Каждый, кто посвятил себя занятиям спорта, иногда задумывался о том, что же происходит с мышцами, когда они получают нагрузку. В общих чертах вроде все понятно – под действием нервных клеток (импульсов) мышцы сокращаются и растягиваются, а в результате этих действия они либо приобретают мышечную мощь, либо мышечную выносливость или вовсе взрывную силу.
Чем больше железа поднимешь, тем больше мышечная мощь, чем больше бегаешь (аэробика), в медленном темпе, тем больше мышечная выносливость, чем больше бегаешь или поднимаешь тяжести во взрывном стиле, тем больше взрывная сила итак далее…
Но ведь хочется копнуть немного глубже и понять, что же на самом деле происходит с мышцами человека во время интенсивных и не интенсивных нагрузок. Поэтому, чтобы это все понять, нам нужно разобрать какие бывают виды и типы мышечных волокон и за что каждый из них отвечает.
Содержание:
Белые и красные волокна
Каждый, кто знаком с разделкой мяса видел, что в разных частях туши мясо или мышцы довольно сильно отличаются между собой (цвет, размер). И это касается любого позвоночного животного, но и человека тоже, так как в строении мышц мы мало чем отличаемся от животных. Особенно наглядно видна разница мышц у курицы. Вспомните, как выглядит мясо на грудки (филе) и на ногах у этой птицы.
На спине оно белое, а на ногах имеет красноватый оттенок. Значит: существуют как минимум два вида мышечной ткани. Их так и решили называть: белые мышечные волокна и красные мышечные волокна. Таким образом, мы пришли к выводу, что в нашем организме есть мышцы, состоящие, как минимум, из двух типов мышечных волокон. Поэтому надо отдать должное ученым, которые посвятили себя изучению мышечных волокон. И вот что им удалось выяснить…
Назначение мышечных волокон
Естественно возникает вопрос, а в чем еще есть разница между мышечными волокнами белого и красного цвета? Во время проведения многочисленных опытов было замечено, что красные волокна сокращаются медленнее, а белые быстрее. Поэтому мышцы, состоящие из красных волокон стали называть медленными, а состоящие из белых волокон быстрыми мышцами. Теперь понемногу начинает проясняться картина, но зачем все это нужно нашему телу?
Наверное, природе не удалось изобрести универсальную мышцу, и она решила сделать два основных типа мышц, но с узкой направленностью действия: быстрые (белые) мышечные волокна и медленные (красные) мышечные волокна.
Типы мышечных волокон: Быстрые (белые) мышечные волокна.
В тех случаях, когда требуется выполнить большую работу и очень быстро — в дело включаются мышцы с белыми волокнами . Потому что они могут быстро сокращаться и давать огромную взрывную силу и мощь, например, профессиональные спринтеры, которые менее чем за 10 секунд пробегают стометровку… Но долго они в таком режиме работать (сокращаться) не могут, так как:
Во-первых – энергетические запасы не вечны и их хватает буквально на пару минут интенсивной работы.
Во — вторых — для восстановления энергетических запасов в мышцах — нужно время (от 2 до 5 минут), чтобы восстановить запасы молекул АТФ (основная энергетическая единица в живом теле) и креатин фосфата (о нем вы узнаете чуть ниже). Теперь вы начинаете понимать, почему тяжелоатлеты отдыхают 1-2 минуты между подходами.
И в-третьих – с каждым повтором (сокращением мышцы), в процессе реакций по выработке энергии – образуются продукты распада (молочная кислота), которая начинает «жечь» мышцы все больше и больше, а в результате от боли и отсутствия сил (энергии) – работа их прекращается.
Энергетическая система быстрых волокон, практически, направлена на анаэробный гликолиз (без кислородный). Почему практически? Да потому что существует два подтипа быстрых волокон: 2А и 2В. 2А – это переходный тип волокон, которые быстро сокращаются, имеют большую силу и используют в качестве энергии как аэробный гликолиз (с участием кислорода: окисление углеводов и жиров), так и анаэробный гликолиз (без участия кислорода). 2В – это уже чистые быстрые волокна, которые ОЧЕНЬ быстро сокращаются, имеют огромную взрывную силу и мощь, а так же для восполнения их энергии требуется анаэробный гликолиз (без кислородный).
Виды мышечных волокон: Медленные (красные) мышечные волокна.
А вот когда необходимо выполнить очень большой объем работы, но не так быстро, на протяжении длительного промежутка времени, то за дело берутся медленные волокна. Потому что они более выносливые, так как используют аэробный гликолиз (с участием кислорода), но не обладают такой силой, мощью и скоростью, как быстрые мышечные волокна. Например, медленные волокна необходимы марафонцам, для которых нужна очень хорошая выносливость.
Однако если раньше все было понятно, то теперь без специальных терминов не обойтись.
Азы и термины
Чтобы понять, как происходит работа каждой мышцы с белыми (быстрыми) волокнами или с красными (медленными), нам придется заглянуть в каждую из них. Понятно, что без пополнения энергии ни один механизм работать не будет. Это же касается и биологического механизма, то есть живого существа. Поэтому чтобы мышца могла сократиться и выполнить работу ей надо будет где-то взять энергию.
Красные волокна имеют не случайно такой цвет. Так как они имеют огромное количество миоглобина и огромную сеть очень тонких сосудов или их еще называют капиллярами. Через капилляры к волокнам поступает с кровью кислород. А миоглобин непосредственно уже транспортирует этот кислород внутрь самого волокна к митохондриям (химическим станциям), где и происходит процесс окисления жира с выделением энергии для работы мышцы. Поэтому, чем больше кислорода поступает в кровь, тем дольше работают медленные волокна, при условии, что нагрузка будет мало интенсивной.
Миоглобин – это пигментный белок, красного цвета, который хранит, а после и доставляет кислород внутрь мышечного волокна к митохондриям.
Митохондрия – это органоид, функция которого заключается в синтезе молекулы АТФ (основная энергетическая единица).
Белые волокна , имеют такой цвет из-за малого количества миоглобина и капилляров в них. Энергетика белых волокон подтипа 2А (выше уже говорилось о них) — направлена как на анаэробный гликолиз (без кислорода), так и на аэробный гликолиз — окисление (с участием кислорода). А вот белые волокна подтипа 2В — получают энергию только из анаэробного гликолиза (без участия кислорода). Напомню, что в красных и белых волокнах процессы синтеза энергии происходят непосредственно в митохондриях.
Все о работе красных волокон
Считается (считалось), что красные волокна (ММВ), в отличии от белых волокон (БМВ), имеют очень низкую гипертрофию, но на самом деле это не так. Удивлены? Все потому что на протяжении большого промежутка времени ученые думали, что ММВ, практически не подвержены гипертрофии. Но недавние опыты подтвердили обратное, когда взяли пробу мышечной ткани у профессиональных бодибилдеров, которые тренируют как медленные (с помощью пампинга – вид тренировки), так и быстрые волокна (прогрессирующие отягощения). Но ММВ могут хорошо расти лишь при определенных условиях, однако, это уже другая объемная тема.
Красные (медленно сокращающиеся) волокна устроены так, что они могут получать молекулы АТФ только из реакции окисления (с участием кислорода) жиров или углеводов (глюкозы). Поэтому медленные волокна могут тренироваться только тогда, когда в организме будет достаточное количество кислород. Чаще всего, хорошее поступление кислорода к мышцам осуществляется лишь при нагрузки не более 20-25% от вашего максимума и в медленном темпе (малая интенсивность). Максимальная нагрузка – это нагрузка, с которой вы сможете выполнить то или иное упражнение не более чем 1-2 раза (повтора). Например, вы жмете штангу 100 килограмм всего 1-2 раза – 100 кг это и будет ваш максимальный вес (нагрузка). Значит, если вы будите жать 20-25 кг в медленном темпе, то такая нагрузка будет выполняться за счет медленных мышечных волокон (ММВ).
Таким образом, красные волокна тренируются (работают) лишь при нагрузках с низкой интенсивностью, на протяжении длительного промежутка времени. Что помогает циркулировать кислороду по кровотоку. Например, это могут быть легкие пробежки, поднятие небольших тяжестей, быстрая ходьба, езда на велосипеде, плавание и многое другое.
Как только вы увеличите нагрузку — в работу включатся быстрые волокна подтипа — 2А или по-другому — переходные волокна, но, а если нагрузку увеличите еще больше, то тогда в работу включатся уже быстрые волокна подтипа — 2В. В этом случае начнется иная тренировка, о которой я расскажу немного позже.
В клетках медленносокращающихся волокон (ММВ) находится пигментный белок — миоглобин (о котором я говорил чуть выше). Его задача накопить как можно больше кислорода, чтобы потом в нужное время начать отдавать его митохондриям для получения энергии. Это происходит всякий раз, когда во время работы ММВ по какой-то причине не хватает кислорода.
Вот примерная схема энергообеспечения ММВ:
1. Во время продолжительной и слабоинтенсивной нагрузки, в течение десятков минут, в клетках красных волокон протекают реакции окисления триглицеридов (жиров). Но чтобы эта реакция могла продолжаться, нужен кислород…
2. Кислород доставляется в клетку при помощи капилляров (гемоглобина). Но, а если кислорода поступает мало через кровоток (капилляры), то в дело вступает миоглобин, который начинает отдавать хранящийся в нем кислород. Таким образом, в результате реакций окисления — клетки ММВ получают энергию ( молекулы АТФ).
3. И еще, источник триглицерида жирные кислоты образуются из подкожного или внутреннего жира. Поэтому вот почему красное мясо считается более жирным, чем белое.
В итоге: если ваша работа не требует от вас взрывного характера (скорости) и нагрузки более 20-25% от максимума, то в таком случае, ваш организм (красные волокна) может выполнять нагрузку очень долго. Так как красные мышечных волокон используют аэробный гликолиз (с участием кислорода) для получения энергии, который дает очень много энергии (в 19 раз больше), в отличии от анаэробного гликолиза.
Все о работе белых волокон
Итак, про красные волокна мы узнали практически все. Теперь попробуем разобраться, как же работают белые волокна. Белые волокна содержат небольшое количество миоглобина и капилляров. Поэтому они выглядят значительно светлее. Для наглядности, вспомните курицу. Ее грудка выглядит белой, а мясо на ногах красным.
Белые волокна сокращаются по сравнению с красными в два раза быстрее. Удивительно и то, что они и силу развивают в 10 раз больше, чем мышцы с красными волокнами. Но у них есть существенный недостаток. Имея такие прекрасные характеристики, белые волокна быстро устают.
Усталость в них накапливается из-за того, что они используют совершенно другой принцип получения энергии. Кроме того, как вы уже знаете, белые волокна имеют два подтипа волокон, хотя по цвету их трудно различить.
— Виды мышечных волокон: Первый подтип — 2В , который использует для получения энергии — анаэробный гликолиз, процесс без участия кислорода. Данные волокна работают как маленькие аккумуляторы. Так как после физической нагрузки, когда вся энергия истратилась (ее хватает не более чем на 2 минуты), происходит ее возобновление (заряд), но данное восстановление протекает лишь во время отдыха, на протяжении 1-2 минут.
Однако, в результате, анаэробного гликолиза — накапливается молочная кислота (продукт распада), а это значит, что мышечная среда становится кислотной, и волокна начинают «гореть», прекращая свою работу. Поэтому после их восстановления (отдыха 1-2 минуты) они снова готовы выполнять свою функцию, так как восполнили энергетические запасы и, частично, избавились от продуктов распада, благодаря кровотоку.
Источником энергии у белых волокон служит гликоген (вырабатывается при расщеплении и переработки глюкозы) и креатин фосфат (организм его получает из белковой пищи: мясо, рыба, яйца, творог и спортивные добавки). В результате физических действий — гликоген, расщепляясь, дает глюкозу, а глюкоза энергию (АТФ) и молочную кислоту. Что касается креатин фосфата, то он восстанавливает запасы АТФ обратно в мышечных волокнах, то есть получается такой круговорот…
— Типы мышечных волокно: Второй подтип — 2А , который может до определенного состояния работать без кислорода (анаэробный гликолиз), а затем переключиться и еще какое-то время выполнять работу, но уже используя кислород (аэробный гликолиз) и наоборот. Назначение этих волокон, как вы уже поняли, заключается в том, что они переходят от красных к белым волокнам и от белых к красным, все зависит от выполняемой нагрузки.
Упрощенно можно представить работу подтипа 2А примерно так:
- Вначале начинают выполнять работу красные (медленные) волокна, используя аэробный гликолиз.
- Когда нагрузка превышает 25% от максимальной, тогда в работу уже вступают в белые промежуточные волокна (2А).
- Но если нагрузка растет еще больше, то промежуточные волокна (2А) — передают эстафету уже волокнам подтипа 2В.
Здесь я представил работу мышечной системы несколько упрощенно… На самом деле все обстоит гораздо сложнее. И представлять, что медленные и равномерные движения будут выполняться только за счет медленных волокон, а скоростные движения за счет быстрых, не совсем правильно. Например, включить в работу быстрые мышечные волокна можно, лишь усложнив технику упражнения, поэтому работа тех или иных мышечных волокон будет зависеть от приложенной силы, скорости и техники.
Система настолько хорошо отлажена, что человек даже не подозревает, какие мышцы у него задействованы в данный момент. Например, во время силового упражнения, как правило, все типы волокон, начинают сокращаться примерно одновременно. Но чтобы полностью выполнить сокращение, медленным красным волокнам понадобится, от 90 до 140 мл/сек. В то же время быстрые волокна успеют полностью сократиться всего за время, от 40 до 90 мл/сек.
А вот и таблица, которая поможет вам наглядно понять, все, то, о чем я писал
Как определить каких волокон больше
Если говорить о среднем человеке, то у него примерно медленных волокон будет от 40 до 45%, а остальные 55 — 60% будут занимать быстрые волокна. В общем, такой подход оправдан, но в разных частях тела эти соотношения могут сильно отличаться. Все зависит от того, какую работу человек делает чаще всего или какому виду спорта отдает предпочтение. К слову сказать, у бегуна на длинные дистанции мышцы на ногах почти все состоят из красных, медленно сокращающихся волокон (ММВ). А у штангистов и бегунов на короткие дистанции мышцы на ногах почти на 80-90% могут состоять из быстро сокращающихся волокон (БМВ).
Каких типов волокон будет больше или меньше — будет зависеть от генетики и тренируемых качеств. Однако многочисленные исследования показали, просто так, не переходят из одного типа в другой. Поэтому чтобы это происходило, требуется развивать определенные физические навыки (тренироваться).
От полученных знаний к практике – небольшие советы
- Чтобы получить красивое тело с хорошо проработанными мышцами надо тренировать все типы мышечных волокон, что и делают, некоторые, профессиональные бодибилдеры. Однако, добиться максимального результата во всех физических качеств (скорость, сила, выносливость итак далее) – невозможно, так как организм подстраивает свои энергетические системы под определенное тренируемое качество. Поэтому не возможно одновременно добиться максимальной силы и выносливости.
- Теперь становится понятным, почему надо на тренировках, направленных на максимальную мощь (тяжелая атлетика) и взрывную силу (спринт), выкладываться максимально в промежутке от 10 до 60 секунд. Так как гликогена и креатин фосфата хватает только на 2 минуты. А после, необходим отдых 1-2 минуты на восполнения энергии в БМВ, иначе в работу вступят ММВ или боль будет такой сильной из-за молочной кислоты, что вы и сами прекратите работу.
- Итак, чтобы заработали красные волокна необходима нагрузка не более 25% от вашей максимальной, но в низкоинтенсивном темпе. Низкоинтенсивная нагрузка очень хорошо определяется по частоте пульса (ЧСС), который должен составлять 60-70% от вашего максимума. Рассчитать пульс можно так: возраст минус 220 и от полученного числа найти 60-70%, это и будет ваш диапазон.
- Кто хочет похудеть — очень хорошо тренировать красных волокна, так как они отлично сжигает жиры. Но не забывайте нагрузка должна быть низкоинтенсивная и продолжительная, более 40 минут.
Существенное замечание
Подходит к концу мой рассказ о том, какие типы и виды мышечных волокон находятся в нашем теле. Теперь вы имеете полное представление, как те или иные тренировки влияют на мышечные волокна, и как вы сами можете на них влиять. Мне лишь осталось сделать одно и очень важное замечание, чтобы помочь начинающим и опытным спортсменам тренироваться еще эффективнее.
— Не гонитесь за большими весами. Есть много разных упражнений, которые помогают добиваться нужного эффекта только лишь тем, что требуют для их выполнения определенного положения тела или позы (техника упражнения). Поэтому не пытайтесь поднять больше вес, а пытайтесь усложнить саму технику, тем самым прочувствовать рабочие мышцы и прокачать их еще больше.
Занимайтесь спортом, питайтесь правильно и становитесь лучше – успехов Вам.
Загрузка...
