Классификация мышечных волокон » Спортивный Мурманск
Всем известно, что каждый человек имеет индивидуальную мышечную композицию, то есть только ему присущее сочетание мышечных клеток (волокон) разных типов во всех скелетных мышцах. Вот только классификаций этих типов волокон несколько и они не всегда совпадают. Какие же классификации сейчас приняты?
Мышечные волокна делятся:
1. На белые и красные
2. На быстрые и медленные
3. На гликолитические, промежуточные и окислительные
4. На высокопороговые и низкопороговые.
Разберем все подробно.
Белые и красные. На поперечном сечении мышечное волокно может иметь различный цвет. Он зависит от количества мышечного пигмента миоглобина в саркоплазме мышечного волокна. Если содержание миоглобина в мышечном волокне большое, то волокно имеет красно-бурый цвет. Если миоглобина мало, то бледно-розовый. У человека почти в каждой мышце содержатся белые и красные волокна, а так же волокна слабо пигментированные. Миоглобин используется для транспортировки кислорода внутри волокна от поверхности к митохондриям, соответственно его количество определяется количеством митохондрий. Увеличивая количество митохондрий в клетке специальными тренировками, мы увеличиваем количество миоглобина и изменяем цвет волокна.
Быстрые и медленные. Классифицируются по активности фермента АТФ-азы и, соответственно, по скорости сокращения мышц. Активность данного фермента наследуется и тренировке не поддается. Каждое волокно имеет свою неизменную активность этого фермента. Освобождение энергии заключенной в АТФ, осуществляется благодаря АТФ-аза. Энергии одной молекулы АТФ достаточно для одного поворота (гребка) миозиновых мостиков. Мостики расцепляются с актиновым филаментом, возвращаются в исходное положение, сцепляются с новым участком актина и делают гребок. Скорость одиночного гребка одинакова у всех мышц. Энергия АТФ в основном требуется для разъединения. Для очередного гребка требуется новая молекула АТФ. В волокнах с высокой АТФ-азной активностью расщепление АТФ происходит быстрее, и за единицу времени происходит большее количество гребков мостиками, то есть мышца сокращается быстрее.
Гликолитические, промежуточные и окислительные. Классифицируются по окислительному потенциалу мышцы, то есть по количеству митохондрий в мышечном волокне. Напомню, что 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 необходимы 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 3 группы:
1. Окислительные мышечные волокна. В них масса митохондрий так велика, что существенной прибавки ее в ходе тренировочного процесса уже не происходит.
2. 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.
У не тренирующихся людей обычно быстрые волокна – гликолитические и промежуточные, а медленные – окислительные. Однако при правильных тренировках на увеличение выносливости промежуточные и часть гликолитических волокон можно сделать окислительными, и тогда они, не теряя в силе, перестанут утомляться.
Высокопороговые и низкопороговые. Классифицируются по уровню порога возбудимости двигательных единиц. Мышца сокращается под действием нервного импульса, который имеет электрическую природу. Каждая двигательная единица (ДЕ) включает в себя мотонейрон, аксон и совокупность мышечных волокон. Количество ДЕ у человека остается неизменным на протяжении всей жизни. Двигательные единицы имеют свой порог возбудимости. Если нервный импульс, посылаемый мозгом, имеет величину ниже этого порога, ДЕ пассивна. Если нервный импульс имеет пороговую для этой ДЕ величину или превышает ее, мышечные волокна сокращаются. Низкопороговые ДЕ имеют маленькие мотонейроны, тонкий аксон и сотни иннервируемых медленных мышечных волокон. Высокопороговые ДЕ имеют крупные мотонейроны, толстый аксон и тысячи иннервируемых быстрых мышечных волокон.
Как видите, две из представленных классификаций неизменны на протяжении всей жизни человека вне зависимости от тренировок, а две напрямую зависят именно от тренировок. В отсутствии двигательного режима, например в коме, или долгом нахождении в гипсе даже медленные мышечные волокна теряют свои митохондрии и соответственно миоглобин и становятся белыми и гликолитическими.
Поэтому в настоящее в спортивной науке считается неправильно говорить: «тренировки направленные на гипертрофию быстрых мышечных волокон», или «гиперплазия миофибрилл в медленных мышечных волокнах», хотя еще 10 лет назад это считалось допустимо даже в специализированных научных изданиях. Сейчас если мы говорим о тренировочном воздействии на МВ, то используем только классификацию по окислительному потенциалу мышцы. Классификации совпадают у не тренирующихся и у представителей скоростно-силовых и силовых видов спорта, где цель поднять максимальный вес в единичном повторении. В видах спорта требующих проявления выносливости классификации совпадать не будут.
Для наглядности приведу несколько утрированный, хотя теоритически вполне возможный пример. Сразу оговорюсь, что все цифры условные, и их не надо воспринимать буквально. Представим атлета, у которого лучший результат в жиме лежа 200 кг (без экипировки), 180 кг он может пожать на 3 раза, 150 кг на 10 раз. Из результатов видно, что окислительный потенциал мышц очень низок. Соотношение волокон, предположим, следующее: 90% быстрые, 10% медленные. По окислительному потенциалу 75% гликолитические, 15% промежуточные и 10% окислительные. Наилучших успехов в увеличении мышечной массы спортсмен добивается, когда работает в жиме по 6 повторений. Вес штанги достаточно большой чтобы рекрутировать 75% гликолитических волокон, а окислительный потенциал их настолько низок, что и 6-и повторений достаточно для необходимого закисления мышцы.
Но вот по какой-то причине этот атлет решил максимально увеличить свою выносливость и два месяца по 2-3 раза в день ежедневно работал над увеличением митохондрий в гликолитических и промежуточных МВ. Подробно об этой методике вы можете прочитать в 5-м номере «ЖМ», в моей статье «Тренировка выносливости». Плюс к этому атлет еще поддерживал свой силовой потенциал, выполняя по 1-2 повторениям с околомаксимальным весом раз в 7-10 дней. Два месяца достаточно для предельного насыщения мышц митохондриями. Через два месяца спортсмен проводит тестирование. Оно показывает, что сейчас у него 5% гликолитических волокон, 70% промежуточных и 25% окислительных. То есть гликолитические стали промежуточными, кроме 5% самых высокопороговых, а промежуточные стали окислительными. По активности АТФ-азы соотношение естественно не изменилось, так же 90% быстрые и 10% медленные. 200 кг он выжал на 1 раз, миофибриллы от таких тренировок не выросли, а упасть результату он не дал, используя в тренировках ММУ. 180 кг он выжал на 8 раз, а 150 кг на 25 раз. Огромное количество новых митохондрий «съедало» молочную кислоту не давая мышцам закислиться, что значительно увеличило их функциональность.
Теперь нашему атлету для увеличения мышечной массы работа на 6 повторений практически ничего не даст. Она задействует в нужном режиме только 5% оставшихся гликолитических волокон.
Сейчас ему придется работать минимум по 15 повторений в подходе, чтобы добиться необходимого для роста мышечной массы закисления мышц. И, дополнительно, включить в тренировку стато-динамические упражнения, поскольку только они способствуют гипертрофии окислительных мышечных волокон, которых у него теперь 25%, и игнорировать их уже нецелесообразно.
Как мы видим, один и тот же человек вынужден использовать абсолютно разные тренировочные программы для гипертрофии своих быстрых мышечных волокон после изменения их окислительного потенциала! Вот поэтому говорить о тренировочном воздействии на типы волокон, используя классификацию по активности АТФ-зы, считается некорректным. Только классификация по окислительным способностям мышц!
Типы мышечных волокон — Диагностер
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 Основы энергообеспечения мышечной деятельности). 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 Основы энергообеспечения мышечной деятельности). 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.
Таблица 1.3. Последовательность вовлечения мышечных волокон в работу
| Интенсивность нагрузки | Активные волокна | Источники энергии | Энергетические системы |
Низкая | Тип I | Жиры | Кислородная |
Средняя | Тип I + IIа | Жиры и углеводы | Кислородная и лактатная |
Высокая | Тип I + Тип IIа + IIb | Углеводы | Лактатная и фосфатная |
Классификация скелетных мышечных волокон — Пауэрлифтинг, Бодибилдинг, Программы тренировок, Спортивное питание
Классификация скелетных мышечных волокон
Скелетная мускулатура человека и позвоночных животных состоит из мышечных волокон нескольких типов, отличающихся друг от друга структурно-функциональными характеристиками. В настоящее время выделяют четыре основных типа мышечных волокон.
- Медленные фазические волокна окислительного типа. Волокна этого типа характеризуются большим содержанием белка миоглобина, который способен связывать О2 (близок по своим свойствам к гемоглобину). Мышцы, которые преимущественно состоят из волокон этого типа, за их темно-красный цвет называют красными. Они выполняют очень важную функцию поддержания позы человека и животных. Предельное утомление у волокон данного типа и, следовательно, мышц наступает очень медленно, что обусловлено наличием миоглобина и большого числа митохондрий. Восстановление функции после утомления происходит быстро. Нейромоторные единицы этих мышц состоят из большого числа мышечных волокон.
- Быстрые фазические волокна окислительного типа. Мышцы, которые преимущественно состоят из волокон этого типа, выполняют быстрые сокращения без заметного утомления, что объясняется большим количеством митохондрий в этих волокнах и способностью образовывать АТФ путем окислительного фосфорилирования. Как правило, число волокон, входящих в состав нейромоторной единицы, в этих мышцах меньше, чем в предыдущей группе. Основное назначение мышечных волокон данного типа заключается в выполнении быстрых, энергичных движении.
- Быстрые фазические волокна с гликолитическим типом окисления. Волокна данного типа характеризуются тем, что АТФ в них образуется за счет гликолиза. Волокна этой группы содержат митохондрий меньше, чем волокна предыдущей группы. Мышцы, содержащие эти волокна, развивают быстрое и сильное сокращение, но сравнительно быстро утомляются. Миоглобин в данной группе мышечных волокон отсутствует, вследствие чего мышцы, состоящие из волокон этого типа, называют белыми.
- Тонические волокна. В отличие от предыдущих мышечных волокон в тонических волокнах двигательный аксон образует множество синаптических контактов с мембраной мышечного волокна. Развитие сокращения происходит медленно, что обусловлено низкой активностью миозиновой АТФазы. Также медленно происходит и расслабление. Мышечные волокна данного типа эффективно работают в изометрическом режиме. Эти мышечные волокна не генерируют потенциал действия и не подчиняются закону «все или ничего». Одиночный пресинаптический импульс вызывает незначительное сокращение. Серия импульсов вызовет суммацию постсинаптического потенциала и плавно возрастающую деполяризацию мышечного волокна. У человека мышечные волокна этого типа входят в состав наружных мышц глаза.
Между структурой и функцией мышечных волокон существует тесная связь. Показано, что быстрые фазические волокна имеют высоко развитую саркоплазматическую сеть и обширную сеть Т-системы, в то же время медленные волокна имеют менее развитые саркоплазматическую сеть и сеть Т-системы. Кроме того, существует различие в активности кальциевых насосов саркоплазматической сети: в быстрых волокнах она значительно выше, что позволяет этим мышечным волокнам быстро расслабляться. Большинство скелетных мышц человека состоит из мышечных волокон различных типов с преобладанием одного из типов в зависимости от функций, которые выполняет та или иная мышцы.
Мышечные волокна не являются функциональной единицей скелетной мускулатуры. Эту роль выполняет нейромоторная, или двигательная, единица, которая включает мотонейрон и группу мышечных волокон, иннервируемых разветвлениями аксона этого мотонейрона, расположенного в ЦНС. Число мышечных волокон, входящих в состав двигательной единицы, различно и зависит от функции, которую выполняет мышца в целом.
В мышцах, обеспечивающих наиболее точные и быстрые движения, двигательная единица состоит из нескольких мышечных волокон, в то время как в мышцах, участвующих в поддержании позы, двигательные единицы включают несколько сотен и даже тысяч мышечных волокон.
Величина потенциала покоя мышечных волокон составляет примерно — 90 мВ, потенциала действия — 120—130 мВ. Длительность потенциала действия 1—3 мс, величина критического потенциала — 50 мВ.
Типы мышечных волокон
Если мы хотим заботиться о своем здоровье, хотим его сохранить на долгие годы, то нам необходимо заниматься физическими упражнениями. Но заниматься нужно правильно, добиваясь положительного эффекта. А сделать это, ничего не зная о том, что такое мышечные волокна и какие бывают типы этих самых волокон невозможно.
Чтобы ликвидировать безграмотность в области физической культуры, предлагаю ознакомиться с очень важной и крайне нужно информацией. Постараюсь всё передать максимально понятно и доходчиво. И хотя, наверняка, покажется сложным пробираться через большое количество новых терминов, это необходимо для плодотворной жизни и здоровья.
Что такое мышечное волокно
Представьте себе любую мышцу. Если не можете представить, просто посмотрите на какую-то часть тела.
Мы почти полностью покрыты мышцами. Некоторые из них мощные и большие, как мышцы ног и ягодиц. Другие – более мелкие, например, мышцы рук. Но каждая мышца состоит из определенного количество мышечных волокон.
Образно это можно представить следующим образом. Возьмите пачку спагетти, это и будет мышца. А каждая спагеттинка в пачке – это мышечное волокно. Вот так просто.
При этом, чем больше мышца от природы, тем больше в ней мышечных волокон.
Типы мышечных волокон
Мышечные волокна делятся по 3-м признакам: скорости сокращения, цвету и способу получению энергии.
По скорости сокращения мышечные волокна делятся на:
1. Быстрые мышечные волокна;
2. Медленные мышечные волокна.
Быстрота мышечного сокращения зависит от вырабатываемого в волокне фермента АТФаза, который воздействует на молекулу АТФ либо сравнительно быстро, либо сравнительно медленно. Это наследуемый признак, и особого значения для жизни не имеет. Но в спорте это один из основных элементов на этапе отбора.
По цвету мышечные волокна делятся на:
1. Красные;
2. Белые;
3. Розовые.
Цвет мышечному волокну придает миоглобин – белок, ответственный за доставку кислорода внутрь волокна.
Там, где миоглобина много, мышечное волокно окрашивается в красный цвет.
Там, где миоглобина меньше, но он есть, цвет становится розовым.
Там, где миоглобина вообще почти нет, мышечное волокно остается белым.
Цвет мышечных волокон более важен для жизни, чем скорость сокращения.
Но наиболее важным остается деление мышечных волокон по признаку получения энергии. С этой стороны мышечные волокна делятся на:
1. Окислительные;
2. Гликолитические;
3. Промежуточные.
В окислительных мышечных волокнах энергию для сокращения (произведения работы) получают с помощью окисления жиров (липолиз) или окисления глюкозы (аэробный гликолиз). Окисление подразумевает взаимодействие с кислородом, который доставляется внутрь при помощи уже упомянутого миоглобина. В идеале, окислительное мышечное волокно всегда красного цвета.
Получение энергии при взаимодействии с кислородом возможно благодаря обильному распространению в окислительных мышечных волокнах т.н. митохондрий – «энергетических станций» мышечных клеток. В них происходит образование энергии.
В гликолитических мышечных волокнах митохондрии почти отсутствуют. Поэтому энергию для сокращения такие волокна получают при помощи расщепления глюкозы путем анаэробного гликолиза – без кислорода. Такие мышечные волокна всегда белого цвета по причине почти полного отсутствия миоглобина.
Промежуточные мышечные волокна имеют некоторое количество митохондрий. Их больше, чем в гликолитических, но меньше, чем в окислительных волокнах. Поэтому таким мышечным волокнам дано название промежуточных. По цвету они розовые, т.е. миоглобин есть, не его немного.
Почему важны мышечные волокна
Когда мышца сокращается, то всегда делает это при помощи сокращения каждого мышечного волокна. Только при небольшой нагрузке начинают сокращаться сначала окислительные мышечные волокна. Потом подключаются промежуточные. А когда работа требует уже достаточных усилий, в работу включаются и гликолитические. Это т.н. правило Ханнемана – правило рекрутирования мышечных волокон. Рекрутирование всегда идет по нарастающей, от окислительных к гликолитическим.
А теперь самое важное, что нужно знать:
Окислительные мышечные волокна способны производить работу небольшой интенсивности (приложения силы), но почти не уставая. Огромное количество митохондрий для такой работы используют сначала запасенные капельки жира, а после них – запасенный гликоген.
При повышении нагрузки, включаются промежуточные мышечные волокна. Интенсивность растет, но мышцы способны поддерживать и такой режим работы в течение некоторого времени, пока не закончится гликоген (как бензин в автомобиле). Все побочные продукты такой работы удаляются в митохондриях как самих промежуточных мышечных волокон, так и в окислительных, куда попадают с потоком крови.
Как только нагрузка возрастает настолько, что требуется включение гликолитических мышечных волокон, то работающая мышца становится обреченной на скорое прекращение работы. Побочных продуктов такого сильного сокращения в мышечных волокнах становится так много, что митохондрии не справляются. И в течение нескольких минут работа, скорее всего, прекратится. А если не прекратится, то нанесет колоссальный вред здоровью, прежде всего, клеткам сердца.
На практике это выглядит так. Мы можем часами ходить, т.к. при ходьбе работают окислительные мышечные волокна.
Мы можем довольно долго бегать трусцой или идти быстро. Повышение нагрузки требует совместной работы и окислительных, и промежуточных мышечных волокон, но митохондрии справляются с утилизацией побочных веществ.
Но как только мы переходим на быстрый бег (спринт), то через короткое время будем вынуждены либо резко снизить скорость, либо вообще перейти на шаг или остановиться. В работу включились все три типа мышечных волокон, и гликолитические производят такое количество побочных веществ, что митохондрии перестают справляться. Мышца становится неспособной поддерживать заданную интенсивность работы.
Более подробно об этом написано в статье Почему человек может много ходить, но не способен долго быстро бежать. Всех, кто еще не ознакомился с данной статье, отсылаю к ней. Прочтите обязательно.
Из вышесказанного следует вывод. Самыми важными для человека являются именно окислительные мышечные волокна, как способные производить работу (сокращения) в течение долгого времени без утомления.
Именно развитию окислительных мышечных волокон или превращению промежуточных и гликолитических в окислительные должны быть посвящены оздоровительные физические тренировки. Потому что в жизни крайне важно быть способным долго производить полезную работу любой направленности.
Ну, а о том, как это делать, поговорим в другой раз.
Тема сложная, поэтому должно возникать много вопросов. Задавайте, будем разбираться.
Понравилось? Поделитесь!
Типы волокон скелетных мышц
Типы волокон скелетных мышц
Волокна скелетных мышц не одинаковы по своим механическим и метаболическим особенностям. Типы волокон различаются на основе следующих характеристик:
— в зависимости от максимальной скорости укорочения — быстрые волокна и медленные волокна ;
— в зависимости от главного пути образования АТФ — оксидативные волокна и гликолитические волокна .
Быстрые и медленные мышечные волокна содержат изоферменты миозина , которые расщепляют АТФ с разной максимальной скоростью; этому соответствует различная максимальная скорость рабочего цикла поперечных мостиков и, следовательно, укорочения волокна. Высокая АТФазная активность миозина свойственна быстрым волокнам, более низкая — медленным волокнам. Хотя в быстрых волокнах скорость рабочего цикла примерно в четыре раза выше, чем в медленных, поперечные мостики обоих типов генерируют одинаковую силу.
Другой подход к классификации волокон скелетных мышц основан на различиях ферментативных механизмов синтеза АТФ. В некоторых волокнах много митохондрий , и, следовательно, обеспечивается высокий уровень окислительного фосфорилирования ; это оксидативные волокна . Количество образующейся в них АТФ зависит от снабжения мышцы кровью, с которой поступают молекулы кислорода и богатых энергией соединений. Волокна этого типа окружены многочисленными капиллярами. Кроме того, в них присутствует связывающий кислород белок — миоглобин , увеличивающий скорость диффузии кислорода, а также выполняющий роль кратковременного кислородного депо в мышечной ткани. Благодаря значительному содержанию миоглобина оксидативные волокна окрашены в темно-красный цвет; их часто называют красными мышечными волокнами.
В гликолитических волокнах , наоборот, мало митохондрий, но высокое содержание ферментов гликолиза и большие запасы гликогена . Эти волокна окружены относительно небольшим числом капилляров, и миоглобина в их ткани немного, что соответствует ограниченному использованию кислорода. Вследствие недостатка миоглобина гликолитические волокна выглядят светлыми и получили название белых мышечных волокон.
На основании двух рассмотренных характеристик (скорость укорочения и тип метаболизма) можно выделить три типа волокон скелетных мышц.
— Медленные оксидативные волокна (тип I) — низкая активность миозиновой АТФазы и высокая окислительная способность.
— Быстрые оксидативные волокна (тип IIа) — высокая активность миозиновой АТФазы и высокая окислительная способность.
— Быстрые гликолитические волокна (тип IIб) — высокая активность миозиновой АТФазы и высокая гликолитическая способность.
Отметим, что не обнаружен четвертый теоретически возможный вариант — медленные гликолитические волокна.
Волокна варьируются не только по своим биохимическим особенностям, но и по размерам: у гликолитических волокон диаметр существенно больше, чем у оксидативных ( рис. 30.28 ). Это сказывается на величине развиваемого ими напряжения . Число толстых и тонких филаментов на единицу площади поперечного сечения примерно одинаково для всех типов скелетных мышечных волокон. Таким образом, чем значительнее диаметр волокна, тем большее число параллельно задействованных толстых и тонких филаментов участвует в генерировании силы и тем больше, наконец, максимальное напряжение мышечного волокна. Отсюда следует, что гликолитическое волокно , имеющее больший диаметр, развивает в среднем более значительное напряжение по сравнению с напряжением оксидативного волокна .
Кроме того, рассмотренные три типа мышечных волокон характеризуются разной устойчивостью к утомлению . Быстрые гликолитические волокна утомляются через короткое время, тогда как медленные оксидативные волокна очень выносливы, что позволяет им длительно поддерживать сократительную активность практически при постоянном уровне напряжения. Быстрые оксидативные волокна занимают промежуточное место по способности противостоять развитию утомления ( рис. 30.29 ).
Характеристики трех типов волокон скелетных мышц обобщены в табл. 30.3 .
Резюме.
— Различают три типа скелетных мышечных волокон в зависимости от максимальной скорости укорочения и преобладающего способа образования АТФ: медленные оксидативные, быстрые оксидативные и быстрые гликолитические.
— Разная максимальная скорость укорочения быстрых и медленных волокон обусловлена различиями АТФазы миозина: высокой и низкой АТФазной активности соответствуют быстрые и медленные волокна.
— Быстрые гликолитические волокна имеют в среднем больший диаметр, чем оксидативные, и потому развивают более значительное напряжение, но быстрее утомляются.
— Все мышечные волокна одной двигательной единицы принадлежат к одному и тому же типу; большинство мышц содержат все три типа двигательных единиц.
— Характеристики трех типов скелетных мышечных волокон обобщены в табл. 30.3 .
Ссылки:
Типы мышечных волокон — Физиология — Основы физической подготовки — Спорт-ГИД
В мышцах находится несколько типов мышечных волокон, которые различаются по скорости сокращения, силовым возможностям и устойчивости к утомлению. Различают 2 основных типа: медленносокращающиеся волокна, которые ещё называют «красными» из-за высокого содержания миоглобина (красного мышечного пигмента) и быстросокращающиеся волокна («белые» — из-за небольшого содержания миоглобина).
Быстросокращающиеся волокна подразделяются ещё на 2 вида. Их отличие – в способе получения энергии: первые (тип А) могут использовать кислород для получения энергии путём окисления углеводов и жиров, вторые (тип B) — кислород практически не используют.
Быстросокращающиеся волокна
Быстросокращающиеся волокна (сокращённо FT – от английского наименования fast twitch), особенно типа B, способны быстро синтезировать энергию для совершения быстрых, интенсивных сокращений. Эти волокна могут выполнять высокоинтенсивную кратковременную работу, обеспечиваемую энергией практически полностью за счет анаэробного метаболизма. FT-волокна развивают большую силу, причем в два раза быстрее, чем «медленные» волокна. Но при этом FT-волокна быстро устают: короткий сет из 2-10 повторений до отказа потребует значительных усилий от быстросокращающихся волокон обоих типов.
Медленносокращающиеся волокна
Медленносокращающиеся волокна (сокращённо ST — от английского наименования slow twitch) рассчитаны на продолжительные нагрузки низкой интенсивности, например бег на длинные дистанции, плавание, ходьба, многочисленные повторы (20 и более) низкоинтенсивных силовых упражнений.
ST-волокна генерируют энергию аэробным способом, путём окисления глюкозы и жиров. Медленносокращиющиеся волокна имеют высокую концентрацию митохондрий, высокий уровень миоглобина, хороший кровоток, что обуславливает их способность к аэробному метаболизму. По сравнению с FT-волокнами, медленносокращающиеся гораздо лучше устойчивы к усталости.
Медленносокращающиеся волокна отличаются следующими характеристиками: высокая активность аэробных ферментов, большая плотность капилляров (что позволяет быстрее доставлять кислород и выводить побочные продукты метаболизма), большие запасы внутримышечных триглицеридов (жиров), низкая утомляемость.
Наследственность в распределении типов волокон
Количество FT- и ST-волокон в организме определяется в основном его генетикой. Исследования показали, что отношение волокон обоих типов в течение жизни остается примерно одинаковым. Именно гены определяют адаптационные возможности и тот максимальный предел нагрузок, который человек может вынести. Но, не смотря на разную генетическую предрасположенность, каждый человек может значительно улучшить свои показатели силы и выносливости.
Исследования говорят о том, что в обычных условиях, волокна одного типа не переходят в волокна другого типа. Но интересно заметить, что очень интенсивные и длительные тренировки изменяют характеристики мышечных волокон.
Опытным путем доказано, что тренировка помогает изменить характеристики обмена веществ мышечных волокон. Высокоинтенсивные анаэробные упражнения развивают способность FT- волокон адаптироваться к очень большим нагрузкам. Подобная способность выражается, например, в увеличении размера мышц и количества анаэробных ферментов. С другой стороны, FT-волокна типа А, под воздействием регулярных продолжительных высокоинтенсивных кардиотренировок, становятся также устойчивы к усталости, как и ST-волокна.
Однако многочисленные повторы движений (более 20 раз) или упражнения на выносливость не будут способствовать изменению характеристик быстросокращающихся волокон первого типа.
Порядок активации мышечных волокон
Мышечные волокна задействуются в определённом порядке, который позволяет наилучшим образом контролировать движение. Последовательность активизации волокон различных типов зависит от вида деятельности, прикладываемых усилий, характера движения и положения тела. Наибольшее влияние оказывает интенсивность (или уровень сопротивления).
При мышечной деятельности, требующей незначительных усилий, работают медленносокращающиеся двигательные единицы. Если нагрузки возрастают, в работу включаются быстросокращающиеся волокна (сперва типа А, а затем типа В).
У обычного человека 50% волокон быстросокращающиеся, а другие 50% – медленносокращающиеся. Таким образом, если Вы работаете с низкой интенсивностью, то активизируется лишь половина мышечной массы. Это имеет значении как для кардиотренировок, так и для силовых. Так, кардио в умеренном темпе не окажет влияния на FT- волокна типа А, также и силовые тренировки, использующие 20 и более повторений в подходе, не окажут влияния на FT-волокна.
Способы активации мышечных волокон
Для того, чтобы активировать наибольшее количество мышечных волокон, необязательно увеличивать веса. Хотя это и является первым шагом, но есть и другие способы обеспечить необходимую нагрузку.
Если речь идет о многофункциональных мышцах, порядок активизации волокон также будет зависеть от характера движения. Так, последовательность включения в работу волокон в квадрицепсах будет отличаться при выполнении приседаний и разгибаний ног в тренажёре. Таким образом, результат тренировок зависит не только от нагрузок, но и от положения тела при выполнении упражнения. Поэтому, чтобы хорошо развить все волокна, необходимо выполнять разные упражнения на одну и ту же мышцу, причем нагрузки должны стимулировать активизацию быстросокращающихся волокон.
Скорость движения
FT-волокна работают, когда вы медленно поднимаете большой вес или, наоборот, быстро поднимаете легкий вес. Нагрузки возрастают, когда требуется поднять большой вес медленно и под полным контролем. Таким образом, нагрузки изменяются даже тогда, когда величина поднимаемого веса остается постоянной, а меняется лишь скорость движения.
Если нагрузки невелики и темп упражнений невысок, вы будете развивать медленносокращающиеся волокна, почти не затрагивая быстросокращающиеся волокна. Медленные длительные упражнения с многочисленными повторами не дают хороших результатов.
Даже функциональные силовые тренировки, в которых делается акцент на мышечную выносливость, развитие равновесия и осанку, должны включать высокоинтенсивные упражнения и упражнения на тренировку мощи. Эти упражнения помогут подготовить тело к нагрузкам, которые приходится испытывать в повседневной жизни (например, скольжение в гололед) или пригодятся для подготовки к различным видам спорта.
Мышечная композиция — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Мышечная композиция или композиция мышц — процентное соотношение мышечных волокон различного типа, которое для каждого конкретного человека предопределено генетически и закладывает его предрасположенность к определённым видам спортивных дисциплин[1][2].
Человеческая мышечная ткань составлена из двух основных типов мышечных волокон. Первый из них (тип I) условно называют «медленно сокращающимися», второй — «быстро сокращающимися» (тип II)[1][2].
Медленно сокращающиеся мышечные волокна оптимизированы эволюцией под задачи выполнения продолжительной работы аэробного характера, и поэтому характеризуются меньшей скоростью действий по сравнению с «быстрыми», но прекрасно развитой системой аэробного окисления. В свою очередь быстро сокращающиеся волокна обладают быстротой для выполнения кратковременных действий высокой интенсивности в анаэробном режиме и хорошо развитыми механизмами восполнения запасов АТФ. Стоит заметить, что внутри быстрых мышечных волокон выделяются два подтипа[1][2]:
- окислительно-гликолитические (тип II-A) с хорошо развитой способностью к аэробному окислению и энергообеспечению за счёт гликолиза,
- гликолитические (тип II-B) с преобладанием энергообеспечения за счёт гликолиза и креатинфосфатного пути.
Считается, что люди с преобладанием волокон первого типа предрасположены к длительным умеренным нагрузкам, а лица с преобладанием волокон второго типа — к силовым и скоростным видам спорта. Процентная доля волокон различного типа в мышечной массе отличается довольно сильно от человека к человеку, при этом спортивная тренировка может изменить соотношение разных типов (I и II) в очень ограниченном диапазоне значений (от 2 до 10 %), однако, соотношение двух подтипов (II-A и II-B) в некоторой степени поддаётся действию тренировок[1][2].
Известно также, что очень высокий процент медленных волокон типичен для людей никогда не занимавшихся спортом. Кроме этого, процент медленных и быстрых волокон в интенсивно и мало тренируемых мышцах у атлетов одинаковой спортивной специализации примерно одинаков и не зависит от тренировок даже многомесячной продолжительности. Однако такие тренировки однозначно влияют на факторы, определяющие выносливость (толщину медленных волокон, активность мышечных ферментов в окислительном метаболизме и т. п.)[2]
- ↑ 1 2 3 4 Киселёв В. А., Черемисинов В. Н. Факторы, определяющие скоростно-силовые способности // Физическая подготовка боксёра. — Москва: Дивизион, 2013. — С. 64. — 160 с. — ISBN 978-5-98724-114-1.
- ↑ 1 2 3 4 5 Коц Я. М. Композиция мышц // Спортивная физиология. Учебник для институтов физической культуры. — Москва: Физкультура и спорт, 1998. — 200 с.