Основные мышцы
Мышца состоит из поперечнополосатых мышечных волокон, количество которых определяет ее силу. Волокна объединены в пучки и окружены соединительной тканью, переходящую в сухожилия. При помощи сухожилий мышцы прикрепляются к костям.
Как известно, мышцы бывают двух видов: гладкие (выстилают стенки внутренних органов, кровеносных сосудов, кожи) и скелетные. Гимнастика тренирует скелетные мышцы. Начинать тренировку следует с упражнений, воздействующих на крупные группы мышц, а затем уже подтягивать более мелкие. Чтобы эффективно тренироваться, нужно иметь хотя бы общие понятия о мышечной системе человека, знать, какие функции выполняют те или иные мышцы и как их развивать (рис 1).
рисунок 1 (1)
1. Двуглавая мышца плеча (бицепс). Расположена на передней поверхности плеча. Эта мышца сгибает руку в локтевом суставе, участвует в повороте предплечья наружу.
2. Мышцы шеи. Наклоняют голову вперед, назад, в стороны, поворачивают влево и вправо.
3. Трапециевидная мышца. Поднимает и опускает плечи, приближает лопатки к позвоночнику, отклоняет голову назад.
4. Дельтовидная мышца. Принимает участие в поднимании руки вперед, в сторону и отведении назад.
5. Большие грудные мышцы. Расположены в верхней части грудной клетки по обе стороны от грудинной кости. Эти мышцы приближают руки к туловищу, скрещивают перед грудью.
6. Мышцы предплечья. Мышцы, находящиеся на внутренней стороне предплечья, сгибают пальцы и кисть, а находящиеся на наружной стороне разгибают их.
7. Прямая мышца живота. Расположена вдоль передней стенки брюшного пресса. Эта мышца сгибает туловище вперед.
8. Четырехглавая мышца бедра. Расположена на передней поверхности бедра. Разгибает ногу в коленном суставе, участвует в сгибании бедра в тазобедренном суставе.
9. Икроножная мышца. Расположена на задней поверхности голени. Эта мышца разгибает стопу.
10. Мышцы задней поверхности бедра (двуглавая мышца бедра). Эта мышца сгибает ногу в коленном суставе.
11. Наружная косая мышца живота. Находится сбоку брюшного пресса. Участвует при вращении и наклоне туловища.
12. Длинные спинные мышцы (разгибатели туловища). Эти мышцы располагаются вдоль всей спины, по обе стороны позвоночного столба. Они разгибают туловище, а также участвуют в наклонах туловища в стороны и вращениях.
13. Широчайшая мышца спины. Находится на задней поверхности грудной клетки. Приводит плечо к туловищу, вращает руку внутрь, тянет ее назад.
14. Трехглавая мышца плеча (трицепс). Расположена на задней поверхности плеча. Эта мышца разгибает руку в локтевом суставе.
рисунок 1 (2)
Мышечное сокращение
Прежде, чем человек выполняет любое движение, его мозг определяет сколько нейронов следует задействовать в этом. Принятое «решение» направляется из головного мозга вниз, в спинной мозг. Когда это послание достигает спинного мозга, нужные моторные нейроны берутся за дело, возбуждая мышцы. Последние сокращаются по команде моторных нейронов.
Моторный нейрон может возбудить от нескольких мышечных волокон до нескольких тысяч. Комбинацию моторного нейрона и управляемых им мышечных волокон называют моторной единицей. Наименьшие моторные единицы (малое количество мышечных волокон на один моторный нейрон) обычно находится в самых мелких мышцах, и наоборот. То есть, мышцы пальца имеют маленькие моторные единицы, а бицепс большие.
Каждое мышечное волокно состоит из миофибрилл, построенных из тонких и толстых протеинов (белков), называющихся актином и миозином. Сократительные свойства этих двух белков складываются, вызывая сокращение всей мышцы. Происходит это следующим образом: в небольшое пространство, которое отделяет моторный нейрон от мышечных волокон, активированным моторным нейроном выпускается медиатор ацетилхолин. Последний, двигаясь по вышеописанному пространству, достигает рецепторов на мышечной мембране. Это заставляет натрий быстро проникать в мышечную мембрану, а калий покидать ее, данный процесс называется деполяризацией.
Мышечная мембрана пронизывает мышечную ткань изнутри. Когда эта мембрана деполяризована, в мышце открываются каналы кальция. В результате последний проникает во внутриклеточное пространство мышцы. Кальций связывается с маленьким белком, тропонином, на актиновой нити, который в состоянии покоя блокирует движение миозина и актина. Закрепление кальция заставляет тропонин перемещать миозиновые и актиновые нити. В результате, с помощью АТФ, миозиновые и актиновые нити могут натягиваться, скользя мимо друг друга. Так происходит сокращение мышцы. Сочетание моторного нейрона и возбуждаемых им волокон мышцы называется «моторной единицей».
Мышечная мембрана пронизывает мышечную ткань изнутри. Когда эта мембрана деполяризована, в мышце открываются каналы кальция. В результате последний проникает во внутриклеточное пространство мышцы. Кальций связывается с маленьким белком, тропонином, на актиновой нити, который в состоянии покоя блокирует движение миозина и актина. Закрепление кальция заставляет тропонин перемещать миозиновые и актиновые нити. В результате, с помощью АТФ, миозиновые и актиновые нити могут натягиваться, скользя мимо друг друга. Так происходит сокращение мышцы. Сочетание моторного нейрона и возбуждаемых им волокон мышцы называется «моторной единицей».
Чем большее число моторных единиц вовлекается в работу, тем больше производимая мышцами сила, и тяжелее вес, который человек может поднять. То же самое относится к любой работе и спорту чем больше моторных единиц, тем быстрее спринт, резче рывок, выше прыжок и так далее. Тело человека не задействует моторные единицы лишь по его желанию, но можно обучить свою нервную систему привлекать к работе больший процент из всех доступных моторных единиц.
Среди множества подтипов можно выделить три основных типа моторных единиц:
1. Медленно сокращающиеся, которые производят небольшое количество силы в течение длительных периодов времени;
2. Быстро сокращающиеся и стойкие к усталости это выносливые единицы, производящие среднюю силу в течение умеренного времени;
3. Быстро сокращающиеся и быстро утомляющиеся это моторные единицы, способные производить большую силу в краткие промежутки времени.
Каждый тип моторных единиц работает с определенными мышечными волокнами:
Первый тип волокон небольшие волокна мышц, которые медленно сокращаются, зато очень выносливы. Они используются для работы, которая не требует значительных усилий.
Второй тип волокон мышечные волокна средних размеров, которые демонстрируют некоторую выносливость и некоторые силовые способности.
Третий тип волокон это самые большие мышечные волокна в теле, которые способны на самые серьезные силовые подвиги. Этот тип волокон используется волокна при подъеме максимального веса или спринтерском беге. Есть и другие гибридные моторные единицы, которые все вместе являются частью общей системы.
Нервы имеют различные размеры точно так же, как и мышечные волокна. Чем больше нерв в диаметре, тем быстрее он проводит электрические импульсы, которые заставляют мышцу сокращаться. Поэтому неудивительно, что самые большие мышечные волокна активизируются самыми большими моторными нейронами, а наименьшие моторные нейроны работают с наименьшими волокнами.
Самые большие волокна имеют наивысшие способности к росту, но для этого нужно работать с почти максимальными весами и/или в быстром темпе. Их рост рост стимулируется за счет использования «фактора истощения». Большие волокна устают быстрее других, уже после двух-трех повторений с весом в 90 процентов от вашего предельного максимума. Когда вы не заставляете работать эти большие, мощные, но быстро утомляющиеся мышечные волокна (делая много повторений с относительно легкими весами), вы не нарастите больших размеров мышц. Тренировка на выносливость, с большим количеством повторений, не требует большого уровня силы, поэтому ваше тело использует небольшие моторные единицы, а большие оставляет «в резерве». Маленькие мышечные волокна тоже могут расти, но далеко не так ощутимо, как большие волокна. Тело человека использует разные моторные единицы, от самых мельчайших до наибольших. Если задача требует небольшой силы, используются меньшие единицы, без использования больших. Но когда понадобится использование наибольших моторных единиц, то меньшие продолжат работать вместе с ними. Наше тело всегда стремится вовлекать моторные единицы в том же самом порядке, от мелких к средним, от средних к наибольшим.
Помимо скелетных мышц еще два других типа: сердечная мышца, которая управляет вашим сердцем, и гладкие мышцы, обеспечивающие работоспособность и поддержку внутренних органов. Они работают независимо от того, думаете ли вы о них или нет
Энергетика мышц
Мышцы состоят из взаимодействующих друг с другом толстых и тонких белковых нитей. Мышечные клетки окружены специальной оболочкой мембраной и состоят из большого количества миофибрилл. Последние погружены во внутриклеточную жидкость, которая и обеспечивает их энергетическими субстратами. Во внутриклеточной жидкости содержатся аденозинтрифосфат (АТФ), гликоген, фосфокреатин и гликолитические ферменты. Большое количество содержащихся в мышцах митохондрий являются своеобразными энергетическими «станциями». Они содержат различные ферменты ускорители биохимических процессов накопления энергии путем синтеза, или с образованием АТФ.