Анатомия мышц и VBT

Анатомия мышц и понимание того, как наращивать силу, неразрывно связаны между собой. В этой статье мы расскажем о механизмах мышечных сокращений с точки зрения анатомии, а также о том, как с ними напрямую связаны принципы и цели тренировок, основанных на скорости.

ВБТ И МЫШЕЧНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

Всё изложенное ниже призвано дать вам очень конкретное представление об анатомии и физиологии мышц, чтобы вы могли понять, как это конкретно связано с силовыми тренировками и тренировками, ориентированными на скорость. В предыдущих публикациях мы уже говорили о профилировании «сила-скорость». Зависимость «сила-скорость» — это просто соотношение между скоростью изменения длины мышцы (регулируемой либо внешней нагрузкой, либо другими мышцами) и величиной силы, которую генерирует эта же мышца. Свойства мышечной ткани конкретного человека определяют, как будет выглядеть кривая профиля «сила-скорость», и эта кривая может изменяться как за счет привлечения большего количества двигательных единиц при каждом сокращении, так и за счет увеличения частоты импульсов при каждом сокращении. Эти две переменные можно изменить с помощью тренировок, причем целенаправленных и специфических, как в случае с тренировками, основанными на скорости.

Благодаря мгновенной и объективной обратной связи, которую обеспечивает устройство для визуальной биометрической обратной связи (VBT), например Perch, цель подъема не только отслеживается во времени, но и выражается в количественных показателях. Эти данные позволяют тренерам получить представление или базовое понимание того, что на самом деле происходит в глубине мышц спортсмена. Присвоение числового значения усилию помогает спортсменам понять, как ощущается мышечное сокращение при различных уровнях нагрузки, и побуждает их лучше прислушиваться к своему телу. Тренировать мышцы на увеличение силы — это просто, хотя и нелегко. Ваша программа должна научить спортсменов:

1. Задействуйте БОЛЬШЕ двигательных единиц при каждом сокращении
2. Увеличить частоту срабатывания уже активной группы двигательных единиц

Поскольку технологии тренировок с учетом скорости становятся все более распространенными в различных сферах силовой подготовки и повышения спортивных результатов, темпы достижения результатов ускоряются, а спортсмены могут максимально раскрыть свой потенциал. Нижеприведенная информация поможет вам понять, почему и как сокращаются мышцы.

ВИДЫ МЫШЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

Существует четыре типа мышечных сокращений:

1. Изометрическое сокращение: мышца создает напряжение, не изменяя своей длины
2. Изотоническое сокращение: мышца создаёт постоянное напряжение, несмотря на изменение своей длины.
3. Концентрическое сокращение: напряжение мышцы преодолевает противодействующую ей внешнюю нагрузку, и мышца укорачивается при сокращении
4. Эксцентрические сокращения: напряжение мышцы не превышает противодействующую ему внешнюю нагрузку, и мышца удлиняется во время сокращения.

АНАТОМИЯ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ

Каждое сокращение скелетных мышц (за исключением рефлексов) возникает в головном мозге. Электрохимический сигнал передается по нервной системе к двигательному нейрону, который иннервирует множество мышечных волокон. Строение отдельной мышцы показано ниже:

С самого тонкого к самому толстому слои мышечной ткани располагаются следующим образом:

Саркомер: самая мелкая, базовая и функциональная единица мышцы, определяющая её сокращение. Состоит из взаимосвязанных волокон (актина и миозина) и отвечает за появление поперечных полос на мышечных волокнах. Внутри одной миофибриллы находится множество таких единиц.

Миофибрилла: длинные параллельные структуры мышечного волокна, состоящие из толстых и тонких миофиламентов (сократительных белков, называемых актином и миозином, а также регуляторных белков, называемых тропонином и тропомиозином). Окружены саркоплазматическим ретикулумом (или СР).

Мышечное волокно: длинные цилиндрические клетки, содержащие множество миофибрилл. Окружены сарколеммой. Также известны как мышечные клетки.

Сарколемма: клеточная, или плазматическая, мембрана, окружающая каждое мышечное волокно.

Эндомизий: мельчайшая единица соединительной ткани, окружающая отдельное мышечное волокно.

Мышечный пучок: пучки мышечных волокон, окруженные перимизием.

Перимизиум: средняя часть соединительной ткани, окружающая множество мышечных волокон в их пучковой структуре.

Эпимизий: крупнейший участок соединительной ткани, представляющий собой эластичную и волокнистую оболочку, которая охватывает всю мышцу, позволяя ей сохранять целостность и двигаться независимо от других тканей и органов, расположенных поблизости.

Фасция: слой плотной соединительной ткани, покрывающий всю мышцу и расположенный над слоем эпимизия.

Нейромышечное соединение

Нервно-мышечное соединение (также известное как мионевральное соединение и моторная концевая пластинка) представляет собой, по сути, химический синапс, образующийся в месте соприкосновения моторного нейрона и мышечного волокна. Наиболее элементарная единица называется моторной единицей, которая состоит из одного альфа-моторного нейрона и всех мышечных волокон, которые он может иннервировать, как показано ниже:

Моторный нейрон состоит из сомы (тела клетки), дендритов, ядра, аксона (покрытого миелиновой оболочкой) и аксонного терминала. Аксон заканчивается синаптическим бугоном (на пресинаптической стороне), где и образуется соединение, или синапс, с синаптической щелью между концом бугона и началом клетки-мишени (постсинаптической стороной). В скелетной мышце целевая клетка на постсинаптической стороне имеет ряд соединительных складок, покрытых рецепторами. Ниже приводится пошаговое описание того, что происходит в нервно-мышечном соединении:

1. Потенциал действия распространяется по моторному нейрону, вызывая высвобождение из синаптического бутона нейромедиатора, известного как ацетилхолин, в синаптическую щель.
2. Ацетилхолин связывается с ацетилхолиновыми рецепторами в синаптических складках на постсинаптической стороне.
3. После связывания ионные каналы открываются и пропускают положительно заряженные ионы натрия (Na) в постсинаптическую клетку. Это приводит к деполяризации клетки и формированию потенциала концевой пластинки.
4. Деполяризация приводит к открытию потенциал-зависимых натриевых (Na) каналов, в результате чего потенциал концевой пластинки превращается в потенциал действия.
5. Потенциал действия распространяется по мышечному волокну и вызывает его сокращение посредством связи возбуждения и сокращения.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Взаимосвязь «возбуждение-сокращение» представляет собой последовательность событий, происходящих на постсинаптической стороне, которая пошагово изложена ниже:

1. Потенциал действия, вызванный деполяризацией потенциала концевой пластинки, распространяется по остальной части сарколеммы по всей поверхности клетки
2. Потенциал действия распространяется в структуры, известные как Т-трубочки, которые примыкают к саркоплазматическому ретикулуму (СР)
3. Потенциал действия вызывает высвобождение кальция (Ca) из терминальных цистерн сетчатого ретикулума в цитоплазму клетки
4. Затем кальций связывается с тропонином, что приводит к сдвигу тропомиозина и обнажению участков актина, связывающих миозин.
5. Головки миозина образуют поперечные мостики с актином и инициируют мышечное сокращение
6. АТФ связывается с головками миозина, заставляя их отрываться и возвращаться в исходное положение
7. Как только кальций возвращается в сервосистему посредством ферментативных процессов, происходит расслабление

ТЕОРИЯ СКОЛЬЗЯЩИХ НИТЕЙ

Теория скользящих филаментов описывает процесс мышечного сокращения на самом базовом уровне. Несмотря на некоторое пересечение с механизмом связи возбуждения и сокращения, мы рассмотрим этот процесс здесь пошагово:

Потенциал действия стимулирует высвобождение кальция в мышечную клетку

Кальций связывается с тропонином (ранее связанным с актином), что приводит к отрыву цепи тропомиозина от актина, освобождая тем самым сайты связывания для миозина.

Как только глобулярные головки миозина связываются с доступными сайтами актина с помощью АТФ, преобразованного в АДФ + фосфат, происходит «силовой ход», в результате которого филамент актина тянется к центру или к М-линии

Затем новая молекула АТФ связывается с миозином, в результате чего образовавшийся поперечный мостик отрывается от участка актина.

Мышца может продолжать сокращаться, если в ней присутствует достаточное количество АТФ и она способна сформировать новый поперечный мостик, либо она может расслабиться, и кальций вернётся в сетчатый ретикулум.

РАЗЛИЧИЯ В СОКРАЩЕНИЯХ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ

Мышечные сокращения управляются потенциалами действия (как вы читали выше) и, как правило, подразделяются на следующие категории:

1. Твич: единичный цикл сокращения и расслабления, происходящий внутри самого мышечного волокна
2. (Волновое) суммирование: происходит, когда несколько последовательных сокращений суммируются, приводя к более сильному и мощному мышечному сокращению
3. Спазм: несколько сокращений, происходящих одновременно и образующих непрерывное и сильное сокращение; такие спазмы могут быть слияными или неслияными.

Важно помнить, что на самом базовом уровне существует всего два способа изменить величину силы, развиваемой скелетными мышцами:

1. Задействуйте БОЛЬШЕ двигательных единиц при каждом сокращении
2. Увеличить частоту срабатывания уже активной группы двигательных единиц

Как только все возможные двигательные единицы задействованы и работают с максимальной частотой, вы достигли максимального веса для одного повторения (1RM). При нагрузке организм всегда будет стремиться задействовать больше двигательных единиц, чем расходовать те, которые уже используются. Продолжительность и амплитуду сокращения также можно регулировать посредством задействования двигательных единиц следующими способами:

1. Увеличение количества активных двигательных нейронов
2. Сначала задействуются самые мелкие/слабые двигательные единицы, а затем — более крупные

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В Perch мы убеждены в том, что за всем стоит искать причину. И хотя мы считаем, что тренировки с акцентом на скорость должны стать неотъемлемой частью любой программы в тренажерном зале для точного проработки мышц и повышения общей спортивной результативности, мы полагаем, что для полного понимания этого важно хорошо разбираться в анатомии мышц. Надеемся, эта информация оказалась полезной и для вас!

ДРУГИЕ ПОХОЖИЕ ПУБЛИКАЦИИ!

Хотите узнать больше об основах VBT? Ознакомьтесь со словарем VBTPerch!

Хотите узнать, как растут мышцы при тренировках по методу VBT? Ознакомьтесь с нашей статьёй о росте мышц и тренировках по методу Velocity Based Training!

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАС!

Следите за обновлениями — мы будем публиковать новые материалы, советы, рекомендации и инструменты по тренировкам, ориентированным на скорость. И не забудьте подписаться на нас в Twitter, Instagram и LinkedIn, а также поставить лайк на нашей странице в Facebook.

ИСТОЧНИКИ

1. Бэчл, Т., Эрл, Р., и Национальная ассоциация силовой подготовки и кондиционирования (США). (2008). Основы силовой подготовки и кондиционирования (3-е изд.). Шампейн, Иллинойс: Human Kinetics.
2. Гардинер, П. (2011). Продвинутая физиология нервно-мышечной системы при физических нагрузках (Серия «Продвинутая физиология физических нагрузок»). Шампейн, Иллинойс: Human Kinetics.
3. Гонсалес-Фриере, М., Рафаэль, де К., Стефани, С., и Луиджи, Ф. (август 2014 г.). Строение нервно-мышечного соединения. Проверено 23 октября 2019 г. по адресу https://www.researchgate.net/figure/The-architecture-of-a-neuromuscular-junction-NMJ-A-B-The-NMJ-is-composed-of-three_fig1_265056822.
4. Грей, Х., Уильямс, П. и Баннистер, Л. (1995). Анатомия Грея: Анатомические основы медицины и хирургии (38-е изд.). Нью-Йорк: Churchill Livingstone.
5. Скэнлон, В., и Сандерс, Т. (1999). Основы анатомии и физиологии (3-е изд.). Филадельфия: F.A. Davis.
6. Scientist, C. (без даты). Лабораторная работа «Мышцы и рефлексы». Проверено 23 октября 2019 г. по адресу https://www.scientistcindy.com/muscles-and-reflexes-lab.html.