Как работают мышцы в организме. Виды и строение мышц человека

Движение является важнейшей функцией организма. Его осуществляет опорно-двигательный аппарат, в состав которого входят кости, служащие своеобразными рычагами, и мышцы , приводящие в действие эти рычаги. Мышцы сокращаются по команде из центральной нервной системы. При сокращении мышца укорачивается, в результате чего кости, к которым она прикрепляется, сближаются. Так изменяется положение частей тела относительно друг друга и относительно поверхности, на которую тело опирается.

В теле человека насчитывается около 400 скелетных мышц, участвующих благодаря способности к сокращению в выполнении различных движений. Мышцы составляют около 35-40% массы тела взрослого человека, однако у детей и людей старческого возраста этот показатель снижается до 25%, а у спортсменов достигает 50%. Рельеф человеческого тела определяется расположением и степенью развития мышц, в чем легко убедиться при сравнении тела атлета и обычного индивида.

Строение скелетной мышцы

Скелетная мышца построена из так называемой поперечнополосатой мышечной ткани. Основным рабочим элементом ее служит поперечнополосатое мышечное волокно, длина которого может составлять от нескольких миллиметров до 10-12 см при диаметре 12-100 мкм. Мышечное волокно содержит специальные образования - миофибриллы, которые и обусловливают его сокращение. Миофибриллы построены из правильно чередующихся темных и светлых дисков, что делает волокно «полосатым».

Мышечные волокна с помощью соединительной ткани объединяются в пучки, которые формируют сократимую часть мышцы, именуемую телом, или брюшком. Для прикрепления к костям у скелетной мышцы имеются сухожилия , построенные из плотной соединительной ткани, богатой коллагеном, и отличающиеся большой сопротивляемостью растяжению. В местах прикрепления сухожилий мышц на костях имеются различные отростки, шероховатости, бугорки и ямки, которые выражены тем лучше, чем крупнее и сильнее прикрепляющаяся к ним мышца. Снаружи каждая скелетная мышца покрыта плотным футляром - мышечной фасцией.

Нервы, по которым в скелетную мышцу приходит команда из центральной нервной системы, разделяются на тонкие веточки, достигающие каждого мышечного волокна. На мышечном волокне они образуют двигательное нервное окончание, которое служит для передачи нервного импульса, вызывающего сокращение волокна. Поскольку двигательное нервное окончание имеется на каждом мышечном волокне, сокращение скелетной мышцы происходит быстро, сильно и четко подчиняется воле человека. При этом потребляется много энергии, из которой только 1/4 преобразуется в механическую работу, а остальные 3/4 - в тепло. Именно сокращение мышц служит главным источником образования тепла в организме.

От нервной системы мышца получает также импульсы, регулирующие ее тонус, обмен веществ, рост и развитие. Информация о состоянии мышечных волокон воспринимается чувствительными нервными окончаниями, которые постоянно сигнализируют в центральную нервную систему о степени тонического напряжения мышц. В мелких мышцах, участвующих в выполнении тонких и точных движений, количество чувствительных нервных окончаний значительно больше, чем в крупных.

Строение мышечной ткани внутренних органов и сосудов

Помимо скелетных мышц мышечная ткань имеется в стенках внутренних органов и сосудов . Эта ткань отличается иным строением и называется гладкой мышечной тканью. Клетки этой ткани имеют веретеновидную форму и располагаются в стенках органов пластами. Специфической особенностью гладких мышц является их способность к автоматическим (не зависящим от воли человека) сокращениям, которые носят тонический характер (замедлены и распространяются на весь пласт клеток). Регулирует деятельность гладких мышц автономная (вегетативная) нервная система. Перистальтические движения кишечника, изменение просвета бронхов, протоков желез, увеличение тонуса сосудов и т. п. осуществляются при сокращении гладкой мышечной ткани в стенках этих органов. Особо выделяют мышечную ткань сердца, которая по строению сходна с поперечнополосатой, но сокращается автоматически и иннервируется автономной нервной системой.

Классификация скелетных мышц

Классификация скелетных мышц осуществляется по ряду признаков.

По форме и размерам
В зависимости от формы и размеров различают длинные и короткие, ромбовидные, квадратные, трапециевидные мышцы и т. п. Мышцы, расположенные на туловище, обычно имеют плоскую форму; они крупнее, занимают большие участки. Мышцы конечностей отличаются своей длиной, веретенообразной формой, нередко перистым строением, когда пучки мышечных волокон располагаются под углом к продольной оси мышцы (это увеличивает развиваемую мышцами силу). Мышцы с косым направлением волокон, прикрепляющихся к сухожилию с одной стороны, называются одноперистыми, с двух сторон - двухперистыми.

Различия мышц по форме тесно связаны с их функциональными особенностями. Длинные тонкие мышцы с малой площадью прикрепления к костям (например, мышцы, приводящие в движение пальцы кисти) участвуют в точных движениях с большой амплитудой. Короткие толстые мышцы могут преодолевать значительное сопротивление, но размах их движений невелик. Таких мышц много в области таза, позвоночника.

По направлению волокон
По направлению волокон различают прямые мышцы (мышечные волокна расположены параллельно продольной оси тела), косые, поперечные и круговые. Так, переднюю и боковые стенки живота образуют прямая мышца живота, наружная и внутренняя косые мышцы, а также поперечная мышца живота. Круговые мышцы образуют жомы (сфинктеры), располагающиеся вокруг естественных отверстий и каналов; при их сокращении отверстия закрываются. К таковым относятся, например, круговая мышца глаза , круговая мышца рта.

По выполняемой функции
По функции мышцы делят на сгибатели и разгибатели, отводящие и приводящие, вращатели кнаружи (супинаторы) и вращатели кнутри (пронаторы). По положению различают поверхностные и глубокие, наружные и внутренние мышцы и т. п. Указание на функцию и расположение мышцы часто входит в ее название: например, на передней поверхности предплечья располагаются круглый и квадратный пронаторы, лучевой и локтевой сгибатели запястья, поверхностный и глубокий сгибатели пальцев. Некоторые мышцы получили названия по их внешней форме (дельтовидная, ромбовидная, квадратная, зубчатая и т. п.), количеству головок (двуглавая, трехглавая, четырехглавая), положению (межреберные, подколенная), месту начала и прикрепления (плече-лучевая, грудино-ключично-сосцевидная).

По отношению к суставам
По отношению к суставам выделяют односуставные, двухсуставные и многосуставные мышцы - в зависимости от того, на сколько суставов они непосредственно действуют. Многосуставные мышцы обычно длиннее и располагаются более поверхностно, чем односуставные. По областям тела различают мышцы туловища, головы, шеи, верхних и нижних конечностей.

По взаимодействию с другими мышцами
Поскольку выполнение любого движения является результатом содружественного действия целого ряда мышц, принято выделять мышцы-синергисты и мышцы-антагонисты: первые совместно выполняют одно и то же движение в суставе (например, сгибают кисть), вторые участвуют в противоположных движениях (например, сгибают и разгибают кисть). Как правило, мышцы-синергисты расположены на одной поверхности конечности, а мышцы-антагонисты - на противоположных (например, сгибатели - на передней поверхности плеча и предплечья, разгибатели - на задней). Понятие синергизма и антагонизма мышц относится к их функциональной характеристике. Так, мышцы, работающие в одном движении как синергисты, в другом движении могут быть антагонистами. Согласование работы мышц достигается за счет координации их сокращений со стороны нервной системы.

Вспомогательные приспособления мышц

Для облегчения и повышения эффективности работы у мышц имеются вспомогательные приспособления: фасции, синовиальные сумки и мышечные блоки.

Фасции - это плотные соединительнотканные оболочки, которые в виде футляров покрывают отдельные мышцы или их группы. Фасции отграничивают мышцы, способствуя их независимому сокращению. Вместе с тем они служат местом прикрепления мышечных волокон и способствуют передаче мышечных усилий на костные рычаги. Синовиальные сумки представляют собой замкнутые полости, заполненные особой жидкостью. Расположены они между мышцами и костями в местах наибольшей механической подвижности тканей. Эти приспособления служат для облегчения скольжения мышц при их сокращении. Синовиальных сумок много в области коленного и плечевого суставов. В области суставов кисти и стопы синовиальные оболочки окружают многочисленные сухожилия, облегчая и направляя их движения. Блоки образуются в тех местах, где сухожилие мышцы меняет направление, перекидываясь через кость.

Сосуды и нервы в мышечных тканях

Сосуды и нервы обычно проникают в мышцу с внутренней стороны чаще в одном, реже - в нескольких местах, называемых воротами мышцы. В мышце кровеносные сосуды разветвляются до мельчайших капилляров, которые густой сетью оплетают каждое мышечное волокно. С кровью в мышцу поступают питательные вещества и кислород. В силу того, что мышцы обильно снабжаются кровью и легкодоступны для воздействия, они являются одним из наиболее распространенных путей введения лекарственных препаратов в организм человека. При внутримышечном введении лекарственное вещество быстро попадает в кровеносное русло и разносится по всему организму.

Биомеханические принципы работы мышц

Работу мышц рассматривают с позиций биомеханики. При сокращении мышца совершает механическую работу, определяемую как произведение силы мышцы на расстояние перемещения груза. Сила мышцы зависит от площади ее поперечного сечения и числа участвующих в сокращении мышечных волокон. Чем больше поперечник мышцы, тем она сильнее. Вспомните, как эффектно можно продемонстрировать натренированные бицепсы (то есть силу двуглавой мышцы плеча, от лат. musculus biceps brachii), согнув руку в локтевом суставе.

Для характеристики любого движения и участвующих в нем мышц используют принцип рычага. При этом рычаг первого рода называют рычагом равновесия (например, равновесие головы относительно позвоночника), а рычаг второго рода - рычагом силы (стопа во время подъема на цыпочки) или рычагом скорости (движения руки в локтевом суставе). Мышечная система постоянно работает против силы земного тяготения. В биомеханическом отношении любое перемещение тела в пространстве, а также сохранение его позы есть результат сложной координации сокращения отдельных мышц и согласования развиваемых мышечных усилий с силами тяготения, действующими на тело. Знание законов биомеханики особенно важно при изучении спортивных и других профессиональных движений.

Под действием физических тренировок увеличивается количество мышечных волокон, которые становятся толстыми и содержат большое количество миофибрилл, что свидетельствует о хорошем развитии их сократительного аппарата. Совершенствуется строение нервных окончаний, улучшается кровоснабжение мышцы. В результате тренировки увеличивается площадь поперечного сечения мышцы, что обусловливает рост ее силы. Специальные упражнения с использованием тренажеров позволяют развить определенные группы мышц. Таким образом, человек может изменять рельеф своего тела, моделируя его по собственному желанию.

Наверно большинству из нас, ведущий активный образ, будет полезно и интересно узнать про свои мышцы,про анатомию своего тела. Тем более, что вы уже поняли, что одного бега явно недостаточно для поддержания здоровья, особенно для достижения определенных результатов.

Если вы уже окончательно решили идти в тренажерный зал, то неплохо будет приобрести знания элементарной анатомии человека и функционального назначения основных мышц, узнать состав мышечных групп. Это необходимо для составления тренировочных занятий и выполнения правильной техники в упражнениях. Так как-же устроены мышцы и. что там можно тренировать?

Анатомия человека

Очень понятный и интересный ролик про анатомию человека, думаю, что будет понятно и интересно всем.

Для начала предлагаю вашему вниманию десять самых интересных фактов о мышцах, узнайте,почему тренировки мышц в более старшем возрасте необходимы даже больше, чем в молодом.

Характеристика мышц

Мышцы или мускулы — органы тела человека (животных), состоящей из мышечной ткани способной сокращаться под влиянием нервных импульсов, другими словами мышцы могут менять свой размер и причем быстро.

Поэтому основное свойство мышц, это возбуждаться и сокращаться, получая сигналы от нервной системы в виде потенциалов действия . Чем чаще проходят нервные импульсы, чем чаще мы стимулируем мышцу, тем чаще происходит сокращение мышцы.

Можно поднять, например, руку медленно, а можно и быстро. Мы можем управлять своими мышцами. Но всему есть предел, и поэтому если сигналы в мышцу приходят слишком часто.то мышца не успевает расслабиться. Пример тому выполнение упражнения в Поднимая руку с грузом, я заставляю руку находиться в одном каком-то напряженном положении. Импульсы идут очень быстро и мышца не успевает расслабиться.

Нервная система, в свою очередь, обеспечивает связь головного и спинного мозга с мышцами. От исправной и слаженной работы цепи «мозг - нервная система - мышцы» зависит не только ваш внешний вид, но и правильное функционирование отдельных систем, органов и организма в целом.

Мышцы предназначены для выполнения различных действий: движения тела, сокращения голосовых связок, дыхания. Мышцы состоят из упругой, эластичной мышечной ткани, которую, в свою очередь, представляют клетки миоциты (мышечные клетки). Для мышц характерно утомление, которое проявляется при интенсивной работе или нагрузке. Например, при длительном беге. Поэтому, чтобы достичь каких-то результатов надо в первую очередь тренировать мышцы. Для бегуна, например, это мышцы ног.

Масса мышц взрослого человека составляет примерно 42%. У новорожденных - чуть больше 20%. С возрастом масса мышц уменьшается до 30%, а жира становится больше.

В теле человека 640 мышц (в зависимости от метода подсчёта дифференцированных групп мышц, их общее число определяют от 639 до 850). Самые маленькие прикреплены к мельчайшим косточкам, расположенным в ухе. Самые крупные - большие ягодичные мышцы, они приводят в движение ноги.

Самые сильные мышцы - икроножные и жевательные.

Икроножная мышца. Жевательная мышца

Самая длинная мышца человека - портняжная - начинается от передней верхней ости крыла подвздошной кости (передне-верхние отделы тазовой кости), спиралевидно перекидывается спереди через бедро и прикрепляется сухожилием к бугристости большеберцовой кости (верхние отделы голени).

По форме мышцы очень разнообразны. Чаще всего встречаются веретенообразные мышцы, характерные для конечностей, и широкие мышцы - они образуют стенки туловища. Если у мышц общее сухожилие, а головок две или больше, то их называют двух-, трёх- или четырёхглавыми.

Мышцы и скелет определяют форму человеческого тела. Активный образ жизни, сбалансированное питание и занятие спортом способствуют развитию мышц и уменьшению объёма жировой ткани. Мышечная масса у ведущих тяжелоатлетов составляет 55-57 % веса тела.

Типы мышц

В зависимости от особенностей строения мышцы человека делят на 3 типа или группы:

Первая группа мышц - скелетные, или поперечнополосатые мышцы . Скелетных мышц у каждого из нас более 600. Мышцы этого типа способны произвольно, по желанию человека, сокращаться и вместе со скелетом образуют опорно-двигательную систему.

Общая масса этих мышц составляет около 40 % веса тела, а у людей, активно развивающих свои мышцы, может быть ещё больше. С помощью специальных упражнений размер мышечных клеток можно увеличивать до тех пор, пока они не вырастут в массе и объёме и не станут рельефными.

Сокращаясь, мышца укорачивается, утолщается и движется относительно соседних мышц. Укорочение мышцы сопровождается сближением её концов и костей, к которым она прикрепляется. В каждом движении участвуют мышцы как совершающие его, так и противодействующие ему (агонисты и антагонисты соответственно), что придаёт движению точность и плавность.

Второй тип мышц, который входит в состав клеток внутренних органов, кровеносных сосудов и кожи, - гладкая мышечная ткань , состоящая из характерных мышечных клеток (миоцитов). Короткие веретеновидные клетки гладких мышц образуют пластины. Сокращаются они медленно и ритмично, подчиняясь сигналам вегетативной нервной системы. Медленные и длительные их сокращения происходят непроизвольно, то есть независимо от желания человека.

Гладкие мышцы, или мышцы непроизвольных движений, находятся главным образом в стенках полых внутренних органов, например пищевода или мочевого пузыря. Они играют важную роль в процессах, не зависящих от нашего сознания, например в перемещении пищи по пищеварительному тракту.

Отдельную (третью) группу мышц составляет сердечная поперечнополосатая (исчерченная) мышечная ткань (миокард). Она состоит из кардиомиоцитов. Сокращения сердечной мышцы не подконтрольны сознанию человека, она иннервируется (иннервация, это снабжение органов и тканей нервами) вегетативной нервной системой.

Скелетная мышца. Строение.

Скелетные мышцы крепятся к нашим костям. К кости крепится не сама мышца, а то, что называют- сухожилие. Последнее состоит из плотной соединительной ткани. В большинстве случаев сухожилие расположено по обоим концам мышцы. Сухожилие само по себе не растяжимо и оно не может сокращаться. Это просто соединительная ткань, при помощи которой мышца крепится к кости. Сухожилие можно порвать или потянуть. это все очень болезненно и лечение, как правило, длительное.

Если посмотреть на срез мышцы. то видно, что мышца состоит из пучков. Если рассматривать строение пучков, то видно, что они состоят из мышечных волокон. Мышечные волокна состоят из отдельных клеток.

Значит, еще раз — мышечные клетки объединяются в мышечные волокна. волокна объединяются в мышечные пучки, пучки объединяются в целую мышцу.

Скелетная мышца состоит не только из поперечно-полосатой мышечной ткани, но и из различных видов соединительной ткани, нервной ткани, эндотелия и сосудов. Однако преобладает поперечнополосатая мышечная ткань, благодаря сократимости которой мышцы и являются органами сокращения, производя движения. Сила мышцы зависит от количества входящих в её состав мышечных волокон и определяется площадью физиологического поперечника. Другими словами, более толстая и массивная мышца производит большую силу.

Мышечная клетка. Тонкое строение.

Большую часть клетки занимают миофибриллы. Миофибриллы можно перевести как мышечный канат, веревка или нить. Кому как удобнее и понятнее. В общем-то, вот эти миофибриллы и сокращаются.

В поперечно-полосатой мускулатуре клетки многоядерные. На картинке видно много ядер. Ядра большие, так как они получились в процессе слияния множества клеток.

В мышцах имеется так же множество митохондрий, так как мышцам нужна постоянно энергия. Митохондрии ее вырабатывают в виде АТФ. Помните, чем больше митохондрий в мышцах, тем выносливее человек. Еще говорят, набрал хорошую спортивную форму. В нетренированных мышцах миофибриллы расположены, рассеяно, а в тренированных они сгруппированы в пучки

Строение миофибриллы

Миофибриллы — цилиндрические нити толщиной 1 — 2 мкм, идущие вдоль от одного конца мышечного волокна до другого. Изолированная миофибрилла способна сокращаться (в присутствии АТФ), именно она и есть сократимый элемент мышечной клетки.

Состоят миофибриллы из чередующихся пучков параллельно расположенных толстых и тонких нитей, которые концами заходят друг на друга. Эти нити называются по другому-саркомерами. Толстые нити в два раза толще тонких, соответственно 15 и 7 нм.

Саркомер - базовая сократительная единица поперечнополосатых мышц, представляющая собой комплекс нескольких белков, состоящий из трёх разных систем волокон. Из саркомеров состоят миофибриллы.

Тонкие и толстые нити образованы белками. Толстые нити (микрофиламенты) состоят из белка миозина (синие нити на рисунке). Эти белки образуют двойную спираль с глобулярной(шаровидной) головкой на конце, присоединенной к очень длинному стержню.

Тонкие нити состоят из белков актина, тропонина и тропомиозина. Основной белок в данном случае актин . (красные нити на рисунке).

На рисунке, вверху, показана схематично, расслабленная мышца. Когда актин скользит вдоль миозина, то расстояние между между актиновыми нитями сокращается. Значит и мышца тоже сокращается. Внизу на рисунке-сокращенная мышца.

Таких, сокращающихся участков очень много. Миофибрилла состоит из такой актин-миозиновой системы, расположенной по всей длине миофибриллы. С помощью актинового белка и миозинового белка миофибрилла сокращается.

Для сокращения нужен кальций, естественно все это происходит с затратой энергии. Актин- миозиновые нити не могут скользить сами по себе, их приходится тащить с затратой энергии. Для этого нужна АТФ.

Чтобы мышца расслабилась нужен магний. Во время длительного бега, например марафона, с потом вымывается магний, что вызывает у бегунов судороги, для этого надо пить специальные напитки, содержащие все необходимые вещества.. Например, изотонические напитки. Самое простое и доступное средство, это регедрон, В нем есть все необходимые соли.

Управление мышцами или почему мышцы сокращаются?

Речь идет о все тех же скелетных мышцах. Все сигналы на какое либо действие идут от нашего головного мозга. Это своего рода центр управления. Но запрос поступает от спинного мозга. Головной мозг посылает сигнал или импульс двигательному нейрону который находится в спинном мозге на сокращение мышцы.

НЕЙРОН (нервная клетка), основная структурная и функциональная единица НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ, осуществляющая быструю передачу НЕРВНЫХ ИМПУЛЬСОВ между различными органами.

Нейрон

Двигательный нейрон разряжается потенциалом действия, который приходит к мышце, то есть дает сигнал мышце на сжатие или расслабление..

Разветвление на конце нейрона называется концевой пластинкой, вот эта концевая пластинка охватывает кусочек мышцы и в этом месте получается синапс, то есть должен быть налажен контакт или связь между нервом и мышечной клеткой.

Синапсы (от греч. sýnapsis - соединение, связь) , специализированные функциональные контакты между возбудимыми клетками, служащие для передачи и преобразования сигналов.

Нервы подходят к мышечным волокнам и управляют сокращениями.

Окончание нерва или нейрона выбрасывает медиатор. МЕДИАТОРЫ нервной системы (лат. mediator посредник; син.: нейротрансмиттеры, синаптические передатчики) - химические передатчики нервного импульса с нервного окончания на клетки периферических органов или на нервные клетки.

Если еще проще сказать, то это химическое вещество которое заставит мышцу что либо делать. Посредник между нервным окончанием или синапсом и мышечной клеткой. Этот медиатор связывается с мышцей и открывает в ней каналы. Каналы, это своего рода дороги по которым могут двигаться химические вещества — ионы.

Например, для того, чтобы соседний нерв принял сигнал, должны открываться каналы для натрия. Для сокращения мышцы должны открыться каналы для кальция. В клетку заходит просто куча кальция, мало того, используется кальций запасенный внутри клетки.Весь этот кальций заставляет актиновые и миозиновые белки скользить относительно друг друга. Мышца сокращается.

Когда потенциал действия исчезает, кальций возвращается в свои резервуары и мышца расслабляется.

Знание основ анатомии, строения собственного тела вместе с пониманием смысла и структуры тренировок позволяет повысить результативность занятий спортом во много раз - ведь любое движение, любое спортивное усилие совершается при помощи мышц. Кроме того, мышечная ткань является значительной частью массы тела - у мужчин на её долю приходится 42-47% от сухой массы тела, у женщин - 30-35%, при чём физические нагрузки, в особенности спланированные силовые тренировки увеличивают удельный вес мышечной ткани, а физическое бездействие - напротив, его уменьшает.

Виды мышц

В организме человека имеется три вида мышц:

• скелетные (их ещё называют поперечно-полосатыми);
• гладкие;
• и миокард, или сердечная мышца.

Гладкие мышцы формируют стенки внутренних органов и кровеносных сосудов. Их отличительной особенностью является то, что они работают независимо от сознания человека: усилием воли невозможно остановить, например, перистальтику (римичные сокращения) кишечника. Движения таких мышц медленные и однообраные, зато они непрерывно, без отдыха, работают всю жизнь.

Скелетная мускулатура ответственна за поддержание тела в равновесии и выполнение разнообразных движений. Вам кажется, что вы «просто» сидите в кресле и отдыхаете? На самом деле в это время десятки ваших скелетных мышц работают. Работой скелетной мускулатуры можно управлять усилием воли. Поперечно-полосатые мышцы способны быстро сокращаться и столь же быстро расслабляться, однако интенсивная деятельность сравнительно быстро приводит к их утомлению.

Сердечная мышца уникальным образом сочетает в себе качества скелетной и гладкой мускулатуры. Так же как и скелетные мышцы, миокард способен иненсивно работать и быстро сокращаться. Так же как и гладкие мышцы, он практически неутомим и не зависит от волевого усилия человека.

Кстати, силовые тренировки не только «лепят рельеф» и увеличивают силу наших скелетных мышц - они также косвенно улучшают и качество работы гладкой мускулатуры и сердечной мышцы. Кстати, это привордит и к эффекту «обратной связи» — укреплённая, развитая путём тренировок выносливости сердечная мышца работает интенсивнее и эффективнее, что выражается в улучшении кровоснабжения всего организма, в том числе и скелетных мышц, колторые благодаря этому могут переносить ещё большие нагрузки. Тренированные, развитые скелетные мышцы формируют мощный «корсет», поддерживающий внутренние органы, что играет не последнюю роль в нормализации процессов пищеварения. Нормальное пищеварение в свою очередь означает нормальное питание всех органов тела, и мышц в частности.

Различные типы мышц отличаются по своему строению, мы же рассмотрим подробнее строение скелетной мышцы, как связанной непосредственно с процессом силовой тренировки.

Заострим внимание на скелетных мышцах

Основной структурной составляющей мышечной ткани является миоцит - мышечная клетка. Одной из отличительных черт миоцита является то, что его длина в сотни раз превосходит его поперечное сечение, поэтому миоцит называют также мышечным волокном. От 10 до 50 миоцитов соединяются в пучок, а из пучков формируется собственно мышца - в бицепсе, например, до миллиона мышечных волокон.

Между пучками мышечных клеток проходят мельчайшие кровеносные сосуды - капилляры, и нервные волокна. Пучки мышечных волокон и сами мышцы покрыты плотными оболочками из соединительной ткани, которые на концах своих переходят в сухожилия, прикрепляющиеся к костям.

Основное вещество мышечной клетки называется саркоплазмой. В неё погружены тончайшие мышечные нити - миофибриллы, которые и являются сократительными элементами мышечной клетки. Каждая миофибрилла состоят из тысяч элементарных частиц - саркомеров, основной особенностью которых является способность сокращаться под воздействием нервного импульса.

В ходе целенаправленных силовых тренировок увеличивается как количество миофибрилл мышечного волокна, так и их поперечное сечение. Сначала этот процесс приводит к увеличению силы мышцы,затем - и к увеличению её толщины. Однако количество самих мышечных волокон остаётся прежним - оно обусловлено генетическими особенностями развития организма и в течении жизни не меняется. Отсюда можно сделать вывод и о различных физических перспективах спортсменов - те из них, чьи мышцы состоят из большего количества волокон, имеют больше шансов увеличить толщину мышц за счёт силовых тренировок, чем те спортсмены, чьи мышцы содержат меньше волокон.

Итак, сила скелетной мышцы зависит от её поперечного сечения - то есть от толщины и количества миофибрилл, формирующих мышечное волокно. Однако возрастают показатели силы и мышечной массы не одинаково: при увеличении мышечной массы в два раза, сила мышц становится в три раза большей, и единого объяснения этого феномена у учёных пока что нет.

Типы волокон скелетной мышцы

Волокна, формирующие скелетные мушцы, делятся на две группы: «медленные», или ST-волокна (slow twitch fibers) и «быстрые», FT-волокна (fast twitch fibers). ST-волокна содржат большое количество белка миоглобина, имеющего красный цвет, поэтому их ещё называют красными волокнами. Это - выносливые волокна, но работают они при нагрузке в пределах 20-25% от максимальной силы мышц. В свою очередь, FT-волокна содержат мало миоглобина, поэому их называют ещё «белыми» волокнами. Они сокращаются в два раза быстрее «красных» волокон и способны развить в 10 раз большую силу.

При нагрузках менее 25% от максимальной мышечной силы сначала работают ST-волокна, а потом, когда наступит их истощение - в работу включаются FT-волокна. Когда и они израсходуют энергетический ресурс, наступит их истощение и мышце потребуется отдых. Если же нагрузка изначально велика - одновременно работают оба вида волокон.

Однако не стоит ошибочно ассоциировать типы волокон со скоростью движений, которые выполняет человек. То, какой тип волокон преимущественно задействован в работа в данный момент, зависит не от скорости выполняемого движения, а от усилия, которое необходимо затратить на данное действие. С этим связано и то обстоятельство, что разные типы мышц, выполняющие различные функции, имеют пазное соотношение ST- и FT-волокон. В частности, бицепс - мышца, выполняющая преимущественно динамическую работу, содержит больше FT-волокон, чем ST. Напротив, камбаловидная мышца, испытывающая в основном статические нагрузки, состоит главным образом из ST-волокон.

Кстати, как и общее количество мышечных волокон, соотношение ST/FT волокон в мышцах конкретного человека является генетически обусловленным и сохраняется постоянным на протяжении всей жизни. Это также объясняет врождённые способности к определённым видам спорта: у самых «талантливых», выдающихся бегунов-спринтеров икроножные мышцы на 90% состоят из «быстрых» волокон, а у марафонцев - напротив, до 90% этих волокон - медленные.

Впрочем, несмотря на то, что природное количество мышечных волокон, а также соотношение их быстрой и медленной разновидностей изменить невозможно, грамотно спланированные и настойчивые тренировки заставят мышцы приспособляться к нагрузкам и непременно принесут результат.

Мышцы состоят из длинных мышечных волокон, которые крепятся к костям при помощи сухожилий. Волокна состоят из миллионов мышечных клеток, к которым подходят капилляры для их питания и нервные окончания для управления их работой.

Когда говорят «мышцы», обычно имеют в виду скелетные мышцы. Еще бывают гладкие мышцы, из которых состоят стенки некоторых внутренних органов, а так же сердечная мышца. Сердечная мышца по строению очень похожа на скелетную, но в нее встроен , благодаря которому сердце непрерывно работает на протяжении всей жизни человека.

Мышечная клетка состоит из множества маленьких секций - саркомеров. Саркомер выглядит как трубочка, к боковым стенкам которой внутри прикреплены длинные нити белка миозина, как щетина у зубной щетки. А в середине параллельно этим нитям находятся нити белка актина, которые состоят из множества цепочек, заканчивающихся головкой. Выглядят они как маленькие гусеницы с лапками.

Когда на нервное окончание приходит импульс - это сигнал к действию, надо сокращать мышцу. Запускается химическая реакция, которая притягивает головки актина к нитям миозина, после чего головка сгибается и подтягивает нити миозина и актина друг к другу.

В результате этого нити миозина подтягиваются друг к другу и саркомер сокращается. Получается, что маленькие гусеницы ножками идут по щетине двух зубных щеток и притягивают их друг к другу.

Сила сокращения каждой отдельной такой клетки очень мала. Но поскольку в мышце их огромное количество, и сила складывается, мышца в целом может развивать большое усилие.

В расслабленном состоянии головки актина отцепляются от миозина и саркомер разъезжается обратно.

Вот так это выглядит в движении:

Почему мышцы болят

Бывает совсем уж неприятная боль в мышцах - когда сводит ногу ночью или в воде. Обычно это связано с нарушенным обменом веществ, недостатком калия, магния, кальция, натрия или воды, плохим кровообращением.

Очень часто после серьезных нагрузок мышцы на следующий день начинают болеть. Раньше в этом обвиняли молочную кислоту - продукт химической реакции во время работы мышцы. Но на самом деле вся молочная кислота уходит из мышц почти сразу после нагрузок.

При больших нагрузках часть мышечных клеток повреждается. Но в этом нет ничего страшного, если нет действительно серьезных травм: мышцы быстро восстанавливаются и даже при этом увеличиваются в объеме и наращивают силу. Результатом этой восстановительной деятельности является неприятная нудящая боль. Мазохистское удовольствие от боли в мышцах оправдано: вы же в это время становитесь сильнее.

Когда человек двигается, он обычно и не подозревает, что в его организме происходит огромное количество механических и химических процессов.

Тысячи реакций складываются в сокращение клеток мышечной ткани, и мы идем на работу или занимаемся чем-то более приятным.

Собственно, даже когда человек спит, мышцы работают: спящий дышит, бьется его сердце.

Так за счет чего работают наши мышцы?

АТФ и АДФ

Главное, что нужно для работы мышц - энергия . Закон сохранения которой никто не отменял.

Единственный источник энергии, находящийся прямо в мышцах - это вещество с трудновыговариваемым названием аденозинтрифосфорная кислота . Для удобства непосвященных химики называют его тремя буквами - АТФ. При расщеплении АТФ выделяется довольно много энергии и образуется аденозиндифосфорная кислота . Или сокращенно - да, правильно, АДФ.

Еще три буквы

Но вот беда - запаса АТФ в мышцах хватает буквально на доли секунды. За запасом АТФ в мышцах следит еще специальное вещество, креатининфосфат . Его тоже называют тремя буквами: КрФ. Он восстанавливает АДФ до АТФ и позволяет некоторое время продержаться. Это анаэробный процесс, он протекает без участия кислорода.

Но и КрФ хватает ненадолго - всего на 5-6 секунд. Зато процесс подпитки мышц энергией при помощи КрФ самый эффективный и быстрый . И этих секунд хватает для стартового рывка, для начального движения, пока остальные процессы поставки энергии в мышцы не успели включиться. Чем больше мышечная масса - тем больше КрФ. Понятно, почему «качки» такие сильные - и почему так ненадолго.

Гликоген

Если же нам нужно поработать больше 5-6 секунд (понимаю, что обычно лень - но приходится), то включается следующая система. Она называется гликолитической . Ее суть в том, что в организме начинают расщепляться глюкоза и запасенный в основном в печени резервный углевод гликоген. То есть, углеводы .

Этот процесс тоже происходит без участия дыхания . Но и его хватает от силы минуты на три. Поэтому, если вы за кем-то гонитесь, постарайтесь его догнать за это время, иначе будет сложнее.

Аэробное окисление

Если уж приходится поработать больше трех минут (бывает в жизни и такое), то тогда нам придется дышать. Ибо продолжительную работу мышц обеспечивает процесс, называющийся окислительным фосфорилированием .

Он возможен только при достаточном снабжении мышц кислородом . В этом процессе расщепляются и углеводы , и жиры . Если работа у нас интенсивная и мощная, то сжигаются углеводы , а, если работа низкоинтенсивная и продолжительная, то сжигаются жиры .