какие мышцы человека сокращаются медленно
Типы мышечных волокон
Почему один спортсмен легко справляется с повышением нагрузки, а второй нет? Что помогает бегунам преодолевать 20-ти, 50-ти, а то и 100 километровые дистанции? Ответ очень прост — это, конечно же мышечная масса. От типов мышечных волокон напрямую зависят выносливость, сила, скорость бега и другие важные характеристики. Тело каждого человека устроено по-разному и правильно подобранная программа тренировок, как и питания, поможет улучшить свои показатели и повысить результативность. Эта статья поможет тем, кто хочет разобраться, какие типы мышечных волокон бывают и как определить их наличие в своем теле.
Типы мышечных волокон
Существует всего три типа мышечных волокон: медленно сокращающиеся (slow-twitch, ST-тип) и два подтипа быстросокращающихся (FT-A или IIA и FТ-В или IIВ).
Медленносокращающиеся мышечные волокна, как и следует из названия, отличаются большим временным промежутком, за который происходит сокращение. Они отвечают за выносливость, регулируют усталость от физической нагрузки. Волокна ST-типа состоят из маленьких размеров мотонейрона и нервного волокна небольшого диаметра, митохондрии и капилляры имеют высокую плотность, также отличаются большим содержанием миоглобина. Креатин фосфат, который отвечает за быстрое движение, в них практически отсутствует, это и является причиной того, что данные волокна не могут сокращаться быстро.
Волокна этого типа задействованы во время обычной повседневной активности, которую можно назвать аэробной: когда человек ходит, стоит или лежит. Они не используются там, где необходимо приложить силу.
Быстросокращающиеся мышечные волокна названы так потому, что имеют высокую скорость сокращения. Такая их особенность обусловлена высокой скоростью ращепления активным ферментом аденозинтрифосфорной кислоты внутри головки миозина, а также быстротой выделения кальция из ретикулума. У этого типа волокна есть два подтипа:
Волокна FТ-А или IIА типа отличаются средней выносливостью и фактически являются промежуточным звеном между медлоенносокращаюсимися волокнами и быстросокращающимися волокнами второго типа. Они задействуются для типа физической нагрузки, для которой необходимо приложить силу. Например, в беге на маленькие, средние и длинные дистанции.
Быстросокращающиеся волокна типа FТ-В или IIВ используются для тяжелых физических нагрузок, они применяются только для анаэробной активности. К таким типам деятельности можно отвести бег на спринтерские дистанции, бег с препятствиями, прыжки. Этот тип волокон производит самое большое количество энергии за минимальный промежуток времени.
Спортсменам, которые нацелены на спринтерские забеги лучше подбирать программу тренировок и питания для развития второго типа мышц. Тем же, для кого выносливость — ключевой показатель лучше тренироваться с учетом развития ST волокон (в первую очередь это бегуны марафонов).
Как можно определить тип волокон
Единственный метод, которым можно точно определить состав мышцы — это биопсия. Это прямой метод, однако также существует способ для определения наличия тех или иных мышечных волокон, основанный на их свойствах. Он называется «непрямой» и заключается в том, какой максимальный вес атлет в состоянии поднять за 1 раз. После этого поднятие необходимо повторить несколько раз с 80 процентами от максимального веса. Если количество повторов, которые человек сможет сделать, окажется меньше семи, то большинство мышц состоят из быстросокращающихся мышечных волокон. Если от семи до десяти, то скорее всего процент волокон обоего типа окажется примерно равным.
Однако стоит учитывать, что эта методика сработает только для определения мышечных групп. Тем, кому необходимо знать точные данные для отдельно взятой мышцы, все-таки лучше прибегнуть к игольчатой биопсии. Ее можно сделать платно в лабораториях медицинских клиник.
Какие мышцы человека сокращаются медленно
Эффективность двигателя или автомашины рассчитывают как процент потребляемой энергии, которая превращается в работу вместо тепла. В мышцах количество энергии, способной превращаться в работу, даже при наилучших условиях составляет менее 25% всей энергии, доставляемой к мышце (химической энергии питательных веществ), а остальная энергия превращается в тепло. Причина этой низкой эффективности связана с тем, что примерно половина энергии питательных веществ теряется во время образования АТФ, и только 40-45% энергии самой АТФ может позднее превратиться в работу.
Максимальная эффективность реализуется лишь при условии сокращения мышцы с умеренной скоростью. При медленном сокращении мышцы или без какого-либо ее укорочения во время сокращения освобождается небольшое количество поддерживающего тепла, хотя работа практически не выполняется, что снижает эффективность преобразования до нуля. Напротив, если сокращение слишком быстрое, большая доля энергии используется на преодоление вязкого трения внутри самой мышцы, и это также снижает эффективность сокращения. Обычно максимальная эффективность развивается, когда скорость сокращения составляет около 30%.
Характеристики сокращения целой мышцы
Многие особенности сокращения мышцы можно продемонстрировать на примере одиночных мышечных сокращений. Такие сокращения вызывают с помощью одиночного электрического возбуждения, иннервирующего мышцу нерва, или короткого электрического раздражения самой мышцы, что ведет к развитию одиночного сокращения, продолжающегося долю секунды.
Изотоническая и изометрическая системы для регистрации мышечного сокращения. 
Длительность изометрических сокращений различных типов скелетных мышц млекопитающих. Показан также латентный период между потенциалом действия (деполяризацией) и мышечным сокращением.
Изометрическое и изотоническое сокращение. Мышечное сокращение называют изометрическим, если мышца не укорачивается во время сокращения, и изотоническим — если мышца укорачивается, но ее напряжение на протяжении всего сокращения остается постоянным.
В изометрической системе мышца сокращается без уменьшения своей длины, а в изотонической системе мышца укорачивается против фиксированной нагрузки: мышца поднимает чашу весов с разновесом. Изометрическая система строго регистрирует изменения силы самого мышечного сокращения, а параметры изотонического сокращения зависят от нагрузки, против которой мышца сокращается, а также от инерции нагрузки. В связи с этим при сравнении функциональных особенностей различных типов мышц чаще всего используют изометрическую систему.
Особенности одиночных изометрических сокращений, зарегистрированных от разных мышц. В теле человека имеются много мышц разного размера — от очень маленькой стременной мышцы в среднем ухе, длиной в несколько миллиметров и диаметром около 1 мм, до очень большой четырехглавой мышцы, в 500000 раз крупнее стременной. При этом диаметр волокон может быть маленьким (10 мкм) или большим (80 мкм). Наконец, энергетика мышечных сокращений значительно варьирует от одной мышцы к другой. Поэтому не удивительно, что механические характеристики сокращений разных мышц различаются.
На рисунке показаны кривые регистрации изометрических сокращений трех типов скелетных мышц: глазной мышцы (длительность изометрического сокращения менее 1/40 сек), икроножной мышцы (длительность сокращения около 1/15 сек) и камбаловиднй мышцы (длительность сокращения примерно 1/3 сек). Интересно, что эти длительности сокращений приспособлены к функциям соответствующих мышц. Движения глаз должны быть чрезвычайно быстрыми, чтобы поддерживать фиксацию глаз на объекте для обеспечения ясного видения. Икроножная мышца должна сокращаться умеренно быстро, чтобы обеспечить скорость движения нижней конечности, достаточную для бега или прыжков. А камбаловидная мышца имеет дело в основном с медленными сокращениями для непрерывной длительной поддержки тела против силы тяжести.
Быстрые и медленные мышечные волокна. Как обсуждается в предыдущих статьях, посвященных спортивной физиологии, каждая мышца тела состоит из совокупности так называемых быстрых и медленных мышечных волокон, а также других волокон с переходными свойствами. В состав быстрореагирующих мышц входят в основном быстрые волокна и лишь небольшое число медленных. И наоборот, медленнореагирующие мышцы составлены главным образом из медленных волокон. Различия между этими двумя типами волокон следующие.
Быстрые волокна: (1) крупные волокна, обеспечивающие большую силу сокращения; (2) имеют хорошо развитый саркоплазматический ретикулум для быстрого выделения ионов кальция, инициирующих сокращение; (3) содержат большое количество гликолитических ферментов для быстрого освобождения энергии путем гликолиза; (4) имеют сравнительно бедное кровоснабжение, поскольку окислительный метаболизм имеет второстепенное значение; (5) содержат немного митохондрий также в связи со второстепенностью окислительного метаболизма.
Медленные волокна: (1) более мелкие волокна; (2) иннервируются также более мелкими нервными волокнами; (3) имеют хорошо развитую систему кровеносных сосудов и капилляров для доставки большого количества кислорода; (4) содержат значительно больше митохондрий для обеспечения высоких уровней окислительного метаболизма; (5) содержат большое количество миоглобина — железосодержащего белка, подобного гемоглобину эритроцитов. Миоглобин связывается с кислородом и хранит его до момента, когда в нем возникнет потребность (это также значительно увеличивает скорость транспорта кислорода в митохондрии). Миоглобин придает медленным волокнам красноватый вид, поэтому их называют красными волокнами, а из-за дефицита красного миоглобина в быстрых волокнах их называют белыми волокнами.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Медленные мышечные волокна (окислительные)
Содержание
Красные мышечные волокна [ править | править код ]
Мотонейроны медленных волокон имеют наиболее низкие пороги их активации, меньшие толщина аксона и скорость проведения возбуждения по нему. Аксон разветвляется на небольшое число концевых веточек и иннервирует небольшую группу мышечных волокон. У мотонейронов медленных волокон сравнительно низкая частота разрядов (6-10 имп/с). Они начинают функционировать уже при малых мышечных усилиях. Так, мотонейроны камбаловидной мышцы человека при удобном стоянии работают с частотой 4 имп/с. Устойчивая частота их импульсации составляет 6- 8 имп/с. С повышением силы сокращения мышцы частота разрядов мотонейронов медленных волокон повышается незначительно (до 25 имп/с). Мотонейроны медленных волокон способны поддерживать постоянную частоту разрядов в течение десятков минут.
Мышечные волокна медленных волокон развивают небольшую силу при сокращении в связи с наличием в них меньшего, по сравнению с быстрыми волокнами, количества миофибрилл. Скорость сокращения этих волокон в 1,5-2 раза меньше, чем быстрых. Основными причинами этого являются низкая активность миозин АТФ-азы и меньшие скорость выхода ионов кальция из саркоплазматического ре-тикулума и его связывания с тропонином в процессе возбуждения волокна.
Мышечные волокна медленных волокон малоутомляемы. Они обладают хорошо развитой капиллярной сетью. На одно мышечное волокно, в среднем, приходится 4-6 капилляров. Благодаря этому во время сокращения они обеспечиваются достаточным количеством кислорода. В их цитоплазме имеется большое количество митохондрий и высокая активность окислительных ферментов. Все это определяет существенную аэробную выносливость данных мышечных волокон и позволяет выполнять работу умеренной мощности длительное время без утомления.
Для чего нужны медленные мышечные волокна [ править | править код ]
Медленные или красные мышечные волокна выполняют следующие функции в организме:
Красные мышечные волокна и бодибилдинг [ править | править код ]
В исследованиях было продемонстрировано, что медленные мышечные волокна обладают слабой способностью к гипертрофии (разрастанию). Другие испытания показали, что соотношение быстрых и медленных мышечных волокон практически не меняется в результате специализированных тренировок. Это значит, что если в вашем организме преобладают красные мышечные волокна, то ваши результаты в бодибилдинге или пауэрлифтинге будут хуже, чем у среднего человека, в тоже время вы будете иметь преимущество в легкоатлетических видах спорта.
Как определить соотношение волокон? [ править | править код ]
Воспользуйтесь специальной разработанной экспертной системой, которая предложит выполнить вам несколько измерений, автоматически проанализирует их и выдаст адаптированный результат. Эта система имеет очень низкую погрешность, так как использует сразу несколько критериев расчета.
Данная экспертная система проводит расчет по нескольким важнейшим критериям: соотношение различных типов волокон, окружность запястья, скорость метаболизма, наличие заболеваний, длина мышцы и др.
Тренировка [ править | править код ]
В рунете существует система взглядов на рост медленных волокон (далее ММВ, они-же тип I):
Медленные волокна не растут от больших весов [ править | править код ]
Медленные волокна гипертрофируются от работы и с малыми, и с большими и со средними весами. [2] Более того, обнаружены случаи, когда в течение одного года, наблюдая за реакцией пожилых людей на тренировку, ничего кроме роста медленных волокон у них не было от работы с 75% от 1ПМ, и лишь к концу года к росту медленных волокон добавился рост быстрых. [3] Изучения синтеза белка, расхода аминокислот, активации клеток сателлитов также показывают, что медленные волокна реагируют точно также как и быстрые на работу с 70-80% от 1ПМ. [4] [5] [6]
Также существует факт смены цепочек миозина и типа волокон по скорости сокращения от тренировки, равно как и от отсутствия тренировок из-за травм и гиподинамии. Причем именно работа с большими весами снижает уровень миозина IIX. [7]
Работая с маленькими весами вы не повышаете рост медленных волокон, а, скорее, снижаете эффективность роста быстрых волокон. Но они, по-прежнему, активируются и растут даже от маленьких весов, особенно в тройных подходах один за другим. Помимо того, что от больших весов идет рост медленных волокон, но от них еще идет и рост ядер в клетках. [8]
Также работа с большими весами у тяжелоатлетов не только ведет к смене скорости сокращения мышц, но и вызывает рост митохондрий. [9] Но это происходит без роста МПК, что указывает на недостаточность одного лишь роста митохондрий и смены типа волокон. И подчеркивает, что нужна транспортная система для кислорода, которая не появляется просто от того, что у вас есть медленные волокна и митохондрии.
Медленные волокна не растут от работы на полную амплитуду [ править | править код ]
Невозможна смена типа волокна со II на I [ править | править код ]
Прием фармакологии для роста медленных волокон и роста выносливости [ править | править код ]
Работа низкой интенсивности рекрутирует медленные волокна [ править | править код ]
Также важно подобрать оптимум отдыха и времени спринтов для получения эффекта от тренировок, причём индивидуально. [42] Спортсмены элитного уровня в ЦВС делают большие объемы тренировок, и, понимая, что они рекрутируют 100% мышечных волокон, становится ясно, почему они получают от них результат. [43] Интервалы же для нетренированных активных людей не имели никакого преимущества перед объемными тренировками. [44]