Где много окислительных мышечных волокон. Окислительные и гликолитические мышечные волокна. Практическая схема для гипертрофии ММВ

Во время тренировок для жиросжигания или набора массы, нужно задействовать разные типы мышечных волокон. О том, какие они бывают и как определить соотношение мышечных волокон в теле, читайте в статье.

Занимаясь спортом, мы постоянно употребляем слово «мышцы». Мы говорим про то, что они работают, болят, растут или не растут и так далее. Как правило, дальше этого наши знания о мышцах не заходят. Тем не менее, очень важно понимать, что по своему составу мышцы могут быть разные, и предрасположены к разного рода нагрузке.

Что такое мышцы?

Мышца – это орган, который состоит из волокон и способен к сокращению под воздействием нервных импульсов, посылаемых головным мозгом посредством связи «мозг-мышцы» . Соответственно, главные функции мышечного волокна в контексте спорта – осуществление движений и поддержание положения тела.

Мышечные волокна бывают двух типов – медленные (ММВ ) или красные, и быстрые (БМВ ) или белые.

Медленные (красные) мышечные волокна

Эти волокна называются медленными, потому что они обладают низкой скоростью сокращения и максимально приспособлены к выполнению продолжительной непрерывной работы. Они окружены сетью капилляров, которые постоянно доставляют кислород. Также эти волокна называют красными из-за своего цвета. Цвет обуславливает белок миоглобин . Этот тип волокон способен получать энергию не только из углеводов, но и из жиров.

Когда включаются в работу ММВ

ММВ начинают сокращаться при выполнении разного вида кардионагрузки, которые требуют выносливости:

Т.е. во всех случаях, когда Вы совершаете достаточно длительную и монотонную работу, которая не требует «взрывных» усилий. А значит интервальную кардиотренировку уже нельзя будет отнести к примеру работы исключительно ММВ.

Тренировка ММВ направлена на:

увеличение выносливости
избавление от жира
увеличения количества кровеносных капилляров

Быстрые (белые) мышечные волокна

По аналогии с медленными, можно догадаться, что быстрые мышечные волокна способны к высокоинтенсивной, тяжелой, но кратковременной работе. Эти волокна используют бескислородный способ получения энергии, а значит используют, главным образом, углеводы. Именно поэтому они белого цвета. Их быстрое утомление связано с тем, что во время сокращения мышечного волокна образуется молочная кислота и, чтобы вывести её, необходимо некоторое время.

Но белые мышечные волокна также бывают разными.

Подтипы быстрых мышечных волокон:

подтип 2A или промежуточные мышечные волокна

Их ещё называют переходными, потому что эти волокна могут использовать как аэробный так и анаэробный способ получения энергии. По сути, это что-то среднее между красными и белыми волокнами.

подтип 2Б или истинные БМВ

Эти волокна используют только анаэробный (бескислородный) способ получения энергии и обладают максимальной силой. Они способны к существенному росту, поэтому все программы по набору мышечной массы рассчитаны на работу именно этих волокон.

Когда включаются в работу БМВ

Это происходит, когда нужно приложить максимум усилий в короткий промежуток времени. Т.е. при анаэробных тренировках :

бодибилдинг
пауэрлифтинг
тяжелая атлетика
спринтерский бег и плавание
боевые искусства

Эти тренировки способствуют увеличению мышцы в объёме за счёт увеличения поперечного сечения мышечного волокна.

Тренировка БМВ направлена на:

увеличение силы
увеличение мышечной массы

Может ли меняться соотношение быстрых и медленных мышечных волокон в теле

На этот счёт существует несколько мнений и, как обычно, в защиту каждого из них приводят различные доводы.

Считается, что первостепенное соотношение мышечных волокон заложено в нас генетически и именно поэтому одним людям намного легче даётся бег, а другим силовая нагрузка. Но с другой стороны, исследуя людей, занимающихся разными видами спорта, было выявлено, что, например, у тяжелоатлетов преобладают быстрые мышечные волокна, а у марафонцев медленные. Соответственно, предполагают, что тренировки способны немного «перераспределять» соотношение и количество мышечных волокон в теле. Хотя, относительно второго подхода, не совсем понятно, было ли причиной преобладания тех или иных волокон определённый вид спорта, или всё-таки этот выбор спорта был последствием генетических задатков.

Ещё один важный момент, который нужно понимать – мышцы и волокна – это не одно и то же. Все крупные мышцы тела состоят из разных видов мышечных волокон. Не существует абсолютно «быстрых» и «абсолютно» медленных мышц, просто в них может преобладать то или иное мышечное волокно.

Как определить какие мышечные волокна преобладают

Это можно сделать, отдав образцы тканей в лабораторию для исследования, или самостоятельно провести тест на соотношение мышечных волокон . Рассмотрим как это делать на примере упражнения подъём гантелей на бицепс:

1) необходимо подобрать такой вес гантелей, при котором Вы сможете выполнить только одно повторение этого упражнения – это будет максимальный вес
2) после этого нужно отдохнуть около 15 минут и выполнить это упражнение с весом, составляющим 80% от максимального ровно столько раз, сколько получится сделать это без дополнительной помощи
3) на основании полученного количества раз интерпретировать результаты
4) проделать тоже самое со всеми основными группами мышц

Интерпретация результатов теста

Подводя итог, хочу сказать, что информация и типах мышечных волокон нужна Вам для того, чтобы понимать какое качество можно развить, задействуя, те или иные волокна. Так, если основная цель – развитие выносливости, то неразумно заниматься силовыми тренировками. И соответственно, выполняя монотонное кардио, Вы не сможете добиться увеличения мышечной массы.

А чтобы получать больше полезной информации каждый день, подпишитесь на наш .

Виды окислительных мышечных волокон и миф об их гипертрофии

Окислительные, или оксидативные, мышечные волокна – это МВ, обладающие оксидативным типом обмена и, соответственно, в их структуре энергетические митохондриальные составляющие доминируют над пластическими миофибриллярными; данные МВ — красного цвета, от чего часто именуются красными мышечными волокнами.

К этому типу МВ относятся:

1) медленные мышечные волокна (ММВ) — тип 1А
2) быстрые окислительные мышечные волокна (БоМВ) — тип 2А.

Принято утверждать, что ММВ и БоМВ увеличиваются в объеме по типу саркоплазматической гипертрофии, когда рост мышечных клеток осуществляется за счет саркоплазматических компонентов, среди которых наибольшее значение имеют митохондрии, гликоген, креатинфосфат и миоглобин. В данной статье (см. ниже) приведены аргументы, развенчивающие этот миф.

В последнее время принято считать, что саркоплазматическая гипертрофия достигается специализированным тренингом, то есть тренингом, имеющим особые отличия по сравнению с традиционным. В этом направлении появились даже авторитетные авторские методики (напр., профессора В.Н. Селуянова). Но в целом особенностями данного тренинга являются:

— использование малых и средних весов
— доминирование изолирующих упражнений над базовыми
— неполная амплитуда, способствующая затруднению оттока крови из мышц (пампинг)
— медленный или статический стиль выполнения упражнений
— большое число подходов, в том числе комплексных (суперсеты, дропсеты и т.п.)
— минимальные паузы между подходами
— возможность прокачки отдельно взятых мышц три и более раз в неделю.

Научные факты и домыслы

Многими предполагается, что по принципам, изложенным выше, реально гипертрофировать ММВ и БоМВ. Однако, научные данные свидетельствуют о следующем: при тренинге, направленном исключительно на развитие ММВ, БоМВ, объемная плотность митохондрий возрастает не более чем на 3-5%, количество гликогена – 1%. Не находит экспериментального подтверждения и гипотеза об увеличении воды, связанной с гликогеном.

С другой стороны, те же ученые подтверждают факт увеличения ММВ, а особенно БоМВ, на 50-100% в следствии атлетических занятий. О чем это говорит? По мнению проф. Е.Б.Мякинченко , гипертрофия ММВ, БоМВ, равно как и быстрых гликолитических МВ (белых, тип 2В), обусловлена увеличением сократительных структур мышечной клетки – МИОФИБРИЛЛ. Как известно, миофибриллярная гипертрофия достигается «традиционными» принципами тренинга – ударными (тяжелые веса, высокая интенивность, базовые упражнения, средний темп выполнения упражнений и др.) и силовыми (максимальные и субмаксимальные веса, базовые упражнения, взрывной стиль выполнения упражнений и др.). Проф. Е.Б.Мякинченко предполагает, что стратегическим путем роста окислительных МВ является миофибриллярный тип их гипертрофии.

Получается, что работа на выносливость и пампинг без ударно-силовой составляющей, а это, например, исключительно выполнение упражнений в медленном темпе с небольшими весами, МАЛОПЕРСПЕКТИВНА. Именно поэтому не так давно модные системы тренинга, направленные на гипертрофию ММБ, на практике не одного десятка атлетов были подвергнуты сомнению в их пригодности.

Как же в действительности увеличить в объеме ММВ и БоМВ?

Способом реализации указанного пути ученый Е.Б.Мякинченко предлагает оптимальное сочетание принципов тренинга окислительных МВ и гликолитических МВ. Таким образом, получается, что рост ММВ, БоМВ в первую очередь связан не столько с увеличением их основных доминирующих составляющих – саркоплазматических компонентов, сколько с миофибриллами как сократительным элементом мышечной клетки.

На самом деле, результативность такого сочетания проверена вековой практикой бодибилдеров, удачно совмещающих относительно легкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые отягощения, тренинг на выносливость, массу и силу. А новомодные методики, якобы базирующиеся на научных теориях, зачастую не эффективны.

Практические советы о гипертрофии ММВ и БоМВ

Совет 1. Выполнение упражнения по принципу постепенного изменения веса отягощения в широком диапазоне, из-за чего в работу вовлекаются все типы МВ:

а) постепенное увеличение веса (прием «пирамида»), когда упражнение (например, из трех подходов) выполняется так: 1-й подход – на 15 раз, 2-й подход – на 10 раз, 3-й подход – на 5 раз;

б) постепенное уменьшение веса (прием «обратная пирамида»), когда упражнение (например, всё из тех же трех подходов) выполняется в обратном порядке: 1-й подход – на 5 раз, 2-й подход – на 10 раз, 3-й подход – на 15 раз.

Остается открытым вопрос, какая схема («а» или «б») более эффективна. Скорее всего, ответ зависит от того, какие МВ доминируют в той или иной мышечной группе, поскольку из-за утомляемости мускул мышечные волокна, их типы по-разному вовлечены в работу в зависимости от того, первый сейчас подход или последний.

Совет 2. Прокачка мышечных групп в нескольких упражнениях (например, двух), одно из которых выполняется в ударно-силовом стиле, когда используют большие веса при неизменяющемся на одном занятии количестве повторений в диапазоне от 1 до 8-10. Второе упражнение выполняется со значительно меньшей интенсивностью со средним числом повторений – 15.

Например, в прокачке груди тренировка строится так:

жим штанги лежа: 3х5
жим гантелей лежа под углом: 3х15

Тренировка может быть построена и согласно принципам суперсетов или комплексных сетов. Демонстрируем на примере проработки груди:

первый подход: жим штанги лежа на 5 повторов (с большим весом) + жим штанги лежа на 10-15 повторов (с весом в половину меньшим).

первый подход: жим штанги лежа на 5 повторов (с большим весом) + жим гантелей лежа под углом на 15 повторов.

В обеих случаях количество таких подходов определяется индивидуально.

Однако, этот совет больше всего подходит для быстро растущих мезоморфов, тогда как для эктоморфов хардгейнеров частое его использование может обернуться перетренированностью.

Совет 3. Использование метода периодизации. Периодизация – это чередование периодов времени с противоположными (непохожими) тренировочными схемами. В данном случае имеет смысл чередовать периоды ударно-силовых занятий с занятиями, направленными на развитие окислительных мышечных волокон, причем период последних должен быть менее длительным (оптимальное соотношение длительности периодов — 3:1).

Хоппелер Г. (1987). Ультраструктурные изменения в скелетной мышце под воздействием физической нагрузки // Физкультура и спорт (6), 3-48.

Мякинченко Е.Б. Сила медленных мышечных волокон как основной фактор локальной выносливости в циклических видах спорта // Юбилейный сборник трудов ученых РГАФК, посвященный 80-летию академии. Москва (1), 3-8.

2013 ©

Тонкие мышечные волокна формируют каждую скелетную мышцу. Их толщина составляет всего около 0,05-0,11 мм, а длина достигает 15 см. Мышечные волокна поперечно-полосатой мышечной ткани собраны в пучки, в состав которых входит по 10-50 волокон. Эти пучки окружены соединительной тканью (фасцией).

Мышца сама по себе также окружена фасцией. Около 85-90 % ее объема составляют мышечные волокна. Оставшаяся часть - нервы и кровеносные сосуды, которые проходят между ними. На концах мышечные волокна поперечно-полосатой мышечной ткани постепенно переходят в сухожилия. Последние же крепятся к костям.

Митохондрии и миофибриллы в мышцах

Рассмотрим строение мышечного волокна. В цитоплазме (саркоплазме) его находится большое количество митохондрий. Они играют роль электростанций, в которых происходит обмен веществ и накапливаются богатые энергией вещества, а также те, которые нужны для обеспечения энергетических потребностей. В составе любой мышечной клетки имеется несколько тысяч митохондрий. Они занимают примерно 30-35 % общей ее массы.

Строение мышечного волокна таково, что цепочка из митохондрий выстраивается вдоль миофибрилл. Это тонкие нити, обеспечивающие сокращение и расслабление наших мышц. Обычно в одной клетке находятся несколько десятков миофибрилл, при этом длина каждой может доходить до нескольких сантиметров. Если сложить массу всех миофибрилл, входящих в состав мышечной клетки, то ее процентное соотношение от общей массы будет около 50 %. Толщина волокна, таким образом, зависит в первую очередь от числа миофибрилл, находящихся в нем, а также от их поперечного строения. В свою очередь, миофибриллы состоят из большого количества крохотных саркомеров.

Поперечно-полосатые волокна свойственны мышечным тканям как женщин, так и мужчин. Однако их строение несколько отличается в зависимости от пола. По результатам биопсии мышечной ткани были сделаны выводы о том, что в мышечных волокнах женщин процент миофибрилл ниже, чем у мужчин. Это относится даже к спортсменкам высокого уровня.

Кстати, сама распределена неодинаково по телу у женщин и мужчин. Подавляющая ее часть у женщин находится в нижней части тела. В верхней же объемы мышц невелики, а сами они мелкие и зачастую вовсе нетренированные.

Красные волокна

В зависимости от утомляемости, гистохимической окраски и сократительных свойств мышечные волокна делятся на следующие две группы: белые и красные. Красные представляют собой медленные волокна, имеющие небольшой диаметр. Для того чтобы получить энергию, они используют и углеводов (такая система энергообразования называется аэробной). Эти волокна называют также медленными или медленносокращающимися. Иногда их именуют волокнами 1 типа.

Почему красные волокна получили такое название

Красными они называются из-за того, что имеют красную гистохимическую окраску. Это объясняется тем, что в этих волокнах содержится множество миоглобина. Миоглобин - особый пигментный белок, имеющий красный цвет. Его функция состоит в том, что он доставляет кислород вглубь мышечного волокна от капилляров крови.

Особенности красных волокон

Медленные мышечные волокна имеют множество митохондрий. В них осуществляется процесс окисления, который необходим для получения энергии. Красные волокна окружены большой сетью капилляров. Они нужны для доставки большого объема кислорода вместе с кровью.

Медленные мышечные волокна хорошо приспособлены к осуществлению аэробной системы энергообразования. Сравнительно невелика сила их сокращений. Скорость, с которой они потребляют энергию, является достаточной для того, чтобы обходиться только аэробным метаболизмом. Красные волокна прекрасно подходят для осуществления неинтенсивной и продолжительной работы, такой как ходьба и легкий бег, стайерские дистанции в плавании, аэробика и др.

Сокращение мышечного волокна обеспечивает выполнение движений, которые не требуют больших усилий. Благодаря ему также поддерживается поза. Эти поперечно-полосатые волокна свойственны мышечным тканям, которые включаются в работу при нагрузках, находящихся в пределах от 20 до 25 % от максимума возможной силы. Они характеризуются отличной выносливостью. Однако красные волокна не работают при осуществлении спринтерских дистанций, подъеме тяжелого веса и др., поскольку эти типы нагрузок предполагают довольно быстрый расход и получение энергии. Для этого предназначены белые волокна, о которых мы сейчас и поговорим.

Белые волокна

Их называют также быстрыми, быстросокращающимися волокнами 2 типа. Их диаметр больше по сравнению с красными. Для получения энергии они используют главным образом гликолиз (то есть система энергообразования у них анаэробная). В быстрых волокнах находится меньшее количество миоглобина. Именно поэтому они являются белыми.

Расщепление АТФ

Быстрым волокнам свойственна большая активность фермента АТфазы. Это значит, что расщепление АТФ происходит быстро, при этом получается большое количество энергии, которая нужна для интенсивной работы. Поскольку белые волокна характеризуются большой скоростью расхода энергии, им необходима и большая скорость восстановления АТФ-молекул. А ее способен обеспечить лишь процесс гликолиза, так как, в отличие от окисления, он происходит в саркоплазме волокон мышц. Поэтому доставка кислорода митохондриям не требуется, как и доставка энергии от последних к миофибриллам.

Почему белые волокна быстро устают

Благодаря гликолизу происходит образование лактата (молочной кислоты), быстро накапливающегося. Из-за этого белые волокна устают достаточно быстро, что останавливает в конечном счете работу мышцы. В красных волокнах при аэробном образовании не образуется Именно поэтому они могут поддерживать умеренное напряжение в течение длительного времени.

Особенности белых волокон

Белые волокна характеризуются большим диаметром относительно красных. Кроме того, в них содержится намного больше гликогена и миофибрилл, однако митохондрий в них меньше. Клетка мышечного волокна этого типа имеет в своем составе и креатинфосфат (КФ). Он требуется на начальном этапе осуществления высокоинтенсивной работы.

Больше всего белые волокна приспособлены для совершения мощных, быстрых, но кратковременных усилий, поскольку у них низкая выносливость. Быстрые волокна, по сравнению с медленными, способны сокращаться в 2 раза быстрее, а также развивать силу, в 10 раз большую. Максимальную скорость и силу человек развивает именно благодаря им. Если работа требует 25-30 % максимального усилия и выше, это значит, что участие в ней принимают именно белые волокна. Их делят по способу получения энергии на следующие 2 типа.

Быстрые гликолитические волокна мышечной ткани

Первый тип - быстрые гликолитические волокна. Процесс гликолиза используется ими для получения энергии. Другими словами, они способны применять только анаэробную систему энергообразования, способствующую образованию молочной кислоты (лактата). Соответственно, данные волокна не производят энергию с участием кислорода, то есть аэробным путем. Быстрые гликолитические волокна характеризуются максимальной скоростью сокращений и силой. Они играют главную роль при наборе массы у спортсменов-бодибилдеров, а также обеспечивают бегунам и пловцам, выступающим на спринтерских дистанциях, максимальную скорость.

Быстрые окислительно-гликолитические волокна

Второй тип - быстрые окислительно-гликолитические волокна. Их называют также переходными или промежуточными. Данные волокна являются своего рода промежуточным типом между медленными и быстрыми мышечными волокнами. Они характеризуются мощной системой энергообразования (анаэробной), однако приспособлены и к осуществлению довольно интенсивной аэробной нагрузки. Другими словами, эти волокна могут развивать большие усилия и высокую скорость сокращения. При этом основным источником энергии является гликолиз. В то же время, если интенсивность сокращения становится низкой, они способны достаточно эффективно использовать окисление. Этот тип волокон задействуется в работе, если нагрузка составляет от 20 до 40 % от максимума. Однако, когда она составляет около 40 %, организм человека сразу же полностью переходит на использование быстрых гликолитических волокон.

Соотношение быстрых и медленных волокон в организме

Были проведены исследования, в процессе которых был установлен тот факт, что соотношение быстрых и медленных волокон в человеческом организме обусловливается генетически. Если говорить о среднестатистическом человеке, у него около 40-50 % медленных и примерно 50-60 % быстрых. Однако каждый из нас индивидуален. В организме конкретного человека могут преобладать как белые, так и красные волокна.

Пропорциональное соотношение их в различных мышцах тела также не одинаково. Это объясняется тем, что мышцы и их группы в организме выполняют различные функции. Именно из-за этого поперечные мышечные волокна довольно сильно отличаются по своему составу. К примеру, в трицепсе и бицепсе находится примерно 70 % белых волокон. Немного меньше их в бедре (около 50 %). А вот в икроножной мышце этих волокон всего 16 %. То есть если в функциональную задачу той или иной мышцы входит более динамичная работа, в ней будет больше быстрых, а не медленных.

Связь потенциала в спорте с типами мышечных волокон

Нам уже известно о том, что общее соотношение красных и белых волокон в человеческом организме заложено генетически. Из-за этого у разных людей и есть разный потенциал в спортивных занятиях. Кому-то лучше даются виды спорта, требующие выносливость, а кому-то - силовые. Если преобладают медленные волокна, человеку намного больше подходят лыжи, заплывы на длинные дистанции и т. д., то есть виды спорта, в которых задействована главным образом аэробная система энергообразования. Если же в организме больше быстрых мышечных волокон, то можно добиться хороших результатов в бодибилдинге, беге на короткие дистанции, спринтерском плавании, тяжелой атлетике, пауэрлифтинге и др. видах, где главное значение принадлежит взрывной энергии. А ее, как вы уже знаете, могут обеспечить лишь белые мышечные волокна. У великих спортсменов-спринтеров всегда преобладают именно они. Количество их в мышцах ног достигает у них 85 %. Если же наблюдается примерно равное соотношение различных типов волокон, человеку отлично подойдут средние дистанции в беге и плавании. Однако сказанное выше вовсе не означает, что если преобладают быстрые волокна, такому человеку никогда не удастся пробежать марафонскую дистанцию. Он пробежит ее, однако точно не станет чемпионом в данном виде спорта. И наоборот, если в организме намного больше красных волокон, результаты в бодибилдинге будут у такого человека хуже, нежели у среднестатистического, соотношение красных и белых волокон у которого примерно равное.

Рассмотрим спортсмена, имеющего небольшие мышцы, которые становятся лимитирующим фактором. Например, бегун-перворазрядник, достигший предела своего развития, имеет мышцы, хотя и небольшие, но аэробные, он практически не устает, но уровень результата невысокий. Его мышцы проработаны. Они потребляют кислород по максимуму для своей массы. Что с таким спортсменом делать? Напомним, что в мышечном волокне каждая миофибрилла оплетается митохондриями, и больше определенного предела они не могут образоваться, только в один слой, если условно так говорить. В конце концов, эти МВ накапливают столько митохондрий, что больше прибавить не могут. Если мы этому спортсмену увеличим силу, то есть создадим новые морфологические структуры в виде миофибрилл, то вокруг них начнут нарастать новые митохондрии, и его потенциал начнет расти. Но обычными силовыми тренировками увеличения силы ОМВ не добиться. Дело тут вот в чем. Согласно исследованиям последних лет, существует четыре основных фактора, определяющих ускоренный синтез белка в клетках мышц, а значит - и развитие силы. Это запас аминокислот в клетке, повышенная концентрация анаболических гормонов в крови, повышенная концентрация свободного креатина в МВ, и повышенная концентрация ионов водорода. Выделение гормонов вызывается психическим напряжением. Повышенная концентрация свободного креатина образуется при значительном расходе КрФ в мышцах – нужна работа «до отказа». Повышенная концентрация ионов водорода - это закисление. Разумеется, закисление при этом не должно приводить к разрушению структур клетки. Так вот, в классической силовой работе используются и окислительные, и гликолитические волокна, но тренируются только гликолитические. Поскольку режим упражнений динамический (периодически мышцы полностью расслабляются), то через окислительные мышечные волокна идет кровь, доставляет кислород, и митохондрии устраняют ионы водорода, а без ионов водорода нет предпосылок роста миофибрилл в ОМВ, поэтому сила ОМВ не растет. Нужно слегка закислять мышцу, иначе она в силе прибавлять не будет. Это удивительно, что окислительные волокна работают, а эффекта нет. Где много кислорода, где много митохондрий, ионы водорода просто исчезают. Они образуются в быстрых волокнах, переходят в медленные и там исчезают. Поэтому главного стимулятора развития силы для окислительных волокон в динамическом режиме нет.

Мы в нашей лаборатории придумали упражнения, которые назвали статодинамическими, без расслабления мышц. Например, приседания со штангой с небольшим весом, даже с грифом от штанги. Электромиограммы свидетельствуют, что активность мышц в таком режиме около 50%, по мере утомления к концу упражнения она увеличивается, но не достигает максимума, что говорит о том, что высокопороговые МВ не рекрутируются. Выполнять приседания нужно медленно, и не выпрямлять ноги до конца, не давая возможности мышцам бедра хотя бы на мгновение расслабиться. Обычные приседания, только с амплитудой 15°, считая от горизонтали вверх. Как только выше привстанешь, мышца сильно расслабляется. После выполнения таких приседаний уже через 30 - 40 секунд мышцы устают, и появляется боль. Если мышца напряжена, то мышечные волокна сдавливают капилляры и кровь по ним перестает поступать в мышцу. Через несколько секунд начинается гипоксия, поэтому во всех клетках, в том числе и в окислительных мышечных волокнах, начинается анаэробный гликолиз, образуется молочная кислота. Мы использовали в многочисленных экспериментах самые обычные упражнения. Важно только стараться не допускать фазы расслабления мышц - делать движения в ограниченном диапазоне. Темп упражнения - медленный, количество повторений - до сильного утомления, до отказа от сильной боли. В культуризме прописан принцип, который мы реализуем - принцип накачки мышц. Это фактически то же, что мы разработали теоретически, а потом экспериментально доказали. Мы предлагаем делать упражнения в виде суперсерий: 30 - 40 секунд длится упражнение, 30 - 40 секунд отдых, и так три раза подряд. Затем 10 минут отдохнуть и все повторить. Если сделать 3 - 4 суперсерии (футболисты у нас делают по 6), то получится 18 подходов. Это хорошая развивающая работа для окислительных мышечных волокон. Но, конечно, начинать надо с одной суперсерии, а также тренировки для одной (конкретной) мышечной группы выполнять два раза в неделю. Рост массы миофибрилл требует 10 - 15 дней, поэтому силовая тренировка в развивающем режиме должна продолжаться 2 - 3 недели. За это время должны развернуться анаболические процессы, а дальнейшее продолжение развивающих тренировок может помешать процессам синтеза. Поэтому в последующие 1 - 2 недели выполняются только тонизирующие упражнения (1 - 3 подхода или суперсерия).

Можно выполнять такие упражнения круговым методом, но если включить в круговую тренировку упражнения для всех групп мышц, то это довольно мощный удар по эндокринной системе, что потребует большого времени для восстановления. Поэтому более подходящий вариант для бегунов на выносливость и лыжников - каждый день делать силовую работу, но только на разные группы мышц, чтобы гормоны выбрасывались в кровь и помогали синтезу различных органелл. Тогда упражнения для основных мышц будут повторяться, скажем, через четыре дня. Вообще, нужно отметить, что выполнение силовых упражнений каждый день дает общий оздоровительный эффект, способствует восстановлению, потому что внутренний гормональный фон повышается.

Аэробные тренировки обязательно должны предшествовать силовым. Ведь цель силовых упражнений - создать условия для гипертрофии, для создания новых миофибрилл. А это выделение гормонов, которые стимулируют ДНК внутри мышцы, что создает в конечном итоге предструктуру миофибрилл. Если после этого сделать интенсивную аэробную работу, то потребуется энергия, которая может черпаться как из гликогена, так и из этих предструктур, которые начнут разрушаться. Поэтому лучше сначала сделать аэробную работу, например, утром, а потом вечером - силовую, чтобы ночь оставить для необходимого синтеза вышеназванных структур.

ВОПРОС? При значительном закислении митохондрии погибают. Значит, при выполнении статодинамических упражнений погибают митохондрии в ОМВ? Насколько быстро можно их восстановить? Нужно ли исключать статодинамические упражнения при наборе спортивной формы?

Специально этот вопрос мы перед собой поставили, заставили борцов тренироваться, тестировали их до и после эксперимента. Они выполняли статодинамические упражнения по 6 - 8 суперсерий (3х8 = 24 раза). Очень тяжело было ребятам. И в результате оказалось, что выросли и силовые возможности, естественно, и аэробные возможности выросли. То есть эти упражнения не повлияли отрицательно на аэробные возможности мышц. Предполагается, что время терпения закисления не так велико, чтобы разрушить ОМВ, а они одарены большим количеством митохондрий, ионы водорода быстро поглощаются и ничего страшного не происходит. На каждом подходе тратится 5 - 6 секунд на то, чтобы мышца сильно закислилась. А потом лактат быстро уничтожается. Критическое время – больше минуты. Это упражнения типа приседания со штангой небольшого веса по 50 - 60 раз, это будет 2 - 3 минуты. Вот эти упражнения очень сильно разрушают мышцу. И вот у лыжников преимущественно такие упражнения делаются – небольшой вес, длительность упражнения около минуты-полутора минут. А статодинамические упражнения в тонизирующем режиме можно делать хоть за день до старта, только в развивающем режиме делать не стоит.

Боль в мышцах: молочная кислота или…

После того, как спортсмен приступил к тренировкам после перерыва более 50 дней, часто возникают боли в мышцах. Что это значит? Вопреки общепринятой точке зрения, с образованием молочной кислоты в мышцах это никак не связано. Это хорошо показано за последние 10 лет. Специально заставляли людей делать эксцентрические упражнения, то есть на растягивание мышц. Например, заставляли людей бегать с горы. Человек 5 - 6 раз сбегает с горы длиной метров 800, достаточно крутой. Затем приходит в лабораторию, где у него берут биопсию и смотрят, что происходит с мышцами. Сразу после тренировки мышцы не очень болят, но под микроскопом видно, что есть лопнувшие миофибриллы, что они просто порвались. В последующие дни продолжают брать биопсию. Наблюдают, что то, что лопнуло, начинает постепенно терять свою форму, образуются лизосомы рядом, начинают эти остатки разрушать. А осколки молекул имеют много зарядов, радикалов. К радикалам присоединяется вода, она тоже поляризована, и в итоге вода получается связанной, не хватает воды в клетке. Поступает дополнительная вода, в итоге клетка начинает расти в размерах, появляется тургор. Мышца как бы набитая. Как это у спортсменов называется? Забитость мышц и еще какие-то слова они произносят... Короче говоря, мембраны клеток сильно натянуты, а рецепторы болевые сидят на мембранах, человек ощущает боль. А потом в течение 3-4 дней окончательно разрушается то, что разрушено, остаются одни аминокислоты. Свободные радикалы постепенно исчезают, и боль начинает уходить. Отрицательный эффект этого проявляется только в том, что то, что разрушено, надо заново создать.

Причина этого явления в следующем. У нетренированного человека в мышечных волокнах присутствуют миофибриллы разной длины. Есть короткие, и есть длинные. Поэтому при эксцентрических упражнениях короткие рвутся. А если ты регулярно тренируешься, то миофибриллы внутри МВ становятся все одинаковой длины. Конечно, новые миофибриллы образуются все разные, и короткие, и длинные. Но при регулярных тренировках короткие всё время разрываются, поэтому их мало, и сильная боль уже не возникает, вообще прекращается. А есть молочная кислота, нет молочной кислоты, - это никакого значения не имеет. Боль - это всегда разрушение мышечных волокон или же более страшное: травмы, например, разрывы мышечных волокон.

Мышцы или мускулы - важнейшая составляющая опорно-двигательного аппарата, обладающая сократительной способностью. Именно благодаря возможности мышечных тканей сокращаться, человек может выполнять всяческие движения, начиная с самых простых (моргание и улыбка) и заканчивая максимально тонкими (как у ювелиров) и энергичными (как у спортсменов). Функциональность мышечного скелета напрямую связана с составом его главных структурных единиц - мышечных волокон. Сегодня мы с вами рассмотрим структуру мышечных волокон, их классификацию и роль в двигательной активности человека.

Почему мышцы сокращаются

Волокна скелетных мышц соединяются со спинным мозгом посредством толстых нервных волокон. После попадания в мускул каждое из нервных волокон делится на сотни разветвлений, которые снабжают сотни мышечных волокон. Соединение между нервом и волокном мышечной ткани называют синапсом, или нервно-мышечным соединением. Примечательно, что на каждом мышечном волокне может формироваться только один синапс. При соответствующем нервном сигнале возникает потенциал действия, который передается по нервам от спинного мозга к мускулам.

От свойств мышечных волокон зависит то, как мускулатура адаптируется к повторяющимся сигналам. Именно типы волокон обуславливает предрасположенность спортсмена к той или иной тренировочной программе. Во время тренировки происходит гипертрофия мышечных волокон - увеличение их объема и массы. При этом важно понимать, что количество волокон не изменяется и обуславливается генетическими особенностями того или иного человека.

Состав

В состав мышечного волокна входят:

Миофибриллы. Выполняют сократительную функцию.
Митохондрии. Отвечают за продуцирование энергии.
Ядра. Отвечают за регуляцию.
Сарколемма. Представляет собой соединительнотканную оболочку.
Ретикулум (саркоплазматический или эндоплазматический). Представляет собой депо кальция, который необходим для возбуждения миофибриллы.
Капилляры. Отвечают за поставку кислорода и питательных веществ.

Типы мышечных волокон

Волокна скелетных мышц могут иметь различные механические и метаболические свойства. Классификация волокон основана на различии в максимальной скорости их сокращения (быстрые и медленные) и метаболическом пути, который используется ими для образования аденозинтрифосфата (АТФ) (окислительные и гликолитические). В целом мышечные волокна делятся на медленные окислительные и быстрые гликолитические.

Медленные окислительные

Тонкие волокна этого типа хорошо снабжаются кровью и содержат много миоглобина, придающего им красную окраску (поэтому их часто называют красными). Они также отличаются низким порогом активации мотонейрона, медленным сокращением и наличием большого количества крупных митохондрий, которые содержат ферменты окислительного фосфорилирования. Медленные мышечные волокна, по сравнению с быстрыми, содержат больше миозина и меньше фермента аденозинтрифосфатазы (АТФазы). Иннервация медленных окислительных волокон обеспечивается малыми альфа-мотонейронами спинного мозга. Из-за неспешного сокращения такие волокна хорошо приспособлены к длительной нагрузке.

Быстрые гликолитические

Толстые волокна этого типа отличаются высокой скоростью сокращения, большой силой и быстрой утомляемостью. Они хуже снабжаются кровью, нежели предыдущий тип, имеют меньше митохондрий, миоглобина и липидов. Этим обусловлена светлая окраска быстрых мышечных волокон, за которую их нарекли «белыми». В отличие от предыдущего вида они содержат в себе главным образом ферменты анаэробного окисления и миофибриллы, в состав которых входит небольшое количество миозина. Вместе с тем, этот миозин способен быстро сокращаться и лучше металлизировать АТФ. Кроме того, в быстрых волокнах более ярко выражено наличие саркоплазматического ретикулума. Так как сокращение и утомление этих волокон происходит быстро, они задействуются в кратковременной взрывной работе. Иннервация быстрых мышечных волокон осуществляется большими альфа-мотонейронами спинного мозга.

Быстрые волокна подразделяются на два типа:

IIa: быстрые окислительно-гликолитические. Их часто называют просто «быстрыми окислительными». Средние по толщине волокна обладают большей силой, чем волокна типа IIb, но быстрее утомляются и обладают способностью к выраженному сокращению. Источниками энергии для волокон этого типа служат как окислительные, так и анаэробные процессы.
IIb: быстрые гликолитические волокна. Обладают большими размерами, высоким порогом активации мотонейрона и быстрой утомляемостью. Активация происходит при кратковременных нагрузках, требующих большой силы. Данный тип волокон получает энергию через анаэробное окисление. Отличаются большим содержанием гликогена и малым содержанием митохондрий.

Кроме того, иногда выделяют еще один тип быстрых волокон - IIc. Волокна этого типа могут проявлять и окислительную, и гликолитическую функцию. Их доля в мускулах не превышает одного процента. В зависимости от типа нагрузок волокна типа IIc могут переходить в волокна других типов.

Быстрые или медленные

Принадлежность мышечных волокон к быстрым или медленным зависит от активности миозиновой АТФазы, которая обуславливает скорость сокращения мускулов. Активность указанного фермента наследуется, поэтому изменить соотношение быстрых и медленных волокон с помощью тренировок нельзя.

Благодаря АТФазе происходит высвобождение энергии, заключенной в АТФ. Энергии одной молекулы аденозинтрифосфата достаточно, чтобы миозиновые мостики сделали один поворот («гребок»). Скорость одиночного «гребка» у всех видов мускулов одинакова. В волокнах, содержащих высокоактивную АТФазу, гребок происходит быстрее, а значит за определенную единицу времени волокно сокращается большее количество раз.

В медленных окислительных волокнах, обладающих способностью к окислительному фосфорилированию, содержится много митохондрий. В таких волокнах в значительном количестве могут содержаться липиды, и в незначительном - гликоген. Основное количество АТФ, произведенного этими волокнами, прямо зависит от топливных молекул и снабжения кровеносной системы кислородом. Они окружены большим количеством капилляров и содержат в себе много миоглобина, увеличивающего поглощение кислорода тканями и способствующего небольшому накоплению кислорода внутри клеток. В быстрых волокнах митохондрий мало, но их концентрация гораздо большая, равно как и концентрация гликолитических ферментов и гликогена.

Гликолитические, промежуточные или окислительные

Как правило, гликолитические волокна больше в диаметре, нежели окислительные. Чем больше диаметр, тем большего растяжения они могут достичь и тем больше их сила. Классификация основана на окислительном потенциале мускула, то есть количестве митохондрий, содержащихся в мышечном волокне. Митохондриями называют клеточные органеллы, в которых глюкоза или жир распадаются на углекислый газ и воду, ресинтезируя при этом АТФ, которая, в свою очередь, ресинтезирует креатинфосфат. Ну а креатинфосфат необходим для ресинтеза миофибриллярных молекул АТФ, использующегося в мышечном сокращении. Вне митохондрий расщепление глюкозы до пирувата и ресинтез АТФ также возможно, однако в таком случае в мышечных тканях образуется молочная кислота, которая вызывает их утомление.

По описанному выше признаку, волокна мышечной ткани делятся на три группы:

Окислительные. Содержание в них митохондрий настолько велико, что в процессе тренировки их прибавки не происходит.
Промежуточные. Количество митохондрий в них снижено, и во время работы мускула в нем накапливается молочная кислота. Происходит это довольно медленно.
Гликолитические. Содержат малое количество митохондрий, поэтому процесс анаэробного гликолиза с накоплением молочной кислоты является в них преобладающим.

Соотношение волокон

У людей, которые не занимаются спортом, как правило, быстрые волокна являются гликолитическими или промежуточными, а медленные - окислительными. Тем не менее при грамотных тренировках быстрые мышечные волокна могут переходить из гликолитических в промежуточные, а из промежуточных в окислительные. Речь идет о развитии выносливости. А при тренировках, нацеленных на развитие силы, промежуточные волокна переходят в гликолитические. При этом соотношение быстрых и медленных мышечных волокон предопределено генетически, поэтому практически не меняется путем тренировки. Возможен переход 1-3%, но не более.

Мускулы обладают разным процентным соотношением белых и красных волокон. Следовательно, скорость сокращения, сила и выносливость разных мышечных групп отличается. К примеру, икроножная мышца содержит больше быстрых волокон, которые придают ей способность к быстрому и сильному сокращению, используемому, например, во время прыжка. Вместе с тем, камбаловидная мышца, соседствующая с икроножной, наоборот, содержит больше медленных волокон, так как она отвечает за длительную активность ног.

Соотношение основных видов волокон мышечной ткани определяет спортивную предрасположенность разных людей. Именно поэтому не существует универсальных атлетов.

Высокопороговые и низкопороговые

Кроме всего прочего, мышечные волокна также подразделяются по уровню порога возбудимости. Мускул сокращается, когда на него воздействуют нервные импульсы, имеющие электрическую природу. Двигательная единица (ДЕ) состоит из: мотонейрона, аксона и совокупности мышечных волокон. Количество ДЕ в теле человека не меняется на протяжении всей жизни. Каждая из двигательных единиц имеет свой порог возбудимости. Если мозг посылает нервные импульсы с частотой ниже этого порога, значит ДЕ пассивна. Если же нервные импульсы имеют пороговую частоту, или превышают ее, то волокна мышц активируются и сокращаются. У низкопороговых ДЕ некрупные мотонейроны, тонкий аксон и иннервируемые медленные волокна, исчисляемые сотнями. Высокопороговые ДЕ отличаются крупными мотонейронами, толстым аксоном и тысячами иннервируемых быстрых волокон.

Таким образом, медленные окислительные волокна относятся к низкопороговым и возбуждаются при незначительной нагрузке. А быстрые волокна, соответственно, относятся к высокопороговым и активируются только при интенсивных нагрузках.

Миозин

Существенное различие разных видов мышечных волокон обуславливает значительную гетерогенность мышечных тканей и их способность к выполнению разнообразных функциональных задач. Биохимический и иммуногистохимический анализ скелетных мускулов показывает, что структурное и функциональное разнообразие мышечных волокон обуславливается широким спектром изоформ миозина. Миозином называется фибриллярный белок, выступающий одним из главных компонентов сократительных мышечных волокон. Он составляет от 40 до 60% общего количества мышечного белка в организме. При соединении миозина с актином (еще один мышечный белок) образуется актомиозин - основной элемент сократительной системы мускулов.

В состав молекулы миозина входит две тяжелых цепи (MyHC) и четыре легких (MyLC). Тяжелые цепи имеют несколько изоформ, свойства которых обуславливают силовые и скоростные показатели мышечных волокон. Наиболее важными считаются четыре изоформы: MyHCI, MyHCIIA, MyHCIIX/IID, и MyHCIIB. Каждая изоформа имеет специфическую скорость сокращения и позволяет развить определенное усилие. Волокна, в состав которых входит MyHCI, по сравнению с волокнами, содержащими другие формы тяжелой цепи миозина, медленнее сокращаются и развивают меньшее усилие. Наиболее быстрыми и сильными считаются волокна, содержащие MyHCIIB изоформу тяжелой цепи. За ними следует MyHCIIX и MyHCIIA форма.

Физическая активность может привести к весомым изменениям сократительных свойств мускулов. Принято считать, что при тренировке на выносливость увеличивается количество медленных изоформ миозина. Вместе с тем во время силовой тренировки происходит увеличение количества MyHCIIA и уменьшение MyHCIIX. Кроме того, считается, что у основной массы людей, активность которых ограничивается простыми бытовыми делами, волокна, содержащие миозин в форме MyHCIIX, крайне редко вовлекаются в работу. В процессе физической тренировки они начинают задействоваться и постепенно переходят в MyHCIIA форму. Дело в том, что волокна, содержащие IIA изоформу тяжелой цепи миозина, имеют большую выносливость, по сравнению волокнами IIX типа.

Во время тренировок выносливости или силы происходит весомое изменение гормонального фона скелетных мускулов, которое служит мощным сигналом, запускающим процесс изменения состава миозина в мускулах, подвергающихся нагрузке.

Заключение

Резюмируя вышесказанное, стоит отметить, что мышечные волокна являются главной структурной единицей мышечного скелета. Соотношение белых и красных волокон является генетическим фактором, равно как и общее количество волокон в мускуле. При правильной тренировке можно не только увеличить объем и массу мышечных волокон, но и добиться изменениях их гликолитических и окислительных свойств.

Возможно, будет полезно почитать: