Биохимические и структурные факторы, определяющие проявление мышечной силы и скоростных качеств

В зависимости от преобладания определенных методов образования АТФ, химического состава и микроскопической структуры различают три основных типа мышечных волокон: тонические, фазовые и переходные. Эти типы волокон также различаются по своей возбудимости, времени, скорости и силе сжатия, продолжительности работы.Тонические волокна (синонимы: красные, медленные, S-волокна) содержат относительно большое количество митохондрий (на единицу массы или объема мышечной клетки), содержат много миоглобина (поэтому имеют красный цвет), но мало сократительных элементов-миофибрилл. Основной механизм ресинтеза АТФ в этих мышечных волокнах является аэробным. Поэтому они медленно сжимаются, развивают небольшую емкость, но могут сокращаться в течение длительного времени.[4]Фазовые волокна (синонимы: белые, быстрые, F-волокна) имеют множество миофибрилл, хорошо развитую саркоплазматическую сеть (множество резервуаров с ионами кальция!), к ним подходит множество нервных окончаний. У них хорошо развиты коллагеновые волокна, что способствует их быстрому расслаблению. Их саркоплазма содержит значительные концентрации креатинфосфата и гликогена, а активность ферментов креатининазы и гликолиза высока. Относительное количество митохондрий в белых волокнах (по сравнению с красными волокнами) значительно меньше, содержание в них миоглобина низкое, поэтому они имеют бледный цвет. Поступление энергии из белых мышечных волокон достигается за счет реакции креатинфосфата и гликолиза. Комбинация анаэробных путей ресинтеза АТФ с большим количеством миофибрилл позволяет волокнам этого типа развивать высокую скорость и силу сжатия. Однако из-за быстрого истощения запасов креатинфосфата и гликогена время работы этих волокон ограничено.Переходные мышечные волокна по своей структуре и свойствам занимают промежуточное положение между тоническими и фазическими.Даже из такого краткого перечисления различий между типами мышечных волокон следует, что белые (фазовые) волокна и переходные волокна, близкие по своей структуре, более предпочтительны для проявления силы и скорости. Следовательно, мышцы, в которых соотношение мышечных волокон смещено в сторону Белого, обладают более выраженными скоростно-силовыми качествами при прочих равных условиях.Соотношение волокон разных типов в скелетных мышцах неодинаково. Таким образом, мышцы предплечья, бицепсы плеча, мышцы головы и другие в основном содержат фазовые волокна. Основные мышцы, прямая мышца живота, прямая мышца бедра содержат в основном тонизирующие волокна. Исходя из этого, легко понять, почему эти группы мышц значительно различаются по таким свойствам, как возбудимость, скорость, сила, выносливость.[6]Соотношение между различными типами мышечных клеток у каждого человека генетически предопределено. Однако, используя физическую активность определенного характера, можно намеренно вызвать изменение спектра мышечных волокон. В результате использования силовых упражнений этот спектр смещается в сторону преобладания белых волокон большого диаметра над красными и переходных волокон, что в конечном итоге приводит к гипертрофии тренированных мышц. Основной причиной гипертрофии в данном случае является повышенное содержание сократительных элементов в мышечных клетках - миофибриллах. Следовательно, мышечная гипертрофия, вызванная силовыми нагрузками, относится к миофибриллярному типу.Физическая нагрузка, используемая для развития мышечной гипертрофии миофибриллярного типа, на биохимическом уровне должна приводить к повреждению миофибрилл с последующей их сверхкомпенсацией. С этой целью используются различные упражнения с отягощениями (в качестве отягощений можно использовать вес тела спортсмена или его партнера, штангу, гантели, гири, амортизаторы и тренажеры).[7]Для наращивания силы часто используется метод повторных упражнений с напряжением 80-90% от максимальной силы. Наиболее эффективный вес составляет 85% от максимального сопротивления. В этом случае количество повторений "до отказа" обычно составляет от 7 до 8 (если спортсмен может выполнить больше или меньше повторений до отказа, необходимо соответственно увеличить или уменьшить нагрузку). Каждое упражнение (для определенных мышц) выполняется последовательно, количество которых варьируется от 5 до 10, с интервалом отдыха в несколько минут между ними. Скорость выполнения упражнений определяется целью тренировки. Для преобладающего увеличения мышечной массы (в первую очередь силы!) упражнения выполняются в медленном или умеренном темпе. Для одновременного развития силы и скорости упражнения выполняются во взрывном и плавном режиме: начальная фаза движения выполняется на высокой скорости и заканчивается как можно более плавно. Поэтому в скоростно-силовых видах спорта спортсменам в период силовых тренировок следует отказаться от медленных силовых упражнений, так как в этом случае теряется способность мышц быстро сокращаться.Время восстановления после скоростных и силовых тренировок составляет 2-3 дня. Однако, изменив группы мышц, на которые направлены нагрузки, тренировки можно проводить с более короткими интервалами отдыха.Обязательным условием эффективной тренировки мышц является полноценная диета с высоким содержанием белка, поскольку миофибриллы состоят исключительно из белка. Есть некоторые свидетельства того, что развитию гипертрофии мышц способствует ультрафиолетовое излучение. Предполагается, что под воздействием ультрафиолета увеличивается образование мужских половых гормонов, стимулирующих синтез белка в организме.[8]ЗаключениеСкелетную мышцу человека часто характеризуют как механическое устройство, ответственное за генерирование сокращения, силы и движения. За последние десятилетия начала складываться подробная молекулярная картина скелетных мышц, где каждое молекулярное звено связано с “функциональным компонентом” мышцы. В то время как некоторым из этих функциональных компонентов, уделяется значительное внимание, подробное отображение известных молекулярных компонентов и их взаимосвязи с функцией мышц еще не было широко рассмотрено. Список использованной литературыТерентьев, А.А. Биохимия мышечной ткани: учебное пособие / А.А. Терентьев. М.: ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России, 2019. — 76 сБиохимия : учебник / ред. Е. С. Северин. — 5-е изд., испр. и доп. — Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2020. 768 сДегтярев, В. П. Нормальная физиология : учебник / В. П. Дегтярев, Н. Д. Сорокина. — Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2019. — 480 с.Нормальная физиология : учебник / В. Б. Брин [и др.] ; ред. Б. И. Ткаченко. — 3-е изд., испр. и доп. — Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2016. — 688 с.Физиология : учебник для студентов лечебного и педиатрического факультетов / под ред. В. М. Смирнова, Д. С. Свешникова, Е. А. Умрюхина. — 6-е изд., испр. и доп. – Москва : Медицинское информационное агентство, 2019. — 520 с. Холл, Д. Э. Медицинская физиология по Гайтону и Холлу : пер. с англ. / Д. Э. Холл. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Логосфера, 2018. — 1328 с. Капилевич, Л. В. Физиология спорта : учебное пособие для студентов высших учебных заведений / Л. В. Капилевич ; рец.: Е. В. Фомина, И. В. Ковалев. — Томск : б. и., 2011. — 153 с. Биохимия и физиология мышечной деятельности : учебное пособие для высших и средних специальных учебных заведений / Н. В. Мамылина ; Челябинск : издательство ЗАО «Библиотека А. Миллера», 2022. – 102 с. : ил