gototopgototop



ОПРОС

Каким видом спорта занимаешься?

joomla
07.12.2012 13:48

Тренинг по типу мышечных волокон и их строение

Скелетные мышцы, которые мы качаем, представляют собой достаточно сложные структуры, включающие в себя такие основные сокращающиеся единицы как мышечные волокна. Это длинные клетки, которые сильны своим количеством. Совместно сокращаясь, мышечные волокна помогают нам бороться с тяжёлыми весами, а также, при условии постоянных тренировок, становиться сильнее и красивее. Эти мелкие работники нашего тела очень важны, и есть версия, что они бывают не однотипными. В интернете и, вообще, среди тренирующихся атлетов распространено мнение, что есть два типа волокон: медленные и быстрые, или красные и белые волокна.

Может, мы все в чём-то заблуждаемся? Данная информация будет полезна не только бодибилдерам, или пауэрлифтерам, но и тем, кто желает избавиться от излишков жирка, да и вообще, для всех спортсменов, которые интересуются работой своих мышц.


Строение мышечных волокон


Каждая скелетная мышца состоит из пучков мышечных волокон, которые содержат множество сократительных нитей, миофибрилл.

У людей может быть разное количество волокон в мышцах. Максимальная сила увеличивается при большем числе волокон.


Строение мышцы


По морфологическим признакам и физиологическим свойствам мышечные волокна разделяют на быстрые  и медленные. Их еще называют медленносокращающиеся и быстросокращающиеся.  МС-волокна (ST) называют красными из-за миоглобина, придающим им красный мышечный пигмент. А БС-волокна (FT), или белые, обладают небольшим содержание миоглобина. БС-волокна могут развить силу в 10 раз большую, чем МС-волокна.


МС-волокнам свойственен аэробный окислительный обмен. В них присутствует много митохондрий, ферментов биологического окисления углеводов и жиров, миоглобина, который запасает кислород, у них наименьший диаметр, извилистая и широкая Z-линия.   Они окружены множеством  кровеносных капилляров.  Соответственно, они идеальны для длительной работы.


На рисунке приведена организация митохондрий (множественные зубчатые черные линии).


Митохондрии

 

У БС-волокон имеется много миофибрилл и большие запасы гликогена. В них мало миоглобина и капиллярная сеть плохо развита. Они хороши для короткой по времени (из-за утомления) интенсивной работы.


В свою очередь БС-волокна подразделяются на виды а и б, или FTO и FTG. FTO и FTG различаются по способу получения энергии. БС а-волокна  («быстрые окислительно-гликолитические волокна») ресинтезируют АТФ  анаэробным гликолитическим и аэробным путями.    БС б-волокна получают энергию посредством гликолиза (глюкоза в анаэробных условиях распадается до лактата). Они хороши для короткой по времени мышечной деятельности интенсивного характера.

 

Характеристика этих волокон описана в таблице:

 

Работа мышечных волокон 

 ...

 

Набор МС- и БС-волокон индивидуален у каждого человека, и их количество  нельзя изменить. Примерное соотношение: 40% медленных и 60% быстрых волокон у человека. Несмотря на то, что тренировкой не изменить соотношение БС и МС волокон, все же волокна приспосабливаются под воздействием физических нагрузок, например, изменяется их поперечное сечение, оснащение энергоносителями и митохондриями.

 

Интенсивность нагрузки


Последовательность включения различных мышечных волокон регулируется нервной системой и зависит от интенсивности нагрузки:


  • 20-25% от максимальной силы- МС-волокна
  • 25-40%- БС типа а (FTO)
  • Более 40%- БС типа б (FTG)


Кстати, обычно после тренировок, в последующие дни, у всех нас болят мышцы, которые мы тренировали. О том, почему болят мышцы после тренировки, можно прочесть на нашем сайте в этом же разделе.


На графике продемонстрировано, как процент нагрузки от максимальной силы влияет на включение различных волокон в мышечную работу.


Работа волокон

 

На нижеследующим графике изображен «эффект рампы» (Wilmore and Costill, 1999) на примере пловца.  На нем видно, что все большее число волокон пловца подключается при увеличении скорости преодоления дистанции. FTa-волокна подключатся при большем усилии, когда увеличивается скорость. FTx (FTG) последними подключаются. Это происходит, когда скорость околомаксимальная.


"Эффект рампы"


Принцип величины (size principle)


Использование волокон при нагрузке зависит  от размера мотонейрона и порога возбуждения.  Эта зависимость называется «size principle» (Henneman, 1974).  Малые мотонейроны МС-волокон вовлекаются первыми, так как их порог возбуждения низкий. Далее при увеличении нагрузки привлекаются более крупные мотонейроны.  Самые большие мотонейроны с высоким порогом возбуждения- у БС б-волокон и поэтому они вовлекаются в работу последними.  Малые мотонейроны иннервируют медленные двигательные единицы, которые развивают малую силу, устойчивы к утомлению и хороши для длительной работы. Крупные мотонейроны иннервируют быстрые двигательные единицы. Их сила велика, но они не устойчивы к длительной работе.

 

Таким образом, волокна вовлекаются в работу при большем усилии, которое прилагает спортсмен. Например, у спринтеров хорошо развиты мышцы ног, так как развиваемая ими скорость вынуждает быстрее сокращать мышцы и тем самым в работу скорее вовлекаются волокна с большим порогом возбуждения.


Допустим, у атлета одно единичное максимальное повторение для жима штанги лежа на скамье - 250 фунтов.  Если он выжимает 125 фунтов, то будут вовлечены медленные двигательные единицы. Если жим будет с весом 225 на 6 повторений, то включатся и БС-волокна.


Есть ещё хороший пример с разгрузкой дивана (Jacob Wilson).  Допустим, вы передвигаете диван в новый дом. Ваша цель - это перенести диван от грузовика до дома, и при этом преодолеть 10 ступенек.  На первой ступеньке ноги начнут привлекать  БС а-волокна. На второй/третьей - все больше БС а-волокон привлекается. Далее для поддержания бодрого темпа восхождения по ступенькам начнут привлекаться БС б-волокна. И на последней ступеньке должен наступить «отказ».  Это применимо и к тренировочным сетам - в начале сета мышцы сокращаются не с максимальной частотой. Но в конце, с накоплением усталости, мышцы затрачивают больше силы, чтоб продолжать преодолевать нагрузку.


Но есть и подтверждения исключения из правила «size principle», когда мотонейроны БС-волокон вовлекаются в работу первее мотонейронов МС-волокон (Denier van der Gon, 1985; Grimby & Hannerz, 1977; Nardone, 1989; Smith, 1980; Ter Haar Romeny, 1982). Это происходит при выполнении эксцентрических упражнений.


Уровень тренированности


Также, на привлечение волокон при физической активности влияет уровень тренированности. Например, у нетренированных людей включается примерно 60% волокон. А у силовиков - около 80-90%.  Ниже приведены графики, отражающие вовлечение в работу волокон нетренированных (а) и тренированных (б) людей, 1 - МС-волокна, 2 - БС типа а-волокна, 3 - БС типа б, 4 - неиспользованные волокна.


Уровень тренированности


Определение типов волокон


Типы волоконДля прямого метод определения соотношения волокон у человека существует метод - биопсия. Но также существует и косвенный метод определения БС- и МС-волокон, основанный на связи между соотношением БС-волокон и мышечной силой  (Coyle, 1979; Froese & Houston, 1985; Gerdle, 1988; Gregor, 1979; Suter, 1993). Сначала определяется максимальный вес в одном повторении (тот вес, с которым можно сделать одно повторение). Далее берется нагрузка в размере 80% от максимального веса единичного повторения и делается максимально возможное количество повторений.  Если вышло меньше 7 повторений, то мышечная группа содержит более 50% БС-волокон.  Если 12 повторений, то более 50% - это МС-волокна. Если 7-12 повторений, то, предполагается, что соотношение волокон равное.


Этот метод работает только для мышечных групп, так как работа с весами привлекает использование множества мышц. Для определения соотношения волокон в отдельной мышце требуется прямой метод биопсии.

 



Селективная гипертрофия, основанная на виде тренинга

 

Например, у атлета соотношение волокон 50/50. Но у БС-волокон площадь поперечного сечения больше, поэтому они могут занимать около 65% места в мышце. 35% приходится на МС-волокна. Поэтому программы на развитие силы не изменяют соотношение волокон, но изменяют поперечное сечение. Это происходит из-за того, что МС-волокна атрофируются (станут меньше), а БС-волокна гипертрофируются (станут больше). Также у атлета будет прибавка в массе, так как масса БС-волокон больше, чем у МС.


Если же спортсмен тренируется на выносливость, то БС-волокна атрофируются, а МС-волокна гипертрофируются, занимая больше места. Соотношение может измениться, например, с 65% БС-волокон и 35% МС-волокон на 50%/50% соответственно. При этом спортсмен потеряет мышечную массу, так как МС-волокна обладают меньшей массой.


Рост мышц (по Jacob Wilson)

 

В  работе о мышечных волокнах, Jacob Wilson высказал некоторые рекомендации по поводу роста мышечной массы.


Тело приспосабливается к нагрузкам для выживания, а не для того, чтоб хорошо выглядеть на пляже. Дополнительная мышечная масса - это  и дополнительная нагрузка для организма. Поэтому если возможно увеличить силу без гипертрофии, то это в первую очередь будет сделано. Чем больше мышечной массы, тем больше калорий требуется для ее поддержания, что не практично. А организм всегда поступает практично.


Автор приводит механизм адаптации к различным нагрузкам. Например, рассмотрим адаптацию к малым повторениям (1-5). Данная система хороша для развития силы. Нервная система должна реагировать моментально на такую нагрузку и привлекать как можно больше двигательных единиц.  Поэтому адаптационные изменения будут происходить  в нервной системе. Спортсмен научится работать с большим весом более эффективно, координируя все мышечные волокна. Поэтому пауэрлифтеры такие сильные. Чем больше двигательных единиц включается в работу, тем больший вес можно преодолеть. В данном диапазоне повторений не происходит желаемой мышечной гипертрофии для бодибилдера. Меньшее количество повторений не привлекает к работе и не утомляет все мышечные волокна.


Каждый тип волокон имеет определенный порог возбуждения. Для его подключения и роста требуется адекватная стимуляция. Значит, сет должен быть достаточно тяжел и длителен для достижения успехов в наборе массы. В таблице приведена зависимость количества повторений (с весом, позволяющим выполнить нужное количество повторений) и показателей роста волокон:


Кол-во повторений

Показатель роста волокон

МС

БС а

БС б

сила

1-2

очень низкий

низкий

низкий

отлично

 

3-5

очень низкий

низкий

хороший

отлично

6-8

очень низкий

хороший

отличный

хороший

9-12

низкий

отличный

очень хороший

хороший

13-15

неплохой

очень хороший

хороший

выносливость

16-25

очень хороший

убывающий

низкий

выносливость

25-50

отличный

низкий

очень низкий

выносливость

 

Среднее количество повторений позволяет задействовать большее количество волокон. Т.е. адаптация происходит не в направлении «чем больше двигательных единиц, тем лучше», а в постепенном привлечении волокон.  К концу сета уже все волокна активизируются под нагрузкой. Также БС-волокна приобретают некоторые качества, присущие выносливым волокнам (повышается количество митохондрий).


В научной литературе описано, что аэробные, буфферные возможности и скорость удаление лактата в БС б-волокнах возрастает с уровнем тренированности, когда они начинают функционировать как БС а-волокна.  Было произведена исследовательская работа, где в эксперименте принимала участие группа студентов (Anderson, 2005). Они тренировались с отягощениями 8 недель: жим ногами, гакк-приседания, сгибания/разгибания. Начинали они тренироваться на 10-12 повторений, но по мере увеличения веса отяжелений уменьшалось количество повторений (6-8).


Результаты биопсии представлены в таблице:


тип волокна

до тренировок

после

разница

МС

60

60

0

БС а

34

39

+5

БС б

6

1

-5

 

Из этого следует, что БС а-волокна увеличиваются после тренировок с отягощениями. Тем самым увеличивается аэробные и анаэробные системы энергообеспечения. Что благоприятно сказывается на гипертрофии мышц.

 

По поводу  МС волокон было установлено, что любая нагрузка (на выносливость, спринт) увеличивает их скорость сокращения и, следовательно, силу. Тренировки с отягощениями увеличивают их размер, что также сказывается на силе (MacDougall, 1986).


Любопытно еще одно открытие (Bonen, 2006).  При тренировке МС-волокон происходит возрастание содержания вещества MCT1, транспортирующего лактат из крови и примыкающих БС-волокон в МС, где он метаболизируется митохондриями. Таким образом, ацидоз, провоцирующий усталость, наступает позднее в БС-волокнах.


Митохондрии


В них углеводы, жиры и протеины могут распадаться в присутствии кислорода, выделяя энергию. Они являются «топками» для сжигания жира.


Митохондрии увеличиваются при очень низкоинтенсивных или высокоинтенсивных нагрузках.  На увеличение количества митохондрий влияют два параметра: увеличение кальция и уменьшение концентрации АТФ. Высокая концентрация кальция активизирует кальций-кальмодулин киназу, которая способствует росту  митохондрий.  Лучше всего такое увеличение митохондрий   происходит при длительных упражнениях с малой скоростью.


Сокращение концентрации АТФ вызывает возрастание АМФ (аденозинмонофосфат), что активизирует АМФ-зависимую протеин-киназу, которая также запускает механизм увеличения количества митохондрий.  Данная реакция происходит при высокоинтенсивной нагрузке.


Таким образом, низкоинтенсивные нагрузки хороши для улучшения аэробных способностей МС-волокон.  В то время как высокоинтенсивные тренировки повышают аэробные способности БС-волокон.


БС с - волокна


Некоторые ученые не исключают возможности  существования еще одного типа волокон: БС с, которое может посредством тренировок переходить в БС- а или МС-волокна (Wilmore, Costill, Kenney, 2008). Другие исследования также подтвердили наличие волокна-гибрида, которое сочетает характеристики МС и БС а-волокон (Brooks, 2005).


Но данная теория требует дальнейших исследований.


Выводы:


Тема мышечных волокон еще не достаточно хорошо изучена.  Это подтверждает  предположение о существовании БС с-волокон.


Знания о волокнах помогают определить специализацию спортсмена, принимая во внимание его генетические особенности.


Для мышечной гипертрофии важна нагрузка, которая достаточно тяжелая и длительная. Но важно помнить, что гипертрофия- это многофакторный процесс, зависящий от иммунного ответа на воспалительный процесс микротравмы, клеток-сателлитов, от факторов роста, гормонального фона, питания и пр.


Вовлечение волокон в работу зависит от интенсивности нагрузки, утомления и от усилия.  «size principle» ошибочно отождествлять с «чем тяжелее, тем лучше», так как важным в привлечении волокон является усилие, которое испытывает спортсмен при выполнении упражнения. Если по окончании сета с любым количеством повторений  наступает «отказ», то это значит, что  БС-волокна были привлечены.


МС-волокнам свойственен аэробный окислительный обмен, а  БС - анаэробный. Аэробный механизм энергообеспечения является основным при длительной работе умеренной мощности.  При этом сокращается ограниченное число мышечных волокон. Аэробные упражнения способствуют сжиганию жира.


Анаэробный тренинг способствует развитию силы, наращиванию мышечной массы. Анаэробная система энергообеспечения включается при высокоинтенсивных и непродолжительных нагрузках. Программы на развитие силы не изменяют соотношение волокон, но изменяют поперечное сечение, причем у БС-волокон площадь поперечного сечения больше.


Автор: lena555



Используемая литература:


1. Muscle fibers, Jacob Wilson
2. The size principle and a critical analysis of the unsubstantiated heavier-is-better recommendation for resistance training, Ralph N. Carpinelli
3. The mystery of skeletal muscle hypertrophy, Len Kravitz, Richard Joshua Hernandez
4. Muscle fiber types and training, Jason R. Karp
5.Training Fast Twitch Muscle Fibers: Why and How, Ernest W. Maglischo
6. Мышечная боль, Хабиров Ф.А.
7. Биохимия мышечной деятельности, Волков Н.И., Несен Э.Н., Осипенко А.А., Корсун С.Н.
8. Тренинг, питание, спортивная фармакология в бодибилдинге, Василенко А.


 

  • Условия перепечатки: Копировать материалы сайта разрешается только с указанием активной, индексируемой гиперссылки на наш сайт.

Комментировать разрешено только зарегистрированным пользователям. Пожалуйста, зарегистрируйтесь, - это быстро, и Вам будет доступно больше возможностей!