Как устроены и сокращаются мышцы. Анатомия мышц человека. Что к чему и почему

Прежде чем окунуться в мир бодибилдинга, необходимо понять в теории как наши мышцы работают, а потом уже создавать в тренажерном зале тело культуриста. Конечно, вы можете и не знать этого, и достигнуть хороших результатов в бодибилдинге, но все-токи любой уважающий себя культурист, который подходит к своему занятию профессионально, обязан знать, как работает его тело.

Статья писалась доступным языком, ничего лишнего, все самое необходимое, что должен знать атлет.

Как работают мышцы

В теле человека три типа мышц – гладкая и скелетная мускулатура, и мышца сердца. Гладкая мускулатура покрывает наши внутренние органы, и ее мы не сможем накачать. Скелетные мышцы, это те самые мышцы, которые качают изо дня в день культуристы.

Скелетная мускулатура состоит из волокон, а они в свою очередь состоят из мышечных клеток. В каждой мышечной клетке имеется два ядра, которые отвечают за деление и восстановление. За сокращение мышцы отвечают, так называемые миофибриллы (нити), которые содержаться в мышечных клетках. Количество миофибрилл в мышечной клетке может достигать до несколько тысяч. Таким образом, мышечные клетки формируют ткань, а она в свою очередь образовывает мышцу.

Наши мышцы содержат волокна, нервные окончание, сосуды. Сокращение мышцы происходит с помощью нервных импульсов, которые поступают от спинного мозга до мышечной ткани.

Сокращение мышц
Что бы нарастить мышцы нужно совершать большую работу в тренажерном зале, то есть сокращать свои мышцы. Сокращение мышц происходит путем передачи нервного импульса по пути - головной мозг - спинной мозг – нужные нам мышцы. Теперь понятно, почему повреждение спинного мозга так опасно.

Человек регулирует интенсивность сокращения мышц с помощью силы подаваемого импульса по нервным окончаниям.

Энергия мышц
Молекула АТФ (аденозинтрифосфат) - основной источник энергии мышечного сокращения. В процессе распада АТФ высвобождается энергия, которая дает импульс для сокращения мышц. Во время интенсивной работы расходуется АТФ, поэтому бесконечно нагружать себя невозможно.

Есть три основных источника АТФ это – креотинофосфат, глюкоза и окисление органических элементов.

Креотинофосфат расщепляется до креатина и фосфатной группы, которая в свою очередь прикрепляется к АДФ (аденозинфосфат), образуя АТФ.

Гликолиз – процесс расщепления гликогена, который содержится в мышцах. В результате образуются одна молекулы глюкозы и две молекулы молочной кислоты. Расщепление гликогена, так же как и распад креотинфосфата происходит без участия кислорода. Чем больше наш организм накопил гликогена, тем больше у нас будет энергии на тренировке.

И последний источник АТФ это - окисление органических веществ, которое протекает с активным участием кислорода. Сначала расщепляются углеводы, потом жиры. При работе на выносливость используется данный источник энергию.

Без мышц жизнь была бы невозможна. Сердцебиение, циркуляция крови, пищеварение, опорожнение кишечника, потоотделение, пережевывание пищи, зрение, движение - все эти процессы контролируются различными видами мышц.

Существуют три основных типа мышц в организме:

1. скелетные мышцы, которые произвольно1 сокращаются и прикреплены к различным костям опорно-двигательной системы;
2. гладкие мышцы, или непроизвольно2 сокращающиеся. К их числу относятся мышцы желудка, кишечника, кровеносных сосудов и т. д.;
3. сердечные мышцы.

Скелетные мышцы отличаются чрезвычайно сложной структурой. Самые мелкие элементы мышечной ткани - тонкие нити, называемые филаментами ; они представляют собой объединенные белковые цепочки актина и миозина. Из этих нитей образуются саркомеры (sarcos - «плоть», mere - «часть»). Те, в свою очередь, связываются в миофибриллы (myos - «мышцы», fibrillae - «крошечные волокна»), из которых и состоят мышечные волокна. А последние объединяются в пучки, образующие мышцы скелета.

Итак, последовательность такая: белковые цепочки - филаменты - саркомеры - миофибриллы - мышечные волокна - пучки мышечных волокон - мышцы скелета.

Потребность в энергии

Одной из основных характеристик мышц является то, что в них присутствует разветвленная сеть кровеносных сосудов, обеспечивающих наши мускулы питательными элементами и кислородом, а также избавляющих от отходов жизнедеятельности.

Мышечное сокращение - активный процесс, для которого необходима энергия.

Длина мышцы уменьшается за счет переплетения между собой белковых саркомер (актина и миозина), которые соединяются друг с другом подобно зубьям двух расчесок. Возникшее напряжение заставляет кости, к поверхности которых прикреплены мышечные связки, двигаться.

В любой мышце всегда есть активные волокна - в любое время, даже когда она бездействует. Сокращений этих мышечных волокон недостаточно для того, чтобы привести кость в движение, однако они поддерживают мышцы в постоянном напряжении. Это остаточное напряжение в скелетных мышцах и называется мышечным тонусом . Из-за недостатка мышечного тонуса мышцы могут выглядеть дряблыми и рыхлыми, однако даже незначительное напряжение заставляет их активизироваться. Именно благодаря мышечному тонусу бицепсы у крепких людей выглядят столь внушительно даже в расслабленном состоянии. Мышечный тонус сохраняет форму мышц, когда большая часть мышечных волокон расслаблена. Пока человек пребывает в покое, мышечный тонус способствует стабильному положению костей и суставов, тогда как при его отсутствии суставы лишаются подобной поддержки. Например, люди, которые из-за инсульта потеряли чувствительность в одной из рук, сталкиваются с тем, что плечо постоянно выходит из сустава под тяжестью руки. Дельтовидная (расположенная вокруг плечевого сустава) мышца становится настолько слабой, что уже не в состоянии удерживать многочисленные кости в суставной сумке.

Мышечный тонус также выступает в роли амортизатора, поглощающего часть энергии при резком ударе или толчке. Хороший мышечный тонус - необходимое условие для занятий спортом и физкультурой, которые нередко предполагают выполнение резких движений. Упражнения, в свою очередь, способствуют повышению мышечного тонуса.

Сокращение мышц

Существуют два вида сокращений мышцы - изотонические и изометрические.

При изотонических сокращениях внешняя и внутренняя нагрузки на мышцу остаются постоянными, но изменяются ее длина и поперечное сечение. Когда вы поднимаете груз с пола, ходите или бегаете, мышцы вашего тела совершают изотонические сокращения.

При изометрических сокращениях геометрия мышцы не меняется, так как она уже максимально сокращена. Такие сокращения наблюдаются, например, когда человек пытается сдвинуть неподвижный объект (скажем, стену), безуспешно старается поднять с пола что-то очень тяжелое или выполняет упражнения с сопротивлением.

Обеспечение мышц энергией

Для сокращения мышц требуется огромное количество энергии. Поэтому неудивительно, что в мышечной ткани протекает особый процесс получения энергии, который не представлен больше нигде в нашем организме. Активные клетки мышечной ткани содержат миоглобин, который по своей структуре напоминает гемоглобин в крови и также способен усваивать кислород и сохранять его для дальнейшего использования. Именно по этой причине самые активные скелетные мышцы отличаются ярко-красным цветом.

Кроме того, в клетках мышечной ткани в большом количестве имеются митохондрии (микроскопические заводы по производству энергии), которые вырабатывают энергетические молекулы - они же молекулы АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) - в процессе аэробного, то есть поглощающего кислород, преобразования молекул глюкозы. Однако, даже несмотря на это, нам порой не хватает энергии для удовлетворения потребностей мускулатуры. Так что мать-природа наградила мышцы двумя полезнейшими физиологическими характеристиками:

• способностью запасать глюкозу в виде гликогена, который в любой момент можно расщепить для удовлетворения возросших потребностей в энергии;
• способностью осуществлять анаэробное (без участия кислорода) преобразование глюкозы в энергетические молекулы и молочную кислоту.

Как видите, природа одарила скелетные мышцы удивительной способностью: те могут вырабатывать энергию самостоятельно, не дожидаясь помощи со стороны печени или других внутренних органов. Итак, скелетные мышцы:

• содержат особый белок, способный захватывать молекулы кислорода (миоглобин);
• могут осуществлять как аэробный, так и анаэробный распады глюкозы для получения энергии;
• хранят запасы гликогена (соединение на основе глюкозы);
• обладают разветвленной сетью кровеносных сосудов, поставляющих глюкозу и кальций, которые жизненно необходимы белкам мышечной ткани (мышцы не могут сокращаться без этих двух веществ). Также кровеносные сосуды помогают выводить из организма отходы жизнедеятельности, такие как диоксид углерода (углекислый газ).

При сокращении мышц увеличивается потребность в кислороде у всего организма, и тот забирает из крови большую его часть . Чтобы удовлетворить возросшую потребность в кислороде, учащаются дыхание и сердцебиение. Вот почему при выполнении интенсивных упражнений пульс подскакивает, а дыхание ускоряется. Даже после прекращения физической активности частота дыхания и сердцебиения какое-то время остаются повышенными, продолжая обеспечивать организм дополнительными порциями живительного кислорода.

Таким образом, физические упражнения - единственный естественный способ, позволяющий:

• улучшить кровообращение;
• заставить сердце качать кровь усерднее, тем самым повышая тонус сердечной мышцы;
• увеличить запасы энергии в организме;
• сжечь избыточный телесный жир и накопленный в организме сахар;
• придать дополнительный тонус мускулатуре тела, за счет чего улучшится общее самочувствие.

Избыточное потребление энергии

Единственное нежелательное последствие чрезмерного сокращения мышц при выполнении упражнений - накопление в мышечной ткани молочной кислоты.

В нормальных условиях глюкоза в клеточных митохондриях преобразуется в углекислый газ и воду с использованием молекул кислорода (см. стр. 31).

Когда мышцы становятся слишком активными, митохондрии не успевают вырабатывать достаточно энергии, в результате чего дополнительно образуются молекулы АТФ в процессе анаэробного (без участия кислорода) превращения глюкозы в молочную кислоту.

Если повышенная потребность в энергии сохраняется длительное время, а митохондрии не могут ее полностью удовлетворить из-за нехватки кислорода, то уровень молочной кислоты увеличивается. Это приводит к изменению химической структуры мышечных волокон, которые перестают сокращаться до тех пор, пока митохондрии не получат достаточно кислорода для того, чтобы быстро преобразовать молочную кислоту в углекислый газ и воду.

В целом этот побочный продукт неполного сжигания глюкозы - молочная кислота - вредит организму, особенно сердечной мышце.

Избыток молочной кислоты не только сопровождается спазмами и болями в мышцах, но и снижает общую работоспособность мышечной ткани, поскольку вызывает чувство усталости.

У спортсменов во время тренировок регулярно проверяют уровень молочной кислоты в организме, чтобы понять, насколько эффективно работают мышцы.

Усталость

Мышечной усталостью называют состояние, при котором мышцы больше не могут сокращаться. Главная причина - накопление молочной кислоты, которая препятствует нормальной работе мышц. Именно такой способ создала природа, чтобы помешать человеку бесконечно напрягать мышцы. Из-за этого марафонцы, особенно недостаточно тренированные, нередко сдаются на полпути, и далеко не все добегают до финишной прямой. Мышечная усталость предоставляет мышцам возможность восстановить запасы энергии и избавиться от отходов своей жизнедеятельности.

Любая физическая активность приводит к той или иной степени усталости. Самые маленькие мышцы, такие как мышцы глаз или кистей, устают гораздо быстрее, чем более крупные.

Те, кому доводилось подолгу писать рукой, прекрасно знакомы с ощущением, когда кисть устает настолько, что они больше не могут написать ни слова. Дети во время контрольных или экзаменов частенько стараются писать очень быстро, из-за чего их руки устают, начинают болеть, и им ничего не остается, кроме как прервать это занятие.

Потребность в отдыхе

Таким образом, необходимо чередовать периоды нагрузки и отдыха. Для этого природа одарила нас механизмом сна, благодаря которому мышцы имеют возможность ежедневно восполнять запасы энергии, восстанавливать любые повреждения, связанные с физическим износом, и избавляться от отходов жизнедеятельности, в том числе от молочной кислоты. Когда человек не высыпается и усердно трудится, расходуя отведенное на отдых время, мышцы теряют способность нормально функционировать и рано или поздно наступает изнеможение.

Как бы сильно нам того ни хотелось, мы не можем заставить свои мышцы работать с неизменной эффективностью продолжительный период. Именно поэтому спортсменам после соревнований рекомендуется полноценный отдых или здоровый сон.

Мышечная деятельность

Мышечная деятельность характеризуется такими параметрами, как сила - максимальное напряжение, которое способна создать отдельная мышца или группа мышц, и выносливость - промежуток времени, в течение которого человек в состоянии продолжать занятие, связанное с физической активностью.

Мышечная деятельность определяется двумя основными факторами: разновидностью задействованных мышечных волокон, а также уровнем физической подготовки человека.

Виды мышечных волокон

Миологи различают три основных типа волокон скелетных мышц в организме человека: быстрые, медленные и промежуточные.

Быстрые мышечные волокна

Из них состоит большая часть скелетных мышц. Своим названием эти мышечные волокна обязаны тому факту, что они способны моментально сокращаться после внешнего возбуждения (приблизительно уже через одну сотую долю секунды).

Такие волокна отличаются большим диаметром, состоят из плотно упакованных миофибрилл, обладают значительными запасами гликогена (форма, в которой глюкоза запасается в организме) и содержат относительно мало миоглобина и митохондрий. Они прекрасно справляются с быстрыми и резкими движениями.

Этим мышечным волокнам некогда ждать, пока до них доберется медленная кровь, так что капилляров в них очень мало. Такие мышцы сокращаются стремительно и с огромной силой, в связи с чем у них нет ни времени, ни возможности использовать кислород для производства энергии (поэтому в них низкая циркуляция крови, мало митохондрий и миоглобина). Они применяют оперативный и удобный анаэробный способ переработки глюкозы, в ходе которого как побочный продукт образуется пресловутая молочная кислота. Вот почему быстрые мышечные волокна устают очень быстро. Они справляются с поставленной задачей - и тут же теряют силы.

Спринтеры выкладываются на стометровке настолько, что у финишной прямой чуть ли не валятся с ног - в течение нескольких минут после этого им даже стоять удается с трудом. Если вскоре попросить их сделать еще один забег, то вы удивитесь, насколько хуже окажется результат. Плохо тренированные бегуны нередко сталкиваются с коликами - болезненными спазмами в боку.

Что касается выносливости, то быстрые мышцы уступают в этом другим видам мышечных волокон. Из-за малого количества кровеносных сосудов и пониженного содержания миоглобина они отличаются очень бледным цветом.

Медленные мышечные волокна

Их диаметр в два раза меньше, чем у быстрых волокон, а на сокращение у них уходит почти в три раза больше времени, но вместе с тем они могут работать гораздо дольше. Мышцы, состоящие из этих волокон, содержат изрядное количество миоглобина, обладают разветвленной сетью капилляров и множеством митохондрий, однако запасы гликогена в них минимальны (вот почему они не такие объемные).

Медленные мышечные волокна используют для получения энергии и другие источники: углеводы, аминокислоты и жирные кислоты.

Такие мышцы не очень сильны, но весьма выносливы: для удовлетворения своих умеренных потребностей в энергии они применяют аэробный процесс преобразования глюкозы, за счет чего устают не так быстро. Благодаря обильному кровоснабжению они получают достаточно кислорода, а продукты распада постоянно удаляются с кровью, так что медленные мышечные волокна способны нормально работать продолжительное время.

Медленные мышечные волокна отвечают за поддержание осанки, они могут подолгу оставаться сокращенными, при этом ничуть не уставая. Из-за большого содержания миоглобина и разветвленной сети капилляров мышцы, состоящие из медленных волокон, обладают темно-красным цветом.

Промежуточные мышечные волокна

По своим свойствам они находятся посередине между быстрыми и медленными мышечными волокнами. Они выносливее, чем быстрые волокна, но вместе с тем сильнее медленных .

Во время тренировок бегуны на длинные дистанции стараются разрабатывать мышечные волокна именно этого типа, так как они отличаются потрясающим сочетанием силы и выносливости.

Мышечные упражнения

С помощью правильно составленной программы тренировок можно запросто изменить тип мышечных волокон. Тяжелоатлеты и культуристы добиваются образования промежуточных мышечных волокон за счет быстрого сокращения бицепсов и других мускулов.

Пропорция мышечных волокон различных типов в мышце может меняться в зависимости от выбранной тренировочной программы.

Соотношение быстрых и медленных мышечных волокон определяется генетическими параметрами, однако относительное количество промежуточных волокон (по отношению к быстрым) можно увеличить.

Регулярные упражнения способствуют образованию дополнительного количества митохондрий, накоплению запасов гликогена и повышению концентрации белков и ферментов в мышечной ткани. Благодаря всем этим факторам мышцы увеличиваются в объеме.

Количество мышечных волокон, определяемое генетически, со временем не меняется, однако их состав (содержание белков, гликогена, ферментов, митохондрий) может измениться.

В большинстве человеческих мышц присутствуют мышечные волокна всех типов, из-за чего такие мышцы выглядят розовыми. Однако мышцы спины (а также икроножные мышцы) состоят в основном из медленных волокон, поэтому отличаются красным цветом и способны поддерживать осанку. Мышцам глаз и кистей рук, отвечающим за быстрые движения, присущ белый цвет, потому что в них меньше кровеносных сосудов и миоглобина.

Некоторые люди остаются худыми, сколько бы они ни ели и ни тренировались в спортзале . Они могут набрать только минимум мышечной массы. Такова их генетическая конституция. Борцы сумо за счет высококалорийной диеты и постоянных тренировок наращивают огромные запасы мышечной и жировой тканей.

Ранее советские спортсмены в большом количестве пьют кефир, так как вместе с ним в организм поступают цепочки аминокислот, необходимые для образования белков в мышцах. Они также принимали женьшень (особенно в Сибири) для увеличения мышечной силы и выносливости. Поэтому советские спортсмены были непобедимы в тяжелой атлетике и других дисциплинах на Олимпийских играх.

Чтобы набрать мышечную массу, некоторые спортсмены используют стероиды или тестостерон. Но даже в таких случаях мышцы увеличиваются в объеме лишь при условии регулярных изнурительных тренировок: простого способа «накачаться» не существует.

Не существует убедительных доказательств того, что прием стероидов и тестостерона полезен для «искусственного» набора мышечной массы, тогда как о вреде, причиняемом ими организму, всем давно и хорошо известно.

Мышцы могут не только расти, но и атрофироваться, особенно если их почти не задействовать в повседневной жизни. Они теряют массу. Это легко заметить по сломанной ноге, которая долгое время находилась в гипсе, из-за чего ею нельзя было двигать. Отдельные болезни, например полиомиелит, поражают нервы, приводя к параличу и атрофии тех или иных мышц.

Заключение

Итак, ученые установили следующие факты, касающиеся мышц.

1. В организме человека существует три типа мышц: скелетные, гладкие и сердечные.
2. Скелетные мышцы, как правило, сокращаются произвольно - мы можем управлять ими по своему желанию.
3. Гладкие мышцы сокращаются непроизвольно и не подлежат контролю со стороны нашего сознания (стенки кровеносных сосудов, мочевой пузырь, кишечник и т. д.).
4. Волокна, из которых состоят скелетные мышцы, в свою очередь, делятся на три типа:
   • быстрые мышечные волокна. Они содержат мало кровеносных сосудов и миоглобина, характеризуются бледным цветом, отвечают за выполнение быстрых и резких движений. Быстро устают;
   • медленные мышечные волокна. Они содержат много кровеносных сосудов, митохондрий и миоглобина, отличаются красным цветом, отвечают за выполнение медленных и продолжительных действий, таких как поддержание осанки. Устают не так быстро;
   • промежуточные мышечные волокна. По своим характеристикам они находятся между быстрыми и медленными. Устают медленнее, чем быстрые мышечные волокна (в этом плане они ближе к мышцам, отвечающим за поддержание осанки).
5. Мышечные сокращения бывают двух видов:
   • изометрические - длина мышцы остается неизменной;
   • изотонические - нагрузка на мышцу не меняется, но изменяются ее длина и поперечное сечение (это происходит при выполнении различных движений).
6. Сокращаясь, мышцы потребляют огромное количество энергии, в связи с чем вынуждены вырабатывать ее самостоятельно. Для этого они используют один из двух механизмов:
   • аэробный процесс в медленных мышечных волокнах. У них есть доступ к большому количеству кислорода в крови, а использовать его помогает миоглобин;
   • анаэробный процесс в быстрых мышечных волокнах. Энергия вырабатывается в процессе неполного сжигания глюкозы без участия кислорода. Дополнительно образуется молочная кислота, являющаяся причиной того, что мышцы устают.
7. Мышцы сокращаются из-за возбуждения волокон двигательными нейронами. В основе сокращения лежит сложнейшая биомеханическая реакция, которая протекает при участии кальция и в результате которой белковые цепочки входят друг в друга. Таким образом, работу мышц следует рассматривать не только с механической, но и с неврологической точки зрения. Мышцы, напрягаясь, совершают видимое усилие, одновременно пропуская через себя электрические импульсы.

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 спины – одна из крупнейших мускульных групп в человеческом теле и одна из самых важных для нашего организма. Анатомия мышц спины человека в первую очередь обусловлена тем, что они отвечают за прямохождение, то есть за устойчивость и движения тела в вертикальном положении. Мышечный корсет из глубоких (deep muscles) и поверхностных (superficial muscles) спинальных мышц:

• связывает позвонки и удерживает физиологический изгиб хребта;
• защищает позвоночник от избыточных нагрузок;
• формирует прочную, но упругую защиту костей, суставов, внутренних органов;
• позволяет нам ходить, сидеть, наклоняться, поворачивать шею и туловище, поднимать и опускать руки и ноги.

Все это означает, что именно от спинальных мышц зависит наша осанка, то есть «привычное положение тела, которое регулируется бессознательно», гибкость и подвижность туловища и суставов, нормальное кровоснабжение мозга и мускулов. Вы постоянно сутулитесь или проводите день за днем, согнувшись в кресле, – и сосуды в глубине вашего тела пережимаются, а у вас болит голова или наваливается беспричинная усталость. Вы резко повернулись – и вот уже немеет шея, ноет поясница, «стреляет» под ребра межреберная невралгия… Все это следствие слабых, неразвитых мышц спины, поэтому, даже если вы не собираетесь становиться атлетом, ими нужно заниматься.

Вы замечали, какие мышцы чаще всего качают люди в тренажерных залах? Чаще всего новички изо всех сил стараются развить так называемые «показательные» мускулы: мужчины работают над бицепсами и грудью, а девушки – над бедрами и ягодицами. Ведь под одеждой спину не видно! Однако это не совсем так: узкая талия и V-образный контур спины формируют подтянутую, спортивную мужскую фигуру, а девушкам и женщинам крепкая спина позволяет без опаски носить платья с глубоким вырезом сзади.

Мышцы спины – самые большие труженики в нашем теле, в отличие от многих других, они постоянно «заняты делом». В спорте они участвуют практически во всех базовых силовых упражнениях для груди, конечностей, нижней части тела, поэтому людям со слабой спиной не удается эффективно наращивать мышечную массу, увеличивая рабочий вес снарядов и интенсивность тренировок. Кроме того, слабый мышечный корсет увеличивает вероятность травм.

Как устроен мышечный корсет спины?

Зная расположение мышц, физиологию и биомеханику их работы, легче понять, как правильно развивать ту или иную мускульную группу, давая ей соответствующую нагрузку. Поэтому первой книгой, которую вы откроете перед тем, как начать заниматься своим телом, должен быть анатомический атлас с подробными фото и таблицами. Не будет лишней и популярная статья по миологии – науке о том, как устроены и действуют мышцы, а видео тренировок с комментариями знающих людей помогут вам на себе почувствовать, как расположены мышцы на вашей спине. Оценив их состояние, вы не будете тратить время на те, которые развиты лучше, и подберете упражнения для ослабленных.

Согласно анатомической классификации, спину разделяют на пять зон: позвоночная, она тянется вдоль всего основного стержня тела; лопаточная и подлопаточная; области поясницы и крестца.

По расположению спинальные мышцы бывают двух видов:

• поверхностные изначально крепятся к так называемым остистым, длинным, отросткам позвоночника (эти бугорки прощупываются вдоль всего позвоночного столба) и заканчиваются на различных участках плечевого пояса, ребер, лопаток, таза;
• начало прикрепления глубоких – парные, более короткие поперечные отростки. Переплетаясь, прочные волокна мышечной ткани связывают позвонки между собой.

Контуры спины в основном формируют поверхностные мышцы, поэтому в зале с ними работать проще и в некотором смысле приятнее: результат виден сразу, а это вдохновляет новичков не лениться. Глубокие, образуя своего рода корсет вокруг позвоночника от головы до крестца, работают совместно, поэтому большинство из них объединяют в мускульную группу «выпрямитель туловища». Внешне они малозаметны, однако сказываются на общем виде спины и имеют большое значение для силовых нагрузок.

Поверхностные мышцы

В верхней зоне спины располагаются трапеции, широчайшие мышцы, «ромбы», малая круглая мышца и дыхательные задние зубчатые. Поверхностные мышцы спины укрывают ее в два слоя, верхний из которых сформирован более крупными, а нижний – относительно мелкими.

Первый слой

Трапецию очень любят бодибилдеры, так как она в значительной мере формирует рельеф тела, и ее размер у человека сразу показывает, занимается ли он силовыми тренировками. Большая и плоская, она охватывает почти всю спину – от задней поверхности шеи до лопаток. Начинается эта мышца от затылочной кости, всех шейных и грудных позвонков, а в конце фиксируется на верхушке лопатки. Справа и слева она имеет вид прямоугольных треугольников, а вместе они сливаются в перевернутую трапецию, основанием обращенную к линии плеч.

Главная функция трапециевидной мышцы спины – контролировать движение лопаток. Одни пучки волокон их опускают, другие приподнимают, например, когда мы в недоумении пожимаем плечами или работаем веслами. Чтобы разбудить трапецию полностью и почувствовать, как она отзывается на усилие, запрокиньте голову, держа спину неподвижно.

Широчайшая мышца спины сверху частично прикрыта трапецией, ее широкий плоский треугольник дотягивается чуть ниже талии. В начале ее волокна крепятся к нижним парам грудных и ко всем поясничным позвонкам, крестцу, подвздошному гребню и четырем парам нижних ребер. Вытягиваясь в стороны/вверх, они заканчиваются на так называемом малом бугорке плечевой кости. Она работает, когда мы:

Завсегдатаи тренажерных залов часто называют широчайшую мышцу «крыльями», так как она формирует V-образный мышечный контур фигуры, выступая крылышками сзади, на уровне подмышек. Под широчайшей, разделяя ее нагрузку и дополняя диапазон движений, находится большая круглая мышца спины, ее бодибилдеры обозначают как «малые крылья».

Второй слой

Главные мышцы этой зоны – ромбовидные, словно мостики или площадки, они соединяют лопатки с позвонками верха спины. Большая ромбовидная мышца берет начало от четырех верхних грудных, малая – от двух нижних шейных позвонков и низа выйной связки. Направляясь наискосок книзу, обе они крепятся к внутреннему углу лопатки и позволяют приподнимать, сводить и разводить лопатки. Проще говоря, именно ромбы отвечают за осанку – когда им не хватает силы, лопатки сдвигаются вперед, из-за чего человек выглядит сутулым.

Поперечно-остистая

Одна из самых важных, но внешне незаметных мышц, позволяющих нам оставаться стройными и гибкими, – поперечно-остистая. Сплетенная из коротких, диагонально расположенных волокон, она лежит глубже выпрямителя и заполняет собой промежутки между остистыми и поперечными отростками позвонков, связывая их друг с другом.

1. Полуостистая ее часть облегает хребет амортизирующим корсетом.
2. Многораздельная (мультифидус) напоминает туго оплетенный вокруг позвоночника жгут из мышечных волокон. Межостистые пучки связывают позвонки по вертикали, кроме крестца, а межпоперечные натянуты между поперечными отростками.
3. Вращатели – пучки волокон разной длины – закреплены на позвоночнике, как струны-растяжки. Они наискосок соединяют соседние позвонки или переброшены через несколько позвонков, обеспечивая упругую подвижность хребта.

Напрягаясь полностью, мускульная группа работает разгибателем спины, при одностороннем напряжении – скручивает туловище в противоположную сторону. В целом можно сказать, что она дает возможность «точной настройки» движения позвоночника.

Крестцово-остистая

Эта мощная мышца чуть заметна по обе стороны позвоночника от шеи до низа спины, соединяя все его костные фрагменты между собой и с ребрами, отдельные ее пучки тянутся к костям таза и крестцу. На самом деле это не один, а два параллельных мышечных жгута, объединенных общим названием «выпрямитель («разгибатель») спины. Одна его часть называется подвздошно-реберной мышцей, вторая – длиннейшей. В анатомических атласах к ним присоединяют также остистую мышцу, которая пролегает вдоль соответствующих отростков позвонков. Однако в некоторых руководствах по тренировкам ее относят к самостоятельным мышечным структурам, так как она отвечает за сгибание позвоночника.

Крестцово-остистая мышца поддерживает туловище вертикально и отвечает за подвижность позвоночника. Благодаря ей мы можем наклонять и поворачивать голову во все стороны, сгибать и разгибать спину, вращать корпусом. В поясничном отделе она работает совместно с квадратной мышцей поясницы, которая формально не относится к спине, так как расположена на задней стенке живота и отделена от нее прослойкой соединительной ткани (фасцией).

Памятка для новичков

Хотя строение мышц спины на первый взгляд кажется сложным, со временем вы сможете разобраться в хитрых терминах и удивитесь – надо же, как все разумно устроено в нашем теле! Каждое движение зависит от определенной мышцы, и, давая ей потрудиться, вы постепенно приучите ее к интенсивной работе, а в благодарность получите красивую и подтянутую фигуру.

Но не торопитесь сразу в тренажерный зал и тем более не начинайте работать с тяжестями самостоятельно, если вы раньше этого не делали! Среди городских жителей трудно найти полностью здорового человека. Сидячая работа и привычка отдыхать у телевизора не только портят осанку, но и провоцируют различные заболевания позвоночника. Поэтому перед тем как составить план первой тренировки, посоветуйтесь с врачом: людям с сильным сколиозом, старыми травмами, ущемлениями и смещениями дисков не всегда можно качать спину.

Иннервацию сгибателей/разгибателей спины обеспечивают дорсальные, или задние, корешки спинномозговых нервов. У людей со слабой спиной при резких движениях или неправильной тренировке они могут защемляться и вызывать сильную боль. Если вы не страдаете серьезными заболеваниями, но иногда чувствуете боли в крестце, вам стоит пройти обследование и начать заниматься лечебной физкультурой, чтобы укрепить мышечный корсет. Когда тело окрепнет, вы сможете перейти к силовым нагрузкам, без которых не обходится ни одна тренировка на спину.

Невозможно обойтись хотя бы без поверхностных знаний о том, как устроены мышцы, и о физиологических процессах, когда речь заходит о таких ключевых вещах в тренировках как: интенсивность, рост мышц, увеличение силы и скорости, правильное питание, грамотное снижение веса, аэробные нагрузки. Трудно объяснить человеку, ничего не знающему о строении и функционировании тела, почему некоторые культуристы обладают смехотворной выносливостью, почему марафонцы не могут иметь большой мышечной массы и силы, почему нельзя убрать жир только в области талии, почему нельзя накачать огромные руки, не тренируя всё тело, почему так важны белки для увеличения мышечной массы и много-много других тем.

Любые физические упражнения всегда имеют отношение к мышцам. Рассмотрим мышцы поближе.

Мышцы человека

Мышца — это сократительный орган, состоящий из особых пучков мышечных клеток, который обеспечивает движения костей скелета, частей тела, веществ в полостях тела. А также фиксацию определённых частей тела относительно других частей.

Обычно под словом «мышцы» понимают бицепс, квадрицепс или трицепс. Современная биология описывает три разновидности мышц тела человека.

Скелетные мышцы

Это как раз и есть мышцы, о которых мы думаем, произнося слово «мышцы». Прикреплённые сухожилиями к костям, эти мышцы обеспечивают движение тела и поддержание определённой позы. Эти мышцы ещё называют поперечно-полосатыми, поскольку при разглядывании в микроскоп бросается в глаза их поперечная исчерченность. Далее будет дано более детальное объяснение этой исчерченности. Скелетные мышцы управляются нами произвольно, то есть по команде нашего сознания. На фотографии Вы можете видеть отдельные мышечные клетки (волокна).

Гладкие мышцы

Этот тип мышц содержится в стенках внутренних органов, таких как пищевод, желудок, кишечник, бронхи, матка, уретра, мочевой пузырь, кровеносные сосуды и даже кожа (в которой они обеспечивают движение волос и общий тонус). В отличие от скелетных мышц, гладкие мышцы не находятся под контролем нашего сознания. Они управляются вегетативной нервной системой (бессознательной частью нервной системы человека). Строение и физиология гладких мышц отличается от таковой у скелетных мышц. В данной статье мы не будем касаться этих вопросов.

Сердечная мышца (миокард)

Эта мышца обеспечивает работу нашего сердца. Она также не контролируется нашим сознанием. Однако, эта разновидность мышц очень похожа на скелетные мышцы по своим свойствам. Кроме этого, сердечная мышца имеет специальный участок (сино-атриальный узел), называемый ещё пейсмейкером (водитель ритма). Этот участок обладает свойством вырабатывать ритмичные электрические импульсы, обеспечивающие чёткую периодичность сокращения миокарда.

В этой статье я буду говорить только о первой разновидности мышц – скелетных. Но Вам всегда стоит помнить, что существуют и две другие разновидности.

Мышцы в общем

У человека насчитывают около 600 скелетных мышц. У женщин масса мышц может достигать 32% от массы тела. У мужчин даже 45% от массы тела. И это прямое следствие гормональных различий полов. Полагаю, у культуристов это значение ещё больше, поскольку они целенаправленно наращивают именно мышечную ткань. После 40 лет, если не тренироваться, мышечная масса в теле начинает постепенно снижаться примерно на 0,5-1% в год. Поэтому физические упражнения с возрастом становятся просто необходимы, если конечно Вы не желаете превратиться в развалину.

Отдельная мышца состоит из активной части – брюшка, и пассивной части – сухожилий, которыми крепится к костям (с двух сторон). Различные разновидности мышц (по форме, по креплению, по функциям) будут рассмотрены в отдельной статье, посвящённой классификации мышц. Брюшко состоит из множества пучков мышечных клеток. Пучки разделены между собой прослойкой соединительной ткани.

Мышечные волокна

Мышечные клетки (волокна) имеют очень вытянутую форму (словно нити) и бывают двух типов: быстрые (белые) и медленные (красные). Часто встречаются данные и о третьем промежуточном типе мышечных волокон. Обсудим более детально типы мышечных волокон в отдельной статье, а здесь ограничимся лишь общими сведениями. В некоторых крупных мышцах длина мышечных волокон может достигать десятка сантиметров (например, в квадрицепсе).

Медленные мышечные волокна

Эти волокна не способны к быстрым и мощным сокращениям, но зато способны сокращаться долго (часами) и связаны с выносливостью. Волокна этого типа имеют много митохондрий (органоиды клетки, в которых происходят главные энергетические процессы), значительный запас кислорода в соединении с миоглобином. Преобладающим энергетическим процессом в этих волокнах является аэробное окисление питательных веществ. Клетки этого типа опутаны густой сетью капилляров. Хорошие марафонцы, как правило, имеют в своих мышцах больше волокон именно этого типа. Отчасти это имеет генетические причины, а отчасти объясняется особенностями тренировок. Известно, что при специальных тренировках на выносливость в течение длительного времени в мышцах начинает преобладать именно такая (медленная) разновидность волокон.

В статье я рассказал об энергетических процессах, происходящих в мышечных волокнах.

Быстрые мышечные волокна

Эти волокна способны к очень мощным и быстрым сокращениям, однако, они не могут сокращаться продолжительное время. Этот тип волокон имеет меньшее количество митохондрий. Быстрые волокна опутаны меньшим количеством капилляров по сравнению с медленными волокнами. Большинство тяжелоатлетов и спринтеров, как правило, имеют больше белых мышечных волокон. И это вполне закономерно. При специальных тренировках силовой и скоростной направленности в мышцах возрастает процент белых мышечных волокон.

Когда говорят о приёме таких препаратов спортивного питания, как , речь идёт как раз о развитии белых мышечных волокон.

Мышечные волокна тянутся от одного сухожилия до другого, поэтому зачастую длина их равна длине мышцы. В месте соединения с сухожилием оболочки мышечных волокон прочно связываются с коллагеновыми волокнами сухожилия.

Каждая мышца обильно снабжена капиллярами и нервными окончаниями, идущими от мотонейронов (нервных клеток, отвечающих за движение). Причём, чем тоньше работа, совершаемая мышцей, тем меньшее количество мышечных клеток приходится на один мотонейрон. Например, в мышцах глаза на одно нервное волокно мотонейрона приходится 3-6 мышечных клеток. А в трёхглавой мышце голени (икроножная и камбаловидная) на одно нервное волокно приходится 120-160 и даже более мышечных клеток. Отросток мотонейрона соединяется с каждой отдельной клеткой тонкими нервными окончаниями, образуя синапсы. Мышечные клетки, иннервируемые одним мотонейроном, называются двигательной единицей. По сигналу мотонейрона они сокращаются одновременно.

По капиллярам, опутывающим каждую мышечную клетку поступает кислород и другие вещества. Через капилляры же в кровь выводится молочная кислота, когда она образуется в избытке при интенсивных нагрузках, а также углекислый газ, продукты метаболизма. В норме у человека на 1 кубический миллиметр мышц приходится около 2000 капилляров.

Усилие, развиваемое одной мышечной клеткой, может достигать 200 мг. То есть при сокращении одна мышечная клетка может поднять вес в 200 мг. При сокращении мышечная клетка способна укоротиться более, чем в 2 раза, увеличиваясь в толщину. Поэтому мы имеем возможность демонстрировать свои мышцы, например, бицепс, сгибая руку. Он, как известно, приобретает форму шара, увеличиваясь в толщину.

Посмотрите на рисунок. Здесь хорошо видно, как именно расположены в мышцах мышечные волокна. Мышца в целом находится в соединительнотканной оболочке, называемой эпимизием. Пучки мышечных клеток также разделены между собой слоями соединительной ткани, в которых проходят многочисленные капилляры и нервные окончания.

Кстати говоря, мышечные клетки, принадлежащие одной двигательной единице могут лежать в разных пучках.

В цитоплазме мышечной клетки присутствует гликоген (в виде гранул). Интересно, что мышечного гликогена в организме может быть даже больше, чем гликогена в печени в силу того, что мышц в организме много. Однако, мышечный гликоген может быть использован только локально, в данной мышечной клетке. А гликоген печени используется всем организмом, в том числе и мышцами. О гликогене мы ещё поговорим отдельно.

Миофибриллы — это мышцы мышц

Обратите внимание, мышечная клетка буквально набита сократительными жгутами, которые называются миофибриллами. По сути дела — это мышцы мышечных клеток. Миофибриллы занимают до 80% всего внутреннего объёма мышечной клетки. Белый слой, опутывающий каждую миофибриллу – это ни что иное, как саркоплазматический ретикулум (или, по-другому, эндоплазматическая сеть). Этот органоид густой ажурной сеточкой опутывает каждую миофибриллу и имеет очень важное значение в механизме сокращения и расслабления мышцы (перекачка ионов Ca).

Как Вы можете видеть, миофибриллы состоят из коротких цилиндрических участков, называемых саркомерами. В одной миофибрилле обычно несколько сотен саркомеров. Длина каждого саркомера около 2,5 микрометров. Саркомеры отделены друг от друга тёмными поперечными перегородками (см. фото). Каждый саркомер состоит из тончайших сократительных нитей двух белков: актина и миозина. Строго говоря, в акте сокращения участвует четыре белка: актин, миозин, тропонин и тропомиозин. Но поговорим об этом в отдельной статье о сокращении мышц.

Миозин это толстая белковая нить, огромная длинная молекула белка, одновременно являющаяся и ферментом, расщепляющим АТФ. Актин – это более тонкая белковая нить, представляющая собой также длинную молекулу белка. Процесс сокращения происходит благодаря энергии АТФ. При сокращении мышцы, толстые нити миозина связываются с тонкими нитями актина, образуя молекулярные мостики. Благодаря этим мостикам, толстые нити миозина подтягивают нити актина, что приводит к укорочению саркомера. Само по себе сокращение одного саркомера незначительно, но поскольку саркомеров очень много в составе одной миофибриллы, сокращение получается весьма заметным. Важным условием сокращения миофибрилл является наличие ионов кальция.

Тонкое устройство саркомера объясняет поперечную исчерченность мышечных клеток. Дело в том, что сократительные белки имеют разные физико-химические свойства и по-разному проводят свет. Поэтому одни участки саркомера выглядят темнее других. А если учесть, что саркомеры соседних миофибрилл лежат в точности друг напротив друга, то отсюда и поперечная исчерченность всей мышечной клетки.

Мы более детально рассмотрим строение и работу саркомеров в отдельной статье о сокращении мышц.

Сухожилие

Это очень плотное и нерастяжимое образование, состоящее из соединительной ткани и волокон коллагена, служащее для крепления мышцы к костям. О прочности сухожилий говорит тот факт, что требуется усилие в 600 кг, чтобы разорвать сухожилие четырёхглавой мышцы бедра, и в 400 кг, чтобы разорвать сухожилие трёхглавой мышцы голени. С другой стороны, если говорить о мышцах, это не такие уж и большие цифры. Ведь мышцы развивают усилия в сотни килограммов. Однако система рычагов тела снижает это усилие, чтобы получить выигрыш в скорости и амплитуде движения. Но об этом в отдельной статье по биомеханике тела.

Регулярные силовые тренировки приводят к укреплению сухожилий и костей в местах крепления мышц. Таким образом, сухожилия тренированного атлета могут выдерживать и более серьёзные нагрузки без разрыва.

Соединение сухожилия с костью не имеет чёткой границы, поскольку клетки ткани сухожилия вырабатывают и вещество сухожилия, и вещество кости.

Соединение сухожилия с мышечными клетками происходит за счёт сложного соединения и взаимного проникновения микроскопических волокон.

Между клетками и волокнами сухожилий вблизи мышц лежат специальные микроскопические органы Гольджи. Их предназначение — определение степени растяжения мышцы. По сути, органы Гольджи — это рецепторы, оберегающие наши мышцы от чрезмерного растяжения и напряжения.