Знакомство с мышцами
Каждый из нас мечтает нарастить большие и красивые мышцы. Однако часто ли мы задумываемся о том, из чего же они состоят? Как они сокращаются? Откуда берут энергию? Да и вообще, нужно ли все это знать? Об этом мы и поговорим в данной статье. Ну что ж, поехали!!!
Сразу отметим, что строение мышц – вещь известная в спортивной науке, однако та самая причина их роста до сих пор не изучена на все 100 процентов. Точнее, мы знаем, что для роста мышцы нужно сначала создать стрессовую нагрузку (для этого мы и тренируемся) и знаем, что будет на выходе (при правильном питании и восстановлении мышца будет расти), однако то, что происходит посередине, современной медицине еще неизвестно.
Именно поэтому на сегодняшний день не существует единого мнения, как же все-таки нужно тренироваться, с какой интенсивностью, сколько отдыхать между подходами, сколько вообще подходов делать и т.д.…
Каждый из нас подбирает для себя нужные методы путем экспериментов и личного опыта. Но для того, чтобы научиться для себя что-то анализировать, давайте поговорим о том, что нам уже известно!
Строение мышц
Итак, нас интересует, прежде всего, скелетная мышечная ткань (также существуют еще сердечная мышечная ткань и гладкая, но нам это пока не нужно). Именно о строении скелетных мышц мы с вами и поговорим, т.к. это те мышцы, которые мы, собственно говоря, тренируем.
Структурным элементом мышцы являются мышечные волокна (клетки), каждое из которых в отдельности является не только клеточной, но и физиологической единицей, способной сокращаться. Мышечное волокно представляет собой вытянутую многоядерную клетку (в форме цилиндра), диаметр которой составляет от 10 до 100 мкм. Да и в длину мышечное волокно может достигать более 14 сантиметров (длина волокна может соответствовать длине всей мышцы). Группы мышечных волокон образуют пучки мышечных волокон, а группа этих самых пучков, собственно говоря, и образуют саму мышцу. Мышца окутывается соединительной тканью, которая постепенно переходит в сухожилия. Ну а сухожилия уже крепятся к кости.
Хорошо! Теперь, давайте более подробно разберем строение самого мышечного волокна!
Данная клетка (волокно) заключена в оболочку (сарколемму), которая заполнена саркоплазмой. В саркоплазме располагаются миофибриллы, митохондрии и различного рода органеллы.
Миофибрилла — главный сократительный элемент волокна, представляющий собой нитевидное образование, состоящее из саркомеров. В состав саркомеров входят толстые миозиновые нити и тонкие актиновые нити. В зависимости от количества миофибрилл различают белые и красные мышечные волокна.
В белых волокнах миофибрилл больше, саркоплазмы меньше, благодаря чему они могут сокращаться более быстро (быстрые мышечные волокна). В красных (медленных) мышечных волокнах содержится большое количество миоглобина, из-за чего они и получили такое название. Помимо миофибрилл в саркоплазме мышечных волокон также присутствуют митохондрии (энергетические станции), рибосомы, комплекс Гольджи и т.д.
Митохондрии – энергетические станции мышечного волокна, в которых с помощью ферментов происходит окисление углеводов и жирных кислот.
Комплекс Гольджи – встроенный ограничительный сухожильный комплекс, контролирующий напряжение. Теоретически именно сухожильный комплекс Гольджи ограничивает максимальную силу сокращения мышц от человеческого эго (выключить комплекс гольджи – это как убрать ограничитель скорости автомобиля).
Актин — сократительный белок, который составляет около 15 % мышечного белка.
Миозин — основной мышечный белок; содержание его в мышцах достигает 65 %.
Мотонейроны – нервные клетки, управляющие сокращением мышечного волокна, находятся в спинном мозге.
Аксоны – ответвления мотонейронов, которые в свою очередь тоже разделяются на множество веточек. Каждая веточка аксона способна послать сигнал, сокращающий одно мышечное волокно. Важно отметить, что чем больше аксонов одновременно включаются в работу, тем большая часть мышцы будет сокращаться. Чем сильнее нервный сигнал, тем большую силу и скорость может развить мышца.
Сокращение мышечного волокна
Динамическое скольжение актиновых нитей вдоль миозиновых происходит благодаря так называемым миозиновым мостикам, которые ответвляются от нитей миозина. В процессе сокращения нити актина притягиваются этими мостиками глубоко в промежутки между нитями миозина, причём длина обеих структур не меняется, а лишь сокращается общая длина актомиозинового комплекса — такой способ сокращения мышц называется скользящим.
Энергетика мышечного сокращения
Для того, чтобы наши мышечные волокна сокращались, им нужна готовая энергия (АТФ). Когда мы выполняем рабочий подход, энергия заканчивается уже в первые секунды. Откуда же берутся новые силы на следующие повторения?
Это объясняется тем, что энергия для сокращения наших миофибрилл имеет свойство восполняться. И в зависимости от времени мышечного напряжения существует несколько способов восстановления энергии (молекул АТФ):
Расщепление креатинфосфата – Во время сокращения наши мышцы используют уже готовый источник энергии – АТФ, которая моментально заканчивается в первые же секунды (уже в первом повторении подхода). Молекула АТФ превращается в абсолютно бесполезный АДФ, выделяя ортофосфорную кислоту (Н3РО4) и чистую энергию. Но дело в том, что этот бесполезный АДФ, снова превращается в АТФ, если в мышцах есть креатинфосфат. Таким образом креатинфосфат как бы «заряжает» энергию (АТФ) в первые секунды, выделяя свободный креатин. Однако уже через несколько секунд запасы креатинфосфата постепенно расходуются и, соответственно, его начинает не хватать для зарядки АТФ. Поэтому постепенно включается другой способ энерговосполнения – гликолиз. В течение 30 секунд креатинфосфат полностью заканчивается и восполнение энергии для сокращения мышц полностью переключается на гликолиз.
Гликолиз – распад молекулы глюкозы на 2 молекулы лактата и энергию. Может расходоваться как уже готовая глюкоза, так и гликоген. Гликоген – это сложный углевод, который запасается в мышцах для последующего энергообеспечения. Гликоген, когда надо, распадается на глюкозу, которая, в свою очередь, при распаде образовывает энергию и лактат (молочную кислоту). Энергии, образующейся в результате распада одной молекулы глюкозы, хватает на «зарядку» двух молекул АТФ. Гликолиз полностью включается после 30 секунд мышечного напряжения.
Аэробный гликолиз – включается во время длительной и умеренной мышечной работы (полностью заменяет анаэробные процессы после 4-5 минут мышечной работы). Происходит в мышечных митохондриях и для распада глюкозы использует кислород. В результате аэробный распад глюкозы дает очень много энергии (хватает на восстановление 38 молекул АТФ), но и времени на данный процесс затрачивается много.
Окисление подкожного жира – происходит при очень долгой, легкой и однообразной нагрузке (например, ходьба в течение часа). Также окисляться могут и белки.