11.2.3.2. Красные и белые мышечные волокна. Красные и белые волокна в мышцах
Ые и белые мышечные волокна
В зависимости от сократительных свойств, гистохимической окраски и утомляемости мышечные волокна подразделяют на две группы - красные и белые.
Красные мышечные волокна – это медленные волокна небольшого диаметра, которые используют для получения энергии окисление углеводов и жирных кислот (аэробная система энергообразования). Другие названия этих волокон: медленные или медленно-сокращающиеся мышечные волокна, волокна 1 типа, а также SТ-волокна (slow twitch fibres).
Медленные волокна называют красными из-за красной гистохимической окраски, обусловленной содержанием в этих волокнах большого количество миоглобина - пигментного белка красного цвета, который занимается тем, что доставляет кислород от капилляров крови вглубь мышечного волокна.
Красные волокна имеют большое количество митохондрий, в которых происходит процесс окисления, для получения энергии ST-волокна окружены обширной сетью капилляров, необходимых для доставки большого количества кислорода с кровью.
Медленные мышечные волокна приспособлены к использованию аэробной системы энергообразования: сила их сокращений сравнительно невелика, а скорость потребления энергии такова, что им вполне хватает аэробного метаболизма. Такие волокна отлично подходят для продолжительной и не интенсивной работы (стайерские дистанции в плавании, легкий бег и ходьба, занятия с легкими весами в умеренном темпе, аэробика), движений, не требующих значительных усилий, поддержании позы. Красные мышечные волокна включаются в работу при нагрузках в пределах 20-25% от максимальной силы и отличаются превосходной выносливостью.
Красные волокна не подойдут для подъема тяжелого веса, спринтерских дистанций в плавании, так как эти виды нагрузок требуют достаточно быстрого получения и расхода энергии.
Белые мышечные волокна - это быстрые волокна большего по сравнению с красными волокнами диаметра, которые используют для получения энергии в основном гликолиз (анаэробная система энергообразования). Другие названия этих волокон: быстрые, быстросокращающиеся мышечные волокна, волокна 2 типа, а также FТ-волокна (fast twitch fibres).
В быстрых волокнах меньше миоглобина, поэтому они выглядят белее.
Для белых мышечных волокон характерна высокая активность фермента АТФазы, следовательно АТФ быстро расщепляется с получением большого количества необходимой для интенсивной работы энергии. Так как FТ-волокна обладают высокой скоростью расхода энергии, они требуют и высокой скорости восстановления молекул АТФ, которую может обеспечить только процесс гликолиза, потому что в отличие от процесса окисления (аэробное энергообразование) он протекает непосредственно в саркоплазме мышечных волокон, и не требует доставки кислорода митохондриям, и доставки энергии от них уже к миофибриллам. Гликолиз ведет к образованию быстро накапливающейся молочной кислоты (лактата), поэтому белые волокна быстро устают, что в конечном итоге останавливает работу мышцы. При аэробном энергообразовании в красных волокнах молочная кислота не образуется, поэтому они способны долго поддерживать умеренное напряжение.
Белые волокна имеют больший диаметр по сравнению с красными, в них также содержится гораздо большее количество миофибрилл и гликогена, но меньше количество митохондрий. В белых волокнах находится и креатинфосфат (КФ), необходимый на начальном этапе высокоинтенсивной работы.
Белые волокна больше всего подходят для совершения быстрых, мощных, но кратковременных (так как они обладают низкой выносливостью) усилий. По сравнению с медленными волокнами, FT-волокна могут в два раза быстрее сокращаться и развивать в 10 раз большую силу. Максимальную силу и скорость человеку позволяют развить именно белые волокна. Работа от 25-30% и выше означает, что в мышцах работают именно FТ-волокна.
3. Аэробная и анаэробная работа.
Аэробные тренировки, аэробика, кардиотренировки - это вид физической нагрузки, при которой мышечные движения совершаются за счет энергии полученной в ходе аэробного гликолиза, то есть окисления глюкозы кислородом. Типичные аэробные тренировки - бег, ходьба, велосипед, активные игры и пр. Аэробные тренировки отличаются длительной продолжительностью (постоянная мышечная работа продолжается более 5 минут), при этом упражнения имеют динамический повторяющийся характер.
Аэробные тренировки предназначены для повышения выносливости организма, подъема тонуса, укрепления сердечно-сосудистой системы и сжигания жира. Также в исследованиях было показано, что аэробные нагрузки вызывают гипертрофию мышц.
Исследование Michele Tine в 2014 году показало, что однократное занятие аэробики на протяжении 12 минут вызывает существенное улучшение зрительного восприятия и внимания у студентов сразу после физической нагрузки и спустя 45 минут, что в свою очередь способствует повышению их академической успеваемости.
Однако следует помнить, что планомерных научных исследований не проводилось. Данный вывод скорее сделан на умозаключении, что при аэробных нагрузках незначительно увеличивается энергетическое потребление. При этом игнорируется тот факт, что большую часть дневного потребления составляет базовый метаболизм, который замедляется после прекращения аэробных нагрузок. Это связано с тем, что организму требуется ресурсы, чтобы восстановить потерянное. Причем, чем больше будет потрачено энергии запасенной жировыми клетками, тем сильнее организм постарается возместить потери, запасая впрок и замедляя метаболизм. Для того, чтобы негативные последствия от аэробных упражнений были минимальными, придется ограничивать дневную калорийность, а при уменьшении дневной калорийности сверх меры, организм начинает увеличивать количество жировых клеток. Таким образом аэробные упражнения нужно применять взвешенно и обдуманно, учитывая негативные последствия от их применения.
Американские исследователи из Университета Калифорнии оценили количество энергии, затрачиваемой мужчинами и женщинами, которые оставались в форме и вели активный образ жизни в 60 или 70 лет. Оказалось, что пожилые люди, которые регулярно бегали, тратили столько же энергии при ходьбе, как и 20-летние подростки. Обычные прогулки не имели такого эффекта. Такие люди тратили на 20% больше энергии при ходьбе.
Источники: http://www.studfiles.ru/preview/3610805/page:2/
1lustiness.ru
11.2.3.2. Красные и белые мышечные волокна
По своим физиологическим возможностям и обуславливающим их биохимическим свойствам, мышечные волокна делят на несколько типов.-
|
| Красные мышечные волокна (волокна I, или медленного типа) | Белые мышечные волокна (волокна II, или быстрого типа) |
| Функцио- нальные способ- ности | Способны к не очень интенсивной, нодлительной работе. | Способны к интенсивной, нократковременной работе. |
| Источник энергии | Происходит аэробный (окислительный) распад энергетических субстратов. | Преобладает анаэробный (не требующий О2) распад гликогена или глюкозы до молочной кислоты. |
| а) Как видно, функциональные способности волокон связаны со способом извлечения энергии из питательных веществ - аэробным или анаэробным. б) В свою очередь, эти общие характеристики волокон связаны с содержанием и активностью в них конкретных веществ и ферментов. | ||
| Миоглобин | а) В волокнах велико содержание миоглобина - белка, запасающего О2 . б) Отсюда - красный цвет волокон (из-за наличия в миоглобине такого же пигмента, как в Hb, - гема). | а) Содержание миоглобина - низкое. б) Отсюда - светлый цвет волокон. |
| Гликоген | В волокнах имеется гликоген, но его запасы не очень велики. | Содержание гликогена - высокое. (Анаэробный распад углеводов даёт в 18 раз меньше энергии, чем аэробный; поэтому и требуются большие запасы углеводов). |
| СДГ | Высока активность ферментов окисления - в т.ч. сукцинатдегидрогеназы (СДГ). | Активность СДГ - низкая. |
| АТФаза | Скорость распада АТФ (АТФазная активность) - относительно небольшая. | АТФазная активность - выше, чем в красных мышечных волокнах. |
| В мышечных волокнах распад АТФ происходит, в первую очередь, при взаимодействии актиновых и миозиновых миофиламентов; поэтому скорость распада АТФ показывает, с какой скоростью может совершаться работа. | ||
ЗАМЕЧАНИЯ. 1. Тип мышечного волокна определяется типом соответствующего мотонейрона. 2. Кроме рассмотренных в таблице, выделяют ещё промежуточный тип мышечных волокон.
11.2.3.3. Препараты с гистохимической реакцией на гликоген, атФазу и сдг
| Гликоген | 3. Препарат - гликоген в скелетных мышечных волокнах. ШИК-реакция. | |
| а) На снимке видны поперечно срезанные мышечные волокна. б) В их саркоплазме находятся глыбки гликогена (1), окрашенные в тёмно-малиновый цвет. в) Более светлые на снимке волокна содержат меньше гликогена: это волокна I типа ("красные"). | Полный размер | |
| АТФаза | 4. Препарат - типы мышечных волокон. Реакция на АТФазную активность. | |
| Здесь тоже наблюдается подразделение мышечных волокон на 2 типа. Волокна I типа (1) и при данной окраске являются более светлыми, что означает меньшую АТФазную активность. Волокна II типа (2) - более тёмные: АТФаза быстрого типа. | Полный размер | |
| СДГ | 5. Препарат - типы мышечных волокон. Реакция на сукцинатдегидрогеназу. | |
| 1. а) Фермент СДГ содержится в митохондриях. б) Поэтому гранулы проявления их активности, окрашенные в тёмно-синий цвет, маркируют расположение митохондрий. 2. Вновь видны различия между волокнами. - | Полный размер | |
| Волокна I типа (1) теперь являются более тёмными - из-за большей активности СДГ, а волокна II типа (2) - более светлыми . | ||
studfiles.net
|
ТОП 10: |
По своим физиологическим возможностям и обуславливающим их биохимическим свойствам, мышечные волокна делят на несколько типов.-
ЗАМЕЧАНИЯ. 1. Тип мышечного волокна определяется типом соответствующего мотонейрона. 2. Кроме рассмотренных в таблице, выделяют ещё промежуточный тип мышечных волокон.
11.2.3.3. Препараты с гистохимической реакциейна гликоген, АТФазу и СДГ
11.2.4. Мышца как орган
Специальные понятия А. Эндо-, пери- и эпимизий |
не очень интенсивной, 
infopedia.su
| Красные мышечные волокна (волокна I, или медленного типа) | Белые мышечные волокна(волокна II, или быстрого типа) | |
| Функцио- нальные способ- ности | Способны к не очень интенсивной, но длительной работе. | Способны к интенсивной, но кратковременной работе. |
| Источник энергии | Происходитаэробный(окислительный) распад энергетических субстратов. | Преобладает анаэробный(не требующий О2) распад гликогена или глюкозы до молочной кислоты. |
| а) Как видно, функциональные способности волокон связаны со способом извлечения энергии из питательных веществ - аэробным или анаэробным. б) В свою очередь, эти общие характеристики волокон связаны с содержанием и активностью в них конкретных веществ и ферментов. | ||
| Миоглобин | а) В волокнах велико содержание миоглобина- белка, запасающего О2. б) Отсюда - красный цвет волокон (из-за наличия в миоглобине такого же пигмента, как в Hb, - гема). | а) Содержание миоглобина - низкое. б) Отсюда - светлый цвет волокон. |
| Гликоген | В волокнах имеется гликоген, но его запасы не очень велики. | Содержание гликогена- высокое. (Анаэробный распад углеводов даёт в 18 раз меньше энергии, чем аэробный; поэтому и требуются большие запасы углеводов). |
| СДГ | Высока активность ферментов окисления - в т.ч. сукцинатдегидрогеназы (СДГ). | Активность СДГ- низкая. |
| АТФаза | Скорость распада АТФ (АТФазная активность) - относительно небольшая. | АТФазная активность - выше, чем в красных мышечных волокнах. |
| В мышечных волокнах распад АТФ происходит, в первую очередь, при взаимодействии актиновых и миозиновых миофиламентов; поэтому скорость распада АТФ показывает, с какой скоростью может совершаться работа. | ||
| 6. Препарат - мышца как орган. Окраска по методу Маллори. | ||
| Окраска структур | При данном методе окраски мышечные волокна (1) имеют красный, а соединительнотканные элементы - синий цвет. | Полный размер |
| Соедини- тельно- тканные структуры | Видны соединительнотканные образования: а)эндомизий(2) - узкие прослойки рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани вокруг каждого мышечного волокна, | |
| б)перимизий(3) - более толстые прослойки вокруг группы мышечных волокон. в) Кроме них, различают эпимизий -плотную оформленную волокнистую соединительную ткань вокруг всей мышцы(на снимке не видно). |
ww.cyberpedia.su
Красные и белые мышечные волокна
Строение мышцы.
Для осуществления различных движений в организме человека, как и у всех позвоночных животных, имеются 3 вида мышечной ткани: скелетная, сердечная и гладкая. Каждому виду ткани свойствен свой тип видоизмененных клеток - мышечных волокон.
· Сердечная мышца, как и скелетная, состоит из поперечнополосатых мышечных волокон. Эти волокна в определенных участках как бы сливаются (переплетаются). Благодаря этой особенности сердечная мышца способна быстро сокращаться.
Строение сердечной мышцы.
По структуре сократительных элементов сердечная мышца сходна с поперечно полосатыми мышцами, хотя по своим физиологическим свойствам от них и отлична: сердечная мышца, как гладкая мускулатура, обладает свойством ритмического сокращения. Кроме того, она отличается и некоторыми особенностями строения. Ее своеобразная структура заключается в наличии так называемых вставочных полосок, идущих поперек мышечных волокон. Полоски эти проходят через группы миофибрилл на разном уровне, образуя своеобразную сетевую структуру. Долго оставался неясным и спорным вопрос о значении вставочных полосок. Он разрешен электронной микроскопией, установившей, что полоски образованы плазматическими мембранами двух смежных мышечных клеток, разделенных межклеточным пространством. Миофибриллы через этот слой не проходят, и нет никаких признаков их непрерывного перехода из одной клетки в другую. Таким образом, подтвердилось предположение о том, что территории, ограниченные вставочными полосками, представляют отдельные клетки.
В клетках сердечной мышцы млекопитающих имеется одно ядро в центре клетки, около него расположены элементы пластинчатого комплекса. Для этих клеток характерно высокое содержание саркоплазмы с большим количеством саркосом и гликогена, что связано с непрерывной активностью сердечной мышцы и интенсивностью протекающих в ней метаболических процессов.
· Стенки внутренних органов (сосудов, кишечника, мочевого пузыря) образованы гладкой мышечной тканью. Сокращение волокон этой ткани происходит медленно.
Строение гладкой мышечной ткани.
Это ткань энтомезенхимного происхождения, которая делится на два вида: висцеральную и сосудистую. В эмбриональном гистогенезе даже электронно-микроскопически трудно отличить мезенхимные предшественники фибробластов от гладких миоцитов. В малодифференцированных гладких миоцитах развиты гранулярная эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи. Тонкие филаменты ориентированы вдоль длинной оси клетки. По мере развития размеры клетки и число филаментов в цитоплазме возрастают. Постепенно объем цитоплазмы, занятый сократительными филаментами, увеличивается, расположение их становится все более упорядоченным. Пролиферативная активность гладких миоцитов в миогенезе постепенно снижается. Это происходит в результате увеличения продолжительности клеточного цикла, выхода клеток из цикла репродукции и перехода в дифференцированное состояние. Однако и в дефинитивном состоянии в гладкой мышечной ткани клеточная регенерация в виде размножения миоцитов полностью не прекращается. Существуют данные о том, что пролиферация и дифференцировка в большей степени свойственна субпопуляции малых (по размерам) гладких миоцитов. Строение гладкой мышечной ткани. Структура дефинитивных гладких миоцитов (лейомиоцитов), входящих в состав внутренних органов и стенки сосудов, имеет много общего, но в то же время характеризуется гетероморфией. Так, в стенках вен и артерий обнаруживаются овоидные, веретеновидные, отростчатые миоциты длиной 10-40 мкм, доходящие иногда до 140 мкм.
Наибольшей длины гладкие миоциты достигают в стенке матки — до 500 мкм. Диаметр миоцитов колеблется от 2 до 20 мкм. В зависимости от характера внутриклеточных биосинтетических процессов различают контрактилъные и секреторные миоциты. Первые специализированы на функции сокращения, но вместе с тем сохраняют секреторную активность. Плазмолемма расслабленной клетки имеет ровную поверхность, а при сокращении становится складчатой. В центре клетки имеется палочковидное ядро, которое при сокращении клетки спиралевидно изгибается. Практически все ядра миоцитов содержат диплоидное количество ДНК. Гладкая эндоплазматическая сеть занимает примерно 2-7% объема цитоплазмы, а гранулярная сеть в контрактильных миоцитах выражена плохо. Митохондрии мелкие, сферические или овоидные, расположены у полюсов ядра. Характерной чертой гладких миоцитов является наличие множества впячиваний (кавеол) плазмолеммы, содержащих ионы кальция. Секреторные миоциты (синтетические) по своей ультраструктуре напоминают фибробласты, однако содержат в цитоплазме пучки тонких миофиламентов, расположенные на периферии клетки. В цитоплазме хорошо развиты комплекс Гольджи, гранулярная эндоплазматическая сеть, много митохондрий, гранул гликогена, свободных рибосом и полисом. По степени зрелости такие клетки относят к малодифференцированным. Сократительный аппарат миоцитов представлен тонкими актиновыми филамен-тами (гладкомышечным альфа-актином), связанными с тропомиозином. Толстые нити состоят из миозина, мономеры которого располагаются вблизи филаментов актина. Соотношение актиновых и миозиновых филаментов в гладком миоците составляет 12 к 1. Важным компонентом контрактильного аппарата миоцитов являются электронно-плотные структуры — тельца прикрепления, расположенные свободно в цитоплазме (плотные тельца) или тесно связанные с плазмолеммой. Основными белковыми компонентами плотных телец являются альфа-актинин, актин (немышечный) и кальпонин, что позволяет расссматривать их как функциональный эквивалент Z-линий
миофибрилл скелетной мышцы. Актиновые филаменты фиксируются на плотных тельцах. Промежуточные филаменты, включающие десмин и виментин, обеспечивают связи между плотными тельцами и плазмолеммой, образуя прикрепительные пластины. Сократительные белки формируют решетчатую структуру, закрепленную по окружности плазмолеммы, поэтому сокращение выражается в укорочении клетки, которая приобретает складчатую форму, тогда как в состоянии покоя клетка вытянута. При возникновении нервного импульса, распространяющегося по плазмолемме миоцита, происходит повышение уровня внутриклеточного Са2+, который поступает в цитоплазму из кавеол, отшнуровывающихся в цитоплазму в виде пузырьков. Высвобождение ионов кальция приводит к каскаду реакций, в результате которого происходит полимеризация миозина и образование перекрестных связей миозина вдоль актиновых филаментов по мере развития мышечного сокращения. Расслабление мышцы возникает при восстановлении концентрации исходного уровня Са2+ внутри клетки путем его перемещения внутрь саркоплазматической сети. При этом образовавшиеся в присутствии ионов кальция связи между актином и миозином нарушаются, акто-миозиновый комплекс распадается, гладкий миоцит расслабляется. Гладкие миоциты синтезируют протеогликаны, гликопротеиды, проколлаген, проэластин, из которых формируются коллагеновые и эластические волокна и основное вещество межклеточного матрикса. Взаимодействие миоцитов осуществляется с помощью цитоплазматических мостиков, взаимных впячиваний, нексусов, десмосом или простых участков мембранных контактов клеточных поверхностей.
· Скелетные мышцы.
Скелетные мышцыобразованы поперечнополосатой мышечной тканью, мышечные волокна которой собраны в пучки. Внутри волокон проходят белковые нити, благодаря которым мышцы способны укорачиваться - сокращаться.
К каждой мышце подходят кровеносные сосуды и нервы. Мышцы покрыты соединительнотканной оболочкой и прикрепляются к кости при помощи сухожилий.
В теле человека примерно 600 мышц (разными методами подсчета получают несколько разные цифры). Самые маленькие прикреплены к мельчайшим косточкам, расположенным в ухе. Самые крупные - большие ягодичные мышцы - приводят в движение ноги. Самые сильные мышцы - икроножные и жевательные.
Каждая скелетная мышца состоит из множества тонких мышечных волокон, толщиной 0,05-0,11 мм и длиной до 15 см. Мышечные волокна собраны в пучки по 10-50 штук, окруженные соединительной тканью. Сама мышца тоже окружена соединительной тканью (фасцией). Мышечные волокна составляют 85-90% массы мышцы, остальную часть составляют кровеносные сосуды и нервы, проходящие между ними. Мышечные волокна плавно переходят на концах в сухожилия, а сухожилия крепятся к костям.
В саркоплазме (цитоплазме) мышечных волокон содержится множество митохондрий, которые выполняют роль электростанций, где проходят процессы обмена веществ и скапливаются вещества богатые энергией, а также другие вещества, необходимые для обеспечения энергетические потребностей. Каждая мышечная клетка имеет тысячи митохондрий, которые составляют 30-35% ее массы. Митохондрии выстраиваются цепочкой вдоль миофибрилл, тонких мышечных нитей, благодаря которым и происходит сокращение-расслабление мышц. Одна клетка содержит обычно несколько десятков миофибрилл. Длина миофибриллы может достигать нескольких сантиметров, а масса всех миофибрилл мышечной клетки составляет около 50% ее общей массы. Таким образом, толщина мышечного волокна главным образом будет зависеть от количества находящихся в нем миофибрилл и от поперечного сечения миофибрилл. Миофибриллы в свою очередь состоят из множества крохотных саркомеров.
Целенаправленные занятия физкультурой и спортом приводят к:
· увеличению количества миофибрилл в мышечном волокне;
· увеличению поперечного сечения миофибрилл;
· увеличению размеров и количества митохондрий, снабжающих миофибриллы энергией;
· увеличиваются запасов энергоносителей в мышечной клетке (гликогена, фосфатов и т.д.).
В процессе занятий сначала увеличивается сила мышцы, в следствии увеличивается толщина мышечного волокна, что в конечном итоге приводит к общему увеличению поперечного сечения всей мышцы. Процесс увеличения толщины мышечных волокон называется гипертрофия, а уменьшения - атрофия.
Сила и мышечная масса увеличиваются не пропорционально: если мышечная масса увеличивается, например, вдвое, то мышечная сила при этом увеличится втрое.
Биопсии мышечной ткани показали более низкий процент миофибрилл в мышечных волокнах женщин, чем у мужчин (даже у спортсменок высокой квалификации). Вкупе со значительно более низким уровнем тестостерона (тестостерон заставляет "выжимать" из мужского организма максимум), традиционная у мужчин тренировка на увеличение мышечной массы с большими весами в малом числе повторений оказывается малоэффективной для большинства женщин. Поэтому женщины и не могут нарастить огромные мышцы, как бы ни старались. Количество мышечных волокон в конкретной мышце задано генетически и в процессе тренировок не изменяется. Поэтому человек с большим количеством мышечных волокон в конкретной мышце имеет больший потенциал для развития этой мышцы, нежели другой человек, имеющий меньшее количество мышечных клеток в этой мышце.
Красные и белые мышечные волокна
В зависимости от сократительных свойств, гистохимической окраски и утомляемости мышечные волокна подразделяют на две группы - красные и белые.
Красные мышечные волокна– это медленные волокна небольшого диаметра, которые используют для получения энергии окисление углеводов и жирных кислот (аэробная система энергообразования). Другие названия этих волокон: медленные или медленно-сокращающиеся мышечные волокна, волокна 1 типа, а также SТ-волокна (slow twitch fibres).
Медленные волокна называют красными из-за красной гистохимической окраски, обусловленной содержанием в этих волокнах большого количество миоглобина - пигментного белка красного цвета, который занимается тем, что доставляет кислород от капилляров крови вглубь мышечного волокна.
Красные волокна имеют большое количество митохондрий, в которых происходит процесс окисления, для получения энергии ST-волокна окружены обширной сетью капилляров, необходимых для доставки большого количества кислорода с кровью.
Медленные мышечные волокна приспособлены к использованию аэробной системы энергообразования: сила их сокращений сравнительно невелика, а скорость потребления энергии такова, что им вполне хватает аэробного метаболизма. Такие волокна отлично подходят для продолжительной и не интенсивной работы (стайерские дистанции в плавании, легкий бег и ходьба, занятия с легкими весами в умеренном темпе, аэробика), движений, не требующих значительных усилий, поддержании позы. Красные мышечные волокна включаются в работу при нагрузках в пределах 20-25% от максимальной силы и отличаются превосходной выносливостью.
Красные волокна не подойдут для подъема тяжелого веса, спринтерских дистанций в плавании, так как эти виды нагрузок требуют достаточно быстрого получения и расхода энергии.
Белые мышечные волокна- это быстрые волокна большего по сравнению с красными волокнами диаметра, которые используют для получения энергии в основном гликолиз (анаэробная система энергообразования). Другие названия этих волокон: быстрые, быстросокращающиеся мышечные волокна, волокна 2 типа, а также FТ-волокна (fast twitch fibres).
В быстрых волокнах меньше миоглобина, поэтому они выглядят белее.
Для белых мышечных волокон характерна высокая активность фермента АТФазы, следовательно АТФ быстро расщепляется с получением большого количества необходимой для интенсивной работы энергии. Так как FТ-волокна обладают высокой скоростью расхода энергии, они требуют и высокой скорости восстановления молекул АТФ, которую может обеспечить только процесс гликолиза, потому что в отличие от процесса окисления (аэробное энергообразование) он протекает непосредственно в саркоплазме мышечных волокон, и не требует доставки кислорода митохондриям, и доставки энергии от них уже к миофибриллам. Гликолиз ведет к образованию быстро накапливающейся молочной кислоты (лактата), поэтому белые волокна быстро устают, что в конечном итоге останавливает работу мышцы. При аэробном энергообразовании в красных волокнах молочная кислота не образуется, поэтому они способны долго поддерживать умеренное напряжение.
Белые волокна имеют больший диаметр по сравнению с красными, в них также содержится гораздо большее количество миофибрилл и гликогена, но меньше количество митохондрий. В белых волокнах находится и креатинфосфат (КФ), необходимый на начальном этапе высокоинтенсивной работы.
Белые волокна больше всего подходят для совершения быстрых, мощных, но кратковременных (так как они обладают низкой выносливостью) усилий. По сравнению с медленными волокнами, FT-волокна могут в два раза быстрее сокращаться и развивать в 10 раз большую силу. Максимальную силу и скорость человеку позволяют развить именно белые волокна. Работа от 25-30% и выше означает, что в мышцах работают именно FТ-волокна.
studlib.info
Мышечные волокна. Типы мышечных волокон
Образование 9 января 2016Тонкие 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 мышечная масса 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 окисление жирных кислот и углеводов (такая система энергообразования называется аэробной). Эти волокна называют также медленными или медленносокращающимися. Иногда их именуют волокнами 1 типа.
Видео по теме
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 молочная кислота. 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, марафонский бег, 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.
Источник: fb.ruКомментарии
Идёт загрузка... Похожие материалы
Образование Артерии мышечного типа, артериолы и капиллярыТкани организма пронизывает огромное количество капилляров, в которых осуществляется непосредственный обмен метаболитами и кислородом. Кровь к капиллярам доставляют артериолы, к которым ее направляют более крупные арт...
Здоровье Значение двигательной активности для здоровья человека. Дозированная мышечная нагрузкаДалеко не каждый человек занимается спортом. Обусловлено это постоянной изнурительной работой, семейными и другими делами. Более того, многие проводят большую часть своего рабочего дня в сидячем положении, а домой, ка...
Здоровье Что такое мышечный тонус?Мышечный тонус – одно из физиологических свойств человеческого организма. Природа этого состояния пока не установлена, но есть несколько теорий, которых придерживаются специалисты. Напряжение мышц в состоянии по...
Здоровье Атрофия мышечная спинальная: симптомы и лечениеАтрофия мышечная спинальная проявляется в раннем детстве. Первые симптомы могут возникнуть уже в 2-4 месячном возрасте. Это наследственное заболевание, которое характеризуются тем, что в стволе головного мозга постепе...
Здоровье Мышечная дистрофия Дюшенна. Наследственные болезниСуществует огромное количество различных заболеваний, которые возникают у деток независимо от обстоятельств или действия окружающей среды. Это категория именно наследственных болезней. Сейчас же пойдет речь о такой пр...
Здоровье Как снимать напряжение нервное, эмоциональное, мышечное? Как снять боли напряжения?Бешеный темп жизни, стремительное развитие новых технологий, нестабильное социальное положение, проблемы в семье – всё это зачастую вызывает у современного человека нервное напряжение, эмоциональные расстройства...
Здоровье Что такое мышечное чувство? Его значениеМало кто из нас задумывается о мышечном чувстве и наделяет его исключительной важностью. А между тем, благодаря нему, даже закрыв глаза, человек безошибочно чувствует, в каком положении в пространственном отношении на...
Здоровье Мышечная память в спорте и жизниЧеловеческое тело – это удивительный механизм, который может запоминать разные ощущения и активировать их в тот или иной момент времени или жизни. Недаром многие люди хворают от психосоматических заболеваний, не...
Здоровье Синапс - это... Строение синапса. Нервный, мышечный и химический синапсСинапс – это определенная зона контакта отростков нервных клеток и остальных невозбудимых и возбудимых клеток, которые обеспечивают передачу информационного сигнала. Синапс морфологически образуется контактирующ...
Здоровье Кому показан лечебный прибор «Меркурий» - аппарат нервно-мышечной стимуляции? Отзывы специалистовКто из нас не испытывал болевые ощущения в мышцах, спине или суставах? Согласитесь, жить с этим гораздо тяжелее. Тому виной становятся самые разнообразные причины: травмы, растяжения, ушибы, болезни опорно-двигательно...
monateka.com
