กายวิภาคของกล้ามเนื้อและ VBT

กายวิภาคของกล้ามเนื้อและการเข้าใจวิธีการสร้างความแข็งแรงนั้นเกี่ยวข้องกันอย่างแยกไม่ออก บทความนี้จะช่วยอธิบายกลไกการหดตัวของกล้ามเนื้อจากมุมมองทางกายวิภาค และหลักการและจุดประสงค์ของการฝึกแบบเน้นความเร็วมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับเรื่องนี้อย่างไร

VBT และการหดตัวของกล้ามเนื้อ

เนื้อหาทั้งหมดด้านล่างนี้มีจุดประสงค์เพื่อให้คุณเข้าใจกายวิภาคและสรีรวิทยาของกล้ามเนื้ออย่างเป็นรูปธรรม เพื่อให้เห็นว่ามันเกี่ยวข้องกับการฝึกความแข็งแรงและการฝึกที่เน้นความเร็วอย่างไร ในบทความก่อนหน้านี้เราได้พูดถึงความสัมพันธ์ระหว่างแรงและความเร็ว ความสัมพันธ์ระหว่างแรงและความเร็วคือความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วในการเปลี่ยนแปลงความยาวของกล้ามเนื้อ (ซึ่งควบคุมโดยภาระภายนอกหรือกล้ามเนื้ออื่นๆ) กับปริมาณแรงที่กล้ามเนื้อนั้นสร้างขึ้น คุณสมบัติของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อของแต่ละบุคคลจะกำหนดลักษณะของเส้นโค้งความสัมพันธ์ระหว่างแรงและความเร็ว และเส้นโค้งนั้นสามารถเปลี่ยนแปลงได้อีกครั้งโดยการกระตุ้นหน่วยมอเตอร์มากขึ้นในแต่ละการหดตัว และโดยการเพิ่มอัตราการยิงของแต่ละการหดตัว และตัวแปรทั้งสองนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยการฝึก และการฝึกอย่างเฉพาะเจาะจงและด้วยความตั้งใจ เช่นเดียวกับการฝึกที่เน้นความเร็ว

ด้วยการให้ข้อเสนอแนะที่ทันทีและเป็นกลางเกี่ยวกับหน่วย VBT เช่นนี้ Perch นอกจากจะติดตามผลการยกน้ำหนักแล้ว ยังมีการวัดปริมาณและติดตามผลตลอดเวลาด้วย ข้อมูลเหล่านี้ช่วยให้โค้ชได้เห็นภาพรวมหรือเข้าใจเบื้องต้นว่าเกิดอะไรขึ้นภายในกล้ามเนื้อของนักกีฬา การกำหนดตัวเลขให้กับระดับความพยายามจะช่วยให้นักกีฬาเข้าใจว่าการหดตัวของกล้ามเนื้อรู้สึกอย่างไรในระดับความพยายามต่างๆ และกระตุ้นให้พวกเขามีความเข้าใจร่างกายของตนเองมากขึ้น การฝึกกล้ามเนื้อให้สร้างแรงมากขึ้นนั้นง่าย แต่ไม่ง่าย โปรแกรมของคุณต้องสอนนักกีฬาให้:

1. กระตุ้นการทำงานของหน่วยมอเตอร์ให้มากขึ้นในแต่ละการหดตัว
2. เพิ่มอัตราการยิงของกลุ่มหน่วยมอเตอร์ที่ทำงานอยู่แล้ว

ด้วยเทคโนโลยีการฝึกฝนที่เน้นความเร็วซึ่งกำลังเป็นที่แพร่หลายมากขึ้นในด้านการฝึกความแข็งแรงและสมรรถนะทางกีฬาหลากหลายประเภท ทำให้การพัฒนาความแข็งแรงและสมรรถนะทางกีฬาเป็นไปอย่างรวดเร็วและนักกีฬาสามารถเพิ่มศักยภาพของตนเองได้สูงสุด ต่อไปนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจถึงสาเหตุและกระบวนการหดตัวของกล้ามเนื้อ

ประเภทของการหดตัวของกล้ามเนื้อ

การหดตัวของกล้ามเนื้อมีสี่ประเภท:

1. การหดตัวแบบไอโซเมตริก: กล้ามเนื้อสร้างแรงตึงโดยไม่เปลี่ยนแปลงความยาวของกล้ามเนื้อ
2. การหดตัวแบบไอโซโทนิก: กล้ามเนื้อสร้างแรงตึงที่คงที่แม้ว่าความยาวของกล้ามเนื้อจะเปลี่ยนแปลงไป
3. การหดตัวแบบศูนย์กลาง: แรงตึงของกล้ามเนื้อเอาชนะแรงต้านภายนอก และกล้ามเนื้อจะสั้นลงเมื่อหดตัว
4. การหดตัวแบบเยื้องศูนย์: แรงตึงของกล้ามเนื้อไม่มากกว่าแรงภายนอกที่ต้านอยู่ และกล้ามเนื้อจะยืดออกระหว่างการหดตัว

กายวิภาคของกล้ามเนื้อโครงร่าง

การหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่างทุกมัด (ยกเว้นปฏิกิริยาสะท้อน) มีต้นกำเนิดมาจากสมอง สัญญาณไฟฟ้าเคมีจะถูกส่งผ่านระบบประสาทไปยังเซลล์ประสาทสั่งการ ซึ่งจะไปควบคุมเส้นใยกล้ามเนื้อหลายมัด โครงสร้างทางกายวิภาคของกล้ามเนื้อแต่ละมัดสามารถดูได้ด้านล่าง:

จากชั้นที่เล็กที่สุดไปจนถึงชั้นที่ใหญ่ที่สุด ชั้นของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อได้แก่:

ซาร์โคเมียร์ : หน่วยที่เล็กที่สุด พื้นฐานที่สุด และทำหน้าที่สำคัญที่สุดของกล้ามเนื้อ ทำหน้าที่กำหนดการหดตัว ประกอบด้วยเส้นใยที่ประสานกัน (แอคตินและไมโอซิน) และเป็นต้นเหตุของลายบนเส้นใยกล้ามเนื้อ มีหลายหน่วยซาร์โคเมียร์อยู่ภายในไมโอไฟบริลเดียว

ไมโอไฟบริล : หน่วยยาวและขนานกันของเส้นใยกล้ามเนื้อ ประกอบด้วยไมโอฟิลาเมนต์หนาและบาง (โปรตีนหดตัวที่เรียกว่าแอคตินและไมโอซิน และโปรตีนควบคุมที่เรียกว่าโทรโปนินและโทรโปไมโอซิน) ล้อมรอบด้วยซาร์โคพลาสมิกเรติคูลัม (หรือ SR)

เส้นใยกล้ามเนื้อ : เซลล์ทรงกระบอกยาวที่ประกอบด้วยไมโอไฟบริลจำนวนมาก ล้อมรอบด้วยซาร์โคเลมมา เรียกอีกอย่างว่าเซลล์กล้ามเนื้อ

ซาร์โคเลมมา : เยื่อหุ้มเซลล์หรือเยื่อหุ้มพลาสมาที่ห่อหุ้มเส้นใยกล้ามเนื้อแต่ละเส้น

เอนโดไมเซียม : ชิ้นส่วนเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่เล็กที่สุดซึ่งห่อหุ้มเส้นใยกล้ามเนื้อแต่ละเส้น

กลุ่มเส้นใยกล้ามเนื้อ : กลุ่มของเส้นใยกล้ามเนื้อที่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มกล้ามเนื้อ (perimysium)

เพอริไมเซียม : เนื้อเยื่อเกี่ยวพันขนาดกลางที่ห่อหุ้มเส้นใยกล้ามเนื้อหลายเส้นไว้ในโครงสร้างแบบมัดกล้ามเนื้อ

เอพิไมเซียม : เนื้อเยื่อเกี่ยวพันชิ้นใหญ่ที่สุด เป็นปลอกหุ้มที่มีความยืดหยุ่นและเป็นเส้นใย ซึ่งห่อหุ้มกล้ามเนื้อทั้งหมด ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้กล้ามเนื้อคงสภาพและเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระจากเนื้อเยื่อและอวัยวะอื่นๆ ที่อยู่ใกล้เคียง

พังผืด (Fascia) : ชั้นของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันหนาที่หุ้มกล้ามเนื้อทั้งหมดและอยู่เหนือชั้นของเยื่อหุ้มกล้ามเนื้อ (Epimysium)

จุดเชื่อมต่อประสาทกล้ามเนื้อ

จุดเชื่อมต่อประสาทกล้ามเนื้อ (หรือที่รู้จักกันในชื่อจุดเชื่อมต่อไมโอเนอร์รัลและแผ่นปลายประสาทสั่งการ) โดยพื้นฐานแล้วคือไซแนปส์ทางเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างการสัมผัสกันของเซลล์ประสาทสั่งการและเส้นใยกล้ามเนื้อ หน่วยพื้นฐานที่สุดเรียกว่าหน่วยสั่งการ ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟาหนึ่งเซลล์และเส้นใยกล้ามเนื้อทั้งหมดที่เซลล์นั้นสามารถสั่งการได้ ดังแสดงในภาพด้านล่าง:

เซลล์ประสาทสั่งการประกอบด้วย โซมา (ตัวเซลล์), เดนไดรต์, นิวเคลียส, แอกซอน (หุ้มด้วยปลอกไมอีลิน) และปลายแอกซอน แอกซอนสิ้นสุดที่ปุ่มประสาทหรือบูตอน (ด้านก่อนไซแนปส์) ซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อหรือไซแนปส์ โดยมีช่องว่างไซแนปส์อยู่ระหว่างปลายบูตอนและจุดเริ่มต้นของเซลล์เป้าหมาย ด้านหลังไซแนปส์ ในกล้ามเนื้อโครงร่าง เซลล์เป้าหมายด้านหลังไซแนปส์มีรอยพับเชื่อมต่อหลายชุดซึ่งเคลือบด้วยตัวรับ ด้านล่างนี้คือสรุปขั้นตอนต่างๆ ที่เกิดขึ้นที่จุดเชื่อมต่อประสาทกล้ามเนื้อ:

1. ศักยภาพการกระทำ (action potential) เคลื่อนที่ลงไปตามเซลล์ประสาทสั่งการ ทำให้ปุ่มประสาท (synaptic bouton) ปล่อยสารสื่อประสาทที่เรียกว่าอะเซทิลโคลีน (Acetylcholine) เข้าสู่ช่องว่างประสาท (synaptic cleft)
2. อะเซทิลโคลีนจะจับกับตัวรับอะเซทิลโคลีนในรอยพับเชื่อมต่อทางด้านโพสต์ไซแนปส์
3. เมื่อจับกันแล้ว ช่องไอออนจะเปิดออกและยอมให้ไอออนโซเดียม (Na+) ที่มีประจุบวกไหลเข้าสู่เซลล์หลังไซแนปส์ ซึ่งจะทำให้เซลล์เกิดการลดศักย์ไฟฟ้าและก่อให้เกิดศักย์ไฟฟ้าที่แผ่นปลายประสาท
4. การลดขั้วนำไปสู่การเปิดช่องโซเดียม (Na) ที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า ซึ่งเปลี่ยนศักย์ไฟฟ้าที่แผ่นปลายประสาทให้กลายเป็นศักย์ไฟฟ้ากระตุ้น
5. ศักยภาพการกระทำจะเดินทางไปตามเส้นใยกล้ามเนื้อและทำให้เส้นใยกล้ามเนื้อหดตัวผ่านกลไกการเชื่อมโยงการกระตุ้นและการหดตัว (Excitation-Contraction Coupling)

การเชื่อมโยงการกระตุ้นและการหดตัว

การเชื่อมโยงการกระตุ้นและการหดตัว คือลำดับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นทางด้านโพสต์ไซแนปส์ ซึ่งสรุปได้เป็นขั้นตอนดังนี้:

1. ศักย์ไฟฟ้าที่เกิดจากการลดลงของศักย์ไฟฟ้าที่ปลายแผ่นประสาทจะเดินทางผ่านส่วนที่เหลือของซาร์โคเลมมาไปทั่วพื้นผิวของเซลล์
2. ศักยภาพการกระทำจะเดินทางเข้าไปในโครงสร้างที่เรียกว่าท่อที (T-Tubules) ซึ่งอยู่ติดกับร่างแหซาร์โคพลาสมิก (SR)
3. ศักย์ไฟฟ้ากระตุ้นการปล่อยแคลเซียม (Ca) จากซิสเทอร์นาส่วนปลายของ SR เข้าสู่ไซโตพลาสซึมของเซลล์
4. จากนั้น Ca จะจับกับโทรโปนิน ซึ่งจะทำให้โทรโปไมโอซินเคลื่อนที่และเปิดเผยตำแหน่งการจับไมโอซินบนแอคติน
5. หัวไมโอซินจะสร้างสะพานเชื่อมกับแอคตินและเริ่มต้นการหดตัวของกล้ามเนื้อ
6. ATP จับกับหัวไมโอซินและทำให้ไมโอซินคลายตัวและกลับสู่ตำแหน่งเดิม
7. เมื่อแคลเซียมถูกปั๊มกลับเข้าไปใน SR ผ่านกระบวนการทางเอนไซม์ การคลายตัวก็จะเกิดขึ้น

ทฤษฎีเส้นใยเลื่อน

ทฤษฎีการเลื่อนของเส้นใยกล้ามเนื้อหมายถึงกระบวนการหดตัวของกล้ามเนื้อในระดับพื้นฐานที่สุด โดยมีความเกี่ยวเนื่องกับการเชื่อมโยงระหว่างการกระตุ้นและการหดตัว เราจะสรุปทีละขั้นตอนดังนี้:

ศักย์ไฟฟ้ากระตุ้นการปล่อยแคลเซียมเข้าสู่เซลล์กล้ามเนื้อ

แคลเซียมจะจับกับโทรโปนิน (ซึ่งก่อนหน้านี้จับอยู่กับแอคติน) ทำให้สายโทรโปไมโอซินหลุดออกจากแอคติน ส่งผลให้มีตำแหน่งว่างสำหรับการจับของไมโอซิน

เมื่อหัวทรงกลมของไมโอซินจับกับตำแหน่งแอคตินที่ว่างอยู่โดยใช้ ATP ที่จัดเรียงเป็น ADP + P แล้ว จะเกิด "จังหวะการออกแรง" ซึ่งดึงเส้นใยแอคตินเข้าหาจุดศูนย์กลางหรือเส้น M

จากนั้น ATP ตัวใหม่จะเข้าจับกับไมโอซิน ซึ่งทำให้สะพานเชื่อมที่เกิดขึ้นหลุดออกจากตำแหน่งของแอคติน

กล้ามเนื้อสามารถหดตัวต่อไปได้หากมี ATP อยู่มากขึ้นและสามารถสร้างสะพานเชื่อมอีกอันได้ หรืออาจคลายตัวและแคลเซียมจะถูกส่งกลับเข้าไปใน SR

ความแตกต่างในการหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่าง

การหดตัวของกล้ามเนื้อถูกควบคุมโดยศักยภาพการกระทำ (ดังที่คุณได้อ่านข้างต้น) และโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ได้ดังนี้:

1. ทวิสต์: วงจรการหดตัวและคลายตัวเพียงครั้งเดียวที่เกิดขึ้นภายในเส้นใยกล้ามเนื้อเอง
2. การรวมคลื่น (Summation): เกิดขึ้นเมื่อการกระตุกหลายครั้งติดต่อกันถูกรวมเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อที่ใหญ่ขึ้นและแข็งแรงขึ้น
3. โรคบาดทะยัก: การหดตัวหลายครั้งพร้อมกัน ทำให้เกิดการหดตัวที่ต่อเนื่องและรุนแรง ซึ่งอาจเป็นการหดตัวแบบต่อเนื่องหรือไม่ต่อเนื่องก็ได้

สิ่งสำคัญที่ควรจำไว้คือ ในระดับพื้นฐานที่สุด มีเพียงสองวิธีเท่านั้นที่จะเปลี่ยนแปลงปริมาณแรงที่เกิดขึ้นในกล้ามเนื้อโครงร่าง:

1. กระตุ้นการทำงานของหน่วยมอเตอร์ให้มากขึ้นในแต่ละการหดตัว
2. เพิ่มอัตราการยิงของกลุ่มหน่วยมอเตอร์ที่ทำงานอยู่แล้ว

เมื่อหน่วยมอเตอร์ทั้งหมดถูกกระตุ้นและทำงานด้วยอัตราสูงสุด คุณก็จะสามารถยกน้ำหนักได้สูงสุด 1 ครั้ง (1RM) ร่างกายจะเลือกกระตุ้นหน่วยมอเตอร์เพิ่มเติมมากกว่าที่จะทำลายหน่วยที่กำลังใช้งานอยู่เสมอหากถูกกดดัน ความยาวและความรุนแรงของการหดตัวยังสามารถควบคุมได้โดยการกระตุ้นหน่วยมอเตอร์ผ่านทาง:

1. การเพิ่มจำนวนเซลล์ประสาทสั่งการที่ทำงานอยู่
2. เริ่มจากการกระตุ้นหน่วยมอเตอร์ที่เล็กที่สุด/อ่อนแรงที่สุดก่อน ตามด้วยหน่วยมอเตอร์ที่ใหญ่กว่า

บทสรุป

ที่ Perch เราสนับสนุนอย่างยิ่งให้ทุกคนเข้าใจ "เหตุผล" เบื้องหลังทุกสิ่ง ดังนั้น ในขณะที่เราเชื่อว่าการฝึกแบบเน้นความเร็วควรเป็นส่วนสำคัญของการฝึกในห้องยกน้ำหนักทุกครั้ง เพื่อฝึกกล้ามเนื้ออย่างแม่นยำและเพิ่มประสิทธิภาพการกีฬาโดยรวม เราคิดว่าการเข้าใจกายวิภาคของกล้ามเนื้อเป็นสิ่งสำคัญที่จะช่วยให้เข้าใจเรื่องนี้ได้อย่างแท้จริง หวังว่านี่จะเป็นประโยชน์สำหรับคุณเช่นกัน!

บทความอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง!

อยากเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับพื้นฐานของ VBT ไหม? ลองดู พจนานุกรม VBT ของ Perch !

อยากรู้ว่าการฝึกแบบ VBT ช่วยเพิ่มกล้ามเนื้อได้อย่างไร? ลองอ่านบทความของเราเกี่ยวกับ การเพิ่มกล้ามเนื้อและการฝึกแบบ Velocity Based Training ดูสิ!

ติดตามเรา!

คอยติดตามเนื้อหาการฝึกอบรมที่เน้นความเร็ว เคล็ดลับ เทคนิค และเครื่องมือเพิ่มเติมอยู่เสมอ และอย่าลืมติดตามเราบน Twitter , Instagram และ Linkedin และกดไลค์เราบน Facebook ด้วย

แหล่งที่มา

1. Baechle, T., Earle, R. และสมาคมการฝึกความแข็งแรงและสมรรถภาพแห่งชาติ (สหรัฐอเมริกา). (2008). หลักการพื้นฐานของการฝึกความแข็งแรงและสมรรถภาพ (ฉบับที่ 3). แชมเปญ, อิลลินอยส์: ฮิวแมน ไคเนติกส์.
2. การ์ดิเนอร์, พี. (2011). สรีรวิทยาการออกกำลังกายระบบประสาทและกล้ามเนื้อขั้นสูง (ชุดสรีรวิทยาการออกกำลังกายขั้นสูง). แชมเปญ, อิลลินอยส์: ฮิวแมน ไคเนติกส์.
3. Gonzalez-Friere, M., Rafael, de C., Stephanie, S., & Luigi, F. (สิงหาคม 2557). โครงสร้างของจุดเชื่อมต่อประสาทกล้ามเนื้อ. สืบค้นเมื่อ 23 ตุลาคม 2562 จาก https://www.researchgate.net/figure/The-architecture-of-a-neuromuscular-junction-NMJ-AB-The-NMJ-is-composed-of-three_fig1_265056822
4. Gray, H., Williams, P., & Bannister, L. (1995). Gray's anatomy : The anatomical basis of medicine and surgery (ฉบับที่ 38). นิวยอร์ก: Churchill Livingstone.
5. Scanlon, V. และ Sanders, T. (1999). สาระสำคัญของกายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยา (ฉบับที่ 3). ฟิลาเดลเฟีย: FA Davis.
6. Scientist, C. (ไม่มีวันที่ระบุ). ห้องปฏิบัติการกล้ามเนื้อและปฏิกิริยาตอบสนอง. สืบค้นเมื่อ 23 ตุลาคม 2019 จาก https://www.scientistcindy.com/muscles-and-reflexes-lab.html