Типы мышечных волокон и их свойства

Типы волокон

У людей все волокна скелетных мышц имеют разные механические и метаболические свойства. Различные типы мышечных волокон определяют по максимальной скорости их сокращения (быстрой и медленной) и главного метаболического пути, который они используют для образования АТФ (окислительный и гликолитический). Мышечные волокна в целом делятся на:

I тип: медленные окислительные (МО) – медленные, тонкие, слабые, неутомляемые мышечные волокна. Низкий порог активации мотонейрона. Волокна I типа хорошо кровоснабжаются и имеют большее количество миоглобина, что придает им характерный красный цвет (красные волокна). Они также отличаются наличием многочисленных крупных митохондрий, содержащих ферменты окислительного фосфорилирования. Хотя в медленных волокнах больше миозина, чем в быстрых мышечных волокнах, они содержат меньше фермента АТФазы и медленнее сокращаются. Иннервация обеспечивается малыми альфа-мотонейронами спинного мозга

Благодаря низкой скорости сокращения они больше приспособлены к длительным нагрузкам, что, например, очень важно для поддержания позы.
II тип: быстрые гликолитические волокна – толще, чем мышечные волокна I типа, отличаются быстрыми сокращениями, развивают большую силу и быстрее утомляются. Эти волокна хуже кровоснабжаются и имеют меньше митохондрий, липидов и миоглобина

В литературе они описываются как белые волокна. В отличие от медленных волокон, быстрые волокна содержат в основном ферменты анаэробного окисления и больше миофибрилл. Эти миофибриллы отличаются меньшим содержанием миозина, который, однако, сокращается быстрее и лучше метаболизирует аденозинтрифосфат (АТФ). Кроме того, в этих волокнах лучше выражен саркоплазматический ретикулум. Благодаря высокой скорости сокращения и быстрой утомляемости эти волокна способны на кратковременную работу. Иннервация осуществляется большими альфа-мотонейронами спинного мозга. Эти волокна делятся на:

IIа тип: быстрые окислительно-гликолитические (БОГ) или просто быстрые окислительные – промежуточные волокна, средней толщины. Более выносливы, чем волокна IIb типа, но утомляются быстрее, чем волокна I типа. Способны к выраженному сокращению, при этом развивают среднюю силу. Источниками энергии являются как окислительные, так анаэробные механизмы (быстрые окислительные волокна).
IIb тип: быстрые гликолитические волокна (БР) – крупные, быстрые, сильные, быстроутомляемые мышечные волокна, с высоким порогом активации мотонейрона. Активируются при кратковременных нагрузках и развивают большую силу. Получают энергию через процессы анаэробного окисления, источником энергии является гликоген. В этих волокнах обнаруживают большое количество гликогена и мало митохондрий.

Поскольку скорость сокращения самых быстрых мышечных волокон несколько выше, чем скорость сокращений волокон IIb типа, самые быстрые волокна называются в литературе волокнами IIх типа.

Иногда выделяют волокна IIс типа — эти волокна не похожи на волокна ни I, ни II типа. Они проявляют как окислительную, так и гликолитическую активность и представлены лишь в небольшом количестве (около 1%). В зависимости от типа тренировок они могут переходить в волокна I или II типа.

Мышечные волокна возбуждаемые одним мотонейроном входят в состав одной двигательной единицы (ДЕ). Скелетные мышцы человека состоят из ДЕ всех трех типов. Одни из них включают преимущественно медленные ДЕ, другие — быстрые, третьи — и те, и другие.

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.

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.).

В процессе занятий сначала увеличивается сила мышцы, в последствии увеличивается толщина мышечного волокна, что в конечном итоге приводит к общему увеличению поперечного сечения всей мышцы. Процесс увеличения толщины мышечных волокон называется гипертрофия, а уменьшения – атрофия.

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.

Строение мышцы

мышечных волокон

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.).

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

Красные мышечные волокна

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

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

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.

Условия для роста мышц

Итак, что нужно, чтобы росли мышцы?

ТРЕНИРОВОЧНЫЙ СТРЕСС (разрушение)! Он нужен для того, чтобы способствовать выработке АНАБОЛИЧЕСКИХ ГОРМОНОВ! Только тогда тело включит процесс роста (анаболизма).
ГОРМОНАЛЬНЫЙ ФОН! Нам нужны ГОРМОНЫ, которые копируют информацию о синтезе белка из ДНК клетки. Именно благодаря им метаболизм (обмен веществ) сдвигается в сторону роста (анаболизма). Разрушение белковых структур на тренировке заставляет организм восстанавливать разрушения. Это залечивание, как раз, и называется СИНТЕЗ БЕЛКА.
ИОНЫ ВОДОРОДА! О них мы сегодня уже достаточно много говорили. Они РАСКРУЧИВАЮТ СПИРАЛЬ ДНК для того, чтобы информация о синтезе белка стала доступна для считывания гормонами (стероидно-рецепторными комплексами). Если не будет достаточного количества ионов водорода, которые выделяются в ответ на расход АТФ, то у гормонов не будет возможности считать информацию о синтезе белка и запустить рост. ЗАПОМНИТЕ: ГОРМОНЫ (стероиды) без тренировочного стресса НЕ ДАДУТ РЕЗУЛЬТАТА, а ТРЕНИРОВКА БЕЗ ГОРМОНОВ ДАСТ!
КРЕАТИНФОСФАТ! Даёт энергию молекуле ДНК для ей быстрой работы. Так же добавка КРЕАТИН МОНОГИДРАТ может способствовать выполнению дополнительных пары повторений на тренировке. Хорошая вещь.
АМИНОКИСЛОТЫ для роста! Для того, чтобы вырастить мышцы, нужно чтобы было из чего растить! Аминокислоты – это пластический строительный материал для роста мышц.

Да белок (аминокислоты) очень важен! Но больше в условиях ДИЕТЫ (дефицита простых углеводов). Представьте, когда вы худеете, т.е. не едите углеводы и тренируетесь, то гликогена в ваших мышцах ОЧЕНЬ МАЛО, а значит приходится использовать в качестве энергии аминокислоты (дорогой источник питания). Если вы будете дополнительно пить на тренировке и после аминокислоты, то вы сохраните больше мышц.

Это не выгодно производителям спортивного питания, т.к. БЕЛОК ДОРОЖЕ и с его продажи можно получить БОЛЬШЕ! Но я считаю, что это так. УГЛЕВОДЫ ВАЖНЕЕ, чем белок, особенно в условиях набора мышечной массы, т.к. дают энергию вашим мышцам.

Дело в том, что после тренировки ваше тело ДАЖЕ НЕ ДУМАЕТ о том, чтобы растить мышцы, т.к. оно истощило запасы энергии! Ему надо их восполнить! Именно поэтому следующие два дня после тренировки ваше тело восполняет запасы энергии и даже не думает о росте. А сократительные белки продолжают разрушаться за счёт ферментов — ПРОТЕИНКИНАЗ! Только спустя 2 дня тело запускает восстановление и, как обычно пишут, восстанавливается за 7 дней. Но на самом деле, даже больше. Обычно за 10-14 дней.

Это касается ЛЮБЫХ мышечных волокон (ММВ, БМВ, ВБМВ). Единственная разница в том, что для ММВ сложнее удержать нужную концентрацию ионов водорода, поэтому необходимо выполнять упражнения определённым образом, о чём мы говорили выше в этой статье.

Уравниловка не работает

На самом деле работает, но не очень эффективно. Под уравниловкой я подразумеваю классическую периодизацию нагрузок.

Это когда какой-то промежуток времени работаешь на силу с малым количеством повторений и большими весами, затем переходишь к среднеповторному тренингу с умеренными весами, потом отдаешь предпочтение легким весам, увеличивая количество повторений и сокращая время отдыха между подходами.

Кто-то неделю работает на силу, неделю в среднем режиме, неделю в легком. У кого-то циклы по 2–3 недели, по месяцу. У профи обычно «массонабор» на несколько месяцев с лютым зажором и огромными рабочими весами, а потом «сушка» на пару-тройку месяцев. Такие себе получаются здоровенные циклы между соревновательными сезонами.

Но с профи не все так просто и зачастую это очень одаренные генетически товарищи, которым простительны любые ошибки в тренинге. Особенно с учетом применения серьезной спортивной фармакологии. При этом наиболее успешные профессионалы как раз и приходят интуитивно к тренингу с учетом собственного строения мышц.

Простым смертным сложнее и ошибки в тренинге приводят к застою. Даже периодизация не всегда помогает. А если и помогает, то ненадолго, так как в ее рамках определенные мышцы работают эффективно лишь в одном из циклов.

Грубо говоря, классическая схема соотношения повторов и результата зачастую не действует. Схема это примерно такая и ей полвека отроду:

1–5 повторов — на силу;
8–12 повторов — на массу;
12–20 повторов — на рельеф и выносливость.

Человек может пыжиться в попытках увеличить силу, а результат не растет — он топчется на одном месте и остается на одном и том же уровне месяцами, а то и годами. Аналогично с работой на массу. Рельеф и выносливость — это вообще отдельный разговор и для первого важнее разумный дефицит калорий, а не количество повторений.

Почему так происходит? Все дело в соотношении мышечных волокон первого и второго типа. Детально об этих типах я рассказывал в данной статье. Кому лень искать, вот информация:

Первого типа. Это медленные мышечные волокна, они же красные или окислительные мышечные волокна (ОМВ). Содержат много митохондрий, обладают медленной скоростью сокращения, низкой скоростью утомления и небольшой способностью к росту (гипертрофии). Кроме того, у них низкая сила. Используются для аэробной активности (бег, велоспорт). Источник энергии — жиры.
Второго типа. Быстрые мышечные волокна, они же белые или гликолитические мышечные волокна (ГМВ). В свою очередь они делятся на два подтипа:
- Подтип IIа (переходные или промежуточные, ПМВ). Содержат среднее количество митохондрий, могут использовать аэробный и анаэробный метаболизм в равной степени, обладают высокой скоростью сокращения, умеренной скоростью утомления и небольшой способностью к росту. У них высокая сила. Используются в ходе продолжительной анаэробной нагрузки. Источник энергии — креатинфосфат, гликоген.
- Подтип IIб (истинные быстрые мышечные волокна). Содержат малое количество митохондрий, используют только анаэробный метаболизм, обладают максимальной силой и скоростью сокращений. У них высокая утомляемость, но при этом и большая способность к гипертрофии. Собственно, эти волокна наиболее важны для бодибилдеров и силовиков, а также для спринтеров. Источник энергии — креатинфосфат, гликоген.

Если упростить, то чем больше у человека быстрых мышечных волокон (Подтип IIб), тем более он предрасположен к гипертрофии мышц и росту силы. То есть упор надо делать именно на силовые тренировки, чтобы реализовывать потенциал большого количества таких волокон.

Чем больше у него медленных мышечных волокон, тем меньше потенциал к росту силы и массы, зато такой человек намного более вынослив. Опять же, гипертрофия у медленных мышечных волокон присутствует тоже, так что тут уже упор на количество повторений и именно в таком режиме человек будет прогрессировать как в силе, так и в массе.

Если же преобладают промежуточные мышечные волокна (Подтип IIа), тогда наиболее эффективным будет тренинг со средними весами и средним количеством повторений в диапазоне от 8 до 12.

НО! У каждого человека есть все типы мышечных волокон, просто разное их соотношение. Так что и о других типах тренинга забывать не стоит, чтобы растить мышцы максимально эффективно, реализуя свой генетический потенциал.

Практическая схема для гипертрофии ММВ

Что нам нужно для максимальной гипертрофии («раздутия» мышечных клеток):

Давайте рассмотрим это на примере подъёма штанги на бицепс стоя.

К примеру, ваш рабочий вес 30 кг на 10-12 раз, а 40 кг вы подняли на 1 раз (40 кг – ваш 1 ПМ). ПМ – это повторный максимум!

Как действовать?

Сначала подбираем вес, исходя из нашего 1ПМ. Берём от него 30-50%, т.е. от 40 кг, это будет 12-20 кг.
Теперь согнув локти в локтях, мы запоминаем наше исходное положение. РУКИ НЕ ДОЛЖНЫ РАЗГИБАТЬСЯ ПОЛНОСТЬЮ во время подхода, чтобы не пропускать кровь. Работаем ВНУТРИ амплитуды! Т.е. не доходим до верхней и нижней точек. Как только чувствуем, что мышца может расслабиться, останавливаемся и двигаемся в противоположную сторону.
Поднимаем и опускаем штангу ОЧЕНЬ МЕДЛЕННО! На счёт 1-2 вверх и на 3-4 вниз! Если возможно, то ещё медленнее! Так мы задействуем наши ММВ и выключаем из работы БМВ.
ДОСТИГАЕМ НЕВЫНОСИМОГО ЖЖЕНИЯ! Это очень важный момент. Оно должно быть настолько сильным, что поднять этот самый лёгкий вес ещё раз, просто не представляется возможным. Мы достигаем мышечного отказа. Это будет говорить о предельном закислении мышцы, т.е. о высоком содержании ИОНОВ ВОДОРОДА. Повторений будет больше, чем обычно, а именно 20-30 и подход будет длиться 30-50 секунд. Это нормально!

Так будет выглядеть один подход. Сколько подходов должно быть? По идее, ОЧЕНЬ МНОГО, но мы, как вы знаете, ограничены во времени, поэтому давайте искать решение.

Чтобы снизить жжение нам нужно около 5 минут, а чтобы оно пропало полностью нужно 40-60 минут.

Поэтому, если исходить из вышесказанного, то оптимальным бы было выполнение таких подходов каждый час в течение всего дня. Но это мало кому будет удобно.

Я предпочитаю использовать СТУПЕНЧЧАТЫЙ МЕТОД ЗАКИСЛЕНИЯ мышцы. Т.е. вы выполняете 3-4 подхода с МИНИМАЛЬНЫМ ОТДЫХОМ, потом отдыхаете 3-4 минуты и опять повторяете 3-4 подхода, потому опять отдых 3-4 минуты и опять серия.

Пример: вы выполнили подход на бицепс за 30 секунд. Отдохните 20-30 секунд и повторите второй подход, теперь опять отдохните 20-30 секунд и выполните третий подход. Теперь отдохните 3-4, а можно и 5 минут. И повторите серию из 3 подходов с перерывом в 20-30 секунд. Таких «серий» можно делать от 2 до 5 в рамках одной тренировки.

ПОДХОД (30-50 сек) + ОТДЫХ (20-30 сек) + ПОДХОД (30-50 сек) + ОТДЫХ (20-30 сек) + ПОДХОД (30-50 сек) + ОТДЫХ (3-5 минут!) … ПОВТОР СЕРИИ…

Кстати, это удобно тем, что многие упражнения можно выполнять дома (отжимания, жим гантелей на наклонной скамье, бицепс, трицепс, дельты).

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ

В прошлый раз мы познакомились с тем, из каких основных компонентов состоят наши скелетные мышцы. Теперь мы познакомимся со структурой скелетных мышц и функцией отдельных ее компонентов.

Итак, начнем с самого главного компонента мышцы — мышечных волокон. В мышце мышечные волокна составляют приблизительно 85%. На долю всех остальных компонентов остается 15%.

Длина мышечного волокна

Долгое время считалось, что длина мышечных волокон может быть очень большой, более 30 см. Однако ученый А.Дж. МакКомас в своей книге «Скелетные мышцы» показал, что длина мышечных волокон составляет приблизительно 12 см. Можно, однако возразить: «А как же длинные мышцы? Ведь их длина иногда составляет более 40 см?». А.Дж. МакКомас считает, что длинные мышцы состоят из участков, называемых компартментами. Длина этих участков как раз и составляет 12 см. Портняжная мышца состоит из четырех компартментов, полусухожильная – из трех, двуглавая бедра – из двух.

Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах:

Гипертрофия скелетных мышц человека
Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека

Длина мышечного волокна зависит от типа мышцы.перистых мышцахмышцымышцымышце

Площадь поперечного сечения мышечного волокна

Диаметр мышечных волокон варьирует от 20 до 80 мкм (1 мкм – это одна миллионная метра). Существует очень важный показатель, характеризующий мышечное волокно – площадь его поперечного сечения. На основе этого показателя многие ученые судят о гипертрофии мышечного волокна – то есть увеличении его объема. Естественно, площадь поперечного сечения мышечного волокна зависит от целого ряда факторов: типа мышцы, типа мышечного волокна, пола, возраста, уровня тренированности. У не тренирующихся молодых мужчин этот показатель в среднем равен 5500 мкм2, а у женщин – 3500 мкм2.

Энергетика мышечного волокна

Основная функция мышечных волокон – преобразование химической энергии в механическую. В мышечных волокнах выделение энергии происходит в результате реакции гидролиза АТФ (соединения с водой). Универсальным источником энергии в живом организме является молекула аденозинтрифосфата (АТФ), которая при соединении с водой (Н₂О) отсоединяет одну фосфатную группу и превращается в аденозиндифосфат (АДФ), при этом выделяется энергия.

АТФ+Н₂О → АДФ+Н₃РО₄ + энергия

Запасы АТФ в мышечных волокнах незначительны (5 моль/кг) и их достаточно для выполнения мышечной работы в течение 1-2 с, поэтому для обеспечения более продолжительной мышечной деятельности должно происходить пополнение запасов АТФ. Образование АТФ в мышечных волокнах непосредственно во время физической работы называется ресинтезом АТФ. Реакция ресинтеза АТФ имеет следующий вид:

АДФ + фосфат + энергия → АТФ.

Таким образом, при функционировании мышц в них одновременно протекают два процесса: гидролиз АТФ, дающий необходимую энергию для сокращения и расслабления мышц, и ресинтез АТФ, восполняющий потери этого вещества.

Гликолитические, промежуточные и окислительные волокна

Гликолитические волокна, как правило, намного больше в диаметре, чем окислительные волокна. Чем больше диаметр, тем больше максимальное растяжение, которого они могут достичь (то есть тем они сильнее).

Классифицируются по окислительному потенциалу мышцы, то есть по количеству митохондрий в мышечном волокне. Митохондрии – это клеточные органеллы, в которых глюкоза или жир расщепляется до углекислого газа и воды, ресинтезируя АТФ, необходимую для ресинтеза креатинфосфата. Креатинфосфат используется для ресинтеза миофибриллярных молекул АТФ, которые используются для мышечного сокращения. Вне митохондрий в мышцах также может происходить расщепление глюкозы до пирувата с ресинтезом АТФ, но при этом образуется молочная кислота, которая закисляет мышцу и вызывает ее утомление.

По этому признаку мышечные волокна подразделяются на три группы:

Окислительные мышечные волокна. В них масса митохондрий так велика, что существенной прибавки ее в ходе тренировочного процесса уже не происходит.
Промежуточные мышечные волокна. В них масса митохондрий значительно снижена, и в мышце в процессе работы накапливается молочная кислота, однако достаточно медленно, и утомляются они гораздо медленнее, чем гликолитические.
Гликолитические мышечные волокна имеют очень незначительное количество митохондрий. Поэтому в них преобладает анаэробный гликолиз с накоплением молочной кислоты, отчего они и получили свое название.

У не тренирующихся людей обычно быстрые волокна – гликолитические и промежуточные, а медленные – окислительные. Однако при правильных тренировках на увеличение выносливости быстрые мышечные волокна превращаются из гликолитических в промежуточные. Также возможен переход промежуточных волокон в окислительные. При силовых тренировках промежуточные волокна могут переходить в гликолитические. При этом соотношение медленных и быстрых волокон генетически предопределено практически не меняется вне зависимости от тренировок (переход не более 1-3%).

Немного об экономии энергии

Как я и говорил, организм делает всё для того, чтобы:

Сэкономить как можно БОЛЬШЕ энергии (именно поэтому мы запасаем лишнюю энергию в виде жира).
Потратить как можно МЕНЬШЕ энергии в любой работе (поэтому все мы ленивые от природы).

Это позволяло выживать нам на протяжении ДЕСЯТКОВ ТЫСЯЧ лет. Наши предки в одну неделю могли наслаждаться мясом убитого животного, а потом две, или больше, недели практически голодать, питаясь одними кореньями (земледелие появилось позже).

Поэтому наш организм был научен тому, что для того, чтобы выжить в жёстких условиях естественного отбора (хищники, болезни, голод и т.д.) надо экономить полученную энергию!

Он это делает при любой возможности, например:

Система накопления питательных веществ (запасаем излишки пищи в жир, а не выводим из организма);
Мышечная адаптация (мышцы не будут расти без увеличения нагрузки, т.е. без ЖЁСТКОЙ необходимости предостеречь себя от опасности);
Волосы на теле, мозоли на руках от постоянной работы, загар от солнца (даже это сделано для экономии энергии, т.к. это тоже вынужденная адаптация к внешним воздействиям);

Организм адаптируется ТОЛЬКО ПО НЕОБХОДИМОСТИ, типа: «Лучше вырастить волосы на теле, чем замёрзнуть от холода», «Лучше вырастить мозоли на руках, чем получить заражение крови и умереть» и т. д. Он не будет этого делать, если вам это не нужно! Он ЭКОНОМИТ ЭНЕРГИЮ!

И так далее…

Да что говорить, всё в нашем теле сделано для того, чтобы лучше выживать в окружающих условиях! Если организм где-то может сэкономить энергию, он это сделает! Поэтому нам всегда удобнее идти, чем бежать; стоять, чем идти; сидеть, чем стоять; лежать, чем сидеть и т.д.

Как вы уже, наверное, поняли, ЛЕНЬ – это тоже АДАПТАЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ организма, для экономии энергии.

Именно с целью экономии энергии, нашим организмом был создан ещё один удивительный механизм – разные типы мышечных волокон.

Типы мышечных волокон и их свойства

Типы волокон

Строение мышцы

Строение мышцы