Соотношения медленных и быстрых волокон в мышцах. Сила быстрых и медленных мышечных волокон. Быстрые гликолитические волокна мышечной ткани
В моем мезоцикле (14 дней) из шести тренировок (три на ГМВ, а три на ОМВ) в тренажерном зале три тренировки направлены на развитие гликолитических мышечных волокон (ГМВ) в простонародье «белое мясо» или «быстрые мышцы». Это на разные группы мышц. Получается между тренировками на каждую группу мышц перерыв 9 дней!
Работаем с весом не менее 80% от максимума. Максимальный вес это тот вес, который вы можете поднять 10 раз. Если присесть со штангой в 50 кг только 10 раз, значит ваш максимальный вес – 50 кг, и работать нужно с весом в районе 40 кг, не меньше. Интенсивность упражнения – медленная, 10% от максимальной интенсивности. Делать можно на подсчет, по количеству повторений, 6-12 раз или на время 20-40 секунд, что в принципе, приблизительно, одно и то же.
И я постарался разъяснить в предыдущих статьях.
Отдых между подходами 1 минута. Но я стараюсь совмещать два упражнения, на разные группы мышц и чередовать их между собой. Так получается с небольшим отдыхом в районе 1,5 – 2 минут. Для развития МВ обычно делают 4-9 подходов (сетов). Я же делаю 6-8 подходов. Для поддержания МВ в тонусе достаточно и 3 подходов. В зависимости от целей, поддерживающую тренировку можно делать хоть каждый день, а вот развивающую только 1 раз в неделю.
——————————————————-
«Как начать бегать правильно и уверенно подготовиться к марафону» смотрите в бесплатном видеокурсе. НАЖМИТЕ на ссылку и ПОДПИШИТЕСЬ на курс. На ваш почтовый адрес придет ссылка для просмотра.
——————————————————-
Конечно, на время отдыха между подходами на развитие ГМВ, есть свое мнение у профессора и доктора биологических наук Селуянова Виктора Николаевича. Он говорит так: «…После такой работы (имеется в виду подход на развитие ГМВ, 6-12 повторений с весом не меньше 80% от максимального) креатинфосфат восстанавливается в ГМВ за счет анаэробного гликолиза, значит, идет накопление ионов водорода, и они начинают разрушать клетки. Поэтому интервал отдыха должен быть обязательно активным. Так чтобы кровь гуляла по организму и вымывала ионы водорода и лактата к сердцу, диафрагме и другим мышцам, которые эти вещества могут съесть. Если вы не будете активно отдыхать, а будете просто лежать, то Н+ будут оставаться в мышечном волокне целый час. И наша задача, чтобы их было как можно меньше. Задача, это как можно быстрее их съесть. Это можно сделать работой циклического характера, аэробной работой или даже ниже уровня аэробного порога. Если делали упражнение на развитие ГМВ в руках, то потом хоть махать руками, но чтобы из них вымывался лактат, Н+ … Тогда с мышцей ничего плохого не произойдет, она не будет разрушаться. И отдых активный должен составлять 5-10 минут! Это между каждым подходом! А если пассивный отдых, то 60 минут между подходом!».
Попробовал я один раз поработать по такой системе в тренажерном зале, так застрял в нем в итоге на 2,5 часа + еще растяжка. Очень было утомительно отдыхать по 5-10 минут, а надо было сделать 5 видов упражнений по 6 подходов в каждом. И чем грешен, так это тем, что пренебрегаю таким длительным отдыхом, так как люблю все делать оперативно и вся тренировка в зале на ГМВ или ОМВ, обычно, у меня укладывается в 1,5 часа с растяжкой.
Результат такой: за 2,5 месяца (с декабря 2015 по 15 февраля 2016) мышечная масса выросла на 4 кг, с 57 до 61 кг. Хотелось бы больше, но это первый опыт. Посмотрим, что будет дальше….
Конспект по мотивам «ЧСС, лактат и тренировки на выносливость» (Янсен Петер)
Мышца содержит различные типы мышечных волокон. Мышечные волокна отличаются по своим функциям. Каждый тип мышечных волокон тренируется определенным образом.
Мышечные волокна разделяются на два типа
- красные, или медленные волокна, или волокна типа I;
- белые, или быстрые волокна, или волокна типа II.
Не существует разницы в соотношении быстросокращающихся и медленносокращающихся волокон у мужчин и женщин. Реакция на тренировку мышечных волокон у женщин и мужчин одинакова.
Красные мышечные волокна
Красные мышечные волокна густо усеяны капиллярами. Для ресинтеза АТФ используется преимущественно кислородный механизм (смотри ). Поэтому красные волокна обладают высокой аэробной и ограниченной анаэробной способностью. Красные волокна работают относительно медленно, но не так быстро устают. Они способны поддерживать работу длительное время. Это важно для выносливости.
Белые мышечные волокна
В белых мышечных волокнах содержание капилляров умеренное. Ресинтез АТФ идет преимущественно анаэробно за счет фасфатного и лактатного механизма (смотри ). Поэтому белые волокна обладают высокой анаэробной способностью и относительно низкой аэробной. Они быстро работают и быстро устают. Белые волокна могут производить энергичные взрывные упражнения в течение короткого периода времени. Это важно в скоростно-силовых видах спорта — спринтерский бег, метание, прыжки, борьба, тяжелая атлетика.
Белые волокна делятся на тип IIа и IIb. Волокна IIb чисто анаэробные. Волокна IIа обладают высокой анаэробной и аэробной способностью ресинтеза АТФ. Волокна IIа поддерживают волокна типа I во время длительной работы на выносливость.
Таблица 1.2 Сравнение красных и белых мышечных волокон
| Белые волокна (быстросокращающиеся) | Красные волокна (медленносокращающиеся) |
| Взрывные/спринтерские способности | Выносливость |
| Умеренная капиллярная сеть | Плотная капиллярная сеть |
| Высокие анаэробные способности | Высокие аэробные способности |
| Низкие аэробные способности | Низкие анаэробные способности |
| Энергообеспечение: лактатная/фосфатная системы | Энергообеспечение: кислородная система |
| Количество белых волокон не увеличивается под действием тренировки | Количество красных волокон увеличивается под действием тренировки |
| Продолжительность работы малая | Продолжительность работы большая |
| Выработка лактата высокая | Лактат не вырабатывается |
| С возрастом количество белых волокон уменьшается | С возрастом количество красных волокон не уменьшается |
| Быстро устают | Медленно устают |
| Скорость сокращения высокая | Скорость сокращения низкая |
| Сила сокращения большая | Сила сокращения маленькая |
Соотношение красных и белых мышечных волокон
Чем больше быстросокращающихся волокон в мышцах спортсмена, тем выше его спринтерские возможности. Соотношение медленносокращающихся и быстросокращающихся волокон может сильно различаться между людьми, но соотношение мышечных волокон у отдельного человека неизменно. Изначально мы рождаемся либо спринтерами, либо стайерами.
Важно!!! У спринтера соотношение медленных и быстрых волокон составляет 50/50, тогда как у марафонца соотношение медленных и быстрых волокон может составлять 90/10 (График 5).
График 5. Соотношение мышечных волокон у различных типов спортсменов
Под действием тренировок белые волокна могут превратиться в красные. Спринтер может превратиться в хорошего стайера, хотя вместе с повышением выносливости у него снизятся спринтерские качества. Спортсмен на выносливость не сможет изменить состав своих мышц, выполняя нагрузки скоростно-силового характера.
С возрастом спринтерские способности спортсмена снижаются быстрее, чем способности к выполнению длительной работы. Способности к выполнению длительной работы могут поддерживаться вплоть до преклонного возраста.
Типы мышечных волокон и интенсивность нагрузки
При легкой нагрузке (ходьба, прогулка на велосипеде, бег трусцой) энергия поставляется за счет аэробной системы — окисление жиров в мышечных волокнах типа I. Запасы жира неисчерпаемы.
При нагрузке средней мощности (бег, езда на велосипеде) в мышечных волокнах типа I помимо окисления жиров растет доля окисления углеводов, хотя энергообеспечение все еще протекает аэробным путем. Хорошо подготовленные спортсмены могут поддерживать максимальную аэробную нагрузку 1-2 часа. За это время происходит полное истощение запаса углеводов.
При повышении интенсивности работы (соревновательный бег на 10 км) включаются мышечные волокна типа IIа и окисление углеводов становится максимальным. Энергообеспечение идет за счет кислородного механизма, но и лактатная система вносит свой вклад. Организм перерабатывает молочную кислоту с той скоростью, с какой ее производит. Если уровень интенсивности и доля участия лактатной системы в энергообеспечении продолжают расти, молочная кислота накапливается и быстро истощаются запасы углеводов. Такая нагрузка может поддерживаться в течение ограниченного периода времени, в зависимости от тренированности спортсмена.
Во время спринтерской тренировки максимальной мощности или при выполнение интервалов с высокой интенсивностью включаются мышечных волокон типа IIb. Энергообеспечение идет полностью анаэробным путем. Источник энергии — исключительно углеводы. Показатели молочной кислоты сильно возрастают. Продолжительность нагрузки не может быть большой.
Мы рассмотрели разные способы извлечения энергии. Логично предположить, что и у мышечных волокон существует некая предрасположенность к получению энергии тем или иным способом. Прежде чем мы рассмотрим типы мышечных волокон, кратко восстановим в памяти необходимые для понимания вопроса знания анатомии.
Мышечная ткань бывает трех видов:
- гладкая мышечная ткань (входит в состав стенок внутренних органов: кровеносных и лимфатических сосудов, мочевыводящих путей, пищеварительного тракта);
- поперечно-полосатая сердечная мышечная ткань (из нее состоит сердце);
- поперечно-полосатая скелетная мышечная ткань (скелетные мышцы, а также стенки глотки, верхней части пищевода, язык, глазодвигательные мышцы).
В теле человека примерно 600 мышц (разными методами подсчета получают несколько разные цифры). Самые маленькие прикреплены к мельчайшим косточкам, расположенным в ухе. Самые крупные - большие ягодичные мышцы - приводят в движение ноги. Самые сильные мышцы - икроножные и жевательные.
Мужчины обладают большей мышечной массой, чем женщины: мышечная масса женщин составляет примерно 30-35%, а у мужчин 42-47% от общей массы тела. У особо выдающихся спортсменов этот процент может доходить до 60 и более. Зато у женщин значительно больше процент жировой ткани и женский организм обладает бОльшей способностью использовать жирные кислоты в качестве источника энергии.
Распределение мышечной массы по телу у мужчин и женщин также не одинаково. Подавляющая часть мышечной массы у большинства женщин расположена в нижней части тела, а в верхней части тела мышечные объемы не велики, мышцы мелкие и часто совсем нетренированные.
Строение мышцы
Каждая скелетная мышца состоит из множества тонких мышечных волокон , толщиной 0,05-0,11 мм и длиной до 15 см. Мышечные волокна собраны в пучки по 10-50 штук, окруженные соединительной тканью. Сама мышца тоже окружена соединительной тканью (фасцией). Мышечные волокна составляют 85-90% массы мышцы, остальную часть составляют кровеносные сосуды и нервы, проходящие между ними. Мышечные волокна плавно переходят на концах в сухожилия, а сухожилия крепятся к костям.В саркоплазме (цитоплазме) мышечных волокон содержится множество митохондрий , которые выполняют роль электростанций, где проходят процессы обмена веществ и скапливаются вещества богатые энергией, а также другие вещества, необходимые для обеспечения энергетические потребностей. Каждая мышечная клетка имеет тысячи митохондрий, которые составляют 30-35% ее массы. Митохондрии выстраиваются цепочкой вдоль миофибрилл , тонких мышечных нитей, благодаря которым и происходит сокращение-расслабление мышц. Одна клетка содержит обычно несколько десятков миофибрилл. Длина миофибриллы может достигать нескольких сантиметров, а масса всех миофибрилл мышечной клетки составляет около 50% ее общей массы. Таким образом, толщина мышечного волокна главным образом будет зависеть от количества находящихся в нем миофибрилл и от поперечного сечения миофибрилл. Миофибриллы в свою очередь состоят из множества крохотных саркомеров.
Строение мышцы
Целенаправленные занятия физкультурой и спортом приводят к :
- увеличению количества миофибрилл в мышечном волокне;
- увеличению поперечного сечения миофибрилл;
- увеличению размеров и количества митохондрий, снабжающих миофибриллы энергией;
- увеличиваются запасов энергоносителей в мышечной клетке (гликогена, фосфатов и т.д.).
Сила и мышечная масса увеличиваются не пропорционально: если мышечная масса увеличивается, например, вдвое, то мышечная сила при этом увеличится втрое.
Биопсии мышечной ткани показали более низкий процент миофибрилл в мышечных волокнах женщин, чем у мужчин (даже у спортсменок высокой квалификации). Вкупе со значительно более низким уровнем тестостерона (тестостерон заставляет "выжимать" из мужского организма максимум), традиционная у мужчин тренировка на увеличение мышечной массы с большими весами в малом числе повторений оказывается малоэффективной для большинства женщин. Поэтому женщины и не могут нарастить огромные мышцы, как бы не старались. Количество мышечных волокон в конкретной мышце задано генетически и в процессе тренировок не изменяется. Поэтому человек с бОльшим количеством мышечных волокон в конкретной мышце имеет бОльший потенциал для развития этой мышцы, нежели другой человек, имеющий меньшее количество мышечных клеток в этой мышце.
Красные и белые мышечные волокна
В зависимости от сократительных свойств, гистохимической окраски и утомляемости мышечные волокна подразделяют на две группы - красные и белые.Красные мышечные волокна
Красные мышечные волокна – это медленные волокна небольшого диаметра, которые используют для получения энергии окисление углеводов и жирных кислот (аэробная система энергообразования). Другие названия этих волокон: медленные или медленносокращающиеся мышечные волокна, волокна 1 типа, а также SТ-волокна (slow twitch fibres).Медленные волокна называют красными из-за красной гистохимической окраски, обусловленной содержанием в этих волокнах большого количество миоглобина - пигментного белка красного цвета, который занимается тем, что доставляет кислород от капилляров крови вглубь мышечного волокна.
Красные волокна имеют большое количество митохондрий, в которых происходит процесс окисления для получения энергии ST-волокна окружены обширной сетью капилляров, необходимых для доставки большого количества кислорода с кровью.
Медленные мышечные волокна приспособлены к использованию аэробной системы энергообразования : сила их сокращений сравнительно невелика, а скорость потребления энергии такова, что им вполне хватает аэробного метаболизма. Такие волокна отлично подходят для продолжительной и не интенсивной работы (стайерские дистанции в плавании, легкий бег и ходьба, занятия с легкими весами в умеренном темпе, аэробика), движений, не требующих значительных усилий, поддержании позы. Красные мышечные волокна включаются в работу при нагрузках в пределах 20-25% от максимальной силы и отличаются превосходной выносливостью.
Красные волокна не подойдут для подъема тяжелого веса, спринтерских дистанций в плавании, так как эти виды нагрузок требуют достаточно быстрого получения и расхода энергии.
Белые мышечные волокна
Белые мышечные волокна - это быстрые волокна большего по сравнению с красными волокнами диаметра, которые используют для получения энергии в основном гликолиз (анаэробная система энергообразования). Другие названия этих волокон: быстрые, быстросокращающиеся мышечные волокна, волокна 2 типа, а также FТ-волокна (fast twitch fibres).В быстрых волокнах меньше миоглобина, поэтому они выглядят белее.
Для белых мышечных волокон характерна высокая активность фермента АТФазы, следовательно АТФ быстро расщепляется с получением большого количества необходимой для интенсивной работы энергии. Так как FТ-волокна обладают высокой скоростью расхода энергии, они требуют и высокой скорости восстановления молекул АТФ, которую может обеспечить только процесс гликолиза, потому что в отличие от процесса окисления (аэробное энергообразование) он протекает непосредственно в саркоплазме мышечных волокон, и не требует доставки кислорода митохондриям, и доставки энергии от них уже к миофибриллам. Гликолиз ведет к образованию быстро накапливающейся молочной кислоты (лактата), поэтому белые волокна быстро устают, что в конечном итоге останавливает работу мышцы. При аэробном энергообразовании в красных волокнах молочная кислота не образуется, поэтому они способны долго поддерживать умеренное напряжение.
Белые волокна имеют больший диаметр по сравнению с красными, в них также содержится гораздо большее количество миофибрилл и гликогена, но меньше количество митохондрий. В белых волокнах находится и креатинфосфат (КФ), необходимый на начальном этапе высокоинтенсивной работы.
Белые волокна больше всего подходят для совершения быстрых, мощных, но кратковременных (так как они обладают низкой выносливостью) усилий. По сравнению с медленными волокнами, FT-волокна могут в два раза быстрее сокращаться и развивать в 10 раз большую силу. Максимальную силу и скорость человеку позволяют развить именно белые волокна. Работа от 25-30% и выше означает, что в мышцах работают именно FТ-волокна.
В зависимости от способа получения энергии быстросокращающиеся мышечные волокна делят на два типа :
- Быстрые гликолитические волокна (FTG-волокна) . Эти волокна используют процесс гликолиза для получения энергии, т.е. могут использовать исключительно анаэробную систему энергообразования, которая способствует образованию лактата (молочной кислоты). Соответственно, эти волокна не могут производить энергию аэробным способом с участием кислорода. Быстрые гликолитические волокна обладают максимальной силой и скоростью сокращений. Эти волокна играют первостепенную роль при наборе массы в бодибилдинге и обеспечивают пловцам и бегунам спринтерам максимальную скорость.
- Быстрые окислительно-гликолитические волокна (FTO-волокна) , иначе промежуточные или переходные быстрые волокна. Эти волокна представляют собой как бы промежуточный тип между быстрыми и медленными мышечными волокнами. FTO-волокна обладают мощной анаэробной системой энергообразования, но они приспособлены также и к выполнению достаточно интенсивной аэробной работы. То есть они могут развивать значительные усилия и развивать высокую скорость сокращения, используя гликолиз в качестве основного источника энергии, и в то же время, при низкой интенсивности сокращения, эти волокна довольно эффективно могут использовать и окисление. Промежуточный тип волокон включается в работу при нагрузке 20-40% от максимума, но когда нагрузка достигает приблизительно 40% организм уже полностью переключается на FTG-волокна.
Последовательность включения в работу волокон разных типов
Название быстрое или медленное волокно вовсе не означает, что быстрые движения осуществляются только белыми мышечными волокнами, а медленные - только красными. Для включения в работу тех или иных мышечных волокон имеет значение лишь сила, которую нужно приложить для осуществления движения и ускорение которое нужно придать телу.Разберем последовательность включения в работу разных типов мышечных волокон на примере бега. Первыми при начале движения в работу всегда включаются медленные красные волокна. Если требуется легкое усилие, не превышающее 25% от максимума, как, например, при беге трусцой, то работа будет осуществляться за счет их сокращений. Такая работа может осуществляться долго, потому что красные волокна обладают большой выносливостью. По мере увеличения интенсивности нагрузки свыше 20-25% (например, мы решили бежать быстрее), в работу будут включаться быстрые окислительно-гликолитические волокна (FTO-волокна). Когда интенсивность нагрузки возрастет еще больше, к работе начнут подключаться и быстрые гликолитические волокна (FTG-волокна). При нагрузке более 40% от максимума (например во время финального рывка) работа будет выполняться именно за счет быстрых FTG-волокон. Белые гликолитические волокна – самые сильные и быстросокращающиеся, но из-за накопления молочной кислоты, появляющейся в процессе гликолиза, они быстро утомляются. Поэтому мышцы не могут долго работать в режиме нагрузки высокой интенсивности.
А что если мы не плавно набираем скорость, а, например, плывем спринт 50 метров или поднимаем штангу? В таком случае, при резких, взрывных движениях промежуток между началом сокращения медленных и быстрых мышечных волокон минимальный и составляет всего несколько миллисекунд. Получается, что оба типа мышечных волокон начинают сокращаться практически одновременно.
Что мы получаем: при длительной нагрузке в умеренном темпе, работают в основном красные волокна. Благодаря их аэробному способу получения энергии, при длительной аэробной нагрузке (более получаса), сжигаются не только углеводы, но и жиры. Поэтому можно похудеть на беговой дорожке или плавая на стайерские дистанции и сложно это сделать на занятиях с высокоинтенсивной нагрузкой, например на тренажерах. Зато на тренировках, имеющих целью увеличение силы, мышцы прибавляются в объеме значительно больше, чем при аэробных тренировках на выносливость. Это происходит в основном за счет утолщения быстрых волокон (исследования показали, что красные мышечные волокна обладают слабой способностью к гипертрофии.
Соотношение медленных и быстрых волокон в организме
В процессе исследований было установлено, что соотношение медленных и быстрых мышечных волокон в организме обусловлено генетически . У среднестатистического человека примерно 40-50% медленных и 50-60% быстрых мышечных волокон. Но каждый человек индивидуален, поэтому именно в Вашем организме могут преобладать, как красные, так и белые волокна.В разных мышцах тела пропорциональное соотношение белых и красных мышечных волокон не одинаково. Дело в том, что разные мышцы и мышечные группы выполняют в организме различные функции, поэтому они могут достаточно сильно отличатся по составу мышечных волокон. Например, в бицепсе и трицепсе около 70% белых волокон, в бедре 50%, а в икроножной мышце всего 16%. Таким образом, чем более динамичная работа входит в функциональную задачу мышцы, тем больше в ней будет содержаться быстрых волокон.
Мы уже знаем, что общее соотношение в организме белых и красных мышечных волокон заложено генетически. Именно поэтому у разных людей и существует разный потенциал в занятиях силовыми или наоборот выносливыми видами спорта. При преобладании медленных мышечных волокон, гораздо больше подходят такие виды спорта как плавание на длинные дистанции, марафонский бег, лыжи и т.п., то есть те виды спорта, где задействована в основном аэробная система энергообразования. Чем больше в организме доля быстрых мышечных волокон, тем лучших результатов можно достигнуть в спринтерском плавании, беге на короткую дистанцию, бодибилдинге, пауэрлифтинге, тяжелой атлетике, боксе и других видах спорта, где первостепенное значение имеет взрывная энергия, которую могут обеспечить только быстрые мышечные волокна. У выдающихся спортсменов - спринтеров быстрые мышечные волокна всегда преобладают, их количество в мышцах ног доходит до 85%. Для тех, у кого волокон разных типов примерно поровну прекрасно подойдут средние дистанции в плавании и беге. Все вышесказанное не означает, что если у человека преобладают быстрые волокна, то он никогда не сможет пробежать марафонскую дистанцию. Марафон он пробежит, но чемпионом в этом виде спорта точно никогда не станет. И наоборот, результаты в бодибилдинге человека, в организме которого значительно больше красных волокон, будут хуже, чем у среднестатистического, имеющего примерно равное соотношение белых и красных волокон.
Может ли меняться пропорциональное содержание быстрых и медленных волокон в организме в результате тренировок? Здесь данные противоречивы. Одни утверждают, что это соотношение неизменно и никакие тренировки не могут изменить генетически заданной пропорции. Другие данные свидетельствуют о том, что при упорных тренировках часть волокон может поменять свой тип: так силовой тренинг в бодибилдинге может увеличить количество быстрых мышечных клеток, а при аэробных тренировках увеличивается содержание медленных клеток. Однако эти изменения довольно ограничены и переход одного типа в другой не превышает 10%.
Подведем итоги:
Параметры оценки |
Тип мышечного волокна |
||
FT-волокна (быстрые) |
ST-волокна (медленные) |
||
FTG-волокна |
FTO-волокна |
||
скорость сокращения |
|||
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.
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.
