Характеристика мышечных волокон скелетных мышц

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

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).

Вы определили свой повторный максимум. Что делать дальше?

Отдохните примерно 10 минут, стараясь не остыть. Для этого накиньте на себя более тёплую одежду, желательно с капюшоном. Просто походите по залу и посмотрите, как тренируются другие. Время от времени делайте различные махи руками и наклоны, чтобы поддержать мышцы в тонусе.

После этой паузы выставьте в том самом упражнении вес, равный в точности 80% от повторного максимума.

А затем технически точно (не слишком медленно, не слишком быстро, но обязательно в полную амплитуду) поднимите его столько раз, сколько сможете, прилагая все возможные усилия. Но не перенапрягаясь до темноты в глазах.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ

В прошлый раз мы познакомились с тем, из каких основных компонентов состоят наши скелетные мышцы. Теперь мы познакомимся со структурой скелетных мышц и функцией отдельных ее компонентов.

Итак, начнем с самого главного компонента мышцы — мышечных волокон. В мышце мышечные волокна составляют приблизительно 85%. На долю всех остальных компонентов остается 15%.

Длина мышечного волокна

Долгое время считалось, что длина мышечных волокон может быть очень большой, более 30 см. Однако ученый А.Дж. МакКомас в своей книге «Скелетные мышцы» показал, что длина мышечных волокон составляет приблизительно 12 см. Можно, однако возразить: «А как же длинные мышцы? Ведь их длина иногда составляет более 40 см?». А.Дж. МакКомас считает, что длинные мышцы состоят из участков, называемых компартментами. Длина этих участков как раз и составляет 12 см. Портняжная мышца состоит из четырех компартментов, полусухожильная – из трех, двуглавая бедра – из двух.

Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах «Гипертрофия скелетных мышц человека» и «Биомеханика мышц«

Длина мышечного волокна зависит от типа мышцы. В перистых мышцах (мышечные волокна прикрепляются под углом к линии, соединяющей начало и конец мышцы) мышечные волокна значительно короче, чем в веретенообразных мышцах (мышечные волокна расположены параллельно линии соединяющей начало и конец мышцы). Так в латеральной широкой мышце бедра, одной из головок четырехглавой мышцы (перистой), длина мышечных волокон составляет 7,2 см.

Площадь поперечного сечения мышечного волокна

Диаметр мышечных волокон варьирует от 20 до 80 мкм (1 мкм – это одна миллионная метра). Существует очень важный показатель, характеризующий мышечное волокно – площадь его поперечного сечения. На основе этого показателя многие ученые судят о гипертрофии мышечного волокна – то есть увеличении его объема. Естественно, площадь поперечного сечения мышечного волокна зависит от целого ряда факторов: типа мышцы, типа мышечного волокна, пола, возраста, уровня тренированности. У не тренирующихся молодых мужчин этот показатель в среднем равен 5500 мкм2, а у женщин – 3500 мкм2.

Энергетика мышечного волокна

Основная функция мышечных волокон – преобразование химической энергии в механическую. В мышечных волокнах выделение энергии происходит в результате реакции гидролиза АТФ (соединения с водой). Универсальным источником энергии в живом организме является молекула аденозинтрифосфата (АТФ), которая при соединении с водой (Н₂О) отсоединяет одну фосфатную группу и превращается в аденозиндифосфат (АДФ), при этом выделяется энергия.

АТФ+Н₂О → АДФ+Н₃РО₄ + энергия

Запасы АТФ в мышечных волокнах незначительны (5 моль/кг) и их достаточно для выполнения мышечной работы в течение 1-2 с, поэтому для обеспечения более продолжительной мышечной деятельности должно происходить пополнение запасов АТФ. Образование АТФ в мышечных волокнах непосредственно во время физической работы называется ресинтезом АТФ. Реакция ресинтеза АТФ имеет следующий вид:

АДФ + фосфат + энергия  → АТФ.

Таким образом, при функционировании мышц в них одновременно протекают два процесса: гидролиз АТФ, дающий необходимую энергию для сокращения и расслабления мышц, и ресинтез АТФ, восполняющий потери этого вещества.

Рекомендуемая литература

1. Ванек Ю. Спортивная анатомия.- М.: Академия, 2008.- 304 с.
2. Мак-Комас А. Дж. Скелетные мышцы человека. – Киев: Олимпийская литература, 2001.- 407 с. (Текст этой монографии А.Дж. Мак-Комаса ориентирован на подготовленного читателя.)
3. Самсонова, А.В. Влияние силовой тренировки на параметры, определяющие объем скелетных мышц человека /А.В. Самсонова, И.Э. Барникова //Культура физическая и здоровье, 2013.- № 4 (46).- С. 35-38
4. Самсонова, А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека. – СПб: Кинетика, 2018. – 159 с. (В этом учебном пособии состав скелетных мышц описан подробно, текст ориентирован на неподготовленного читателя).
5. Ткачук М.Г., Степаник И.А. Анатомия. – М.: Советский спорт, 2010.­ 392 с. (для неподготовленного читателя)

Моль – единица измерения количества вещества. 1 моль равен количеству вещества, в котором содержится N_A частиц. N_A – постоянная Авогадро. N_A = 6,02214179×1023.

Гладкая мышечная ткань

Клетка гладкой мышечной ткани имеет веретенообразную форму. В центре расположено продолговатое ядро. Миофибриллы организованы не так строго упорядоченно, как в клетках поперечнополосатых мышц. Кроме этого, гладкие мышцы сокращаются медленнее, чем поперечнополосатые. Сокращение мышц происходит под действием химических медиаторов: ацетилхолина и адреналина. Работа гладких мышц регулируется автономной нервной системой (вегетативной).

За счет этой ткани формируется большая часть стенок полых внутренних органов (желудочно-кишечный тракт, желчный пузырь, мочеполовые органы, кровеносные сосуды и т. д.).

Вы определили свой повторный максимум. Что делать дальше?

Отдохните примерно 10 минут, стараясь не остыть. Для этого накиньте на себя более тёплую одежду, желательно с капюшоном. Просто походите по залу и посмотрите, как тренируются другие. Время от времени делайте различные махи руками и наклоны, чтобы поддержать мышцы в тонусе.

После этой паузы выставьте в том самом упражнении вес, равный в точности 80% от повторного максимума.

А затем технически точно (не слишком медленно, не слишком быстро, но обязательно в полную амплитуду) поднимите его столько раз, сколько сможете, прилагая все возможные усилия. Но не перенапрягаясь до темноты в глазах.

Типы мышц человека

В зависимости от строения, функций и расположения вся мышечная ткань в организме человека делится на три группы.

• Гладкие мышцы составляют стенки внутренних органов и кровеносных сосудов. Они работают автоматически, непрерывно, не зависимо от сознания. С их помощью передвигается пищевой комок по пищеварительной системе, работает мочевой пузырь, поднимается или опускается артериальное давление.
• Сердечные мышцы располагаются только в сердце, служат для перекачивания крови. Работают тоже непрерывно и ритмично.
• Скелетные мышцы или поперечнополосатые составляют каркас тела. Именно эти мышцы интересны нам, т.к. именно их мы пытаемся накачать. Они отвечают не только за различные движения, но и за поддержание равновесия, определенного положения. Даже в покое, когда человек сидит или лежит, многие из них работают. Усилием воли человек может заставить их сокращаться или расслабляться. Эти волокна активно реагируют на нервные импульсы, с помощью нагрузок можно увеличить их силу и объем. Но непрерывная работа приводит к их утомлению.

Физические тренировки направлены на укрепление скелетных мышц. Но в организме все взаимосвязано.

Крепкий мышечный корсет поддерживает правильную работу внутренних органов, что приводит к улучшению пищеварения. Благодаря этому мышечные волокна получают больше питательных веществ и могут выдерживать еще большие нагрузки.

Так же связаны скелетные мышцы и с работой сердца. Во время тренировки укрепляется сердечная мышца. Это приводит к улучшению кровообращения и обеспечения миоцитов кислородом.

Свойства скелетных мышц

Поперечнополосатые или скелетные мышцы человека имеют самое сложное строение. Именно они составляют часть опорно-двигательного аппарата, на них направлены физические тренировки. Эти мышцы выполняют множество важных функций:

• поддерживают позу;
• участвуют в передвижении;
• в перемещении частей тела;
• защищают внутренние органы;
• регулируют дыхание, кровообращение, температуру тела.

Они способны проводить нервные импульсы и под их влиянием сокращаться

Важной также является способность этих волокон к расслаблению и сохранению состояния покоя. Характеризуются они такими свойствами:

• растяжимость – увеличение длины под действием силы, большинство волокон способно растягиваться на 150%;
• эластичность – восстановление первоначального вида после прекращения действия силы;
• сократимость – способность сжиматься, обычно на 30-50% длины;
• сила – удержание определенного груза

Скелетные мышцы могут функционировать в динамическом режиме, когда происходит их активное сокращение и растяжение, а также в изометрическом режиме. Это статическое напряжение, не приводящее к изменению длины волокон.

Так работают мышцы, поддерживающие вертикальное положение тела и работающие на преодоление силы тяжести.

Особенность скелетных мышц также зависит от типа и строения волокон.

• Красные или медленные волокна содержат много митохондрий. Расположены глубоко, в основном это отводящие мышцы и разгибатели. Возбуждаются медленно, требуют внешней стимуляции. Скорость проведения нервного импульса – до 8 м/с. Активно используют кислород, окисляют углеводы и жиры, участвуют в теплообмене.
• Быстрые или белые мышечные волокна расположены поверхностно. Это сгибатели и приводящие. Способны работать при дефиците кислорода. Сокращаются быстро, скорость проведения импульса до 40 м/с. Но то, какие волокна участвуют в движении, зависит не от скорости, а от приложенного усилия.

Считается, что соотношение разных мышечных волокон определяется генетически. Этим можно объяснить природную склонность людей к определенным видам спорта. Но при правильном распределении нагрузки можно заставить мышцы приспособиться и выполнять любую работу.

Здоровье мышц

Поддержание здоровья скелетной мускулатуры необходимо для улучшения общего самочувствия и физической формы. Большинство нарушений в работе мышц обусловлено заболеваниями связанных отделов нервной системы, патологиями обмена веществ, а также травмами и несчастными случаями. Распространённые болезни:

• Мышечные спазмы или судороги. Возникают по таким причинам, как сбои в электролитном балансе внутриклеточной жидкости симпластов и повышение или понижение осмотического давления в ней. Кроме того, являются симптомом множества заболеваний и патологических состояний — от кровопотери и авитаминоза до столбняка или эпилепсии.
• Гипокальциемический кризис или тетания. Болезнь, возникающая от серьёзного (падение до 40% от нормального числа или меньше) дефицита положительных ионов кальция во внеклеточном пространстве. Проявляются непроизвольными и длинными сокращениями скелетной мускулатуры.
• Мышечная дистрофия. Приводит к стойкой и продолжительной дегенерации тканей. Поражает не только опорно-двигательный аппарат, но и мускулатуру внутренних органов, отчего может привести к смерти от дыхательной или сердечной недостаточности при отсутствии немедленного квалифицированного лечения.
• Миастения. Аутоиммунное заболевание, при котором организм воспринимает свои клетки как чужие и начинает уничтожать их. Характеризуется образованием антител к никотиновому ацетилхолиновому рецептору, который отвечает за передачу нервного импульса от спинного мозга к мышце через синапс.

Чтобы избежать заболеваний и патологий скелетной мускулатуры, необходимо поддерживать её здоровье при помощи правильного питания и регулярных тренировок с умеренными физическими нагрузками. В качестве дополнительных мер рекомендуется массаж, посещение бань и саун, приём витаминов и микроэлементов при их дефиците. Эти процедуры помогут обогатить ткани кислородом, улучшат тонус, повысят эластичность, ускорят регенерацию, помогут снять напряжение и расслабиться.

Различия между поперечно-полосатыми и гладкими мышцами

Основное различие между поперечно-полосатой мышечной тканью и гладкой мышечной тканью состоит в том, что поперечно-полосатая мышечная ткань имеет саркомеры, а гладкая мышечная ткань — нет. Все скелетно-поперечно-полосатые мышцы прикреплены к какому-либо компоненту скелета, в отличие от гладких мышц, которые составляют полые органы, такие как кишечник или кровеносные сосуды. Волокна поперечно-полосатой мышцы имеют цилиндрическую форму с тупыми концами, тогда как волокна гладкой мускулатуры могут быть описаны как веретенообразные с заостренными концами. Две другие характеристики, которые отличают поперечно-полосатую мышцу от гладкой мышцы, заключаются в том, что первая имеет больше митохондрий и содержит многоядерные клетки.

Можно ли сочетать тренинг ММВ с БМВ ? Если да, то как.

Можно. Я бы мог сказать даже нужно, ибо это очень-очень разумно с точки зрения гипертрофии (роста) мускулатуры, однако, в любом случае нужно смотреть в каждой ситуации индивидуально.

2 (два) разумных (с моей точки зрения) варианта объединения тренинга БМВ и ММВ:

ЧЕРЕДОВАНИЕ НЕДЕЛЬ: 1 неделя — БМВ; 2-я неделя — ММВ; (тут все просто даже объяснять не нужно)

На одной тренировке: сначала — БМВ, и после — ММВ.

Это чрезвычайно важно!!! К примеру, если у вас на тренировке прорабатывается 2 мышечные группы (к примеру, грудь + спина), то сначала вы должны выполнить все нужные вам упражнения на грудь и спину = БМВ, и только потом нужные упражнения на грудь и спину = ММВ. Пример (тренировка грудь + спина):. Пример (тренировка грудь + спина):

Пример (тренировка грудь + спина):

• БМВ: Жим штанги лежа на наклонной скамье
• БМВ: Жим гантелей на наклонной скамье
• БМВ: Подтягивания широким (средним) хватом к груди
• БМВ: Тяга штанги в наклоне
• ММВ: Жим штанги лежа на наклонной скамье
• перерыв между следующим упражнением 5 мин;
• ММВ: Тяга вертикального блока к груди

P.s. от себя скажу, что объединять тренинг БМВ и ММВ на одной тренировке — достаточно трудно, т.к. много упражнений и кол-во подходов выходит, в итоге трудно уложится в тренировку не более 45 минут (ну, когда 2 мышечные группы допустимо доводить до 1 часа, не больше). Ведь кто не в курсе, силовые тренировки у натуралов должны длиться именно столько. Подробнее в основной статье: «Оптимальная продолжительность силовой тренировки». Если вы укладываетесь — то все ок, дерзайте.

Если же одна мышечная группа за тренировку (к примеру там грудь), то сначала все нужные упражнения = БМВ, и только потом нужные упражнения = ММВ.

Пример (тренировка груди):

• БМВ: Жим штанги лежа на наклонной скамье
• БМВ: Жим гантелей на наклонной скамье
• БМВ: Отжимания от пола
• ММВ: Жим штанги на наклонной скамье 3-5 подходХ20-30 повтор = отдых между подходами не больше 30сек.
• перерыв между следующим упражнением 5 мин;
• ММВ: Жим гантелей на наклонной скамье 3 Х 20-30 / отдых между подходами не больше 30сек.

Соотношение медленных и быстрых волокон в организме

соотношение медленных и быстрых мышечных волокон в организме обусловлено генетически

В разных мышцах тела пропорциональное соотношение белых и красных мышечных волокон не одинаково. Дело в том, что разные мышцы и мышечные группы выполняют в организме различные функции, поэтому они могут достаточно сильно отличатся по составу мышечных волокон. Например, в бицепсе и трицепсе около 70% белых волокон, в бедре 50%, а в икроножной мышце всего 16%. Таким образом, чем более динамичная работа входит в функциональную задачу мышцы, тем больше в ней будет содержаться быстрых волокон.

Мы уже знаем, что общее соотношение в организме белых и красных мышечных волокон заложено генетически. Именно поэтому у разных людей и существует разный потенциал в занятиях силовыми или наоборот выносливыми видами спорта. При преобладании медленных мышечных волокон, гораздо больше подходят такие виды спорта как плавание на длинные дистанции, марафонский бег, лыжи и т.п., то есть те виды спорта, где задействована в основном аэробная система энергообразования. Чем больше в организме доля быстрых мышечных волокон, тем лучших результатов можно достигнуть в спринтерском плавании, беге на короткую дистанцию, бодибилдинге, пауэрлифтинге, тяжелой атлетике, боксе и других видах спорта, где первостепенное значение имеет взрывная энергия, которую могут обеспечить только быстрые мышечные волокна.
У выдающихся спортсменов — спринтеров быстрые мышечные волокна всегда преобладают, их количество в мышцах ног доходит до 85%. Для тех, у кого волокон разных типов примерно поровну прекрасно подойдут средние дистанции в плавании и беге. Все вышесказанное не означает, что если у человека преобладают быстрые волокна, то он никогда не сможет пробежать марафонскую дистанцию. Марафон он пробежит, но чемпионом в этом виде спорта точно никогда не станет. И наоборот, результаты в бодибилдинге человека, в организме которого значительно больше красных волокон, будут хуже, чем у среднестатистического, имеющего примерно равное соотношение белых и красных волокон.

Может ли меняться пропорциональное содержание быстрых и медленных волокон в организме в результате тренировок? Здесь данные противоречивы. Одни утверждают, что это соотношение неизменно и никакие тренировки не могут изменить генетически заданной пропорции. Другие данные свидетельствуют о том, что при упорных тренировках часть волокон может поменять свой тип: так силовой тренинг в бодибилдинге может увеличить количество быстрых мышечных клеток, а при аэробных тренировках увеличивается содержание медленных клеток. Однако эти изменения довольно ограничены и переход одного типа в другой не превышает 10%.

Подведем итоги:

Основные мышцы работающие при плаванииПлавание и опорно-двигательный аппаратЗначение гибкости для пловцаКаталог статей раздела Тренировка

Красные и белые мышечные волокна

Красные мышечные волокна

Красные мышечные волокна

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

Белые мышечные волокна

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.

В зависимости от способа получения энергии быстросокращающиеся мышечные волокна делят на два типа:

1. Быстрые гликолитические волокна (FTG-волокна). Эти волокна используют процесс гликолиза для получения энергии, т.е. могут использовать исключительно анаэробную систему энергообразования, которая способствует образованию лактата (молочной кислоты). Соответственно, эти волокна не могут производить энергию аэробным способом с участием кислорода. Быстрые гликолитические волокна обладают максимальной силой и скоростью сокращений. Эти волокна играют первостепенную роль при наборе массы в бодибилдинге и обеспечивают пловцам и бегунам спринтерам максимальную скорость.
2. Быстрые окислительно-гликолитические волокна (FTO-волокна), иначе промежуточные или переходные быстрые волокна. Эти волокна представляют собой как бы промежуточный тип между быстрыми и медленными мышечными волокнами. FTO-волокна обладают мощной анаэробной системой энергообразования, но они приспособлены также и к выполнению достаточно интенсивной аэробной работы. То есть они могут развивать значительные усилия и развивать высокую скорость сокращения, используя гликолиз в качестве основного источника энергии, и в то же время, при низкой интенсивности сокращения, эти волокна довольно эффективно могут использовать и окисление. Промежуточный тип волокон включается в работу при нагрузке 20-40% от максимума, но когда нагрузка достигает приблизительно 40% организм уже полностью переключается на FTG-волокна.

викторина

1. Определенный сердце дефекты могут наследоваться генетически. Некоторые из этих дефектов возникают из-за генетический код ответственным за создание актина или миозина является мутантный вариант. Почему это повлияет на сердце?A. Актин и миозин контролируют сокращения сердцаB. Если ваши мышцы не работают, ваше сердце не может качать достаточно кровь имC. Сердце нуждается в АТФ, выделенном из миозина

Ответ на вопрос № 1

верно. Актин и миозин контролируют сокращения в каждой мышце. Если твой генетика содержат версию этих белков, которая не функционирует должным образом, сокращение мышц в целом будет затруднено или невозможно. Некоторые вариации генома миозина и актина содержат разновидности, которые работают, но не так хорошо, как нормальные вариации. Эти разновидности могут заставить сердце биться сильнее, чтобы не отставать, приводя к нерегулярному сердцебиению и негабаритному сердцу.

2. Ученый хочет увидеть, что мышцы будут делать без АТФ. Он помещает мышечную клетку в чашку Петри, но удаляет все АТФ из чашки и из клетки. Затем он добавляет Ca2 + в цитоплазму. Что из следующего произойдет?A. НичегоB. Миозин будет прикрепляться к актинуC. Мышца сократится

Ответ на вопрос № 2

В верно. В присутствии Ca2 + миозин сможет связываться с актином. Кальций высвобождает тропонин и сдвигает тропомиозин, открывая сайт связывания для прикрепления миозина. Тем не менее, миозин нуждается в АТФ, чтобы качать головами и ползти вдоль нити актина. Без этого миозин будет связываться с актином, но не сможет вообще перемещать или сокращать клетку. Кроме того, многие другие функции клетки требуют АТФ, и клетка обязательно погибнет.

3. В ходе научных исследований ученые обнаружили, что электрический ток будет стимулировать мышечную клетку, даже если эта клетка отсутствует у живого животного. Почему это так?A. Электричество заставляет белки связываться вместеB. Электричество такое же, как нервный импульсC. Электричество имитирует кальций, выделяющийся во время сокращения

Ответ на вопрос № 3

В верно. Нервные импульсы – это не что иное, как электрические напряжения, переносимые по клеточной мембране. Когда мышечная клетка подвергается воздействию определенных напряжений электричества, саркоплазматическая сеть высвобождает Ca2 +, так же, как если бы нервный импульс вызвал сокращение.

Быстрые и медленные мышечные волокна

Развитие мышечной усталости у волокон различных типов.

Классифицируются по активности фермента миозиновой АТФ-азы и, соответственно, по скорости сокращения мышц. Волокна, содержащие миозин с высокой активностью АТФазы, относят к быстрым волокнам, а те, что содержат миозин с более низкой активностью АТФазы, — к медленным.

Активность АТФазы наследуется и тренировки не влияют на соотношение быстрых и медленных волокон. Освобождение энергии, заключенной в АТФ, осуществляется благодаря АТФ-азе. Энергии одной молекулы АТФ достаточно для одного поворота (гребка) миозиновых мостиков. Мостики расцепляются с актиновым филаментом, возвращаются в исходное положение, сцепляются с новым участком актина и делают гребок. Скорость одиночного гребка одинакова у всех мышц. Для очередного гребка требуется новая молекула АТФ. В волокнах с высокой АТФ-азной активностью расщепление АТФ происходит быстрее, и за единицу времени происходит большее количество гребков мостиками, то есть мышца сокращается быстрее и, соответственно, сильнее.

Читайте подробнее: сокращение скелетных мышц.

Медленные окислительные волокна содержат множество митохондрий и обладают высокой способностью к окислительному фосфорилированию. Эти волокна могут содержать значительное количество липидов, но меньшее количество гликогена. Большая часть АТФ, произведенного такими волокнами, зависит от снабжения крови кислородом и топливных молекул. Эти волокна окружают многочисленные капилляры. Они также содержат большое количество связывающего кислород миоглобина, который увеличивает поглощение кислорода тканями и способствует небольшому внутриклеточному накоплению кислорода. Миоглобин придает темно-красный цвет, поэтому окислительные волокна часто называют красными мышечными волокнами.

В быстрых волокнах, также названных гликолитическими волокнами, напротив, содержится мало митохондрий, но они обладают высокой концентрацией гликолитических ферментов и большим запасом гликогена. Из-за ограниченного использования кислорода их окружает относительно небольшое количество капилляров, и они содержат мало миоглобина. Их называют белыми мышечными волокнами вследствие их более светлого цвета по сравнению с красными окислительными волокнами.

ГМВ vs ОМВ

Скорее всего, вы уже слышали о том, что волокна, из которых состоят наши мышцы, бывают двух типов: быстрые (ГМВ) и медленные (ОМВ). Если говорить точнее, существует также третий, промежуточный тип – переходные волокна.

Тип волокна определяется количеством нервных импульсов, посылающихся к волокну. Чем импульсов больше – тем, соответственно, выше активность адезинтрифосфатазы, а также выше скорость сокращения волокна.

Адезинтрифосфатаза – это особые ферменты класса гидролаз, ускоряющие процесс отщепления H3PO4 от молекул аденозинтрифосфата, в результате которого происходит высвобождение энергии, используемой для сокращения мышц.

ГМВ (белые)

Итак, почему же они «белые»? Всё дело в содержащихся в них капиллярах, которых значительно меньше, чем в ОМВ, отсюда и различия в цвете. По своей структуре ГМВ, как правило, в несколько раз толще, чем ОМВ. Их реакция на поступающие из мозга сигналы мгновенна, а скорость сокращения как минимум в два раза выше, чем у окислительных. Энергию гликолитические волокна получают за счет быстроусвояемых АТФ, креатинфосфатов и гликогена. Необходимо понимать, что эти энергетические источники иссякают всего за 30-60 секунд. В процессе получения энергии быстрыми волокнами не участвует кислород, благодаря чему энергия высвобождается практически мгновенно, однако ее запасы сильно ограничены. Исходя из этого, можно сделать вывод, что белые мышечные волокна подходят для высокоинтенсивных, но непродолжительных нагрузок. Однако их энергии не достаточно для выполнения многочисленных повторов и долгих, монотонных движений.

ОМВ (красные)

Они являются полной противоположностью гликолитическим по своему строению и функциям, и буквально созданы для легких и продолжительных нагрузок. Они способны накапливать, запасать энергию, а затем постепенно ее расходовать, благодаря митохондриям и миоглобину. Так что, если в ваших мышцах преобладают ОМВ — из вас вполне может получиться бегун на длинные дистанции, вам также подойдет аэробный спорт.

К сожалению, ОМВ имеют гораздо меньший потенциал в росте своих объемов и количества, чем гликолитические. Так что увеличение нашей мышечной массы в основном происходит за счет ГМВ.

Соотношение ОМВ и ГМВ в нашем организме предопределено генетикой и изменить его мы не в силах. У абсолютного большинства из нас преобладают окислительные волокна; у каждого четвертого – наоборот, процентное соотношение гликолитических волокон немного выше, чем красных. И лишь у некоторых спортсменов преобладание одних мышечных волокон над другими доходит до 85% – именно они обладают самыми высокими шансами добиться наибольших результатов в спорте.