Работа мышц, или как устроена мышечная система
Работа мышц, то есть то, как мышца напрягается, расслабляется и адаптируется, — одна из самых простых, но при этом важнейших основ силовой тренировки. Когда понимаешь, почему мышца растёт, почему она устаёт и почему так важно восстановление, каждое упражнение в зале становится гораздо осознаннее.
Цель тренировок по бодибилдингу — не только больший бицепс или более широкая спина. Смысл в гармонично развитой мускулатуре: в теле, которое хорошо двигается, выдерживает нагрузку и поддерживает работу сердца, пищеварения и дыхания.
Работа мышц: почему мышцы так важны
Мышца — очень экономичный источник силы. Она выполняет работу, удерживает положение тела и помогает организму справляться с изменениями внешней среды. Поэтому сильная мускулатура — одна из гарантий здоровья, а не просто вопрос спортивной внешности.
Слабая мускулатура, не соответствующая требованиям повседневной жизни, может заставить сердце работать с большим напряжением. Развитие мышц живота, в свою очередь, связано с работой внутренних органов: хороший тонус корпуса помогает поддерживать нормальное пищеварение, уравновешивает внутрибрюшное давление и способствует дыханию.
В обычной жизни мышца кажется чем-то неизменным. Изо дня в день перемен мы не замечаем. Но достаточно наложить на ногу гипс или по другой причине оставить мышцу без работы, и она быстро атрофируется: вес мышцы падает, а объём заметно уменьшается — это видно невооружённым глазом.
Есть и другая сторона, не менее важная. На физическую нагрузку мышца отвечает увеличением веса и площади поперечного сечения. Уже умеренная тренировка улучшает кровоснабжение, открывает резервные капилляры, утолщает мышечные волокна и может повышать их работоспособность. Силовые упражнения особенно быстро влияют на белковый обмен в мышцах.
Любая двигательная деятельность подчиняется одному и тому же принципу: мускулатура выполняет работу, а нервная система управляет ею. Эта функциональная универсальность позволяет человеку решать самые разные двигательные задачи — от подъёма по лестнице до поднятия тяжёлой штанги.
Работа мышц: адаптация к тренировкам
Организм — не пассивная машина. Он реагирует на нагрузку, холод, усталость и отдых. Эта способность называется реактивностью. Благодаря ей сохраняется динамическое постоянство организма: внешние воздействия приходят и уходят, а он старается поддерживать себя в рабочем состоянии.
В тренировке важна и суперкомпенсация, или сверхвосстановление. Если нагрузка превышает обычный уровень и на восстановление отводится время, организм может подготовиться к следующему занятию более сильным. Простая истина: мышца растёт не только во время тренировки. Ей нужны усилие, питание и отдых.
В результате регулярных тренировок организм избирательно повышает именно ту работоспособность, которая от него требуется. Если занимаешься силовыми тренировками, улучшается работоспособность, связанная с силой. Если выполняешь продолжительную работу, сильнее развивается выносливость. Так возникает морфофункциональная специализация, или МФС.
МФС охватывает весь организм, но сильнее всего меняются те группы мышц и физиологические системы, на которые приходится основная нагрузка. По мере роста спортивного мастерства специализация становится всё точнее. Успех приходит уже не просто от общей формы, а от того, насколько хорошо тело выполняет именно нужную работу.
Мышечные волокна и типы мышц
Каждая мышца состоит из огромного количества волокон. Их делят на белые, или быстрые, и красные, или медленные, мышечные волокна. Быстрые мышечные волокна сокращаются быстро и с большой силой, но так же быстро устают. Медленные мышечные волокна работают спокойнее и с меньшей силой, зато лучше переносят длительное напряжение.
Силовая тренировка с большими весами и небольшим количеством повторений развивает в основном быстрые мышечные волокна. Тренировка с меньшими весами и большим количеством повторений сильнее нагружает медленные мышечные волокна. При длительных силовых тренировках соотношение быстрых и медленных волокон в целом не меняется, зато меняется объём волокон обоих типов.
Доля объёма быстрых мышечных волокон может увеличиваться сильнее, чем медленных. У тяжелоатлетов площадь быстрых мышечных волокон составляет 70 % площади поперечного сечения мышцы. Это хорошо показывает, почему одна и та же мышца у разных спортсменов может сильно отличаться и по внешнему виду, и по работоспособности.
Гипертрофия мышцы означает увеличение её физиологического поперечного сечения. Это происходит за счёт утолщения уже существующих мышечных волокон. Объём мышцы не всегда заметно растёт, потому что в мышечном волокне может повышаться плотность миофибрилл и снижаться содержание жира.
Существует два основных типа гипертрофии: саркоплазматическая и миофибриллярная. Саркоплазматическая гипертрофия означает, что мышечные волокна утолщаются прежде всего из-за увеличения объёма саркоплазмы. Сюда относятся и запасы для обмена веществ, например гликоген и креатинфосфат. При миофибриллярной гипертрофии увеличиваются число и объём миофибрилл, что повышает максимальную силу мышцы.
Тип гипертрофии определяется характером мышечной работы. Продолжительные динамические упражнения с относительно небольшим сопротивлением в большей степени способствуют саркоплазматической гипертрофии. Упражнения с высоким мышечным напряжением, где сопротивление превышает 70 % от максимального, в большей степени поддерживают миофибриллярную гипертрофию.
Как мышца работает на силовой тренировке
Основа мышечной гипертрофии — синтез и распад мышечных белков. Силовая тренировка ускоряет оба процесса. При достаточной тренировочной нагрузке часть мышечных структур во время тренировки разрушается, а в период восстановления синтезируется заново. Так мышца становится сильнее и работоспособнее.
Здесь играют роль и андрогены, или мужские половые гормоны. У мужчин их вырабатывают половые железы и кора надпочечников, у женщин — только кора надпочечников. Поэтому в мужском организме их больше. Возрастное развитие мышечной массы идёт параллельно с выработкой андрогенных гормонов.
Первое заметное утолщение мышечных волокон происходит в возрасте 6-7 лет. В период полового созревания, в 11-15 лет, у мальчиков начинается интенсивный рост мышечной массы, который продолжается и позже. У девочек развитие мышечной массы обычно заканчивается с наступлением половой зрелости.
Искусственное введение андрогенных гормонов, или анаболиков, может вызвать в период восстановления интенсивный синтез мышечных белков. В результате увеличиваются масса и сила тренируемой мышцы. Именно отсюда и большой интерес к их применению в спорте, хотя эта тема требует отдельного осторожного рассмотрения.
Энергия для кратковременного сильного напряжения берётся в основном из алактатных анаэробных процессов. Чтобы мышцы продолжали работать, организму нужно восстанавливать АТФ, то есть осуществлять ресинтез АТФ. Один из быстрых источников — энергия, высвобождающаяся при распаде креатинфосфата.
При адаптации к большим кратковременным нагрузкам энергия извлекается также через гликогенолиз и гликолиз. При максимальном усилии, не превышающем 6 секунд, молочная кислота в мышцах и крови не образуется. Если усилие длится 30 секунд, концентрация молочной кислоты уже заметно растёт. Это указывает на включение гликолитического механизма.
Для развития силовых способностей важны фосфорные соединения, ферменты и гормоны. При длительных и повторяющихся усилиях сила спортсмена зависит и от энергетических источников, расположенных в быстрых мышечных волокнах. Замедлить образование молочной кислоты помогает кислород, содержащийся в гемоглобине и миоглобине. Силовая тренировка повышает количество гемоглобина сильнее, чем тренировка на выносливость.
Мышечная сила зависит от состава структурных белков. Мышечные белки обеспечивают сокращение и расслабление. Белки — не главный источник энергии, но дают около 12 % энергии. Они постоянно обновляются: за 30 суток обновляется 50 % белков.
Интенсивная силовая тренировка ускоряет распад белков и некоторых мышечных структур. На восстановление уходит 2-3 дня. Особенно усиливается синтез тех белков, которые во время тренировки распадаются сильнее: сократительных белков миофибрилл, миозина и актина. Если силовая нагрузка вызывает сильный распад белков, это может привести к существенному приросту мышечной массы. Для этого нужно длительное усилие — 30 секунд и больше.
Мышечная система и типы мышц в организме
В мышечную систему входят скелетные и кожные мышцы. Всего в организме более 400 мышц. В зависимости от возраста, пола и индивидуальных особенностей они составляют более одной трети массы тела человека. У спортсменов доля мышц может достигать 50 % массы тела.
Главная задача скелетных мышц — приводить в движение части скелета и обеспечивать перемещение тела и его отдельных частей в пространстве. Они начинаются от кости или костей, проходят через сустав или суставы и крепятся к другой кости или костям через мягкие ткани. К ним относятся фасции, суставная капсула и другие ткани.
Кожные мышцы в широком смысле тоже относятся к скелетным. Их основная функция — изменять форму и положение отверстий на голове, таких как рот, глаза, нос и уши. Благодаря этому возникает мимика, или выражение лица, передающее эмоции.
Внешняя форма мышц очень разнообразна. Выделяют длинные, короткие и широкие мышцы. Длинные мышцы расположены в основном на конечностях, короткие — на руке, ноге и между позвонками. Широкие мышцы могут быть треугольной или ромбовидной формы и располагаться, например, в стенке живота или соединять верхнюю конечность с туловищем.
В состав мышцы входят функциональные элементы и соединительнотканная опора. Функциональные элементы — поперечнополосатые мышечные волокна. Их длина может достигать 15 см, а диаметр — 0,01-0,1 мм. Основные свойства волокон — способность к сокращению, возбудимость и эластичность.
Соединительнотканная опора окружает мышечные волокна, мышечные пучки и, наконец, всю мышцу. Там проходят кровеносные сосуды, лимфатические сосуды и нервы. На концах мышечное брюшко переходит в сухожилие. Сухожилие — пассивная часть мышцы, которая передаёт силу сокращения мышечного брюшка на кости или мягкие ткани.
Сухожилие должно быть очень прочным на разрыв: 6-12 кг на квадратный миллиметр. Оно беловатое, потому что кровоснабжение там слабое. Мышечное брюшко красновато-коричневое, потому что там богатое кровоснабжение и есть пигмент миоглобин.
Мышцами управляют нервы, содержащие афферентные и эфферентные волокна. Афферентные нервные волокна, или чувствительные волокна, принимают информацию о состоянии напряжения мышц и положении частей тела. Эфферентные нервные волокна передают импульсы от центральной нервной системы к мышцам и заканчиваются моторными концевыми пластинками.
Слабые импульсы, поступающие в мышцы, создают постоянное состояние напряжения, или тонус. От тонуса мышца переходит к активному сокращению или расслаблению. Более сильные импульсы запускают активную работу мышцы.
Один двигательный нейрон ветвями связан со множеством волокон поперечнополосатой мышцы. Вместе они образуют двигательную единицу. Мышечные волокна одной единицы всегда сокращаются одновременно и с максимальной силой. Поскольку в мышце часто бывают тысячи двигательных единиц, сила сокращения зависит от того, сколько единиц включается в работу одновременно. Тренированность заметно улучшает эту способность.
Работа мышц на тренировке: взгляд с практической стороны
На тренировке не стоит думать о мышце как об отдельном куске, который просто сокращается. Мышце нужны кровь, нервный сигнал, энергия и подходящая тренировочная нагрузка. Во время работы сосуды расширяются, и количество крови, протекающей через мышцу, увеличивается. Это называется рабочей гиперемией.
Чем меньше мышечное волокно, тем лучше его контакт с капиллярами и тем интенсивнее может быть обмен веществ. Это объясняет, почему сила, выносливость и восстановление зависят не только от размера мышцы, но и от того, как она устроена и как её тренируют.
При динамическом сокращении мышечные волокна укорачиваются, а начало и место прикрепления мышцы сближаются. При статическом сокращении волокна не укорачиваются, но мышца может находиться под большим напряжением. Удержание веса, планка или пауза в нижнем положении приседания — простые примеры статического напряжения.
Большинство упражнений используют и то и другое. В приседании опускание и подъём — это динамическая работа, но корпус и тазовый пояс при этом должны сохранять стабильность. То же относится к жимам, тягам и становой тяге. Что же на самом деле происходит? Организм объединяет движение и стабилизацию в единое целое.
Максимальную силу мышцы отражает физиологический поперечник, то есть площадь поперечного сечения всех мышечных волокон. Исследования показали, что мышца с физиологическим поперечником 1 квадратный сантиметр способна уравновесить около 10 кг. Если физиологический поперечник мышцы равен 3 квадратным сантиметрам, её максимальная сила — около 30 кг.
Мышцы одинаковой массы могут выполнять равную работу, но разными способами. Мышца с небольшим количеством длинных волокон действует слабее. Мышца с множеством коротких волокон способна поднять больший вес, но в меньшей амплитуде. Поэтому внешний вид мышцы ещё не говорит всей правды о её работоспособности.
Мышцы никогда не работают совсем по отдельности. Они действуют группами и согласуют свою работу в разных комбинациях. В одном движении одна и та же мышца может быть основной, в другом — вспомогательной. Мышцы, участвующие в движении, называют агонистами, антагонистами, синергистами и фиксаторами.
Агонисты выполняют нужное движение. Антагонисты — это мышцы с противоположным действием. Например, при приведении плеча агонистами выступают мышцы, приводящие плечо, а антагонистами — мышцы, отводящие плечо. Когда работают агонисты, антагонисты должны расслабляться, но это расслабление контролируемое. Так движение становится точнее.
Синергисты помогают избежать нежелательных побочных эффектов действия агонистов. Фиксаторы создают устойчивую базу. Например, в начальной фазе отведения плеча дельтовидная мышца — агонист, а трапециевидная — фиксатор, потому что она фиксирует лопатку.
Тому, кто занимается бодибилдингом, полезно знать название мышцы, её расположение, начало, место прикрепления и функцию. Это не сухая анатомия. Это помогает выбирать упражнения, понимать технику и видеть, почему то или иное движение нагружает именно ту мышцу, которую ты хотел натренировать.
- На какие кости действует мышца и где она прикрепляется?
- Какие суставы лежат на пути мышцы?
- Какие оси вращения в суставе пересекает мышца и с какой стороны от оси она расположена?
- С какой опорой функционирует мышца, ведь обычно один её конец закреплён надёжнее, чем другой?
Когда эти вопросы ясны, техника упражнения становится логичнее. Ты больше не делаешь движение просто по привычке. Ты знаешь, что должно работать, что должно стабилизировать и где техника может начать разваливаться.
ЧаВо: работа мышц, или самые частые вопросы
В чём разница между быстрыми и медленными мышечными волокнами?
Быстрые мышечные волокна дают мощное и быстрое усилие, но быстро устают. Медленные мышечные волокна работают с меньшей силой, зато выдерживают дольше. Силовая тренировка влияет на оба типа, но характер нагрузки определяет, какой из них развивается больше.
Почему мышца растёт после силовой тренировки?
Мышца растёт тогда, когда тренировка создаёт достаточный стимул, а восстановление позволяет организму починить повреждённые структуры. Гипертрофия означает утолщение уже имеющихся мышечных волокон, а не просто временный памп после тренировки.
Важна ли статическая работа мышц в силовой тренировке?
Да. Статическая работа удерживает положение тела и создаёт прочную основу для движения. Без неё были бы невозможны ни удержание веса, ни стабилизация корпуса, ни точная техника.
Силовые тренировки сохраняют тебя молодым! ArtGym
Автор: Бодибилдинг I J.Loko реф. MM
Источник: ВОЗ — физическая активность.
