Строение мышечных волокон и механизм мышечных сокращений. Строение мышечных волокон
Строение мышечных волокон и механизм мышечных сокращений
Статическая сила, динамическая сила, статическая силовая выносливость, динамическая силовая выносливость… - физические качества, уровень развития которых определяет спортивный результат в подтягивании.
Миофибриллы, митохондрии, саркоплазматический ретикулум… - структурные элементы мышечной клетки, участвующие в преобразовании потенциальной химической энергии в полезную механическую работу или мышечное напряжение.
Креатинфосфатная реакция, гликолиз, аэробное окисление – механизмы энергообеспечения, которые служат делу обеспечения непрерывного ресинтеза АТФ в работающих мышцах.
Медленные окислительные, быстрые гликолитические, быстрые окислительно-гликолитические – типы мышечных волокон, отличающихся по скорости сокращения, активности ферментов ресинтеза АТФ, преимущественным механизмам энергопродукции.
Попробуем увязать между собой физические качества спортсмена, физиологию мышечного сокращения и биохимические процессы, происходящие в мышечных клетках.
Для этого предварительно рассмотрим строение мышечного волокна и механизм мышечного сокращения в той степени, в которой это необходимо для подтягиваний.
Строение и химический состав скелетных мышц
Скелетная мышца состоит из мышечных волокон (миоцитов). Мышечные волокна представляют собой гигантские многоядерные клетки длиной от 0,1 до 2-3 сантиметров, а в некоторых мышцах миоциты достигают 12 сантиметров. Площадь поперечного сечения мышечных клеток составляет от 3 до 10 квадратных микрометров.
Волокно покрыто эластичной оболочкой — сарколеммой и состоит из саркоплазмы, структурными элементами которой являются такие органоиды, как митохондрии, рибосомы, трубочки и пузырьки саркоплазматической сети (ретикулума) и так называемая Т-система а также различные включения. В саркоплазме условно выделяют две части – саркоплазматический матрикс и саркоплазматический ретикулум.
Саркоплазматический ретикулум, представляющий собой определённым образом организованную сеть соединяющихся цистерн (содержащих в большой концентрации ионы кальция) и трубочек, играет важную роль в механизмах сокращения и расслабления мышцы. Кроме того, к части ретикулума прикреплены рибосомы, специальные сферические образования, на которых и при участии которых происходит биосинтез белков. Саркоплазматическая сеть с помощью особых трубочек, называемых Т-системой, связана с оболочкой мышечной клетки. Т-система также имеет прямое отношение к мышечному сокращению, так как по ней передаётся изменение электрического потенциала поверхностной мембраны элементам ретикулума, что приводит к освобождению ионов кальция, поступающих к миофибриллам и запускающих процесс мышечного сокращения [24].
Рисунок 7.3 Строение Т-системы и саркоплазматического ретикулума мышечного волокна
[из [24] по: Кроленко, 1975].
Саркоплазматический матрикс представляет собой коллоидный раствор, содержащий белки, гликоген, жировые капли и другие включения [11]. Миофибриллы – сократительные элементы мышечных клеток – также находятся в саркоплазматическом матриксе.
Кроме того, в саркоплазме находятся ферменты гликолиза, расщепляющие гликоген или глюкозу до пировиноградной или молочной кислоты и креатинкиназа – фермент, ускоряющий креатинфосфатную реакцию. Особый белок саркоплазмы – миоглобин – обеспечивает некоторый запас кислорода в мышечной ткани, а также участвует в переносе кислорода от сарколеммы к митохондриям.
Мышечная клетка имеет не одно, а множество ядер, которые располагаются на её периферии – под сарколеммой. Внутри каждого ядра находится ДНК, являющаяся носителем носледственной информации и состоящая из генов, в которых закодирована структура всех синтезируемых мышечными волокнами белков.
Лизосомы, представляющие собой микроскопические пузырьки, содержат в растворённом виде различные ферменты, способные в условиях кислой реакции среды расщеплять различные высокомолекулярные вещества. Такая необходимость может возникать в мышечных клетках, например, при очень напряжённой мышечной деятельности.
Митохондрии
Митохондрии, одни из важнейших структурных компонентов мышечного волокна, располагаются цепочками вдоль миофибрилл (рисунок 7.3), тесно соприкасаясь с мембранами ретикулума. В митохондриях протекает аэробное окисление углеводов, жиров и аминокислот, а за счёт энергии, выделяющейся при окислении, происходит ресинтез АТФ.
Митохондрии ограничены двумя мембранами (рисунок 7.4). Наружняя митохондриальная мембрана имеет ровные контуры, не образует выпячиваний или складок. Наружную мембрану от внутренней отделяет межмембранное пространство. Внутренняя мембрана ограничивает внутреннее содержимое митохондрии, ее матрикс. Характерной чертой внутренней мембраны митохондрий является их способность образовывать многочисленные выпячивания внутрь митохондрий. Такие выпячивания чаще всего имеют вид плоских гребней, или крист, существенно увеличивая поверхность внутренней мембраны. Мембраны митохондрий построены из белка и содержащих фосфорную кислоту жироподобных веществ - фосфолипидов. На внутренней мембране в определённом порядке расположены биологические катализаторы – ферменты, при помощи которых происходят окислительные процессы, а также компоненты дыхательной цепи – главной системы превращения энергии в митохондриях. На внешней мембране митохондрий в определённом порядке расположены ферменты, не имеющие отношения к дыхательной цепи. Немало ферментов в растворённом виде содержится и в матриксе. Кроме того, матрикс митохондрий содержит рибосомы и митохондриальную ДНК.
Рисунок 7.4Схема строения митохондрии
(по А.Кузнецов, [29])
Великое множество миофибрилл, содержащихся в мышечных волокнах, требуют большого количества АТФ, которое должно быть доставлено к каждому саркомеру миофибрилл. На продольных ультратонких срезах скелетных мышц в электронном микроскопе видны многочисленные округлые мелкие сечения митохондрий, располагающихся в соседстве с саркомерами. Если же исследовать поперечные срезы мышечных волокон на уровне Z-дисков (см. п.7.2.1.2), то видно, что мышечные митохондрии представляют собой не мелкие шарики или палочки, а как бы паукообразные структуры, отростки которых могут ветвиться и простираться на большие расстояния, иногда через весь поперечник мышечного волокна. При этом разветвления митохондрий окружают каждую миофибриллу в мышечном волокне, снабжая их АТФ, необходимой для мышечного сокращения. Следовательно, в плоскости z-диска митохондрии представлены типичным митохондриальным ретикулумом – единой митохондриальной системой. Такой пласт или этаж митохондриального ретикулума повторяется дважды на каждый саркомер, а все мышечное волокно имеет тысячи поперечно расположенных поэтажных пластов митохондриального ретикулума. Было обнаружено, что между этажами вдоль миофибрилл располагаются нитчатые митохондрии, соединяющие эти митохондриальные пласты. Тем самым создается трехмерная картина митохондриального ретикулума, проходящего через весь объем мышечного волокна [28].
Предполагается, что с помощью специальных межмитохондриальных соединений или контактов может происходить функциональное объединение отдельных митохондрий и митохондриальных ретикуломов в единую энергетическую систему, позволяющую всем миофибриллам в мышечном волокне сокращаться синхронно по всей длине, поскольку механизм взаимодействия митохондрий посредством межмитохондриальных контактов может обеспечить синхронное поступление АТФ во все участки сокращающегося мышечного волокна.
Механизм кооперации и синхронизации работы митохондрий позволяет вести синтез АТФ в любой точке поверхности внутренней мембраны таких разветвлённых митохондрии, обеспечивая энергией для сокращения те участки мышечного волокна, где в этом возникает необходимость. Но связывание отдельных митохондрий в единую цепь с помощью межмитохондриальных контактов наряду с очевидными преимуществами имеет и существенный недостаток. Дело в том, что при функциональном объединении митохондрий в единую митохондриальную систему любое существенное повреждение (пробой) её внутренней мембраны приводит к потере способности к ресинтезу АТФ сразу у всей объединённой группы митохондрий.
При проведении серии развивающих тренировок по подтягиванию направленных на развитие статической выносливости мышц-сгибателей кисти нередко используется метод выполнения нагрузки «до отказа». Если тренировки разделены недостаточным для восстановления интервалом отдыха, после проведения 4-5 развивающих тренировок подряд, в ходе которых может наблюдаться существенный прирост времени виса (т.е. увеличение аэробных возможностей мышц), неожиданно наступает срыв адаптации и возврат времени виса к первоначальному уровню.
Например, если спортсмен форсирует тренировочный процесс и выполняет через день по 4-6 подходов до отказа, подняв за 2 недели вис с подтягиванием в темпе 1 раз в 8 секунд с 2 до 4 минут (такое возможно у квалифицированных спортсменов, например, после длительного вынужденного перерыва в тренировках), то внезапно – без видимых причин - время виса может упасть до прежних двух минут и даже меньше.
Долгое время было непонятно, почему так происходит. В качестве одной из возможных причин называлась перегрузка нервной системы тренировками до отказа. Но срыв адаптации обычно происходил на фоне эмоционального подъёма от быстрого прогресса тренировочных результатов и связанного с этим желания тренироваться всё больше и больше и имел мало общего с нервным срывом.
Возможно, что резкое падение результатов происходит из-за пробоя внутренней мембраны митохондриальной системы мышечного волокна, вследствие, например, чрезмерного закисления мышц на предшествующей срыву адаптации тренировке. В этом случае повреждение небольшого по площади участка любой из митохондрий, входящих в митохондриальную сеть, должно приводить к отключению механизма аэробного окисления сразу во всей сети.
Тренировки с облегчением в 5-7% от веса тела позволяют резко (в 1,5 – 2 раза) увеличить объём тренировочной работы за счёт увеличения количества подтягиваний в подходе с соответствующим увеличением времени выполнения подхода. При этом энергопродукция смещается в сторону аэробного окисления, всё в большей степени активизируя работу митохондриальной системы. Серия развивающих тренировок с облегчением без должного интервала отдыха между ними также может привести к скачкообразному падению результатов, что также может быть объяснено повреждением внутренних мембран митохондрий продуктами метаболизма.
Можно ли каким-либо образом почувствовать приближение момента срыва адаптации и, снизив нагрузку, предотвратить это нежелательное явление?
Биологическое окисление, протекающее в митохондриях, состоит в окислении органических субстратов, например глюкозы, до углекислого газа и воды с выделением около 680 ккал (в расчёте на 1 моль, т.е. 180 г глюкозы), которая в дальнейшем идёт на создание макроэнергетической связи в молекуле АТФ (фосфорилирование АДФ). Окисление и фосфорилирование – это два, в принципе, независимых процесса, которые для эффективного ресинтеза АТФ должны быть сопряжены. Сопряжение окисления и фосфорилирования происходит на внутренних мембранах митохондрий. Поэтому, когда мембраны повреждены, происходит разобщение этих процессов. Реакции окисления глюкозы продолжают идти, а ресинтез АТФ замедляется или прекращается. И сейчас даже неважно, что является причиной повреждения мембран – избыток молочной кислоты, недостаток кислорода или повышенное его потребление, свободнорадикальное окисление или это происходит по каким-то иным причинам. Важно, что при повреждении мембран митохондрий в результате чрезмерного воздействия тренировочных нагрузок нарушается процесс ресинтеза АТФ, а энергия, выделяющаяся в процессе биологического окисления, теперь может превращаться только в тепло, приводя к локальному нагреву мышечной ткани.
Но одним из отдалённых признаком перетренированности является внезапная испарина, выступающая не только на лбу, но и на рабочих мышцах спортсмена в начале выполнения даже не очень напряжённой нагрузки. Возможно, таким образом организм реагирует на начинающийся процесс разобщения окисления и фосфорилирования, связанный с повреждением мембран митохондрий. Поэтому, если после серии развивающих нагрузок на очередной тренировке вы начинаете по непонятным причинам сильно потеть, стоит задуматься: а не перебрали ли вы с нагрузкой?
В любом случае безопасным (но в то же время обеспечивающим прогресс) считается вариант, когда тяжёлые развивающие тренировки проводятся не чаще одного раза в 5 – 7 дней.
Экспериментальные данные говорят в пользу того, что увеличение числа митохондрий происходит путём роста и деления предшествующих митохондрий. Более того, митохондрии обладают собственным генетическим аппаратом, т.е. обладают полной системой авторепродукции, хотя и находящейся под генетическим контролем со стороны клеточного ядра [28].
Все митохондрии в теле человека наследуются от матери, а не от отца, поэтому способность к длительному выполнению упражнений передаётся по материнской линии.
По форме и размеру митохондрии напоминают бактерий; они содержат собственную ДНК и размножаются делением. Эти и другие факты привели к возникновению гипотезы о том, что много миллионов лет назад бактерии проникли в более высокоразвитые клетки и прочно обосновались в них, потеряв былую самостоятельность и со временем превратившись в клеточные органеллы, которые теперь называют митохондриями [30].
Миофибриллы
Сократительные элементы – миофибриллы – занимают большую часть объёма мышечных клеток. Миофибриллы состоят из многочисленных параллельно расположенных нитей – филаментов. Перегородки, называемые Z – пластинками, разделяют их на отдельные участки, называемые саркомерами. Строение саркомера мышечного волокна показано на рисунке 7.5.
Мышечные нити – филаменты бывают двух типов: толстые и тонкие.Толстые имеют диаметр около 10 нм (1 нм = 10-9 м), а тонкие – около 5 нм. Толстые нити, состоящие из белка миозина, расположены в дисках А (рис. 7.3, 7.5), а тонкие, основным белком которых является актин, находятся в дисках I, частично заходя в диск А. Середину диска I пересекает Z – пластинка, соединяющая тонкие нити между собой и с сарколеммой. В поперечном сечении толстые и тонкие нити располагаются правильными шестиугольниками так, что каждая толстая нить окружена шестью тонкими, а каждая тонкая нить может вступать в контакт с тремя толстыми [24].
Рисунок 7.5. Строение саркомера поперечнополосатого мышечного волокна: А — электронная микрофотография (малое увеличение), на которой четко видна структура саркомера; Б — схема саркомера; В — электронная микрофотография с высокой разрешающей способностью; Г — поперечное сечение саркомера на различных уровнях, видно положение толстых и тонких нитей в различных участках покоящегося саркомера (по Х. Хаксли)
Из-за особенностей своих оптических свойств миозиновые нити, находящиеся в середине саркомера, выглядят в световом микроскопе тёмной полосой, а актиновые нити – светлой. Именно в результате такого периодического чередования светлых и тёмных полос в бесчисленных саркомерах миофибриллы выглядят поперечно-полосатыми.
infopedia.su
28. Строение и виды мышечных волокон.
ОТВЕТ: Скелетная мышца состоит из мышечных волокон. Мышечное волокно представляет собой вытянутую клетку (толщина 10 – 100 мкм, длина от нескольких миллиметров до 20 см). Количество мышечных волокон устанавливается через 4 – 5 месяцев после рождения и затем практически не изменяется, увеличивается диаметр. Снаружи мышечное волокно покрыто клеточной мембраной, сарколеммой. Цитоплазма мышечного волокна называется саркоплазмой. Саркоплазма содержит клеточные органеллы (митохондрии, эндоплазматическую сеть, которая называется саркоплазматический ретикулум), а также включения гликогена, белок миоглобин. В мышечном волокне находится большое количество ядер, которые расположены по периферии.
Всю центральную часть волокна занимают продольно расположенные белковые нити – миофибриллы, в каждом волокне их содержится около 2000. Миофибриллы представляют собой органеллы, обеспечивающие сократительную функцию мышц.
Миофибрилла состоит из последовательно расположенных структур, которые называются саркомеры. Саркомер ограничен с обеих сторон белковыми пластинками дисковидной формы, которые называются Z-мембранами. К Z-мембране с обеих сторон параллельно друг другу прикреплены тонкие нити, состоящие из белка актина, причём по отношению к мембране эти нити располагаются перпендикулярно. Свободные концы актиновых нитей, прикреплённых к соседним Z-мембранам, не доходят до середины саркомера и не соприкасаются друг с другом, между ними остаётся свободное пространство. Это пространство заполнено толстыми нитями из белка миозина. Миозиновые нити свободно лежат параллельно актиновым (то есть вдоль миофибриллы), причём их концы находятся между актиновыми нитями, то есть актиновые и миозиновые нити перекрываются между собой. Актиновые и миозиновые нити называют протофибриллами. Участок саркомера, содержащий актиновые нити выглядит под световым микроскопом как светлый (изотропный) I-диск, а толстые миозиновые – тёмный (анизотропный) A-диск. В середине А-диска расположена зона, где есть только миозиновые нити, а актиновых нет. Эта зона выглядит более светлой, чем остальные участки А-диска, и называется Н-полоской.
Таким образом, каждый саркомер состоит из последовательно расположенных элементов: Z-мембраны, половины I-диска, А-диска, половины I-диска, Z-мембраны. Чередующиеся изотропные и анизотропные диски образуют поперечную исчерченность, которую можно наблюдать, изучая мышечные волокна под световым микроскопом.
29. Мышцы и фасции спины.
ОТВЕТ: Мышцы спины парные, располагаются на задней поверхности туловища, вблизи позвоночного столба на всем его протяжении и подразделяются на поверхностные и глубокие. К поверхностным мышцам относятся тонкие и широкие трапециевидная мышца и широчайшая мышца спины.
Трапециевидная мышца начинается на затылочной кости, выйной связке и остистых отростках всех грудных позвонков. Прикрепляется мышца к акромиальному концу ключицы, акромиону и к ости лопатки. При сокращении всей мышцы лопатка приближается к позвоночнику. Верхняя часть мышцы тянет лопатку вверх и медиально, нижняя — вниз и медиально.
Широчайшая мышца спины начинается широким сухожилием (апоневрозом) на остистых отростках шести нижних грудных, всех поясничных позвонков, гребне подвздошной кости. Поднимаясь вверх и латерально, узкое сухожилие мышцы прикрепляется к гребню малого бугорка плечевой кости.
Под трапециевидной мышцей лежат большая и малая ромбовидные мышцы и мышца, поднимающая лопатку.
Ромбовидные мышцы начинаются на остистых отростках нижних шейных позвонков (малая ромбовидная) и четырех верхних грудных (большая ромбовидная) и прикрепляются к медиальному краю лопатки. Обе мышцы приближают лопатку к позвоночнику и тянут ее вверх.
Мышца, поднимающая лопатку, располагается в задней области шеи, начинается на поперечных отростках четырех верхних шейных позвонков, а прикрепляется к верхнему углу лопатки, которую поднимает при своем сокращении.
В следующем слое лежат верхняя и нижняя задние зубчатые мышцы, которые прикрепляются к ребрам.
Верхняя задняя зубчатая мышца находится под ромбовидными мышцами. Она начинается на остистых отростках двух нижних шейных и двух верхних грудных позвонков, следует латерально и вниз и прикрепляется ко II—V ребрам.
Нижняя задняя зубчатая мышца лежит под широчайшей мышцей спины, начинается она на остистых отростках двух нижних грудных и двух верхних поясничных позвонков, а прикрепляется к четырем нижним ребрам. Верхняя задняя зубчатая мышца тянет ребра вверх, нижняя вниз, в результате увеличивается объем грудной клетки.
Глубокие мышцы спины располагаются возле позвоночника на всем его протяжении от крестца до затылочной кости. В этой группе мышц более поверхностно лежит мышца, выпрямляющая туловище, а также ременные мышцы головы и шеи. Глубже, непосредственно на позвоночнике, располагаются короткие поперечно-остистые, межостистые, межпоперечные, а в верхних отделах шеи — подзатылочные мышцы.
Мышца, выпрямляющая туловище, толстая, мощная, начинается на задней поверхности крестца, остистых отростках поясничных и нижних грудных позвонков, задней части гребня подвздошной кости, пояснично-грудной фасции. Мышца направляется вверх и прикрепляется отдельными пучками к остистым и поперечным отросткам вышележащих поясничных, грудных и шейных позвонков, углам ребер и сосцевидному отростку височной кости.
Поперечно-остистая мышца находится над мышцей, выпрямляющей туловище, и представляет собой короткие мышечные пучки, которые начинаются на поперечных отростках позвонков, идут косо вверх в медиальном направлении. Более поверхностные пучки перекидываются через 5—6 позвонков, самые глубокие — через один позвонок. Поперечно-остистая мышца при двустороннем сокращении разгибает позвоночник, при одностороннем — наклоняет его и поворачивает в сторону.
Самыми глубокими мышцами, которые соединяют соответствующие отростки соседних позвонков, являются межостистые, межпоперечные мышцы, которые соединяют соответствующие отростки соседних позвонков.
На уровне атланто-затылочных соединений располагаются парные подзатылочные мышцы, к которым принадлежат большая и малая задние прямые, а также верхняя и нижняя косые мышцы головы. Эти мышцы участвуют в разгибании (запрокидывании) и повороте головы в стороны.
В задней области шеи кнаружи от глубоких мышц-разгибателей располагаются ременные мышцы шеи и головы, являющиеся их разгибателями. Начинаются эти мышцы на остистых отростках нижних шейных и верхних грудных позвонков, а прикрепляются к поперечным отросткам шейных позвонков и к затылочной кости.
Поверхностная фасция спины покрывает трапециевидную мышцу и широчайшую мышцу. Глубже лежит поясничногрудная фасция, отделяющая глубокие мышцы от поверхностных.
30. Мышцы и фасции груди. Диафрагма.
ОТВЕТ: В группе мышц груди выделяют поверхностные мышцы, прикрепляющиеся к костям плечевого пояса (большая и малая грудные, передняя зубчатая и подключичная мышцы), и глубокие, или собственные, мышцы груди (наружные и внутренние межреберные мышцы). К мышцам груди относят также диафрагму, грудные и подключичная мышцы располагаются на передней поверхности груди ниже ключицы, передняя зубчатая мышца — на боковой ее стенке.
Большая грудная мышца, треугольной формы, начинается на наружной поверхности ключицы, грудины и хрящей II—VII ребер. Прикрепляется мышца узким сухожилием к верхней части плечевой кости. Мышца приводит руку к туловищу и вращает ее внутрь. При фиксированной руке поднимает ребра, расширяет грудную клетку.
Малая грудная мышца лежит под большой грудной мышцей. Начинается она на II—V ребрах, направляется вверх и латерально и прикрепляется к клювовидному отростку лопатки. Мышца тянет лопатку вперед и вниз, при фиксированной лопатке поднимает ребра, участвуя в акте вдоха.
Подключичная мышца располагается между ключицей и первым ребром, тянет ключицу вниз и медиально.
Передняя зубчатая мышца начинается зубцами от девяти верхних ребер, направляется кзади и медиально и прикрепляется к медиальному краю лопатки, вплоть до нижнего ее угла. Мышца тянет лопатку кпереди, поворачивая ее нижний угол кнаружи. При фиксированной лопатке мышца поднимает ребра, участвуя в акте вдоха.
Наружные и внутренние межреберные мышцы располагаются в межреберных промежутках в два слоя. Наружные мышцы поднимают ребра (акт вдоха), внутренние — опускают ребра (акт выдоха).
Диафрагма, или грудобрюшная преграда, отделяющая грудную полость от брюшной, имеет вид купола, обращенного выпуклостью вверх (в грудную полость). Мышечные пучки ее начинаются на грудине (грудинная часть), ребрах (реберная часть), поясничных позвонках (поясничная часть) — по нижней границе грудной клетки. Затем мышечные пучки переходят в плоское сухожильное растяжение, занимающее среднюю часть диафрагмы, — это ее сухожильный центр. Поясничная часть диафрагмы образует две ножки — правую и левую. Медиальные части ножек ограничивают два отверстия: заднее — для аорты, переднее — для пищевода. В сухожильном центре имеется отверстие для нижней полой вены. Диафрагма является дыхательной мышцей, при сокращении она уплощается, опускается, увеличивая объем грудной полости (акт вдоха). При расслаблении диафрагмы она поднимается, объем грудной полости при этом уменьшается (акт выдоха).
Мышцы груди покрыты фасциями. Поверхностная фасция груди лежит на большой грудной и передней зубчатой мышцах. Глубокая фасция образует влагалище для малой грудной и подключичной мышц, она же прилежит к наружным межреберным мышцам. Внутреннюю поверхность грудных стенок покрывает внутригрудная фасция, которая продолжается также на диафрагму.
Диафрагма ребенка существенно отличается от диафрагмы взрослого человека. Сразу после рождения ребенка (до первого вдоха) диафрагма располагается на уровне VII грудного позвонка. После первого вдоха диафрагма опускается до VIII грудного позвонка, у годовалого ребенка — до X, у пятилетнего — до IX, в 13 лет устанавливается на уровне XII грудного позвонка.
Форма диафрагмы начинается складываться на третьем году жизни. При дыхательных движениях диафрагма у новорожденного ребенка поднимается и опускается в пределах от верхнего края IV ребра до нижнего края VI ребра, у взрослого человека — от V до VI ребра, у старых людей — до VII—IX ребер. У мужчин размах движений диафрагмы больше, чем у женщин, у молодых больше, чем у стариков.
studfiles.net
СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ МЫШЕЧНОГО ВОЛОКНА — Мегаобучалка
Мышечное сокращение — наиболее совершенная форма биологической подвижности - представляет собой механохимический процесс, который характеризуется высокой степенью регуляции.
Основная функция мышцы заключается в развитии напряжения и укорочения. Эта функция, названная сократительной, обеспечивает разнообразную деятельность организма.
Мышца является сложным молекулярным двигателем, способным преобразовывать химическую энергию непосредственно в механическую работу, минуя промежуточные превращения. Вследствие этого потери энергии сравнительно невелики, мышца обладает высоким коэффициентом полезного действия (от 30 до 50 %).
Во время мышечного сокращения в мышце протекают разнообразные процессы: синхронное изменение проницаемости мембран и работы «ионных насосов», последовательное изменение активности ферментов, скорости процессов энергообеспечения, электростатических взаимодействий, структурная перестройка мышечных волокон. Энергия при сокращении расходуется на изменение характера взаимосвязей сократительных белков мышц и их взаимного расположения.
У животных и человека имеется два основных типа мышц: поперечнополосатые и гладкие. Поперечнополосатые мышцы прикреплены к костям и поэтому называются скелетными. Поперечнополосатые волокна составляют также основу сердечной мышцы, хотя она и биохимически и структурно несколько отличается от скелетных мышц. Гладкие мышцы образуют мускулатуру стенок кровеносных сосудов и кишечника, пронизывают ткани внутренних органов и кожу. Наибольший интерес для биохимии спорта представляют скелетные мышцы.
Структурной единицей мышцы является мышечное волокно. Мышечные волокна бывают трех типов: белые быстросокращающиеся (FR), промежуточные (FT) и красные медленно сокращающиеся (ST). Биохимически они различаются главным образом механизмами энергетического обеспечения мышечного сокращения. Их иннервируют разные мотонейроны, чем обусловлены неодновременность включения в работу и различная скорость сокращений волокон. Разные мышцы имеют неодинаковое сочетание этих типов волокон.
Каждая мышца состоит из нескольких тысяч мышечных волокон, объединяемых соединительнотканными прослойками и такой же оболочкой. Усилия мышцы складываются из усилий всех мышечных волокон.
Отдельное волокно имеет длину от 0,1 до 2—3 см (в портняжной мышце до 12 см) и толщину от 0,01 до 0,2 мм. Мышечное волокно представляет собой одну гигантскую клетку, а точнее, бесклеточное образование—симпласт. Оно окружено оболочкой — сарколеммой, на поверхности которой располагаются окончания двигательных нервов. К одному волокну может подходить несколько нервных окончаний. Все скелетные мышцы пронизаны множеством кровеносных сосудов. Каждый структурный компонент мышечного волокна выполняет свою определенную функцию.
Сарколемма представляет собой двухслойную липопротеидную (плазматическую) мембрану толщиной около 10 нм, как бы оплетенную коллагеновыми волокнами. При расслаблении мышцы в ней создаются упругие силы; при расслаблении эти силы растягивают мышечное волокно в исходное положение,
Сарколемма отгораживает внутреннее содержимое мышечного волокна от омываемой его межклеточной жидкости. Она обладает свойством избирательной проницаемости для различных веществ. Через нее не проходят высокомолекулярные вещества: жирные кислоты, белки, полисахариды, но проходят глюкоза, молочная и пировиноградная кислоты, кетоновые тела, аминокислоты якороткие пептиды. Перенос веществ через сарколемму носит активный характер, что позволяет накапливать внутри клетки некоторые вещества в большей концентрации, чем снаружи. Сдвиг реакций среды в кислую сторону увеличивает проницаемость сарколеммы для высокомолекулярных веществ. Избирательная проницаемость сарколеммы играет большую роль в возникновении возбуждения в мышечном волокне. Сарколемма проницаема для ионов К+, накапливающихся внутри волокна, и содержит “ионный насос”, удаляющий из клетки ионы Nа+. Концентрация ионов Nа+ в межклеточной жидкости больше, чем концентрация ионов К+ внутри клетки. Во внутренних зонах волокна содержится большое количество органических анионов. Все это приводит к возникновению на наружной поверхности сарколеммы избытка положительных, а на внутренней — отрицательных зарядов. Этот мембранный потенциал, который в состоянии покоя равен 90—100 мВ, является необходимым условием возникновения и проведения возбуждения.
Все внутреннее пространство мышечного волокна занято саркоплазмой, представляющей собой коллоидную белковую структуру, в которую вкраплены глыбки гликогена, жировые капли и некоторые другие включения. В саркоплазме имеются различные субклеточные частицы: ядра, митохондрии, миофибриллы, рибосомы и др. Их функция заключается в регуляции обмена веществ в мышечном волокне путем воздействия на синтез специфических мышечных белков.
Миофибриллы(мышечные нити) являются сократительными элементами мышцы. Их длина может соответствовать длине мышечного волокна, а диаметр составляет около 1—2 мк. В нетренированных мышцах миофибриллы располагаются рассеянно, а в тренированных сгруппированы в пучки. Каждая миофибрилла имеет поперечную исчерченность благодаря чередующимся светлым и темным дискам, причем темные диски одной миофибриллы располагаются рядом с темными дисками другой, что создает поперечную полосатость всего мышечного волокна. Изучение тончайших срезов с мышц позволило установить внутреннюю структуру миофибрилл (рис.). В темных дисках (дисках А — анизотропных, неоднородных, обладающих двойным лучепреломлением} содержание белкового вещества больше, чем в светлых (дисках S— изотропных, однородных). Светлые диски пересечены мембранами Z (телофрагмами). Участок миофибриллы между двумя Z-мембранами называется саркомером. Длина его в покоящейся мышце составляет около 1,8 мк. Диски А имеют в середине более светлую полосу — зону Н, пересекаемую более темной зоной М. В одной миофибрилле может содержаться до 1000—1200 саркомеров. Они построены из толстых и тонких нитей (протофибрилл, или миофиламентов). Толстые протофибриллы имеют диаметр 11 —14 нм и длину около 1500 нм, тонкие — диаметр 4—6 нм и длину около 1000 нм. Протофибриллы располагаются таким образом, что тонкие входят своими концами в промежутки между толстыми. Диски S состоят только из тонких протофибрилл, диски А — из протофибрилл двух видов, зона Н содержит только толстые протофибриллы, мембраны скрепляют тонкие протофибриллы между собой. Между тонкими и толстыми протофибриллами расположены поперечные мостики (спайки) толщиной около 3 нм, расстояние между которыми около 40 нм.
В момент мышечного сокращения длина диска А не изменяется, так как остается постоянной длина толстых протофибрилл. Длина диска S уменьшается вследствие того, что тонкие протофибриллы вдвигаются в промежутки между толстыми. При этом возможно скручивание тонких протофибрилл в спираль вокруг толстых. Длина умеренно сокращенного саркомера составляет 1,5 мк. В момент полного сокращения Z-мембраны упираются в концы толстых протофибрилл. В некоторых случаях наблюдается сверхсокращение, когда концы тонких нитей в центре саркомера наползают друг на друга, а Z-мембраны сминают концы толстых протофибрилл. При полном сокращении саркомер имеет длину около 1 мк. В момент сокращения поперечные мостики принимают стреловидное положение.
Между миофибриллами располагаются митохондрии — “энергетические станции” мышечных волокон. Количество митохондрий в тренированных мышцах по сравнению с нетренированными увеличивается.
Внутри саркоплазмы находится система продольных и поперечных трубочек, мембран, пузырьков, носящая название сарко-плазматической сети или саркоплазматического ретикулума — SR, который делит саркоплазму на отдельные отсеки, где протекают различные биохимические процессы. Пузырьки и трубочки SR оплетают каждую миофибриллу. Через трубочки, связанные с наружной клеточной мембраной (Г-система), возможен прямой обмен веществами между клеточными органеллами и межклеточной жидкостью. Трубочки могут служить и для распространения волны возбуждения от наружной мембраны волокна к внутренним его зонам. Толщина мембран саркоплазматического ретикулума
около 6 нм. Мембраны пузырьков, прилегающих к миофибриллам, содержат белки, способные связывать ионы Са++. В непосредственной близости от мембран располагаются рибосомы, в которых происходит синтез белков. Рибосомы можно обнаружить также внутри ядер и митохондрий.
megaobuchalka.ru
Строение мышцы как органа:
Каждое мышечное волокно окружено тонкой прослойкой рыхлой волокнистой соединительной ткани, которая называется эндомизий. В эндомизии проходят кровеносные и лимфатические сосуды и нервные окончания. Несколько мышечных волокон объединяются в пучок, который окружен перемизием. Вся мышца окружена эпимизием.
Мион – мышечное волокно вместе с сосудами и нервами.
Нервно-мышечная единица – группа мышечных волокон инервируемая одним мото-нейроном.
Мышечные пуски образуют мясистую часть мышцы, которая называется брюшком. Брюшко переходит в сухожилие которое необходимо для прикрепления мышцы к скелету. Это происходит так: на концах мышечных волокон имеются впячивания сарколеммы, в которые входят коллагеновые волокна сухожилий, проникают через базальную мембрану и при помощи молекулярных соединений связываются с плазмолеммой как бы привязывая коллагеновое волокно к мышечному.
Два основных типа мышечных волокон:
1 тип – красные или медленные волокна – характеризируются большим количеством миоглобина, чем обусловлен цвет волокон, большим количеством липидных включений, низкой скоростью распада АТФ, малым содержание гликогена и высокой активностью фермента сукценатдегидрогеназы, который необходим для окислительного распада большинства субстратов, данные волокна обладают малой утомляемостью, но длительной сокращаемостью, это так называемый стаерский или статический тип деятельности
2тип – белые, быстрые – они обладают противоположными свойствами, быстрой сокращаемостью и быстрой утомляемостью, это спринтерский динамический тип деятельности.
Развитие мышечной ткани:
Развивается из мезодермальных сомитов, при этом клетки миотомов могут диференцироваться в двух направлениях: из одних будут формироваться – миосателитоциты – необходимые для роста мышечных волокон в детском возрасте и при незначительных повреждениях мышцы; из других клеток миотомов формируются миобласты – в процессе эмбрионального развития сливаются в мышечные трубочки, по мере накопления миофибриллы оттесняют ядра на периферию формируя зрелые мышечные волокна.
Регенерация: Процесс регенерации возможен двумя путями:
1-восстановление целостности мышечного волокна за счет образования мышечных почек, при этом на концах разорванных волокон гипертрофируется гранулярная ЭПС, которая начинает синтезировать белки волокна, в результате концы мышечных волокон утолщаются и приближаются друг к другу, но между ними успевает прорасти соединительная ткань эндомизия формируя рубец.
2-образование новых мышечных волокон – возможно за счет дифференцировки миосателитоцитов и превращение их в миобласты.
Поперечно-полосатая сердечная мышечная ткань
Развивается из миоэпикардиальной пластинки, висцеральных листков спланхнатомов и образует среднюю оболочку сердца – миокард. Она состоит из: типичных кардиомиоцитов (сократительные), атипичных кардиомиоцитов (проводящих), секреторных кардиомиоцитов (эндокринные).
Типичные кардиомиоциты – имеют цилиндрическую форму, содержит 1-2 ядра, которые из-за относительно небольшого количества миофибрилл не оттесняются от периферии а находятся в центре. В саркоплазме хорошо развиты гладкая ЭПС, митохондрии, имеются включения гликогена, липидов и миоглобина.
Строение миофибрилл и сокращение мышечной клетки аналогичны предыдущей ткани.
Типичные кардиомиоциты – объединяются в функциональные мышечные волокна. Места соединения кардиомиоцитов называются вставочными дисками, здесь имеются контакты трех типов:
Интердигитации, Десмосомы, Нексусы, через которые происходит обмен веществами и электрическая связь. Функциональные волокна покрыты сарколеммой и связаны друг с другом анастомозами (боковыми соединениями), диаметр функциональных волокон составляет 10-20 мкм.
Атипичные кардиомиоцитами – характеризуются большими размерами до 50 мкм, более светлой цитоплазмой, центрально или эксцентрично расположенным ядром, малым содержанием и неупорядоченным расположение миофибрилл, отсутствием Т-канальцев и более простым устройством вставочных дисков. Формируют проводящую систему сердца.
Функция: выработка и передача сигнала на типичные кардиомиоциты.
Секреторные кардиомиоциты – имеют небольшие размеры, звездчатую форму и располагаются только в предсердиях в своей цитоплазме содержат гранулы секрета, в гранулах которых находятся натриуретический фактор, который регулирует сократимость сердечной мышцы, объем циркулирующей крови, артериальное давление и диурез.
Регенерация - Возможна только внутриклеточная путем гипертрофии оставшихся клеток, волокна данной ткани не восстанавливаются, а замещаются соединительной тканью.
studfiles.net
Строение мышц
Мышца (musculus) как орган состоит из мышечной ткани, рыхлой и плотной соединительной ткани, сосудов и нервов, имеет определенную форму и выполняет соответствующую ей функцию.
Основу мышцы формируют тонкие пучки поперечнопо-досатых мышечных волокон, которые сверху покрыты со-единительнотканной оболочкой — эндомизием. Более крупные пучки отделены один от другого перимизием, а всю мышцу окружает эпимизий, который затем переходит в сухожилие и называется перитендинием.
Рыхлая соединительная ткань образует мягкий скелет мышцы, от которого берут начало мышечные волокна, а плотная ткань — сухожильные концы мышцы. Около 1/3 волокон прикрепляется к костям, а 2/3 имеют опору на со-единительнотканных образованиях мышц. Мышечные пучки образуют мясистое брюшко, которое может активно сокращаться, а затем, перейдя в сухожилие, прикрепляется к костям. Начальную часть мышц, особенно длинных, называют еще головкой, а концевую — хвостом.
Сухожилия в разных мышцах неодинаковы по размерам. Самые длинные они в мышцах конечностей. Мышцы, образующие брюшную стенку, имеют широкое плоское сухожилие — апоневроз.
Двубрюшная мышца имеет промежуточное сухожилие, между двумя брюшками, или несколько коротких сухожилий, прерывающих ход мышечных пучков (например, в прямой мышце живота). Сухожилие значительно тоньше, чем мышца, но прочность его очень большая. Так пяточное (ахиллово) сухожилие может выдержать нагрузку около 500 кг, а сухожилие четырехглавой мышцы бедра — 600 кг.
Кровоснабжение и иннервация мышцы осуществляются с внутренней стороны мышцы, где к каждому мышечному волокну идут капилляры и нервные волокна, которые несут двигательные импульсы.
В сухожилиях и мышцах находятся чувствительные нервные окончания.
Классификация мышц
Мышцы человека классифицируют по форме, положению на теле, направлению волокон, выполняемой функции, по отношению к суставам и др. (табл. 3).
Таблица 3
Форма мышц в зависимости от расположения мышечных волокон к сухожилию
| По форме | По отношению к суставам | По расположению в теле человека | По направлению волокон | По выполняемой функции | По отношению к частям тела |
| Длинные Короткие Широкие | Односуставные Двусуставные Многосуставные Сгибатели Разгибатели Отводящие Приводящие Супинаторы Пронаторы Сфинктеры Расширители | Поверхностные Глубокие | Круговые Параллельные Лентовидные Веретенообразные Зубчатые Косые 1)однопе ристые; 2)двуперистые; 3) многоперистые | Дыхательные Жевательные Мимические | Головы Шеи Туловища: 1) груди; 2) спины; 3) живота Конечнос тей: 1) верхних; 2)нижних |
Форма мышц может быть очень разнообразной, она зависит от расположения мышечных волокон к сухожилию (рис. 54).
Рис. 54. Форма мышц:
А — веретенообразная; Б — двуглавая мышца; В — двубрюшная мышца; Г— мышца с сухожильными перемычками; Д — двухперистая мышца; Е— одноперистая мышца; 1— брюшко мышцы; 2, 3— сухожилия мышцы; 4 — сухожильная перемычка; 5 — промежуточное сухожилие
Чаще встречаются веретенообразные мышцы. В них пучки волокон ориентированы параллельно длинной оси мышцы, а брюшко, постепенно сужаясь, переходит в сухожилие. Мышцы, у которых мышечные волокна прикрепляются к сухожилию только с одной стороны, называются одноперистыми, а с двух сторон — двухперистыми. Мышцы могут иметь одну или несколько головок, отсюда и название: двуглавая, трехглавая, четырехглавая. Некоторые мышечные волокна расположены циркулярно и образуют мышцы сфинктеры, которые окружают ротовое и заднепроходное отверстия и др.
Название мышцы может отражать ее форму (ромбовидная, трапециевидная, квадратная), размер (длинная, короткая, большая, малая), направление мышечных пучков или самой мышцы (косая, поперечная), выполняемую ею функцию (сгибание, разгибание, вращение, поднимание).
По отношению к суставам мышцы располагаются неодинаково, что определяется их строением и функцией. Если мышцы действуют на один сустав, они называются односуставными, если же перекидываются через два сустава и больше — двусуставными и многосуставными. Некоторые мышцы могут брать начало от костей и прикрепляться к костям, не соединяясь при помощи суставов (например, подъязычная, челюстно-подъязычная, мимические мышцы, мышцы дна рта, мышцы промежности).
studfiles.net
4. Структура мышечного волокна. Теория сокращения мышц (скольжение нитей). Расслабление и утомление мышц. Тренировка. Гипертрофия и атрофия мышц.
Скелетные мышцы состоят из клеток (мышечных волокон). Каждое мышечное волокно - это многоядерная клетка цилиндрической формы диаметром 20-80 мкм и длиной от нескольких миллиметров до десятков сантиметров, соответствующей длине мышцы. Многоядерные волокна исчерченных мышц образуются путём слияния одноядерных клеток - миобластов. В мышце волокна объединены в пучки по 20-40 волокон и отделены друг от друга соединительной тканью. К этой оболочке со стороны мышечной клетки прилегает плазматическая мембрана - сарколемма. Содержимое мышечного волокна называется саркоплазмой. В составе саркоплазмы выделяют миофибриллы, миоглобин, гликоген, саркоплазматический ретикулум (система продольных трубочек и вытянутых мешочков, которые содержат кальций). В каждом волокне имеется около 2000 миофибрилл диаметром 1-2 мкм, проходящих от одного конца волокна до другого.
Миофибриллы сгруппированы в пучки и проходят через все волокно, не прерываясь. Они разделяются на темные и светлые диски. Темные диски называются анизотропными, а светлые – изотропными. Светлые полосы в центре имеют Z-мембрану, а темные Н-полоску. Участок миофибриллы между двумя Z-мембранами длинной 2-3 мм называется саркомером.
Каждый саркомер состоит из перекрывающихся толстых протофибрилл (миозиновых) длиной 1,6 мкм и диаметром 16 нм и тонких протофибрилл (актиновых) длиной 1 мкм и диаметром 8 нм. Тонкие протофибриллы прикрепляются к Z-дискам и образуют изотропную I-полосу. Толстые протофибриллы в центре саркомера образуют анизотропную А-полосу.
В области перекрытия протофибриллы образуют гексогональную структуру, в которой одну миозиновую нить окружают шесть актиновых. Взаимодействие между толстыми и тонкими протофибриллами осуществляется с помощью поперечных мостиков, которые выступают из миозиновых протофибрилл.
Кроме актина, тонкая протофибрилла содержит фибриллярный белок тропомиозин и глобулярный белок тропонин. Три белка в тонкой протофибрилле находятся в определённом соотношении: на 7 глобул двойной нити актина приходится по одной молекуле тропомиозина и тропонина.Стержнеподобные молекулы тропомиозина длиной около 40 нм располагаются в бороздках актиновой суперспирали и взаимодействуют конец к концу. С каждой молекулой тропомиозина связывается молекула тропонина, состоящая из трёх субъединиц: тропонин - связывающей субъединицы, ингибиторной субъединицы и кальций-связывающей субъединицы, имеющей четыре кальцийсвязывающих центра. В процессе гидролиза АТФ миозином освобождается энергия, обеспечивающая движение головок миозина.
Теория сокращения мышц (скольжение нитей)
Сокращение мышцы связано с возникновением потенциала действия на мембране мышечного волокна, который распространяется по сарколемме и поступает во внутрь волокна. Распространяющийся нервный импульс способствует выходу ионов кальция из саркоплазматического ретикулума. Вышедшие из ретикулума ионы кальция связываются с тропонином и тропомиозином. Эти белки изменяют свое положение на нити актина. В результате этого процесса устраняется препятствие, которое тормозило взаимодействие актиновых и миозиновых волокон. Головки миозина прикрепляются к актиновым нитям и осуществляют продольную тягу. В результате происходит скольжение актиновых нитей между миозиновыми.
Связывание кальцием тропонина ведет к освобождению миозин-АТФазы, которая расщепляет молекулу АТФ и освобождается энергия. Образовавшаяся молекула АДФ и неорганический фосфат удаляются с головки, а на их месте образуется новая молекула АТФ. Освободившаяся энергия расходуется для разрыва связи поперечного мостика актина и миозина.
Этот цикл может повторяться до тех пор, пока в саркоплазме есть ионы кальция и АТФ.
studfiles.net
Структура мышечных волокон | opace.ru
Особенностью движений человека является то, что звенья его тела перемещаются под действием мышц, активность которых вызвана биохимическими реакциями, протекающими внутри них. Движения человека осуществляют скелетные мышцы, также называемые поперечно-полосатыми.
Мышца является исключительно разнородной тканью, состоящей преимущественно из мышечных волокон, соединительнотканных, нервных и сосудистых элементов, которые в комплексе обеспечивают её главную функцию – активное сокращение. В структуре мышечной ткани различают два типа мышечных волокон – медленно сокращающиеся (МС) и быстросокращающиеся (БС).
МС-волокна обладают следующими свойствами: небольшой скоростью сокращения, большим количеством митохондрий («энергоцентр» клетки), большим количеством капилляров, высоким потенциалом накопления гликогена. Эти волокна связаны с аэробным механизмом энергообразования. БС-волокна имеют менее развитую сеть капилляров, меньшее число митохондрий, высокую гликолитическую способность, более высокую скорость сокращения.
В одной и той же мышце содержатся БС- и МС-волокна. Различают две подгруппы БС-волокон: БСа и БСб. БСа-волокна называют быстросокращающимися анаэробно-гликолитическими волокнами. Они отличаются высокими сократительными способностями и одновременно обладают высокой сопротивляемостью утомлению. Эти волокна хорошо подвержены тренировке на выносливость. БСб-волокна – классический тип быстросокращающихся волокон, работа которых связана с использованием анаэробно-алактатного (креатинфосфатного) механизма источника энергии.
Соотношение мышечных волокон разных типов детерминировано генетически. Вероятно, структура мышечного волокна, соотношение волокон разного типа заложены на уровне ДНК и в значительной мере определяются особенностями нейромышечной регуляции. Таким образом, генетически заданный тип иннервации обеспечивает формирование фенотипа мышечной ткани, которая лишь в относительно узких границах может быть модифицирована напряжённой тренировкой.
Мышечные волокна объединяются в двигательные единицы (группы мышечных волокон, иннервируемых одним мотонейроном), каждая из которых состоит из мышечных волокон определённого типа. Строение и функции мотонейрорнов соответствуют строению и функциям объединяемых ими мышечных волокон. Мотнейрон медленносокращающейся двигательной единицы объединяет группы из 10 – 180 МС-волокон и имеет небольшое клеточное тело. Мотнейрон быстросокращающейся двигательной единицы иннервирует от 300 до 800 БС-волокон и отличается большим клеточным телом и большим количеством нервных отростков.
Говоря о пропорциях различных мышечных волокон у человека, следует отметить, что и у мужчин, и у женщин МС-волокон несколько больше – от 52 до 55%. Среди БС-волокон преобладают волокна типа БСа (30 – 35%). БСб-волокон значительно меньше – 12 – 15%.
Важно отметить, что структура и возможности мышечных волокон не зависят от пола спортсменов. Зависимость между площадью поперечного сечения и силой является идентичной у мужчин и женщин: на единицу площади поперечного сечения мышцы у мужчин и женщин приходится один и тот же уровень силы (6 кг/см²), в то время как возраст на уровень силовых качеств мышцы существенно не влияет.
У спортсменов высокого класса наблюдаются различные соотношения мышечных волокон в мышцах, несущих основную нагрузку в данном виде спорта. У бегунов-спринтеров отмечается высокий процент БС-волокон, у лыжников, бегунов на длинные дистанции преобладают МС-волокна, у бегунов на средние дистанции и метателей отмечается относительно равномерное распределение БС и МС-волокон. Существует строгая зависимость между количеством БС- и МС-волокон в мышечной ткани и спортивными достижениями на спринтерских и стайерских дистанциях. У стайеров количество МС-волокон может доходить до 90 %, а у спринтеров до 90 % БС-волокон.
Таким образом, количество мышечных волокон определённого типа в значительной мере обусловливают достижения спортсменов в различных видах соревнований. В спринтерской работе скоростно-силового характера (бег на 100 м, бег на коньках на 500 м, плавание на 50 м, легкоатлетические прыжки и др.) большое значение имеют БСб-волокна. В беге на 400 и 800 м, плавании на 100 и 200 м и др. очень велика роль БСа-волокон. Успех в стайерских дисциплинах разных видов спорта в решающей мере определяется количеством МС-волокон.
Специалисты склоняются к мнению, что соотношения мышечных волокон различного типа у человека обусловлено генетически. Что касается влияния интенсивной тренировки определённой направленности (развитие выносливости к длительной работе, скоростно-силовой), то она приводит к существенному изменению морфологических, физиологических и биомеханических свойств мышечных волокон. Под влиянием длительных тренировочных воздействий, направленных на повышение выносливости аэробного характера, трансформация свойств мышечных волокон различных типов происходит в следующем порядке: БСб-волокна приобретают свойства БСа-волокон, а БСа-волокна – свойства МС-волокон. Под влиянием длительных и интенсивных тренировочных нагрузок, направленных на повышение скоростных и скоростно-силовых качеств, происходит обратный процесс: МС-волокна приобретают свойства БСа-волокон, а БСа-волокна – соответственно свойства Бсб-волокон.
Оба типа мышечных волокон (МС-волокна и БС-волокна) имеют характеристики, которые могут быть изменены в процессе тренировки. Эффект напряжённой тренировки аэробного и смешанного (аэробно-анаэробного) характера проявляется в увеличении количества капилляров на мышечное волокно или на квадратный миллиметр мышечной ткани. Здесь выявляются два механизма: увеличение количества капилляров; если же возможности этого механизма исчерпаны или невелики, то происходит уменьшение размера мышечных волокон.
МС-волокна очень слабо подвержены скоростной тренировке. Так, спортсмены, в мышцах которых содержится малое количество БС-волокон, слабо приспосабливаются к скоростной работе даже после напряжённой тренировки скоростного характера. Например, высота прыжка вверх у спортсменов, специализирующихся в плавании на длинные дистанции, обычно не превышает 45 – 50 см, в то время как у спортсменов с большим количеством БСа- и БСб-волокон она редко бывает ниже 70 см.
opace.ru
