примерно из 1500 смежных нитей миозина и 3000 нитей актина, представляющих собой большие полимеризованные белковые молекулы, ответственные за мышечное сокращение. Они видны в продольном сечении на электронной микрофотографии. Толстые нити на схемах — миозиновые, тонкие — актиновые.
Обратите внимание, что на изображении актиновые и миозиновые филаменты частично пересекаются, что приводит к образованию миофибрилл с чередующимися светлыми и темными полосами. Светлые полосы, состоящие исключительно из актиновых нитей, называются I-полосками, так как они изотропны в поляризованном свете.
Темные полосы содержат миозиновые нити, а также концы актиновых филаментов, которые частично перекрываются с миозиновыми. Эти участки именуются А-полосками, поскольку они анизотропны в поляризованном свете. На изображении также отображаются небольшие выступы по обеим сторонам миозиновых нитей, которые известны как поперечные мостики. Их взаимодействие с актиновыми филаментами является основой мышечного сокращения.
Электронное изображение миофибриллы, показывающее тонкую структуру актиновых и миозиновых волокон. Митохондрии, расположенные между миофибриллами, также заметны.
На рисунке показано также, что концы актиновых нитей прикреплены к так называемому Z-диску (Z-мембране). Отсюда актиновые нити распространяются в обе стороны, проходя между миозиновыми нитями. Z-диск, состоящий из нитевидных белков, отличающихся от актиновых и миозиновых нитей, проходит в поперечном направлении через миофибриллу, а также через все мышечное волокно, переходя от одной миофибриллы к другой, скрепляя их между собой. В связи с этим целое мышечное волокно, как и отдельные миофибриллы, имеет светлые и темные полоски. Эти полоски придают скелетным и сердечной мышцам характерный полосатый вид.
Часть миофибриллы (или целого мышечного волокна), расположенную между двумя последовательными Z-дисками, называют саркомером. В сокращенном мышечном волокне длина саркомера равна примерно 2 мкм. При этой длине актиновые нити полностью перекрывают миозиновые, и кончики актиновых нитей начинают перекрывать друг друга. Мы увидим далее, что при этой длине мышца способна генерировать максимальную силу сокращения.
Какие факторы способствуют стабильному расположению актиновых и миозиновых нитей? Удерживать актиновые и миозиновые нити вместе весьма непросто. Эта задача решается благодаря множеству нитеподобных белковых молекул, именуемых тайтином. Каждая молекула тайтина обладает молекулярной массой примерно 3000000, что делает её одной из наиболее крупных белковых структур в организме.
Кроме того, благодаря своему волокнистому строению молекула тайтина обладает значительной упругостью. Упругие молекулы тайтина создают каркас, который поддерживает актиновые и миозиновые нити в нужном положении, гарантируя корректное функционирование сократительного механизма саркомера. Это также позволяет предположить, что сама молекула тайтина играет роль матрицы для начальной организации сократительных участков саркомера, особенно касающихся миозиновых нитей.
Саркоплазматический ретикулум во внутриклеточных пространствах между миофибриллами с системой продольных трубочек, параллельных миофибриллам. Показаны В поперечном сечении Т-трубочки (стрелки), которые связаны с внеклеточным пространством и отвечают за проведение электрического сигнала в центр мышечного волокна.
Саркоплазма. В каждом мышечном волокне находятся множество миофибрилл, расположенных близко друг к другу. Пространство между ними заполняется внутриклеточной жидкостью, известной как саркоплазма, которая содержит высокие концентрации калия, магния и фосфатов, а также разнообразные ферменты. Кроме того, в этих волокнах размещено значительное количество митохондрий, выстраивающихся параллельно миофибриллам. Эти митохондрии обеспечивают сокращающиеся миофибриллы обильной энергией в виде аденозинтрифосфата, который синтезируется именно ними.
Саркоплазматический ретикулум. В саркоплазме, окружающей миофибриллы каждого мышечного волокна, имеется также хорошо развитый ретикулум, называемый саркоплазматическим ретикулумом. Он имеет специфическую организацию, исключительно важную для регуляции мышечного сокращения . Саркоплазматический ретикулум особенно сильно развит в очень быстро сокращающихся типах мышечных волокон.
Видео лекция гистология мышечной ткани (гладкой, поперечнополосатой, сердечной)
Строение мышечной ткани. Мышечное волокно в физиологии
Мышечное сокращение. Характеристика и механизм мышечного сокращения
Торможение актиновой нити тропонин-тропомиозиновым комплексом. Теория храпового механизма сокращения
Энергообеспечение мышечного сокращения. Степень перекрытия актиновых и миозиновых нитей
Длина мышцы и сила сокращения. Источники энергии для мышечного сокращения
Коактивация мышц агонистов и антагонистов. Гипертрофия и атрофия мышц
Эффекты денервации мышц. Трупное окоченение
"ЖИЗНЬ В ХОККЕЕ" —
ПРОГРАММА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КАЧЕСТВ И НАВЫКОВ ФОРМИРУЮЩИХ МАСТЕРСТВО ХОККЕИСТА
НАУЧНО — ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЕКТ ПРИ СОДЕЙСТВИИ НАУЧНЫХ ГРУППЫ ДЮСШ "КРАСНАЯ МАШИНА — ЮНИОР" И "СКА-ЗВЕЗДА" САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, ИРИНОВСКИЙ ПР. 24, ТЕЛ. +7965 0664455
ТИПЫ МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН И ИХ ФУНКЦИИ
Занимаясь спортом, мы постоянно употребляем слово «мышцы». Мы говорим про то, что они работают, болят, растут или не растут и так далее. Как правило, дальше этого наши знания о мышцах не заходят. Тем не менее, очень важно понимать, что по своему составу мышцы могут быть разные, и предрасположены к разного рода нагрузке.
Данная статья адаптирована под любительский спортивный уровень.
Когда мы занимаемся физической активностью, мы часто используем термин «мышцы». Мы обсуждаем их работу, боль, рост или отсутствие роста и так далее. Однако, как правило, наши знания о мышцах ограничиваются этим. Важно осознавать, что мышцы различаются по своему составу и могут по-разному реагировать на различные виды нагрузок.
Что такое мышцы?
Мышца – это орган, который состоит из волокон и способен к сокращению под воздействием нервных импульсов, посылаемых головным мозгом посредством связи "мозг — мышцы". Соответственно, главные функции мышечного волокна в контексте спорта – осуществление движений и поддержание положения тела.
Мышечные волокна бывают двух типов – медленные (ММВ) или красные, и быстрые (БМВ) или белые.
Медленные (красные) мышечные волокна
Данные волокна именуются медленными из-за их низкой скорости сокращения, что делает их идеальными для выполнения продолжительных и постоянных нагрузок. Они окружены сетью капилляров, которые непрерывно обеспечивают подачу кислорода. Эти волокна также известны как красные по причине их окраски, которая обусловлена содержанием белка миоглобина. Такой тип волокон может использовать для производства энергии не только углеводы, но и жиры.
Когда включаются в работу ММВ
Мышцы желудочка начинают уменьшаться во время выполнения различных кардионагрузок, требующих высокой выносливости:
— длительный бег (марафонский бег)
— плавание
— езда на велосипеде
— прыжки на скакалке
— занятия на кардиотренажёрах
— статические упражнения
Т.е. во всех случаях, когда Вы совершаете достаточно длительную и монотонную работу, которая не требует «взрывных» усилий. А значит интервальную тренировку уже нельзя будет отнести к примеру работы исключительно ММВ.
Существует распространённое мнение, что красные мышечные волокна не подвержены значительной гипертрофии, другими словами, они не увеличиваются в размере. По этой причине вы вряд ли встретите "накачанного" марафонца.
Тренировка ММВ направлена на:
— увеличение выносливости
— избавление от лишнего жира
— увеличения количества кровеносных капилляров
Быстрые (белые) мышечные волокна
По аналогии с медленными, можно догадаться, что быстрые мышечные волокна способны к высокоинтенсивной, тяжелой, но кратковременной работе. Эти волокна используют бескислородный способ получения энергии, а значит используют, главным образом, углеводы. Именно поэтому они белого цвета. Их быстрое утомление связано с тем, что во время сокращения мышечного волокна образуется молочная кислота и, чтобы вывести её, необходимо некоторое время.
Но белые мышечные волокна также бывают разными.
Подтипы быстрых мышечных волокон:
подтип 2A или промежуточные мышечные волокна
Их ещё называют переходными, потому что эти волокна могут использовать как аэробный так и анаэробный способ получения энергии. По сути, это что-то среднее между красными и белыми волокнами.
подтип 2Б или истинные БМВ
Данные волокна получают энергию исключительно путем анаэробного (без кислорода) метаболизма и отличаются высокой мощностью. Они имеют значительный потенциал для роста, поэтому все методики набора мышечной массы ориентированы именно на их развитие.
Когда включаются в работу БМВ
Это происходит, когда нужно приложить максимум усилий в короткий промежуток времени. Т.е. при анаэробных тренировках:
— бодибилдинг
— пауэрлифтинг
— тяжелая атлетика
— спринтерский бег и плавание
— боевые искусства
— взрывные упражнения
Эти тренировки способствуют увеличению мышцы в объёме за счёт увеличения поперечного сечения мышечного волокна.
Тренировка БМВ направлена на:
— увеличение силы
— увеличение мышечной массы
Может ли меняться соотношение быстрых и медленных мышечных волокон в теле
Существует ряд различных точек зрения на этот вопрос, и, как обычно, для каждой из них приводятся разнообразные аргументы.
Считается, что соотношение типа мышечных волокон задано генетически, что объясняет, почему некоторым людям легче заниматься бегом, тогда как другим — силовыми тренировками. В то же время, исследования спортсменов, представляющих разные дисциплины, показали, что у тяжелоатлетов преобладают быстрые волокна, в то время как у марафонцев — медленные. Таким образом, возникает предположение, что тренировки могут незначительно «корректировать» соотношение и количество мышечных волокон. Однако, в контексте второго подхода остаётся неясным, было ли преобладание тех или иных волокон следствием выбранного вида спорта или же этот выбор был вызван генетическими предрасположенностями.
Ещё один важный момент, который нужно понимать – мышцы и волокна – это не одно и то же. Все крупные мышцы тела состоят из разных видов мышечных волокон. Не существует абсолютно «быстрых» и «абсолютно» медленных мышц, просто в них может преобладать то или иное мышечное волокно.
Как определить какие мышечные волокна преобладают
Эта задача может быть выполнена двумя способами: отправив образцы тканей в лабораторию для анализа либо проведя тест на пропорцию мышечных волокон самостоятельно. Давайте рассмотрим, как это осуществить на примере упражнения с поднятием гантелей для бицепса:
необходимо подобрать такой вес гантелей, при котором Вы сможете выполнить только одно повторение этого упражнения – это будет максимальный вес
после этого нужно отдохнуть около 15 минут и выполнить это упражнение с весом, составляющим 80% от максимального ровно столько раз, сколько получится сделать это без дополнительной помощи
на основании полученного количества раз интерпретировать результаты
проделать тоже самое со всеми основными группами мышц
Интерпретация результатов теста
Количество выполненных повторений Преобладание типа мышечных волокон
меньше 7-8 повторений
быстрые мышечные волокна
9 повторений
равное количество волокон двух типов
больше 10-12 повторений
медленные мышечные волокна
Подводя итог, хочу сказать, что информация и типах мышечных волокон нужна Вам для того, чтобы понимать какое качество можно развить, задействуя, те или иные волокна. Так, если основная цель – развитие выносливости, то неразумно заниматься силовыми тренировками. И соответственно, выполняя монотонное кардио, Вы не сможете добиться увеличения мышечной массы.
ДОРОГИЕ ДРУЗЬЯ!
Редакция сайта будет безмерно благодарна любым вашим "донатам", которые позволят значительно расширить наши возможности по написанию, покупке, переводу и публикации нучно-практических и аналитических трудов, а также методических пособий по хоккею для их представления вашему вниманию на платформе образовательного сайта "ЖИЗНЬ В ХОККЕЕ".
Свой перевод Вы можете послать на карту СБЕРБАНКА 2202 2023 9382 2469 (до 0727)
