Типы и виды мышечных сокращений

Что делает растяжка?

Проще говоря, растяжка улучшает гибкость и амплитуду движений, и позволяет сделать это довольно эффективно. Однако то, что на самом деле делает растяжка на мышечном и нервном уровне, является областью, которая недостаточно изучена и все еще является предметом дискуссий. Были предложены различные теории, объясняющие увеличение растяжимости мышц, наблюдаемое после выполнения растяжки. Некоторые исследовательские группы предполагают, что увеличение гибкости обусловлено исключительно нейронно-опосредованными эффектами и повышенной толерантностью к растяжению. В то время как другие ученые предполагают, что растяжение вносит некоторые изменения на гистологическом уровне мышечно-сухожильной единицы.

Если мы углубимся в литературу, то окажется, что оба лагеря в какой-то степени правы. Работа Weppler, Folpp, Law и Magnusson предполагает, что большая часть увеличения гибкости при растяжении объясняется улучшением толерантности к растяжению и эффектам нейронного демпфирования. Результаты этих исследований показывают, что растяжка не увеличивает истинную растяжимость мышц, а вместо этого просто увеличивает толерантность к растяжению, что противоречит данным и результатам некоторых клинических испытаний, указывающих на эффективность растяжки для увеличения растяжимости на уровне структуры.

Авторы утверждают, что объяснение изменений толерантности к растяжению неизвестно. Однако они предполагают, что на толерантность к растяжению могут влиять ноцицептивные нервные окончания, механорецепторы и/или проприоцепторы. В качестве альтернативы, эти работы предполагают, что растяжка может изменить какой-то другой аспект сенсорных нейронных путей, который в настоящее время неизвестен. Например, афферентный вход от мышц и суставов во время растяжки может мешать сигналам от ноцицептивных волокон (дискомфорт при растяжке), впоследствии препятствуя восприятию человеком боли. Это объяснение согласуется с теорией воротного контроля. Однако из дальнейшего развития исследований боли мы знаем, что теория воротного контроля является неполной и с тех пор от нее частично отказались. В качестве альтернативы изменения в толерантности к растяжению могут быть опосредованы психологически. Вполне возможно, что участники ожидали положительных эффектов растяжки, и поэтому их восприятие дискомфорта после растяжки было положительным.

В заключение можно сказать, что растяжка может повысить гибкость и модулировать толерантность к растяжению с помощью различных нейронных механизмов в краткосрочной перспективе при относительно менее последовательном и агрессивном растяжении. И наоборот, есть исследования (Kubo 2001, Freitas 2015), которые действительно демонстрируют, что мышечно-сухожильная архитектура может быть меняться при более длительным растяжении с большей интенсивностью. Эта потенциальная адаптация с увеличением интенсивности стимула теоретически согласуется с другими адаптационными механизмами, изученными во всем остальном человеческом теле, хотя этого нельзя категорично утверждать.

Разные режимы работы мышц

Обычному посетителю спортивного зала никогда не приходилось задумываться, как работают его мышцы. Обычно, Вы просто выполняете упражнение. Однако, необходимо задумываться о том, как происходит нагрузка в результате того или иного упражнения. Это нужно для того, чтобы соблюдать правильную технику упражнения. Ведь именно правильная техника выполнения упражнения гарантирует достижение нужного результата. Если Вы работаете над качеством тела, а значит и мышц, необходимо понимать механику их работы.

Человек в течение дня совершает тысячи движений, задействуя те или иные мышцы. Мышца состоит из мышечного волокна или миоцита. На вид оно похоже на вытянутую клетку. Под действием импульса мышечное волокно способно увеличиваться или уменьшаться. Изменяя свой объем и длину, мышцы заставляют работать сухожилия и кости, к которым они при помощи сухожилий крепятся. Получается, что мышцы выполняют механическую работу, преодолевая силу тяжести, упругости и другие физические силы.

Всего существует 3 режима работы мышц:

1. Миометрический или динамический. При нем происходит изменение длины мышц, но не меняется их тонус.
2. Изометрический или статический. В этом режиме меняется тонус мышечного волокна, но не его длина.
3. Плиометрический. Включается при уступающей работе.

Миометрический режим работы мышц начинается в результате сокращения длины мышечных волокон. Человек, преодолевая сопротивление, выполняет работу своими мышцами. Прыгая, преодолевает силы притяжения. Ходит, отталкиваясь от поверхности. Поднимает штангу, заставляя работать мышцы груди и рук.

Миометрический режим включает в себя 2 разновидности нагрузки: преодолевающий и уступающий режим. Преодолевая сопротивление, мышцы сокращаются и укорачиваются. В уступающем режиме мышцы напряжены, но растягиваются и удлиняются. Динамические упражнения могут быть выполнены с разной скоростью. Если прикладываемая сила всегда одинакова, то такие упражнения называются изотоническими. При одинаковом темпе выполнения упражнение называется изокинетическим.

Преодолевающие упражнения – это упражнения с весом. Мышцы сокращаются, чтобы поднять вес. Например, жим штанги лежа от груди.

Изометрические и плиометрические упражнения в спорте получили свое распространение только лишь последние 40 лет, до этого, они считались мало эффективными.

Плиометрический режим работы мышц – это уступающий режим. Он включается, когда мышцы оказывают сопротивление, не давая упасть удерживаемому весу. При этом, увеличивается длина мышечного волокна. К плиометрическим упражнениям относят опускание штанги из положения стоя, когда гриф опускается от груди до уровня пупка. Плиометрические упражнения являются самыми эффективными в бодибилдинге. Благодаря им, наступает рост мышечного волокна. Это происходит из-за того, что во время растяжения, мышечные волокна получают микро разрывы – саркомеры. В процессе их восстановления, происходит не только регенерация тканей, но и ее рост. Этот вид упражнений почти в 2 раза эффективнее развивает силу человека. Для того, чтобы плиометрическое упражнение принесло больше пользы, его советуют выполнять как можно медленнее. Лучше, если плиометрические упражнения будут вписаны в середину Вашей программы тренировок, когда мышцы уже будут подготовлены к работе. При работе с большими весами не забывайте прибегать к страховке партнера или тренера.

Источник

Типы скелетных мышечных волокон.

Волокна скелетных мышц человека различаются по своим механическим, физиологическим и биохимическим характеристикам. Как правило, скелетные мышцы человека имеют три типа волокна: тип I, тип IIa и тип IIb.

Структура скелетной мышцы

I тип: медленные окислительные.

Волокна типа I генерируют энергию главным образом через аэробную или окислительную систему. Этот тип волокон показывает относительно медленную скорость сокращения, большое количество крупных митохондрий и большое количество миоглобина. Эти волокна являются медленными, окислительными, устойчивыми к усталости волокнами.

IIа тип: быстрые окислительно-гликолитические.

Эти волокна имеют промежуточные свойства: они быстро сокращаются, но также имеют окислительный метаболический профиль. Как тип IIa, так и тип IIb демонстрируют быструю скорость сокращения, высокую способность к анаэробному производству АТФ через гликолиз и большой поперечный диаметр. Они более выносливы, чем волокна IIb типа, но их утомление развивается гораздо медленнее.

IIb тип: быстрые гликолитические волокна.

Этот тип волокон характеризуется как быстрое, сильное и наиболее утомляемое мышечное волокно. Оно способно в максимально короткие сроки сгенерировать большие объемы силы за наименьшее время. Источником энергии для них является гликоген.

Сколько мышц в теле человека

Мышцы человека образуют сложную систему. Они отличаются друг от друга размерами, функциями, расположением. Принято считать, что в теле 640 мышц. Сюда относят гладкие, скелетные и сердечные. Но по некоторым подсчетам их может быть до 850.

Названия мышц

В названии мышц отражается или их внешний вид – широчайшая, прямая, или же расположение – грудино-ключично-сосцевидная.

Многие из них называются по тому, какие функции выполняют – разгибатель пальца.

Некоторые названия сохранились со средних веков, например, портняжная мышца – это та, которая участвует в сгибании бедра, именно в таком положении сидели портные за станком.

Часто в названии отражается также расположение.

По локализации различают несколько групп: мышцы головы, шеи, туловища, верхних конечностей, нижних конечностей. Не все они участвуют в физических нагрузках.

Но нужно знать схему расположения самых известных мышц, которые чаще всего задействованы в тренировках.

Давайте наглядно посмотрим на основные мышцы нашего тела, которые мы больше других стремимся преобразить с помощью тренировок и питания:

1. Трапециевидная (Trapezius).
2. Дельтовидная (Deltoid).
3. Бицепс (Biceps).
4. Ромбовидная (Rhomboid).
5. Большая круглая (Teres major).
6. Трицепс (Triceps).
7. Лучевой разгибатель запястья (Extensor carpi radialis).
8. Разгибатель мизинца (Extensor digiti minimi).
9. Локтевой разгибатель запястья (Extensor carpi ulnaris).
10. Широчайшая мышца спины (Latisimus dorsi).
11. Разгибатель пальцев (Extensor digitorum).
12. Передняя зубчатая мышца (Serratus anterior).
13. Прямая мышца живота (Rectus abdominis).
14. Наружная косая мышца живота (External oblique).
15. Пояснично-грудная фасция (Thoraco-lumbar fascia).
16. Большая ягодичная мышца (Gluteus maximus).
17. Длинная приводящая мышца (Adductor longus).
18. Тонкая мышца бедра (Gracilis).
19. Латеральная широкая мышца бедра (Vastus lateralis).
20. Медиальная широкая мышца бедра (Vastus medialis).
21. Полуперепончатая мышца бедра (Semimembranosus).
22. Передняя большеберцовая мышца (Tibialis anterior).
23. Полусухожильная мышца (Semitendinosus).
24. Длинная малоберцовая мышца (Peroneus longus).
25. Двуглавая мышца (бицепс) бедра (Biceps femoris).
26. Икроножная мыщца (Gastrocnemius).
27. Камбаловидная мышца (Soleus).
28. Короткий разгибатель большого пальца стопы (Extensor hallucis brevis).
29. Короткий разгибатель пальцев стопы (Extensor digitorum brevis).
30. Портняжная мышца (Sartorius).
31. Гребёнчатая мышца (Pectineus).
32. Прямая мышца бедра (Rectus femoris).
33. Напрягатель широкой фасции бедра (Tensor fasciae latae).
34. Средняя ягодичная мышца (Gluteus medius).
35. Длинная ладонная мышца (Palmaris longus).
36. Лучевой разгибатель запястья (Flexor carpi radialis).
37. Плечелучевая мышца (Brachioradialis).
38. Большая грудная мышца (Pectoralis major).
39. Грудино-ключично-сосцевидная мышца (Sternocleidomastoideus).

Эксцентричный

В отношении эксцентрических сокращений следует отметить две основные особенности. Во-первых, достигаемое абсолютное напряжение может быть очень высоким по сравнению с максимальной способностью мышцы генерировать тетаническое напряжение (вы можете поставить гораздо более тяжелый предмет, чем вы можете поднять). Во-вторых, абсолютное натяжение относительно не зависит от скорости удлинения.

Мышечные травмы и болезненность выборочно связаны с эксцентрическим сокращением. Укрепление мышц с помощью упражнений с эксцентрическими сокращениями ниже, чем с помощью концентрических упражнений. Однако, поскольку более высокий уровень напряжения легче достичь во время упражнений, включающих эксцентрические сокращения, может быть так, что, генерируя более высокие сигналы для укрепления мышц, мышечная гипертрофия лучше, чем упражнения, включающие концентрические сокращения, хотя и с более высоким уровнем сопротивления.

Общая характеристика

ИЗОТОН — это система из области оздоровительной физической культуры.

Занятия ИЗОТОНом, как и любой другой подобной системой, имеют своей конечной целью улучшение самочувствия, работоспособности, «физического здоровья», внешнего вида (форм тела, состава тела), социальной, бытовой, трудовой активности мужчин и женщин широкого возрастного диапазона.

Название ИЗОТОН система получила, во-первых, по типу физически упражнений, занимающих центральное место в занятии — изотонических, то есть таких, при которых мышцы постоянно напряжены во время подхода и во-вторых, по основному эффекту, который достигается в результате ее применения, — высокому «жизненному тонусу» человека. занимающегося ИЗОТОНом.

Эта система разрабатывалась на научной основе и базируется на концепции, согласно которой в основе биологического благополучия человека (как решающего условия здоровья) лежит прежде всего нормальное состояние психики, эндокринной и иммунной систем, а также других физиологических система организма (мышечной, сердечно-сосудистой и т.п.), играющих, однако, подчиненную роль в решении проблемы здоровья.

При разработке и обосновании основных принципов ИЗОТОНа использовалось компьютерное имитационное моделирование физиологических систем и биохимических процессов в организме, а также анализ широкого спектра физических воздействий на человека. Затем были разработаны, отобраны и объединены в единую систему наиболее эффективные средства и методы улучшения физического здоровья путем повышения функциональных возможностей жизненно важных систем организма (эндокринной, иммунной, пищеварительной, сердечно-сосудистой, мышечной и др.) с учетом эффекта занятий в отношении коррекции «негативных психических состояния» (депрессивных, маниакальных). В качестве методической основы использовался опыт в сфере спортивной тренировки, достижений восточных оздоровительных систем (хатха-йога, цигун), современных западных методик (все виды аэробики, калланетика, бодибилдинг и мн. др.), а также отечественной лечебной физкультуры и оздоровительной работы с населением (включая нетрадиционные способы оздоровления).

ИЗОТОН — целостный комплекс, каждый элемент которого логически связан с другими. Гарантированный эффект достигается только при выполнении всех требований. Это, конечно, не означает, что нельзя использовать отдельные составляющие системы, например физическую тренировку или принципы питания, но в этом случае конечный эффект будет зависеть от образованности занимающегося и квалификации его инструктора.

ИЗОТОН обычно используется для решения двух задач:

1. Быстрое (2-3 месяца) улучшение самочувствия, работоспособности, состава тела (соотношения массы жировой и мышечной ткани), нормализация работы органов пищеварения и других жизненно важных систем организма, улучшение психо-эмоционального состояния и т.п.
2. Поддержание хорошего физического состояния и внешнего вида при относительно небольшом количестве затрачиваемого времени и усилий.

Предусмотрено несколько форм занятий ИЗОТОНом:

1. Занятия в центрах здоровья, оздоровительных клубах, оздоровительно-рекреационных учреждениях (длительность 50-80 минут) аналогично тому, как это проводится в залах аэробики, шейпинга. Контроль за состоянием занимающихся осуществляется путем функционального и антропометрического компьютерного тестирования.
2. Занятия в офисах и производственных помещениях. Они могут проводиться по укороченным тренировочными программам, чередование которых позволяет добиться выраженного улучшения самочувствия, физического состояния и работоспособности людей, занятых малоподвижным трудом, связанным с большими нервно-эмоциональными нагрузками.
3. Индивидуальные занятия с использованием методических материалов, видео- и аудиокассет.

ИЗОТОН как система включает:

• комбинацию некоторых видов физической тренировки (изотоническая, стретчинг, аэробная, дыхательная);
• средства психологической коррекции (релаксация, настрой);
• средства физиотерапевтического воздействия (массаж, сауна
  и др.);
• гигиенические (очищающие и закаливающие) мероприятия;
• рационального питания
• контроля физического развития и функционального состояния.

Центральное место в системе занимает изотоническая (стато-динамическая) тренировка, отличающая ИЗОТОН от других систем, и обеспечивающая его высокую эффективность.

Предотвращает ли растяжка травмы?

Профилактика травм

Растяжка широко практикуется перед занятиями спортом, в программах профилактики травм, а также в реабилитационных клиниках по всему миру. Однако влияние растяжки на последующие результаты и профилактику травм не очень хорошо изучено. Как уже говорилось ранее в этой статье, существует множество литературных данных, демонстрирующих, что однократное растягивание резко ухудшает мышечную силу, а на производительность влияет в меньшей степени. В какой степени эти эффекты проявляются, когда растяжка сочетается с другими аспектами предсоревновательной разминки, такими как тренировочные упражнения и динамические упражнения низкой интенсивности, на данный момент не очень хорошо изучено. Что касается влияния растяжки на профилактику травматизма, то небольшое число исследований различного качества показали неоднозначные результаты. В нескольких исследованиях изучалась связь между предсоревновательной растяжкой и риском травм, что объясняется тем, что растяжка постоянно практикуется перед участием в различных видах физической активности.

Вопросу о том, почему растяжка теоретически может влиять на риск травм, уделялось мало внимания. Оказывается, что растяжка перед спортивной активностью может влиять на некоторые виды травм, но не влиять на другие травмы. Например, существует хорошее обоснование того, почему растяжка может влиять на риск получения травмы мышц (растяжение) в целом, но влияние растяжки на предотвращение травм еще не было должным образом изучено в видах спорта с высокой частотой мышечных растяжений. Правдоподобная теория заключается в том, что растяжение делает мышечно-сухожильный аппарат более податливым, и что увеличение податливости смещает соотношение угла и крутящего момента, позволяя производить большее относительное усилие при большей длине мышцы. Впоследствии это может повысить способность противостоять чрезмерному удлинению мышцы и снизить вероятность возникновения травмы растяжения мышцы. Однако это всего лишь теоретическое обоснование того, почему растяжение мышц непосредственно перед тренировкой может снизить риск последующего растяжения мышц, которое не получило достаточного освещения в литературе.

Противоположная гипотеза заключается в том, что усиленное генерирование сократительной силы, когда мышца находится в удлиненном положении, может увеличить вероятность травмы

Важно отметить, что это обоснование не применимо к риску других травм, таких как повреждения связок (например, тендинопатии), переломы или травмы от перегрузки. На самом деле, общее мнение таково, что растяжка в дополнение к разминке не влияет на частоту травм от перегрузок

Однако, если рассматривать острые травмы, то в последней работе Behm и Blasevich 2016 года говорится: «Учитывая небольшие или умеренные изменения сразу после растяжки и ограничения исследования, растяжка в рамках разминки, включающая дополнительную динамическую активность после растяжки, рекомендуется для снижения мышечных травм и увеличения амплитуды движений суставов с незначительным влиянием на последующие спортивные результаты».

Как было сказано выше, статическая растяжка показала свою эффективность для развития гибкости как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. Однако результаты исследований противоречивы в отношении того, что растяжка и гибкость являются важными факторами как для производительности, так и для профилактики травм. Вместо этого существуют другие методы повышения гибкости, такие как постепенно прогрессирующие силовые тренировки в конечных диапазонах, которые могут принести гораздо больше пользы, чем статическая растяжка, поскольку они изменяют генерирование силы и улучшают прочность соединительной ткани. Однако существует много доказательств того, что программы прогрессивных силовых тренировок, которые обычно включают эксцентрический компонент, снижают риск травм, боль и нарушение дееспособности при различных заболеваниях сухожилий, а также ускоряют возвращение в спорт. Поэтому, если вы пытаетесь предотвратить травмы, разумно уделять гораздо больше внимания силовым тренировкам и тренировке навыков, чем только растяжке.

Мышечные волокна

Мышечные клетки (волокна) имеют очень вытянутую форму (словно нити) и бывают двух типов: быстрые (белые) и медленные (красные). Часто встречаются данные и о третьем промежуточном типе мышечных волокон. Обсудим более детально типы мышечных волокон в отдельной статье, а здесь ограничимся лишь общими сведениями. В некоторых крупных мышцах длина мышечных волокон может достигать десятка сантиметров (например, в квадрицепсе).

Медленные мышечные волокна

Эти волокна не способны к быстрым и мощным сокращениям, но зато способны сокращаться долго (часами) и связаны с выносливостью. Волокна этого типа имеют много митохондрий (органоиды клетки, в которых происходят главные энергетические процессы), значительный запас кислорода в соединении с миоглобином. Преобладающим  энергетическим процессом в этих волокнах является аэробное окисление питательных веществ. Клетки этого типа опутаны густой сетью капилляров. Хорошие марафонцы, как правило, имеют в своих мышцах больше волокон именно этого типа. Отчасти это имеет генетические причины, а отчасти объясняется особенностями тренировок. Известно, что при специальных тренировках на выносливость в течение длительного времени в мышцах начинает преобладать именно такая (медленная) разновидность волокон.

В статье основы кардиотренинга я рассказал об энергетических процессах, происходящих в мышечных волокнах.

Быстрые мышечные волокна

Эти волокна способны к очень мощным и быстрым сокращениям, однако, они не могут сокращаться продолжительное время. Этот тип волокон имеет меньшее количество митохондрий. Быстрые волокна опутаны меньшим количеством капилляров по сравнению с медленными волокнами. Большинство тяжелоатлетов и спринтеров, как правило, имеют больше белых мышечных волокон. И это вполне закономерно. При специальных тренировках силовой и скоростной направленности в мышцах возрастает процент белых мышечных волокон.

Когда говорят о приёме таких препаратов спортивного питания, как креатин, речь идёт как раз о развитии белых мышечных волокон.

Мышечные волокна тянутся от одного сухожилия до другого, поэтому зачастую длина их равна длине мышцы. В месте соединения с сухожилием оболочки мышечных волокон прочно связываются с коллагеновыми волокнами сухожилия.

Каждая мышца обильно снабжена капиллярами и нервными окончаниями, идущими от мотонейронов (нервных клеток, отвечающих за движение). Причём, чем тоньше работа, совершаемая мышцей, тем меньшее количество мышечных клеток приходится на один мотонейрон. Например, в мышцах глаза на одно нервное волокно мотонейрона приходится 3-6 мышечных клеток. А в трёхглавой мышце голени (икроножная и камбаловидная) на одно нервное волокно приходится 120-160 и даже более мышечных клеток. Отросток мотонейрона соединяется с каждой отдельной клеткой тонкими нервными окончаниями, образуя синапсы. Мышечные клетки, иннервируемые одним мотонейроном, называются двигательной единицей. По сигналу мотонейрона они сокращаются одновременно.

По капиллярам, опутывающим каждую мышечную клетку поступает кислород и другие вещества. Через капилляры же в кровь выводится молочная кислота, когда она образуется в избытке при интенсивных нагрузках, а также углекислый газ, продукты метаболизма. В норме у человека на 1 кубический миллиметр мышц приходится около 2000 капилляров.

Усилие, развиваемое одной мышечной клеткой, может достигать 200 мг. То есть при сокращении одна мышечная клетка может поднять вес в 200 мг. При сокращении мышечная клетка способна укоротиться более, чем в 2 раза, увеличиваясь в толщину. Поэтому мы имеем возможность демонстрировать свои мышцы, например, бицепс, сгибая руку. Он, как известно, приобретает форму шара, увеличиваясь в толщину.

Посмотрите на рисунок. Здесь хорошо видно, как именно расположены в мышцах мышечные волокна. Мышца в целом находится в соединительнотканной оболочке, называемой эпимизием. Пучки мышечных клеток также разделены между собой слоями соединительной ткани, в которых проходят многочисленные капилляры и нервные окончания.

Кстати говоря, мышечные клетки, принадлежащие одной двигательной единице могут лежать в разных пучках.

Далее, переходим к отдельно взятой мышечной клетке.

В цитоплазме мышечной клетки присутствует гликоген (в виде гранул). Интересно, что мышечного гликогена в организме может быть даже больше, чем гликогена в печени в силу того, что мышц в организме много. Однако, мышечный гликоген может быть использован только локально, в данной мышечной клетке. А гликоген печени используется всем организмом, в том числе и мышцами. О гликогене мы ещё поговорим отдельно.

Признаками непроизвольного сокращения мышц являются:

• при бруксизме – скрежетание зубами во сне, ощущение перенапряжения в челюстях после пробуждения;
• при спазмах мышц головы – обручевидная боль в висках, в области лба, затылка;
• давящий, пульсирующий, сжимающий характер болевых ощущений;
• чувство тяжести в области спазма;
• болезненность при нажатии на триггерные точки (попробуйте пропальпировать область головы, когда она болит: при нажатии на определенные точки болезненность значительно возрастает);
• тошнота, рвота, головокружение;
• болезненная реакция на свет, громкие звуки (нечасто).

Когда стоит обратиться к врачу:

• головные боли возникли внезапно и не проходят;
• вы столкнулись с мышечными болями впервые после 50 лет;
• боли сопровождаются головокружением, слабостью, онемением конечностей;
• боли длятся более двух недель подряд;
• обезболивающие препараты или не действуют вообще, или дают незначительный кратковременный эффект;
• боль локализована с одной стороны головы/шеи.

Мышечные спазмы, провоцирующие боль, говорят о нарушении здорового функционирования организма

Чтобы не допустить развития заболевания, важно вовремя обратиться к врачу. Мы советуем посетить терапевта, невролога, эндокринолога, которые назначат вам развернутую лабораторную диагностику

По результатам исследований к вашему лечению могут подключить специалистов другого профиля: ортопеда, кардиолога, мануального терапевта. Комплексное лечение может включать в себя прием лекарственных препаратов, курс массажа, лечебную гимнастику. Хороший врач обязательно даст вам рекомендации по питанию, режиму дня.

Механизм скольжения филаментов

рис. 2.6 Схема образования поперечных связей — молекулярной основы сокращения саркомера

Укорочение мышцы происходит за счет укорочения образующих ее саркомеров, которые, в свою очередь, укорачиваются за счет скольжения относительно друг друга актиновых и миозиновых филаментов (а не укорочения самих белков). Теория скольжения филаментов была предложена учеными Huxley и Hanson (Huxley, 1974; рис. 2.6). (В 1954 г. две группы исследователей — X. Хаксли с Дж. Хэнсон и А. Хаксли с Р. Нидергерке — сформулировали теорию, объясняющую мышечное сокращение скольжением нитей. Независимо друг от друга они обнаружили, что длина диска А оставалась постоянной в расслабленном и укороченном саркомере. Это позволило предположить, что есть два набора нитей — актиновые и миозиновые, причем одни входят в промежутки между другими, и при изменении длины саркомера эти нити каким-то образом скользят друг по другу. Сейчас эта гипотеза принята почти всеми.)

Актин и миозин — два сократительных белка, которые способны вступать в химическое взаимодействие, приводящее к изменению их взаимного расположения в мышечной клетке. При этом цепочка миозина прикрепляется к актиновой нити с помощью целого ряда особых «головок», каждая из которых сидит на длинной пружинистой «шее». Когда происходит сцепление между миозиновой головкой и актиновой нитью, конформация комплекса этих двух белков изменяется, миозиновые цепочки продвигаются между актиновыми нитями и мышца в целом укорачивается (сокращается). Однако, чтобы химическая связь между головкой миозина и активной нитью образовалась, необходимо подготовить этот процесс, поскольку в спокойном (расслабленном) состоянии мышцы активные зоны белка актина заняты другим белком — тропохмиозином, который не позволяет актину вступить во взаимодействие с миозином. Именно для того, чтобы убрать тропомиозиновый «чехол» с актиновой нити, требуется быстрое выливание ионов кальция из цистерн саркоплазматического ретикулума, что происходит в результате прохождения через мембрану мышечной клетки потенциала действия. Кальций изменяет конформацию молекулы тро-помиозина, в результате чего активные зоны молекулы актина открываются для присоединения головок миозина. Само это присоединение осуществляется с помощью так называемых водородных мостиков, которые очень прочно связывают две белковые молекулы — актин и миозин — и способны в таком связанном виде находиться очень долго.

Для отсоединения миозиновой головки от актина необходимо затратить энергию аденозинтрифосфа-та (АТФ), при этом миозин выступает в роли АТФазы (фермента, расщепляющего АТФ). Расщепление АТФ на аденозиндифосфат (АДФ) и неорганический фосфат (Ф) высвобождает энергию, разрушает связь между актином и миозином и возвращает головку миозина в исходное положение. В дальнейшем между актином и миозином могут снова образовываться поперечные связи.

При отсутствии АТФ актин-миозиновые связи не разрушаются. Это и является причиной трупного окоченения (rigor mortis) после смерти, т. к. останавливается выработка АТФ в организме — АТФ предотвращает мышечную ригидность.

Даже при мышечных сокращениях без видимого укорочения (изометрические сокращения, см. выше) активируется цикл формирования поперечных связей, мышца потребляет АТФ и выделяет тепло. Головка миозина многократно присоединяется на одно и то же место связывания актина, и вся система миофиламентов остается неподвижной.

Внимание
: Сократительные элементы мышц актин и миозин сами по себе не способны к укорочению. Мышечное укорочение является следствием взаимного скольжения миофиламентов относительно друг друга (механизм скольжения филаментов)

Как же образование поперечных связей (водородных мостиков) переходит в движение? Одиночный саркомер за один цикл укорачивается приблизительно на 5-10 нм, т.е. примерно на 1 % своей общей длины. За счет быстрого повторения цикла поперечных связей возможно укорочение на 0,4 мкм, или 20% своей длины. Поскольку каждая миофибрилла состоит из множества саркомеров и во всех них одновременно (но не синхронно) образуются поперечные связи, суммарно их работа приводит к видимому укорочению всей мышцы. Передача силы этого укорочения происходит через Z-линии миофибрилл, а также концы сухожилий, прикрепленных к костям, в результате чего и возникает движение в суставах, через которые мышцы реализуют перемещение в пространстве частей тела или продвижение всего тела.