Строение клетки мышцы

Упражнения

Последовательность включения в работу волокон разных типов

Мышечное волокно – единая клетка с тонкими (актиновыми) и толстыми (миозиновыми) нитями, окруженными митохондриями. Нити имеют возможность взаимодействовать на небольших участках волокон, это пространство называется саркомером и суммарно составляет 30% длины мышечного волокна, таким образом, мышца может сократиться лишь на 30% своей длины.

Механизм сокращения мышц (теория скользящих нитей 1954 г.): в покое зона взаимодействия наполнена «тормозной жидкостью» — ионами магния (Mg2 ), что позволяет не затрачивать энергию в покое. При проходе возбуждающего импульса, ионы кальция выходят из цистерны в зону взаимодействия и снимают «тормоза» с актиновых нитей и активируют центры миозиновых молекул, после чего происходит сокращение. После окончания стимуляции кальций возвращается в цистерны, происходит расслабление.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

В процессе работы мышц в качестве источника энергии выступает глюкоза (гликоген) и жирные кислоты при достаточной концентрации кислорода. Мышцы способны накапливать аденозинтрифосфат (источник энергии), но этих запасов в мышце хватает только на восемь одиночных сокращений. Для ресинтеза АТФ организм использует запасы креатинфосфата – накопитель-передатчик энергии от митохондрий к акто-миозиновым комплексам.

Костно-мышечная система человека. Рост и развитие мышц и костей тесно связанны – кости являются точкой опоры и складом кальция для мышц, а мышцы, в свою очередь, регулируют питание и рост костей в длину до 25 лет. Мышца прикрепляется сухожилием к надкостнице и при сокращении натягивает ее, создавая «поднадкостничное пространство», обменные процессы в котором значительно более интенсивны.

Название быстрое или медленное волокно вовсе не означает, что быстрые движения осуществляются только белыми мышечными волокнами, а медленные – только красными. Для включения в работу тех или иных мышечных волокон имеет значение лишь сила, которую нужно приложить для осуществления движения и ускорение которое нужно придать телу.

Разберем последовательность включения в работу разных типов мышечных волокон на примере бега. Первыми при начале движения в работу всегда включаются медленные красные волокна. Если требуется легкое усилие, не превышающее 25% от максимума, как, например, при беге трусцой, то работа будет осуществляться за счет их сокращений.

Такая работа может осуществляться долго, потому что красные волокна обладают большой выносливостью. По мере увеличения интенсивности нагрузки свыше 20-25% (например, мы решили бежать быстрее), в работу будут включаться быстрые окислительно-гликолитические волокна (FTO-волокна). Когда интенсивность нагрузки возрастет еще больше, к работе начнут подключаться и быстрые гликолитические волокна (FTG-волокна).

При нагрузке более 40% от максимума (например во время финального рывка) работа будет выполняться именно за счет быстрых FTG-волокон. Белые гликолитические волокна – самые сильные и быстросокращающиеся, но из-за накопления молочной кислоты, появляющейся в процессе гликолиза, они быстро утомляются. Поэтому мышцы не могут долго работать в режиме нагрузки высокой интенсивности.

Строение клетки мышцы

А что если мы не плавно набираем скорость, а, например, плывем спринт 50 метров или поднимаем штангу? В таком случае, при резких, взрывных движениях промежуток между началом сокращения медленных и быстрых мышечных волокон минимальный и составляет всего несколько миллисекунд. Получается, что оба типа мышечных волокон начинают сокращаться практически одновременно.

Что мы получаем: при длительной нагрузке в умеренном темпе, работают в основном красные волокна. Благодаря их аэробному способу получения энергии, при длительной аэробной нагрузке (более получаса), сжигаются не только углеводы, но и жиры. Поэтому можно похудеть на беговой дорожке или плавая на стайерские дистанции и сложно это сделать на занятиях с высокоинтенсивной нагрузкой, например на тренажерах.

Зато на тренировках, имеющих целью увеличение силы, мышцы прибавляются в объеме значительно больше, чем при аэробных тренировках на выносливость. Это происходит в основном за счет утолщения быстрых волокон (исследования показали, что красные мышечные волокна обладают слабой способностью к гипертрофии.

Строение мышц человека

Каждая скелетная мышца состоит из множества тонких мышечных волокон, толщиной 0,05-0,11 мм и длиной до 15 см. Мышечные волокна собраны в пучки по 10-50 штук, окруженные соединительной тканью. Сама мышца тоже окружена соединительной тканью (фасцией). Мышечные волокна составляют 85-90% массы мышцы, остальную часть составляют кровеносные сосуды и нервы, проходящие между ними. Мышечные волокна плавно переходят на концах в сухожилия, а сухожилия крепятся к костям.

В саркоплазме (цитоплазме) мышечных волокон содержится множество митохондрий, которые выполняют роль электростанций, где проходят процессы обмена веществ и скапливаются вещества богатые энергией, а также другие вещества, необходимые для обеспечения энергетические потребностей. Каждая мышечная клетка имеет тысячи митохондрий, которые составляют 30-35% ее массы.

Митохондрии выстраиваются цепочкой вдоль миофибрилл, тонких мышечных нитей, благодаря которым и происходит сокращение-расслабление мышц. Одна клетка содержит обычно несколько десятков миофибрилл. Длина миофибриллы может достигать нескольких сантиметров, а масса всех миофибрилл мышечной клетки составляет около 50% ее общей массы.

Целенаправленные занятия физкультурой и спортом приводят к:

  • увеличению количества миофибрилл в мышечном волокне;
  • увеличению поперечного сечения миофибрилл;
  • увеличению размеров и количества митохондрий, снабжающих миофибриллы энергией;
  • увеличиваются запасов энергоносителей в мышечной клетке (гликогена, фосфатов и т.д.).

В процессе занятий сначала увеличивается сила мышцы, в последствии увеличивается толщина мышечного волокна, что в конечном итоге приводит к общему увеличению поперечного сечения всей мышцы. Процесс увеличения толщины мышечных волокон называется гипертрофия, а уменьшения – атрофия.

Сила и мышечная масса увеличиваются не пропорционально: если мышечная масса увеличивается, например, вдвое, то мышечная сила при этом увеличится втрое.

Биопсии мышечной ткани показали более низкий процент миофибрилл в мышечных волокнах женщин, чем у мужчин (даже у спортсменок высокой квалификации). Вкупе со значительно более низким уровнем тестостерона (тестостерон заставляет “выжимать” из мужского организма максимум), традиционная у мужчин тренировка на увеличение мышечной массы с большими весами в малом числе повторений оказывается малоэффективной для большинства женщин.

Поэтому женщины и не могут нарастить огромные мышцы, как бы не старались. Количество мышечных волокон в конкретной мышце задано генетически и в процессе тренировок не изменяется. Поэтому человек с бОльшим количеством мышечных волокон в конкретной мышце имеет бОльший потенциал для развития этой мышцы, нежели другой человек, имеющий меньшее количество мышечных клеток в этой мышце.

В теле человека выделяют основные группы мышц:

  • Мышцы туловища, к ним относят – мышцы шеи, спины, грудные и мышцы живота.
  • Мышцы верхних конечностей – мышцы плеча, дельтовидная группа, мышцы предплечья, кистей.
  • Мышцы нижних конечностей (ног) – ягодичные, четырехглавые, двуглавые мышцы бедра, приводящие, мышцы голени и стоп.
Мышцы человека схема с названиями - вид спереди
Атлас мышц человека — вид спереди:
1 — Лестничная мышца;
2 — Большая грудная мышца;
3 — Передняя дельтовидная мышца;
4 — Клювовидно плечевая мышца;
5 — Прямая мышца живота;
6 — Наружная косая мышца живота;
7 — Локтевой сгибатель запястья;
8 — поперечная мышца живота;
9 — Лучевой сгибатель запястья;
10 — Портняжная мышца;
11 — Прямая мышца бедра;
12 — Латеральная мышца бедра;
13 — Медиальная широкая мышца бедра;
14 — Передняя большеберцовая мышца;
15 — Малоберцовая мышца;
16 — Длинный разгибатель большого пальца стопы;
17 — Мышца, приводящая большой палец стопы;
18 — Грудино-ключично-сосцевидная мышца;
19 — Малая круглая мышца;
20 — Передняя зубчатая мышца;
21 — Двуглавая мышца плеча;
22 — Внутренняя косая мышца живота;
23 — Круглый пронатор;
24 — Сгибатель пальцев;
25 — Лучевой разгибатель запястья;
26 — Длинный сгибатель большого пальца кисти;
27 — Напрягатель широкой фасции бедра;
28 — Подвздошно-поясничная мышца;
29 — Подвздошная мышца;
30 — Гребенчатая мышца;
31 — Длинная приводящая мышца;
32 — Тонкая мышца;
33 — Икроножная мышца;
34 — Камбаловидная мышца;
35 — Разгибатель пальцев;
36 — Сгибатель пальцев.

Атлас мышц человека — вид сзади:1 — Полуостистая мышца;2 — Трапециевидная мышца;3 — Подостная мышца;4 — Средний дельтовидный пучок мышц;5 — Задний дельтовидный пучок мышц;6 — Подлопаточная мышца;7 — Малая круглая мышца;8 — Ромбовидная мышца;9 — Трехглавая мышца плеча;10 — Локтевая мышца;11 — Многораздельная мышца;

12 — Верхняя близнецовая мышца;13 — Квадратная мышца бедра;14 — Внутренняя запирательная мышца;15 — Внешняя запирательная мышца;16 — Латеральная широкая мышца бедра;17 — Нижняя близнецовая мышца;18 — Большая приводящая мышца;19 — Подошвенная мышца;20 — Икроножная мышца;21 — Камбаловидная мышца;22 — Сгибатель пальцев;

Леонардо да Винчи - Изучение мышц человека

23 — Ременная мышца;24 — Мышца поднимающая лопатку;25 — Надостная мышца;26 — Большая круглая мышца;27 — Разгибающая мышца спины;28 — Широчайшая мышца спины;29 — Плечевая мышца;30 — Плечелучевая мышца;31 — Разгибатель пальцев;32 — Квадратная мышца поясницы;33 — Малая ягодичная мышца;34 — Средняя ягодичная мышца;

35 — Грушевидная мышца;36 — Подвздошно-большеберцовый тракт;37 — Большая ягодичная мышца;38 — Полусухожильная мышца;39 — Бицепс бедра;40 — Полуперепончатая мышца;41 — Задняя большеберцовая мышца;42 — Сгибатель большого пальца стопы;43 — Блок таранной кости;44 — Мышца, отводящая мизинца.Рассмотрим каждую группу и функции мышц подробно.

Таблица 2. Названий мышц туловища человека и их функции.

Мышечная группа Функции мышц В каких упражнениях и видах спорта активно включаются
Шея (грудинно-ключично-сосцевидная мышца). Наклон головы по сторонам, назад и вперед, поворот головы и шеи. Упражнения с отягощением для шеи. Борьба, бокс, футбол.
Большая грудная мышца: ключичная, грудинная. Приведение руки вперед, внутрь, вверх и вниз. Жимовые движения, отжимания от пола и на брусьях, сведения и разведения рук на блоках.
Прямая мышца живота. Наклон позвоночника вперед, разведение ребер. Все виды скручиваний из положения лежа по длинной и короткой амплитуде движения.
Большая передняя, зубчатая мышца. Поворот лопатки вниз, разведение лопатки, расширение грудной клетки, подъем рук Армейские жимы, пуловер. Тяжелая атлетика, метание, прыжки с шестом
Косые наружные мышцы живота. Сгибание позвоночника вперед и в стороны. Диагональные скручивания туловища, боковые наклоны. Толкание ядра, метание копья, теннис.
Трапециевидная мышца. Подъем и опускание плечевого пояса, передвижение лопаток, отведение головы назад и в стороны. Гребля, жимы вверх, стойка на руках. Тяжелая атлетика, гимнастика.
Широчайшие мышцы спины. Отведение руки вниз и назад, расслабление плечевого пояса, сгибание торса в стороны. Подтягивания на перекладинах и тяговые движения, гребля. Тяжелая атлетика, гимнастика.
Мышцы спины: надостная мышца, малая круглая мышца, большая круглая мышца, ромбовидная. Поворот рук наружу и внутрь, помощь в отведении рук, поворот, подъем и сведение лопаток Приседы, становая, гребля, толкание ядра, плавание, футбол.

Таблица 3. Мышцы верхних конечностей.

Мышечная группа Функции мышц В каких упражнениях и видах спорта активно включаются
Двуглавая мышца плеча. Сгибание рук в локтевых суставах, разворот кисти наружу. Сгибания рук – все виды, гребля, подтягивания, канат.
Клювовидно-плечевая мышц. Подъем рук. Жимы и разведение рук. Метание, боулинг, армрестлинг.
Плечевая мышца. Приведение предплечья. Сгибания локтей всеми хватами, канат, гребля.
Группа мышц предплечья: плечелучевая, длинный лучевой разгибатель кисти, локтевой разгибатель кисти, отводящая мышца, разгибатель большого пальца. Приведение предплечья к плечу, сгибание и выпрямление кисти и пальцев. Сгибание кистей, кистевые эспандеры, удержание веса пальцами, гиревой спорт, кроссфит.
Трехглавая мышца. Выпрямление руки и отведение назад. Разгибания – выпрямление рук в локтях, гребля, стойка на руках.
Группа дельтовидных мышц: передняя, средняя (боковая), задняя головка. Подъем рук. Жимы, подъемы, тяги свободного веса. Тяжелая атлетика, толкание, метание, гимнастика.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsru

Таблица 4. Мышцы нижних конечностей.

Мышечная группа Функции мышц В каких упражнениях и видах спорта активно включаются
Четырехглавая мышца бедра. Выпрямление ног в тазобедренных и коленных суставах, поворот ноги наружу и внутрь. Разгибание ног в колене, приседы и жимы ногами. Велоспорт, скалолазание, легкая атлетика, футбол, пауэрлифтинг.
Бицепс бедра: полуперепончатая, полусухожильная мышца. Сгибание ног, разгибание бедра. Сгибание ног в колене, тяги и гиперэкстензия.
Большая ягодичная мышца. Выпрямление и поворот бедра наружу. Тяжелая атлетика, лыжный спорт, велоспорт, плавание.
Икроножная мышца. Выпрямление стоп, напряжение ноги в колене. Подъем на носок, приседы в пол амплитуды. Прыжки, бег, велоспорт.
Камбаловидная мышца. Способствует разгибанию стопы. Подъем на носок сидя в тренажере.
Передняя большеберцовая, длинная малоберцовая мышца. Выпрямление, сгибание и поворот ступни. Подъем на носки и подъем пальцев стоп, стоя на пятке.

Классификация мышц тела человека

Мышцы человека и скелет образуют сложную систему опорно-двигательного аппарата, который по своей природе абсолютно уникален. Мышечная система состоит не только из скелетных мышц, но и гладких, а также сердечной мышцы (миокард). Принято считать, что мышц в теле человека, от самых мельчайших до крупных, около 640. Все они отличаются размерами, функциями и структурой.

Мышцы человека картинка

По форме мышцы различаются на:

  • длинные;
  • короткие;
  • широкие.

По направлению волокон делятся на мышцы:

  • с параллельными волокнами — длинные, веретенообразные и лентовидные мышцы;
  • с поперечными во­локнами;
  • с косыми волокнами – одноперистые, двуперистые.

По положению в теле делятся на:

  • поверхностные;
  • глубокие;
  • наружные;
  • внутренние;
  • медиальные;
  • латеральные.

Функциональные группы мышц при движении конечностей:

  • сгибатели;
  • разгибатели;
  • отводящие;
  • приводящие;
  • пронаторы;
  • супинаторы.

Относительно движения туловища различают:

  • сгибатели;
  • разгибатели;
  • наклоняющие (вправо – влево);
  • скручивающие (вправо – влево).

Строение мышцы

Также условно по типу взаимодействия при движении различают мышцы:

  • Агонисты – мышцы, выполняющие основную работу по заданному движению (главная мышца).
  • Синергисты – мышцы, помогающие главной осуществить заданное движение.
  • Антагонисты – мышцы, противодействующие заданному движению.
  • Стабилизаторы (фиксатор, нейтрализатор) – мышцы, удерживающие равновесие и безопасное положение суставов во время движения.

Красные и белые мышечные волокна

В зависимости от сократительных свойств, гистохимической окраски и утомляемости мышечные волокна подразделяют на две группы – красные и белые.

Красные мышечные волокна – это медленные волокна небольшого диаметра, которые используют для получения энергии окисление углеводов и жирных кислот (аэробная система энергообразования). Другие названия этих волокон: медленные или медленносокращающиеся мышечные волокна, волокна 1 типа, а также SТ-волокна (slow twitch fibres).

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 – это быстрые волокна большего по сравнению с красными волокнами диаметра, которые используют для получения энергии в основном гликолиз (анаэробная система энергообразования). Другие названия этих волокон: быстрые, быстросокращающиеся мышечные волокна, волокна 2 типа, а также FТ-волокна (fast twitch fibres).

Бицепс и трицепс мышцы антагонисты

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.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

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.

Быстрые волокна вносят основной вклад в достижение спортивных успехов в тех видах спорта, где требуется взрывная сила и развитие максимальной скорости в течении короткого времени: плавание на спринтерские дистанции, бег на короткие дистанции, бодибилдинг и пауэрлифтинг, тяжелая атлетика, бокс и боевые искусства.

Соотношение медленных и быстрых волокон в организме

В процессе исследований было установлено, что соотношение медленных и быстрых мышечных волокон в организме обусловлено генетически. У среднестатистического человека примерно 40-50% медленных и 50-60% быстрых мышечных волокон. Но каждый человек индивидуален, поэтому именно в Вашем организме могут преобладать, как красные, так и белые волокна.

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.

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

Параметры оценки

Тип мышечного волокна

FT-волокна (быстрые)

ST-волокна (медленные)

FTG-волокна

FTO-волокна

скорость сокращения

высокая

высокая

низкая

сила сокращения

очень большая

большая

незначительная

аэробная выносливость

плохая

хорошая

очень хорошая

реакционная способность.

быстрая

быстрая

медленная

диаметр волокна

большой

средний

малый

способность к гипертрофии

небольшая

небольшая

большая

способ получения энергии

гликолиз

гликолиз и окисление

окисление

продолжительность работы

низкая

средняя

высокая

содержание митохондрий

незначительные

средние

значительные

запасы фосфатов

значительные

средние

незначительные

отложения гликогена

значительные

средние-среднезначительные

среднее

жировые запасы

незначительные

незначительные-средние

средние-среднезначительные

капилляризация

незначительная

от хорошей до очень хорошей

очень хорошая

выполняемые функции

анаэробная работа: нагрузки в субмаксимальной зоне, проявление максимальной и скоростной силы

продолжительная анаэробная нагрузка средней интенсивности, довольно интенсивная аэробная нагрузка

аэробная работа, выносливость и силовая выносливость, статическая работа на опору и удержание

Оцените статью
avrora22.ru