Строение мышц и типы мышечных волокон

Сокращение скелетных мышц человека

Давайте теперь разберемся в механизме сокращения мышцы, точнее в механизме сокращения мышечных волокон, а еще более точно в механизме сокращения миофибрилл или другими словами, в механизме сокращения саркомера. Этот процесс можно условно разделить на несколько этапов.

Чтобы сократиться, мышца должна получить сигнал из центральной нервной системы (ЦНС). Такими сигналами являются импульсы, поступающие по мотонейрону к мышце.

Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах

«Гипертрофия скелетных мышц человека» и «Биомеханика мышц»

мышцемотонейронамышечным волокнаммышечное волокно

После того, как по аксону мотонейрона к мышечным волокнам приходит импульс, из него в области соединения выделяется ацетилхолин. Выделение этого нейромедиатора (ацетилхолина) приводит к протеканию ряда процессов, в результате которых меняется полярность сарколеммы мышечного волокна. Это называется деполяризацией сарколеммы мышечного волокна. В результате развивается потенциал действия.

Потенциал действия через отверстия в сарколемме «проникает» внутрь мышечного волокна и через Т-трубочки достигает саркоплазматического ретикулума (то есть происходит  деполяризация не только мембраны мышечного волокна, но и мембран Т-трубочек и саркоплазматического ретикулума). Это в конечном счете приводит к выделению из саркоплазматического ретикулума ионов кальция в саркоплазму мышечного волокна (рис. 1).

Рис.1.

Затем ионы кальция соединяются с тропонином (тропонин – один из белков тонкого филамента). Этот белок имеет шарообразную форму и расположен в тонком филаменте регулярно через определенные расстояния. После соединения с ионами кальция, тропонин меняет свою конфигурацию и приподнимает длинные тропомиозиновые трубки. Когда мышца неактивна, длинные трубки белка тропомиозина закрывают активные центры на актине. После того как тропомиозиновые трубки приподнимаются, на актине открываются активные центры. К ним теперь могут прикрепляться миозиновые головки.

Когда миозиновая головка толстого филамента прикрепляется к тонкому филаменту, между толстым и тонким филаментами начинается взаимодействия (говорят: «Образуется поперечный мостик» (рис. 2). При взаимодействии с актином каждая миозиновая молекула ежесекундно расщепляет с выделением энергии до 10 молекул АТФ. За счет энергии, высвобождающейся при расщеплении АТФ, миозиновая головка поворачивается и тянет тонкий филамент в направлении центра саркомера. Это приводит к скольжению толстого и тонкого филаментов относительно друг друга. В конце гребка (поворота) к миозиновой головке присоединяется новая молекула АТФ, что приводит к отделению головки от актина и присоединению её к новому активному участку тонкого филамента. Многократное повторение этого процесса приводит к тому, что расстояние между Z-дисками уменьшается. Следовательно, происходит уменьшение  длины саркомера. Одновременное сокращение всех саркомеров, расположенных последовательно вдоль миофибриллы приводит к уменьшению её длины, длины мышечного волокна и всей мышцы в целом. Мышца работает в преодолевающем режиме.

Прекращение импульсов, поступающих от мотонейрона к мышечному волокну приводит к расслаблению мышцы.

Рис.2. Схема, иллюстрирующая взаимодействие толстого и тонкого филаментов (Л. Страйер, 1985)

Типы мышц человека

В зависимости от строения, функций и расположения вся мышечная ткань в организме человека делится на три группы.

  • Гладкие мышцы составляют стенки внутренних органов и кровеносных сосудов. Они работают автоматически, непрерывно, не зависимо от сознания. С их помощью передвигается пищевой комок по пищеварительной системе, работает мочевой пузырь, поднимается или опускается артериальное давление.
  • Сердечные мышцы располагаются только в сердце, служат для перекачивания крови. Работают тоже непрерывно и ритмично.
  • Скелетные мышцы или поперечнополосатые составляют каркас тела. Именно эти мышцы интересны нам, т.к. именно их мы пытаемся накачать. Они отвечают не только за различные движения, но и за поддержание равновесия, определенного положения. Даже в покое, когда человек сидит или лежит, многие из них работают. Усилием воли человек может заставить их сокращаться или расслабляться. Эти волокна активно реагируют на нервные импульсы, с помощью нагрузок можно увеличить их силу и объем. Но непрерывная работа приводит к их утомлению.

Физические тренировки направлены на укрепление скелетных мышц. Но в организме все взаимосвязано.

Крепкий мышечный корсет поддерживает правильную работу внутренних органов, что приводит к улучшению пищеварения. Благодаря этому мышечные волокна получают больше питательных веществ и могут выдерживать еще большие нагрузки.

Так же связаны скелетные мышцы и с работой сердца. Во время тренировки укрепляется сердечная мышца. Это приводит к улучшению кровообращения и обеспечения миоцитов кислородом.

Свойства скелетных мышц

Поперечнополосатые или скелетные мышцы человека имеют самое сложное строение. Именно они составляют часть опорно-двигательного аппарата, на них направлены физические тренировки. Эти мышцы выполняют множество важных функций:

  • поддерживают позу;
  • участвуют в передвижении;
  • в перемещении частей тела;
  • защищают внутренние органы;
  • регулируют дыхание, кровообращение, температуру тела.

Они способны проводить нервные импульсы и под их влиянием сокращаться

Важной также является способность этих волокон к расслаблению и сохранению состояния покоя. Характеризуются они такими свойствами:

  • растяжимость – увеличение длины под действием силы, большинство волокон способно растягиваться на 150%;
  • эластичность – восстановление первоначального вида после прекращения действия силы;
  • сократимость – способность сжиматься, обычно на 30-50% длины;
  • сила – удержание определенного груза

Скелетные мышцы могут функционировать в динамическом режиме, когда происходит их активное сокращение и растяжение, а также в изометрическом режиме. Это статическое напряжение, не приводящее к изменению длины волокон.

Так работают мышцы, поддерживающие вертикальное положение тела и работающие на преодоление силы тяжести.

Особенность скелетных мышц также зависит от типа и строения волокон.

  • Красные или медленные волокна содержат много митохондрий. Расположены глубоко, в основном это отводящие мышцы и разгибатели. Возбуждаются медленно, требуют внешней стимуляции. Скорость проведения нервного импульса – до 8 м/с. Активно используют кислород, окисляют углеводы и жиры, участвуют в теплообмене.
  • Быстрые или белые мышечные волокна расположены поверхностно. Это сгибатели и приводящие. Способны работать при дефиците кислорода. Сокращаются быстро, скорость проведения импульса до 40 м/с. Но то, какие волокна участвуют в движении, зависит не от скорости, а от приложенного усилия.

Считается, что соотношение разных мышечных волокон определяется генетически. Этим можно объяснить природную склонность людей к определенным видам спорта. Но при правильном распределении нагрузки можно заставить мышцы приспособиться и выполнять любую работу.

О важности глюкозы

Значение глюкозы для живого организма не ограничивается только энергетической функцией. Потребность в глюкозе возрастает при выполнении тяжелой физической работы. Удовлетворяется такая потребность путем расщепления в печени гликогена на глюкозу, которая поступает в кровь.

Данный моносахарид есть и в составе протоплазмы клеток, поэтому требуется для формирования новых клеток, особенно актуальна глюкоза в процессе роста. Особое значение имеет данный моносахарид для полноценной деятельности центральной нервной системы. Как только концентрация сахара в крови понижается до показателя 0,04 %, возникают судороги, человек теряет сознание. Это является прямым подтверждением того, что понижение сахара в крови вызывает мгновенное нарушение деятельности центральной нервной системы. Если пациенту вводят глюкозу в кровь либо предлагают сладкую пищу, все нарушения пропадают. При длительном понижении сахара в крови развивается гипогликемия. Она приводит к серьезным нарушениям деятельности организма, которые могу вызвать его смерть.

Источник энергии для сокращения

Для сокращения мышцы используется энергия гидролиза АТФ, но мышечная клетка имеет крайне эффективную систему регенерации запаса АТФ, так что в расслабленной и работающей мышце содержание АТФ примерно равно. Фермент фосфокреатинкиназа катализирует реакцию между АДФ и креатинфосфатом, продукты которой — АТФ и креатин. Креатинфосфат содержит больше запасённой энергии, чем АТФ. Благодаря этому механизму при вспышке активности в мышечной клетке падает содержание именно креатинфосфата, а количество универсального источника энергии — АТФ — не изменяется.
Механизмы регенерации запаса АТФ могут различаться в зависимости от парциального давления кислорода в окружающих тканях (см. Анаэробные организмы).

Метаболические стимулы

Рекрутируются в мышцах двигательные единицы согласно принципу размера, т.е. вначале от маленьких (тип I), затем больших, способных создавать усилие, достаточное для перемещения больших отягощений (тип II). При рекрутинге волокон типа II для производства АТФ используются запасы гликогена, который необходим для сокращений, что приводит к адаптации, влияющей на размер мышц. При истощении этого запаса, адаптированные мышечные клетки его запасают в большом количестве во время восстановления. При этом, грамм гликогена удерживает воды до 3 граммов. Выполнение повторений в большом количестве (до наступления отказа) приводит не только к ацидозу, стимулирующему продукцию гормонов, но и истощению запасов гликогена, чем и объясняется увеличение мышц в размере после того, как он восстанавливается.

Директор по образованию и науке в iSatori Nutrition Дэвид Сандлер и бывший тренер в Университете Майами по силовой подготовке считает, что основная роль в стимуляции роста мышц принадлежит механической нагрузке. Он говорит, что мышечный белок, разрушенный при работе с весами, приводит к высвобождению организмом пролин-содержащих пептидов, что для эндокринной системы является сигналом для восстановления.

Сахариды

Начнем с того, что углеводы — главный источник энергии организма. Они представляют собой одну из главных групп органических соединений, в которых нуждается наш организм. Этот источник энергии живых организмов является первичным продуктом фотосинтеза. Содержание в живой растительной клетке углеводов может колебаться в диапазоне 1-2 процентов, а в некоторых ситуациях этот показатель достигает 85-90 процентов.

Основными источниками энергии живых организмов являются моносахариды: глюкоза, фруктоза, рибоза.

В составе углеводов есть атомы кислорода, водорода, углерода. К примеру, глюкоза — источник энергии в организме, имеет формулу С6Н12О6. Существует подразделение всех углеводов (по строению) на простые и сложные соединения: моно- и полисахариды. По количеству углеродных атомов моносахариды делят на несколько групп:

  • триозы;
  • тетрозы;
  • пентозы;
  • гексозы;
  • гептозы.

Моносахариды, которые имеют в составе пять и более углеродных атомов, при растворении в воде могут образовывать кольцевую структуру.

Основным источником энергии в организме является глюкоза. Дезоксирибоза и рибоза являются углеводами, имеющими особое значение для нуклеиновых кислот и АТФ.

Глюкоза – это главный источник энергии в организме. С процессами превращения моносахаридов напрямую связан биосинтез многих органических соединений, а также процесс выведения из него ядовитых соединений, которые попадают извне либо образуются в результате распада белковых молекул.

Мышечная система человека

Мышечная система человека позволяет координировать движения тела, держать его в равновесии, осуществлять дыхание, а также транспорт пищи и крови внутри организма, помимо всего она защищает внутренности от повреждений, а также выполняет роль преобразователя энергии химической в механическую и тепловую.

В теле человека всего три типа мышц:

  • скелетные
  • гладкие
  • мышца сердца


Мышечная система человека (A — мышца сердца, B — скелетные мышцы, C — гладкие мышцы)

Скелетная мускулатура

Скелетная мускулатура человека, она же поперечнополосатая, крепится к костям, 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 скелетные мышцы содержат волокна, нервные окончание и кровеносные сосуды. Сокращение мышцы происходит с помощью нервных импульсов, которые поступают от спинного мозга до мышечной ткани, то есть передача нервного импульса осуществляется 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.


Скелетная мускулатура человека

Гладкие мышцы

Гладкая мускулатура выполняет не произвольные сокращения, состоит из веретеновидных клеток, являясь одной из самых важных составляющих мышечных полых органов, а также составной частью кровеносных и лимфатических сосудов, помогает транспортировать содержимое полых органов (транспорт пищи кишечнику), сужения зрачка, корректировка артериального давления, и другие процессы, которые происходят непроизвольно.

Все сокращения гладким мышц не вызывают утомления, регулируются вегетативной системой (автономная нервная система, которая отвечает за работу внутренних органов).

Натренировать гладкие мышцы можно, например, увеличивая выносливость, вы улучшаете работу сердечно-сосудистую системы.

Гладкие мышцы

Сердечная мышца

Сердце непрерывно сокращается в течении всей жизни, обеспечивая движение, перекачку крови, питательных веществ, других жизненно-важных веществ по сосудам к тканям организма. Выполняя роль насоса, сердце работает в режиме непрерывных, ритмичных, одиночных сокращений.

Строение волокна миокарда, напоминает структуру скелетных мышц, которые также содержат миофибриллы, состоящие из актина и миозина, включая тропонин-тропомиозиновый белковый комплекс.

Картинку сердце, где показанна устройство сердца где можно увидеть миокард

Механизм мышечного сокращения сердца, происходить все по тем же причинам, что и в поперечнополосатых мышцах, благодаря ионами Ca2+ (кальция), которые освобождаются из саркоплазматического ретикулума (мембранная органелла мышечных клеток), только в этом случае он менее упорядочен (по сравнению со скелетной мускулатурой).


Сердечная мышца и ее устройство

Мышцы

Мышцы объединяются в группы, у которых одинаковый механизм мышечных сокращений. По этому же признаку они и разделяются на 3 вида:

  • поперечно-полосатые мышцы тела;
  • поперечно-полосатые мышцы предсердий и сердечных желудочков;
  • гладкие мышцы органов, сосудов и кожи.

Поперечно-полосатые мышцы входят в опорно-двигательный аппарат, являясь его частью, так как помимо них сюда входят сухожилия, связки, кости. Когда реализуется механизм мышечных сокращений, выполняются следующие задачи и функции:

  • тело передвигается;
  • части тела перемещаются друг относительно друга;
  • тело поддерживается в пространстве;
  • вырабатывается тепло;
  • кора активируется посредством афферентации с рецептивных мышечных полей.

Из гладких мышц состоит:

  • двигательный аппарат внутренних органов, в который входят бронхиальное дерево, легкие и пищеварительная трубка;
  • лимфатическая и кровеносная системы;
  • система мочеполовых органов.

Гладкие мышцы

Гладкие мышцы — это мышцы, формирующие слой стенок полых внутренних органов. Они построены из веретенообразных одноядерных мышечных клеток без поперечной исчерченности за счет хаотичного расположения миофибрилл.

Особенности гладких мышц:

  • Иннервируются волокнами вегетативной нервной системы (ВНС);
  • Обладают низкой возбудимостью:
  • Обладают низкой величиной МП (мембранного потенциала) — -50 — -60 мВ из-за более высокой проницаемости для ионов Na+
  • ПД (потенциал действия) отличается меньшей амплитудой и большей длительностью. Он формируется в основном за счет ионов Ca2+
  • Медленная проводимость:

Клетки в гладких мышцах функционально связаны между собой посредством щелевидных контактов — нексусов, которые имеют низкое электрическое сопротивление. За счет этих контактов ПД распространяется с одного мышечного волокна на другое, охватывая большие мышечные пласты, и в реакцию вовлекается вся мышца.

Сократимость:

Гладкие мышцы способны осуществлять относительно медленные ритмические и длительные тонические сокращения.

Медленные ритмические сокращения обеспечивают перемещение содержимого органа из одной области в другую.

Длительные тонические сокращения, особенно сфинктеров полых органов, препятствуют выходу из них содержимого.

Пластичность:

Это способность сохранять приданную им при растяжении или деформации форму. Благодаря пластичности гладкая мышца может быть полностью расслаблена как в укороченном, так и в растянутом состоянии.

Автоматия:

Особенность гладких мышц, отличающая их от скелетных. Благодаря автоматии гладкие мышцы могут сокращаться в условиях отсутствия иннервации. Важную роль в этом играет растяжение.

Растяжение является адекватным раздражителем для гладкой мускулатуры. Сильное и резкое растяжение гладких мышц вызывает их сокращение.

Сравнительная характеристика скелетных и гладких мышц:

Факторы, ограничивающие энергозапасы организма во время тренировки

Источники энергии, используемые при различных типах физической активности

слабая интенсивность (бег трусцой)

Требуемый уровень восстановления АТФ из АДФ относительно низок, и достигается окислением жиров, глюкозы и гликогена. Когда запасы гликогена исчерпаны, возрастает роль жиров как источника энергии. Поскольку жирные кислоты окисляются довольно медленно, чтобы восполнять расходуемую энергию, возможность долго продолжать подобную тренировку зависит от количества гликогена в организме.

средняя интенсивность (быстрый бег)

Когда физическая активность достигает максимального для продолжения процессов аэробного окисления уровня, возникает потребность быстрого восстановления запасов АТФ. Углеводы становятся основным топливом для организма. Однако только окислением углеводов требуемый уровень АТФ поддерживаться не может, поэтому параллельно происходит окисление жиров и образование лактата.

максимальная интенсивность (спринт)

Синтез АТФ поддерживается, в основном, использованием креатин фосфата и образование лактата, поскольку метаболизм окисления углеводов и жиров не может поддерживаться с такой большой скоростью.

Продолжительность тренировки

Тип источника энергии зависит от продолжительности тренировки. Сначала происходит выброс энергии за счет использования креатин фосфата. Затем организм переходит на преимущественное использование гликогена, что обеспечивает энергией приблизительно на 50-60% синтез АТФ. Остальную часть энергии на синтез АТФ организм получает за счет окисления свободных жирных кислот и глюкозы. Когда запасы гликогена истощаются, основным источником энергии становятся жиры, в то же время из углеводов начинает больше использоваться глюкоза.

Тип тренировки

В тех видах спорта, где периоды относительно низких нагрузок сменяются резкими повышениями активности (футбол, хоккей, баскетбол), происходит чередование использования креатин фосфата (во время пиков нагрузки) и гликогена как основных источников энергии для синтеза АТФ. В течение «спокойной» фазы в организме восстанавливаются запасы креатин фосфата.

Тренированность организма

Чем тренированнее человек, тем выше способность организма к окислительному метаболизму (меньше гликогена превращается в лактозу) и тем экономичнее расходуются запасы энергии. То есть, тренированный человек выполняет какое-либо упражнение с меньшим расходом энергии, чем нетренированный.

Диета

Чем выше уровень гликогена в организме перед началом тренировки, тем позднее настанет утомление. Чтобы повысить запасы гликогена, необходимо увеличить потребление пищи, богатой углеводами. Специалисты в области спортивного питания рекомендуют придерживаться таких диет, в которых до 70% энергетической ценности составляли бы углеводы.

Рекомендуемая спортсменам пища, богатая углеводами:

  • рис
  • паста (макаронные изделия)
  • хлеб
  • зерновые злаки
  • корнеплоды

Источники энергии при продолжительной работе.

Источниками энергии для организма человека при продолжительной аэробной работе, необходимые для образования АТФ служат гликоген мышц, глюкоза в крови, жирные кислоты, внутримышечный жир. Этот процесс запускается при длительной аэробной работе. Например, жиросжигание (окисление жиров) у начинающих бегунов начинается после 40 минут бега во 2-й пульсовой зоне (ПЗ). У спортсменов процесс окисления запускается уже на 15-20 минуте бега. Жира в организме человека достаточно для 10-12 часов непрерывной аэробной работы.

При воздействии кислорода молекулы гликогена, глюкозы, жира расщепляются синтезируя АТФ с выделением углекислого газа и воды. Большинство реакций происходит в митохондриях клетки.

Гликоген + Кислород   ⇒     АТФ + Углекислый газ + Вода

Образование АТФ с помощью данного механизма происходит медленнее, чем с помощью источников энергии, используемых при кратковременной  и непродолжительной работе. Необходимо от 2 до 4 минут, прежде чем потребность клетки в АТФ будет полностью удовлетворена с помощью рассмотренного аэробного процесса. Такая задержка вызвана тем, что требуется время, пока сердце начнет увеличивать подачу крови обогащенной кислородом мышцам, со скоростью необходимой для удовлетворения потребностей мышц в АТФ.

Жир + Кислород  ⇒    АТФ + Углекислый газ + Вода

Фабрика по окислению жира в организме является самой энергоемкой. Так как при окислении углеводов, из 1 молекулы глюкозы производится 38 молекул АТФ. А при окислении 1 молекулы жира – 130 молекул АТФ.  Но происходит это гораздо медленнее. К тому же для производства АТФ за счет окисления жира требуется больше кислорода, чем при окислении углеводов. Еще одна особенность окислительной, аэробной фабрики – она набирает обороты постепенно, по мере увеличения доставки кислорода и увеличения концентрации в крови выделившихся из жировой ткани жирных кислот.  

Больше полезной информации и статей вы можете найти ЗДЕСЬ.

Если представить все энергообразующие системы (энергетический обмен) в организме в виде топливных баков, то выглядеть они будут так:

  1. Самый маленький бак – КреатинФосфат (это как 98 бензин). Он находится как бы ближе к мышце и запускается в работу быстро. Этого «бензина» хватает на 9 сек. работы.
  2. Средний бак – Гликоген (92 бензин). Этот бак находится чуть дальше в организме и топливо из него поступает с 15-30 секунды физической работы. Этого топлива хватает на 1-1,5 часа работы.
  3. Большой бак – Жир (дизельное топливо). Этот бак находится далеко и прежде, чем топливо начнет поступать из него пройдет 3-6 минут.  Запаса жира в организме человека на 10-12 часов интенсивной, аэробной работы.

Все это я придумал не сам, а брал выжимки из книг, литературы, интернет-ресурсов и постарался лаконично донести до вас. Если остались вопросы — пишите.

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организацииМуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммыОтчетыпо упоминаниямДокументная базаЦенные бумагиПоложенияФинансовые документыПостановленияРубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датамРегламентыТерминыНаучная терминологияФинансоваяЭкономическаяВремяДаты2015 год2016 годДокументы в финансовой сферев инвестиционной

3.1. Механизмы энергообеспечения организма человека при мышечной работе

Любая мышечная
деятельность сопряжена с использованием
энергии, непосредственным источником
которой является АТФ
(аденозинтрифосфорная
кислота
).
АТФ называют универсальным источником
энергии. Все остальные энергопроцессы
направлены на воспроизводство и
поддержание её уровня.

АТФ во время
мышечной работы восстанавливается с
такой же скоростью, как и расщепляется.
Восстановление АТФ может осуществляться
двумя путями – анаэробным
(в ходе реакции без кислорода) и аэробным
(с различным уровнем потребления
кислорода) с участием специального
энергетического вещества креатинфосфата.
Готового для
ресинтеза АТФ креатинфосфата хватает
только на 10-15 секунд мощной работы.

В таких условиях ресинтез АТФ идёт при
остром дефиците кислорода (например,
вот почему невозможно в спринтерском
темпе пробежать 800 м). Мышечная работа
очень высокой интенсивности осуществляется
в анаэробном режиме, когда ресинтез АТФ
совершается при остром дефиците
кислорода. В этом случае организм
добывает для работы АТФ, используя
процесс гликолиза
– превращения углеводородов, в результате
которого вновь происходит ресинтез
АТФ, и образуются конечные кислые
продукты – молочная (лактат) и
пировиноградная кислоты.

Гликолиз
обеспечивает работоспособность организма
в течение 2-4 минут, т.е. креатинфофатный
механизм и гликолиз дают энергии совсем
немного.

При высокой
функциональной напряжённости в мышцах
уменьшается содержание энергонасыщенных
углеводов (гликогена и фосфорных –
креатинфосфата), в крови снижается
уровень глюкозы, в печени – гликогена.
Если нагрузка продолжительная, то
источник энергии восполняется за счёт
повышения интенсивности освобождения
жирных кислот
из жировой ткани и их окисления в мышцах.

Аэробный механизм
(когда запросы организма в кислороде
полностью удовлетворяются) окисления
питательных веществ с образованием
креатинфосфата и ресинтеза АТФ является
наиболее эффективным
и может обеспечивать работоспособность
человека в течение нескольких часов. В
этих условиях организм добывает энергии
АТФ во много раз больше, чем при гликолизе.

Следует отметить,
что в клетках все превращения углеводов,
жиров, органических кислот и, в последнюю
очередь, белков на пути к ресинтезу АТФ
проходят в митохондриях.
В обычных условиях работает часть
митохондрий, но по мере увеличения
потребности мышц в энергии в процессе
ресинтеза макроэнергетических соединений
включается всё больше «подстанций».

Способность
человека к ресинтезу АТФ, мощность и
ёмкость каждого уровня индивидуальны,
но диапазон всех уровней может быть
расширен за счёт тренировки. Если запросы
возрастают, в клетках увеличивается
количество митохондрий, а при ещё большей
потребности – убыстряется темп их
обновления. Такой процесс повышает
возможность использования кислорода
в окислительных процессах и окисления
жиров в большом количестве.

Важную роль в
поддержании уровня кислорода в мышечных
волокнах (особенно в красных – медленных)
играет белок миоглобин,
который содержит железо и по строению
и функциям близок к гемоглобину.

Пример:

У тюленей массой
70 кг с миоглобином связано 2530 мл кислорода,
что позволяет ему находиться под водой
до 14 минут. У человека с той же массой с
миоглобином связано 335 мл кислорода.

При выполнении
физической нагрузки организму необходимо
обеспечить работающие мышцы достаточным
количеством кислорода для поддержания
высокого уровня окислительных процессов,
поставляющих энергию. Другими словами,
нужно перестроить работу кардиореспираторной
системы на режим увеличения вентиляции
лёгких и возрастания объёмной скорости
кровотока, прежде всего, в работающих
органах (скелетных мышцах, сердце и др.)
для оптимального удовлетворения их
энергетических потребностей. Так, у
тренированных лиц приспособление сердца
к нагрузке происходит в большей степени
за счёт повышения ударного объёма и в
меньшей – за счёт увеличения частоты
сердечных сокращений (ЧСС).

Факторы, влияющие на силу мышц.

Количество силы, которое может создавать мышца, достаточно широко варьируется, причем индивидуально. Генетика играет ключевую роль в процессе генерации сил, но есть и другие факторы:

Нервная система.

Нейроны мозга

Количество задействованных моторных единиц определяет величину силы. Движения, при которых задействуется волокно I типа (медленное сокращение), могут работать действительно долго, но не стоит от них ждать большой силы, тогда как движения с задействованием волокон II типа (быстрое сокращение) способны создавать больше мышечных волокон и, следовательно, генерировать больше силы.

Длина мышц.

Существует правило, которое гласит, что большая сила создается, когда мышца работает при среднем уровне сокращения. Средний уровень – это положение, при котором оптимальное перекрытие тонких и толстых филаментов происходит на уровне саркомера.

Скорость сокращения.

Еще одно правило: максимальное количество силы мышц генерируется при медленном сокращении. Динамическое (изотоническое) мышечное действие создает больше силы, чем статическое (изометрическое) сокращение.

Индивидуальные механические особенности.

Из-за того, что существуют индивидуальные особенности у каждого человека, места прикрепления той или иной мышцы, а также длина конечностей и общее строение тела могут достаточно сильно влиять на силу мышц за счет разных рычагов. Но это скорее биомеханические факторы, чем физиология.

Сколько нужно белка для построения 1 кг мышц

Наши мышцы только на 20% состоят из белка. Все остальное это вода, жир и сухой остаток.

Следовательно, для того что бы построить мышечную массу требуется всего-то 200 грамм белка для 1 килограмма мышц. Однако, тут есть одно но, которое состоит в том что 200 грамм белка нужно не в день (не на каждый кг веса тела в сутки) а вообще (в общем) на все тело.

Например, если мы едим всего-то 1 грамм белка за день (не на каждый кг веса тела) а вообще (иными словами его практически нет в нашем рационе) тогда за месяц получим 30 грамм белка, а за год 365 грамм.

Учитывая то, что мы выяснили (на постройку 1 кг мышц = 200 грамм белка вообще) то за год мы прибавим 1,5 – 2 кг мышц. Это просто пример (что бы вы понимали, о каких цифрах идёт речь).

Допустим, у вас в рационе не 1 грамм белка, а уже 10 (не на каждый кг веса тела) а вообще 10 грамм в день, то фактически в месяц мы прибавим 10х30 = 300 грамм белка (1,5-2 кг мышц), а в год (365 дней) 10х365 = 3650 грамм белка (это порядка 18 кг мышц).

Это, конечно же, просто цифры.. Всем понятно, что 10 грамм белка в сутки будет мало для роста даже 1 кг мышц, ибо мы не учитывали остальные потребности нашего организма в белке (ведь мы уже выяснили, что белок нужен не только на постройку мышечных тканей, но и для других систем и органов в нашем организме, для нормальной жизнедеятельности). А для нормальной жизнедеятельности 1 и 10 грамм белка в день будет слишком мало, то про какой рост мышц тут говорить

Однако, тут есть одно очень важное но…

Эти наши подсчеты показали нам реальные потребности нашего организма в белке (протеине) только для роста мышц (обратите внимание, только для роста мышц). Но не для других систем и органов нашего тела

Иными словами, эта цифра реальна в том случае, когда все остальные потребности организма удовлетворены.

  • Органы и системы нашего организма (в общем, для нормальной жизнедеятельности организма) как мы выяснили = 1 грамм белка в сутки на каждый кг веса тела.
  • Для построения мышц нам будет достаточно 10 граммов белка в сутки.
  • Следовательно: парень 80 кг, 80х1 = 80 грамм (для полноценной жизнедеятельности) + 10 граммов = 90 грамм белка в сутки для роста мышц.

Видите эту цифру (90 грамм белка в сутки) будет достаточно для роста мышц и нормальной жизнедеятельности организма. А если сравнить то, что рекомендуют нам (собственный вес тела множить на 2, т.е. допустим, парень 80кг, 80х2 = 160 грамм белка в день), но согласитесь 160 и 90 грамм белка, это практически в два раза больше, более того первое будет существенно дороже, нежели второе. А представьте в год? 365х160 = 58400 граммов белка, в то время как 365х90 = 32850. Думаю всем все понятно…

Но это опять же таки не окончательный результат. Ибо есть вероятность того, что тренировки в тренажерном зале (тяжелые физ.нагрузки) создают какую-то дополнительную потребность в белке (не только для создания новых мышечных клеток, т.е. роста мышц, но и для других систем организма). Понимаете?

Это то же надо бы учесть, я полагаю что дополнительные потребности не сильно отличаются по сравнению с другими потребностями (органами и системами нашего организма), ну максимум (как мне кажется) они увеличатся на 1,5 раз (только за счет того что обмен веществ ускорен после тренировок). Ну и что в итоге? А в итоге получается следующее:

  • Сколько нужно белка обычному человеку (для жизнедеятельности) = 1 гр/кг веса тела (в день)
  • Сколько нужно белка для роста новых мышц = 10 грамм белка в день
  • Потребности организма (дополнительные для роста новых мышц) = увеличились в 1,5 раз

Итого: приблизительно 1,6 грамм белка на каждый кг веса тела в день.

По идее этого кол-ва белка будет более чем достаточно для того чтобы происходил рост мышц в размере пару килограмм в месяц (ну по подсчетам).

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий