Типы мышечных сокращений

Фазы движения – влияние на развитие мышц и силу.

Каждая из отдельных фаз движения оказывает определенное и отдельное влияние на развитие мышц и мышечную силу.

Концентрическая фаза намного менее эффективна, чем эксцентрическая, с точки зрения наращивания мышечной массы, но она хорошо работает для мышечной силы. По мере того, как прикрепления мышц сближаются, генерируется их сила, но мышечные волокна не повреждаются так сильно, как в эксцентрической фазе. Концентрическое движение рекомендуется, когда человек возвращается к упражнениям после травмы или после длительного восстановления, и у него не слишком много сил для эффективной эксцентрической тренировки.

Фаза концентрического движения характеризуется тем, что после тренировки с ее использованием у человека не будет так называемой «закваски», потому что положительные эффекты не приводят к внутренним микроповреждениям мышц и их последующей регенерации с целью «отрастания».Эксцентрическая фаза, то есть отрицательная фаза, отлично улучшает нервно-мышечную координацию. Это потому что, когда мышца удлиняется, необходимо контролировать движение больше, чем в его концентрической фазе. Таким образом, эксцентрическая фаза улучшает и совершенствует технику упражнения. Более того, медленные движения при растяжении мышц укрепляют сухожилия и связки и повышают выносливость мышц. В эксцентрической фазе наибольшее повреждение происходит в мышцах, что увеличивает их массу.

Во время изометрической фазы генерируются большие резервы мышечной силы, а также влияние на их рост. Добавление остановки к максимальному растяжению мышц повлияет на общую продолжительность напряжения мышц и увеличит их силу и размер. Во время изометрической фазы, мышца остается постоянной длины, поэтому это идеальное движение для тех, у кого в какой-то момент не хватает необходимой мышечной силы. Например, при приседании стоит на мгновение остановиться, чтобы увеличить мышечную силу в этом положении и способствовать лучшей гипертрофии (росту мышц).

История [ править ]

Адольф Фик первоначально обнаружил в 1882 году, что «сокращающаяся мышца при растяжении может производить большую силу, чем сокращение сокращающейся мышцы», как при концентрических движениях. Пятьдесят лет спустя А. В. Хилл определил, что «тело потребляет меньше энергии во время эксцентрического сокращения мышц, чем во время концентрического мышечного действия».

Эрлинг Асмуссен впервые представил эксцентрическую тренировку в 1953 году как «эксцентрическую», где ex означает «вдали от», а центрическая означает «центр». Следовательно, этот термин был придуман для обозначения мышечного сокращения, которое движется от центра мышцы.

Но первое открытие функционального значения этих свойств произошло в результате умной демонстрации, разработанной Бадом Эбботтом , Брендой Бигленд и Мердоком Ричи . Они соединили два стационарных велоэргометра спиной к спине одной цепью, так что один велосипедист крутил педали вперед, а другой сопротивлялся этому прямому движению, тормозя педали, движущиеся назад. Поскольку внутреннее сопротивление устройства было низким, оба человека прилагали одинаковую силу, но при индивидуальном торможении задача была намного проще. Эта демонстрация ловко показала, что крошечная женщина, сопротивляющаяся движению педалей, может легко приложить больше силы, чем и, следовательно, управлять движением педалей.выходная мощность , большой здоровенный мужчина педалирует вперед.

Синдром приводящего канала

Это нечастая причина острой артериальной окклюзии у молодых мужчин. Это результат сдавливания артерии (поверхностной бедренной артерии) аномальным мышечно-сухожильным тяжем, возникающим из большой приводящей мышцы и лежащей рядом и выше сухожилия аддуктора. Патогенетический механизм этого синдрома напоминает таковой при защемлении подколенной ямки и может проявиться после физической нагрузки.

Поскольку этот синдром встречается у молодых мужчин, у которых острая артериальная окклюзия может привести к потере конечности, важно распознать наличие явных ишемических симптомов после физической нагрузки у здорового молодого человека. Лечение заключается в разделении этого аномального тяжа и восстановлении артериального кровообращения с помощью соответствующих средств

Поиск двусторонних поражений может помочь избежать проблем в будущем, даже если симптомы односторонние.

Преимущества

• Проведение эксцентрических тренировок с БОС.
• Превосходные эргономичность и биомеханика.
• Раннее начало занятий после травм и операций.
• Повышение выносливости и совершенствование спортивного мастерства.
• Улучшение показателей силы и выносливости у пациентов с различными функциональными показателями.
• Удобство использования и минимальная нагрузка на медицинский персонал.

Области применения:

• + Реабилитация: общая реабилитация,
• реабилитация опорно-двигательного аппарата,
• нервно-мышечная реабилитация,
• сердечно-сосудистая реабилитация,
• бронхо-легочная реабилитация.

+ Гериатрия
+ Спортивная медицина
+ Целевая подготовка для повышения выносливости, скорости, силы, нервно-мышечного контроля.

Автоматическое документирование процесса реабилитации через удобный программный интерфейс. Система биологической обратной связи мотивирует к занятиям и позволяет достичь максимальных результатов, а диагностический модуль программы позволяет сравнивать результаты тестов и тренировок.

В комплектацию входит: Тренажер со смарт-панелью для обеспечения БОС и управления тренажером.

Укрепляющие упражнения

Различные упражнения помогут укрепить большую приводящую мышцу. 

Упражнение в изометрическом режиме

В одном из исследований Lovell и соавт. (2012) изучили ряд распространенных реабилитационных тестов для аддукторов и обнаружили, что изометрическая аддукция бедра в положении лежа на спине при 0 или 45 градусах сгибания бедра и колена являются наилучшей позицией для получения максимальной амплитуды ЭМГ в большой приводящей мышце.

Концентрические упражнения (упражнения с сопротивлением)

Упражнение в концентрическом режиме

Эксцентрические упражнения

https://vk.com/video_ext.php

Согласно результатам исследования, опубликованным в Британском журнале спортивной медицины, простая программа укрепления приводящих мышц бедра, основанная на выполнении Копенгагенских приведений, снижает риск травмы паховой области у футболистов. 

Связь между длиной саркомера и силой мышечных сокращений

Рис. 2.7. Зависимость силы сокращений от длины саркомера

Наибольшую силу сокращений мышечные волокна развивают при длине 2-2,2 мкм. При сильном растяжении или укорочении саркомеров сила сокращений снижается (рис. 2.7). Эту зависимость можно объяснить механизмом скольжения филаментов: при указанной длине саркомеров наложение миозиновых и актиновых волокон оптимально; при большем укорочении миофиламенты перекрываются слишком сильно, а при растяжении наложение миофиламентов недостаточно для развития достаточной силы сокращений.

рис. 2.9 Влияние предварительного растяжения на силу сокращения мышцы. Предварительное растяжение повышает напряжение мышцы. Результирующая кривая, описывающая взаимоотношения длины мышцы и силы ее сокращения при воздействии активного и пассивного растяжения, демонстрирует более высокое изометрическое напряжение, чем в покое

Важным фактором, влияющим на силу сокращений, является величина растяжения мышцы. Тяга за конец мышцы и натяжение мышечных волокон называются пассивным растяжением. Мышца обладает эластическими свойствами, однако в отличие от стальной пружины зависимость напряжения от растяжения не линейна, а образует дугообразную кривую. С увеличением растяжения повышается и напряжение мышцы, но до определенного максимума. Кривая, описывающая эти взаимоотношения, называется кривой растяжения в покое
.

Данный физиологический механизм объясняется эластическими элементами мышцы — эластичностью сарколеммы и соединительной ткани, располагающимися параллельно сократительным мышечным волокнам.

Также при растяжении изменяется и наложение друг на друга миофиламентов, однако это не оказывает влияния на кривую растяжения, т. к. в покое не образуются поперечные связи между актином и миозином. Предварительное растяжение (пассивное растяжение) суммируется с силой изометрических сокращений (активная сила сокращений).

Выделяют три
режимы мышечного сокращения:

Изотонический;

Изометрический;

Смешанный (ауксометрический).

Изотонический режим
мышечного сокращения характеризуется
преимущественным изменением длины
мышечного волокна, без существенного
изменения напряжения. Указанный режим
мышечного сокращения наблюдается,
например, при поднятии легких и средних
по массе грузов.

Изометрический режим
мышечного сокращения характеризуется
преимущественным изменением мышечного
напряжения, без существенного изменения
длины. Примером может служить изменения
состояния мышц при попытке человека
сдвинуть с места предмет большой массы
(например, при попытке сдвинуть с места
стену в комнате).

Смешанный (ауксометрический)
тип мышечного сокращения, наиболее
реальный, наиболее часто встречающийся
вариант. Содержит в себе компоненты
первого и второго вариантов в разных
соотношениях в зависимости от реальных
условий окружающей среды.

Повреждение передней крестообразной связки [ править ]

Разрыв передней крестообразной связки (ACL) в колене вызывает серьезное повреждение, которое может длиться несколько лет и часто требует хирургического вмешательства. ACL — одна из четырех основных стабилизирующих связок колена. Во время послеоперационной реабилитации пациентов эксцентрическая тренировка может использоваться как краеугольный камень развития мышечной массы и силы. Согласно тестам, проведенным Дж. Парри Гербером в 2007 году, структурные изменения в мышцах значительно превосходили те, которые достигаются при стандартной концентрической реабилитации. Успех постепенного прогрессирования негативной работы в конечном итоге привел к выработке высокой мышечной силы.

Травмы мышечных сухожилий [ править ]

Вся система мышцы-сухожилия слаженно работает, чтобы замедлить движение конечностей . Тесная связь между мышцами и сухожилиями помогает рассеивать тепло или временно сохранять кинетическую энергию. Если силы, необходимые для замедления конечности, превышают возможности мышечно-сухожильной системы, вероятно возникновение травмы.

Спортсмены с повторяющимися травмами подколенного сухожилия и отводящих мышц имеют большее нарушение эксцентрической силы, что позволяет предположить, что улучшения в эксцентрической тренировке могут минимизировать риски травм за счет укрепления групп мышц и сухожилий в областях тела с высоким уровнем стресса.

Эксцентрическая тренировка приносит огромную пользу тем, кто хочет предотвратить травмы, улучшая способность мышц поглощать больше энергии, прежде чем ее состояние ухудшится. Согласно одной статье: «Повышенная жесткость в сухожилиях, большая сила при отказе и улучшенная способность поглощать энергию в сухожилийном соединении являются результатом эксцентрической тренировки».

Хронический тендинит надколенника [ править ]

Состояние, которое возникает, когда сухожилие и окружающие его ткани воспаляются и раздражаются. Обычно это происходит из-за чрезмерного использования, особенно из-за прыжков. По этой причине хронический тендинит надколенника часто называют «коленом прыгуна». В исследовании, проведенном Роальдом Бахром и его коллегами, было изучено, какой метод упражнений по реабилитации сухожилий — упражнение «эксцентрические приседания» или универсальный тренажерный зал «разгибание / сгибание ног» — дает больше результатов в плане восстановления при лечении хронического тендинита надколенника. . В рамках двенадцатинедельной программы упражнений участники были проверены на окружность бедра, четырехглавую мышцу и момент силы подколенного сухожилия . Не было существенной разницы между группами в четырехглавой мышце.или момент силы подколенного сухожилия и момент силы подколенного сухожилия значительно увеличились в обеих группах, но эксцентрическое приседание показало значительно более низкие оценки боли и произвело вдвое больше испытуемых без боли в конце программы, чем в другой группе.

Лицевые гиперкинезы

Лицевой гемиспазм и параспазм, блефароспазм – это заболевания, связанные с неконтролируемым сокращением мышц лица. Они весьма сходны с невропатией, невритом, парезом лицевого нерва.

Управление мышцами лица построено следующим образом:

1. Нервные клетки коры и подкорковых ядер головного мозга посылают нервные импульсы в ствол мозга, к центрам управления лицевым нервом;
2. Эти центры распределяют импульсы по волокнам нерва и отправляют их по нерву, как по электрическому кабелю, непосредственно к мышцам лица;
3. Каждое мельчайшее нервное волокно заставляет сокращаться свой микроскопический участок мышцы.

Причины лицевого гиперкинеза:

1. Ошибка в работе подкорковых ядер мозга, в результате которой к мышцам лица направляются избыточные неконтролируемые нервные импульсы, которые и приводят к спазму;
2. Чрезмерное возбуждение центров лицевого нерва в стволе головного мозга;
3. Раздражение самого лицевого нерва уже после его выхода из мозга.

В первом и втором случаях – это результат повреждение ядра или центра при нейроинфекции, рассеянном склерозе, дефиците кровоснабжения или опухоли. В третьем случае заболевание возникает даже при незначительном сдавлении корешка лицевого нерва в области его выхода на основание мозга измененным сосудом (обвитие нерва артерией), опухолью, сдавление в толще околоушной слюнной железы при некоторых ее заболеваниях.

Даже врачи нередко путают лицевые гиперкинезы с невропатией, невритом лицевого нерва. Мы обязательно разберемся в причинах болезни и выполним необходимое лечение.

Отдых между подходами

Подобно продолжительности повторений, тренеры могут регулировать продолжительность восстановления между подходами для изменения баланса взаимосвязи «объём-нагрузка в тренировке». При коротких восстановительных периодах (<30 секунд) тренировочный объём можно повысить, так как увеличивается плотность занятия. Тем не менее, если восстановления недостаточно для полного восполнения анаэробных источников энергии (34), нагрузку следует уменьшить. При долгих восстановительных периодах можно использовать большие нагрузки в каждом подходе, пожертвовав плотностью занятия из-за дополнительного времени отдыха (24).

Согласно исследованиям, изучающим периоды отдыха между подходами, короткий отдых (≤60 секунд) потенциально снижает объём нагрузки, в связи с резким снижением используемого отягощения, по сравнению с более продолжительным восстановлением (три минуты) (74). Это подтверждается Buresh et al (17), показавшими больший прирост поперечника четырёхглавой мышцы при использовании долгого (2,5 минуты), а не короткого (60 секунд) восстановления между подходами

Однако при интерпретации этих данных нужна осторожность, так в каждом из упомянутых исследований уравнивали объём. Подобный контроль может устранить преимущества короткого отдыха, потому что плотность тренировки не повышается

До сих пор не изучено допустимое увеличение объёма тренировки при коротких интервалах отдыха. Поэтому нужны дополнительные исследования для более точных рекомендаций относительно регулирования периодов отдыха между подходами для увеличения гипертрофии мышц (35).

Травмы мышечных сухожилий [ править ]

Вся система мышцы-сухожилия слаженно работает, чтобы замедлить движение конечностей . Тесная связь между мышцами и сухожилиями помогает рассеивать тепло или временно сохранять кинетическую энергию. Если силы, необходимые для замедления конечности, превышают возможности мышечно-сухожильной системы, вероятно возникновение травмы.

Спортсмены с повторяющимися травмами подколенного сухожилия и отводящих мышц имеют большее нарушение эксцентрической силы, что позволяет предположить, что улучшения в эксцентрической тренировке могут минимизировать риски травм за счет укрепления групп мышц и сухожилий в областях тела с высоким уровнем стресса.

Эксцентрическая тренировка приносит огромную пользу тем, кто хочет предотвратить травмы, улучшая способность мышц поглощать больше энергии, прежде чем ее состояние ухудшится. Согласно одной статье: «Повышенная жесткость в сухожилиях, большая сила при отказе и улучшенная способность поглощать энергию в сухожилийном соединении являются результатом эксцентрической тренировки».

Негативы, остановки, плюсы – что происходит в разные фазы движения.

Каждая из фаз движения имеет разное течение. Концентрическая фаза (то есть положительные моменты) укорачивает длину мышцы и сближает ее прикрепления. Это влияет на кровоснабжение мышцы, но повреждение мышцы, вызывающее ее рост, здесь не так серьезно, как в эксцентрической фазе. В этом случае мышца накачивается, но ее последующий рост менее эффективен, чем в противоположной фазе движения.

С другой стороны, во время эксцентрических движений (негативы) мышцы удлиняются, а во время нагрузки, при перемещении мышечных прикреплений друг от друга, происходит гораздо большая гипертрофия. Повреждаются мышечные волокна, что приводит к более эффективной регенерации тела, которое восстанавливает эти волокна и создает новые. В результате этого мышцы растут, а их сила увеличивается. Более того, в эксцентрической фазе они способны генерировать 120% общей мышечной силы.

Изометрическая фаза движения заключается в его остановке в одном конкретном и фиксированном положении. Изометрические движения намного эффективнее для наращивания мышечной силы, чем концентрические движения. Эта фаза чаще всего используется в середине движения, например, при поднятии гантели во время тренировки бицепса, остановка выполняется в середине этого движения.Изометрическая фаза работает аналогично концентрической фазе, но с той разницей, что, когда во время действия человек останавливается, его мышцы набирают силу, но только в этом конкретном положении. Например, при выполнении положения стула у стены (изометрическое упражнение) квадрицепсы набирают силу только в этой конкретной степени движения.

Биохимические механизмы мышечной работы

В работе мышц участвует целая группа химических элементов, среди которых кальций и сократительные белки наподобие тропонина и тропомиозина. На базе этого энергетического обеспечения и выполняются рассмотренные выше физиологические процессы. Источником же этих элементов выступает аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), а также ее гидролиз. При этом запас АТФ в мышце способен обеспечивать сокращение мышцы лишь в течение доли секунды. Несмотря на это, волокна могут отвечать на нервные импульсы в постоянном режиме.

Дело в том, что биохимические механизмы мышечного сокращения и расслабления с поддержкой АТФ связаны с процессом выработки резервного запаса макроэрга в виде креатинфосфата. Объем этого резерва в несколько раз превышает запас АТФ и в то же время способствует его генерации. Также помимо АТФ энергетическим источником для мышцы может выступать гликоген. К слову, на мышечные волокна приходится около 75% всего запаса данного вещества в организме.

Сравнение эксцентрического и концентрического тренинга

Проводилось множество исследований, сравнивающих эффект от концентрической и эксцентрической силовых тренировок. Каждое из них доказывает преимущества эксцентрического тренинга для ускорения наращивания мышечной массы и мощности. К примеру, одно из исследований выявило, что через сутки после эксцентрической тренировки количество клеток-сателлитов возросло на 27%, в то время как после концентрической осталось неизменно. При этом сателлиты образуются исключительно в мышечных волокнах, способных к быстрому росту, то есть способствуют укоренной гипертрофии.

Эксцентрический тренинг эффективен для наращивания мышечной массы и абсолютной силы, способен адаптировать и защитить мышцы от серьезных травм. В то же время такие тренировки травмоопасны, их стоит делать исключительно подконтрольно, используя рекомендации тренера. При правильном подходе к тренировкам результат не заставит себя долго ждать.

Основные белки миофибрилл

Типы

Схема, показывающая мышцы в расслабленном (выше) и сокращённом (ниже) положениях.

Основой всех типов мышечного сокращения служит взаимодействие актина и миозина. В скелетных мышцах за сокращение отвечают миофибриллы (примерно две трети сухого веса мышц). Миофибриллы — структуры толщиной 1-2 мкм, состоящие из саркомеров — структур длиной около 2,5 мкм, состоящих из актиновых и миозиновых (тонких и толстых) филаментов и Z-дисков, соединённых с актиновыми филаментами. Сокращение происходит при увеличении концентрации в цитоплазме ионов Ca2+ в результате скольжения миозиновых филаментов относительно актиновых. Источником энергии сокращения служит АТФ. КПД мышечной клетки около 50 %, мышцы в целом не более 20%. Максимальная сила мышц не достигается в реальных условиях; не все клетки мышцы используются одновременно и сокращаются с максимальной силой, иначе при сокращении многих скелетных мышц будут повреждены сухожилия или кости (что иногда и наблюдается при сильных судорогах). КПД мышцы также зависит от внешних условий; например, на холоде он значительно снижается, так как для организма важнее сохранить температуру тела.

Изометрическое сокращение

Основная статья: Изометрическое сокращение

Изометрическое сокращение мышцы создаёт напряжение без изменения длины. Пример можно найти, когда мышцы руки и предплечья захватывают объект; суставы руки не двигаются, но мышцы генерируют достаточную силу, чтобы предотвратить падение объекта.

Изотоническое сокращение

Основная статья: Изотоническое сокращение

При изотоническом сокращении напряжение в мышцах остаётся постоянным, несмотря на изменение длины мышц. Это происходит, когда сила сокращения мышц соответствует общей нагрузке на мышцы.

Концентрическое сокращение

При концентрическом сокращении мышечное напряжение является достаточным для преодоления нагрузки, а мышца укорачивается при сокращении. Это происходит, когда сила, создаваемая мышцей, превышает нагрузку, противодействующую её сокращению.

Эксцентрическое сокращение

См. также: Эксцентрическая тренировка

При эксцентрическом сокращении напряжение недостаточно для преодоления внешней нагрузки на мышцы и мышечные волокна, удлиняются при их сокращении. Вместо того, чтобы тянуть сустав в направлении сокращения мышц, мышца действует так, чтобы замедлить сустав в конце движения или иным образом контролировать перемещение груза. Это может происходить невольно (например, при попытке переместить вес, слишком тяжёлый для подъёма мышцы) или добровольно (например, когда мышца «сглаживает» движение или сопротивляется гравитации, как, например, во время ходьбы вниз). В краткосрочной перспективе силовые тренировки с участием как эксцентрических, так и концентрических сокращений, по-видимому, увеличивают мышечную силу больше, чем тренировки только с концентрическими сокращениями. Однако вызванное физическими упражнениями повреждение мышц также больше при удлинении сокращений.

Эксцентрические сокращения в движении

Эксцентрические сокращения обычно возникают как тормозящее усилие в противоположность концентрическому сжатию, чтобы защитить суставы от повреждения. Во время практически любого обычного движения эксцентрические сокращения помогают сохранять плавность движений, но также могут замедлять быстрые движения, такие как удар или бросок. Часть тренировки для быстрых движений, таких как качки во время бейсбола, включает в себя уменьшение эксцентрического торможения, позволяющего развивать большую мощность во время движения.