Рубрика: "физиология". Изменения в мышечных волокнах под влиянием нагрузок различной направленности. Выносливость, гипертрофия мышечных волокан. Окислительные способности тренированных и нетренированных мышц.

сила-выносливость

  В предыдущей статье мы рассматривали структуру мышечной ткани. Напоминаем, различают два типа мышечных волокон — медленно сокращающиеся (МС) и быстро сокращающиеся (БС).
Оба типа мышечных волокон имеют характеристики, которые могут быть изменены в процессе тренировки. Размеры и объем БС-волокон увеличиваются под влиянием тренировки «взрывного» типа. Одновременно повышается их гликолитическая способность. При тренировке на выносливость оксидативный потенциал МС-волокон может возрастать в 2-4 раза. Среднее количество капилляров вокруг МС- и БСа-волокон составляет 4, а вокруг БС-волокон – 3. У спортсменов высокого класса, выступающих на длинных дистанциях, мышцы снабжались 5-6 капиллярами. Эффект напряженной тренировки аэробного и смешанного (аэробно-анаэробного) характера проявляется в увеличении количества капилляров на мышечное волокно или на квадратный миллиметр мышечной ткани. Здесь выявляются два механизма: увеличение количества капилляров; если же возможности этого механизма исчерпаны или невелики, то происходит уменьшение размера мышечных волокон. О том, что длительная и напряженная тренировка аэробной направленности приводит к изменению соотношения волокон различных типов, косвенно свидетельствуют результаты многочисленных исследований композиции мышечной ткани, несущей основную нагрузку в тренировочной и соревновательной деятельности в сравнении с тканью, не подвергающейся активной тренировке. У гребцов на байдарках и пловцов-стайеров в дельтовидной мышце регистрировалось до 60-70% МС-волокон, а в широкой мышце бедра таких волокон было не более 45-60 %. У велосипедистов-шоссейников, лыжников, бегунов-стайеров картина противоположная: в икроножной мышце регистрировалось до 60-80 % и более МС-волокон, а в дельтовидной мышце и трехглавой мышце плеча количество МС-волокон у этих же спортсменов не превышало 50-60%. МС-волокна очень слабо подвержены скоростной тренировке. Так, спортсмены, в мышцах которых содержится малое количество БС-волокон, слабо приспосабливаются к скоростной работе даже после напряженной тренировки скоростного характера. Например, высота прыжка вверх у спортсменов, специализирующихся в плавании, обычно не превышает 45-50см, в то время как у спортсменов с большим количеством БСа- и БСб-волокон она редко бывает меньше 70см. Анализ структуры и распределения митохондрий и частиц нейтральных жиров при помощи электронной микроскопии показал, что в БСб-волокнах отмечается наименьшее количество митохондрий по сравнению с БСа-волокнами и особенно с МС-волокнами. Частицы жиров в БСб-волокнах вообще отсутствуют, в БСа-волокнах их немного, а в МС-волокнах они встречаются в очень большом количестве. Все это убедительно свидетельствует о значительном воздействии характера тренировочной и соревновательной деятельности на характеристики мышечных волокон, существенно влияющие на их функциональные возможности. Рассматривая гипертрофию мышечных волокон в качестве одного из основных путей адаптации мышц, следует указать, что гипертрофия МС-волокон связана, прежде всего, с увеличением размеров миофибрилл, возрастанием количества и плотности митохондрий, приводит к увеличению удельного веса в мышечной массе МС-волокон и, как следствие, повышению выносливости и уменьшению скоростных способностей мышц. С другой стороны, гипертрофия БС-волокон приводит к увеличению их удельного веса в мышце по сравнению с МС-волокнами и способствует повышению ее скоростного потенциала. При этом характер нагрузки определяет, какие из мышечных волокон претерпевают значительные изменения. Продолжительные нагрузки относительно невысокой интенсивности преимущественно приводят к увеличению объемной плотности митохондрий МС- и БСа-волокон. Интенсивная интервальная работа в основном способствует возникновению изменений в БСб-волокнах. Гипертрофия мышцы связана с рядом изменений, в числе которых, прежде всего, следует отметить увеличение резервов актиновых и особенно миозиновых нитей, увеличение количества миофибрилл и кровеносных капилляров. Длительное время считалось, что количество мышечных волокон в каждой мышце детерминировано генетически и остается неизменным в течение всей жизни. Однако в отдельных работах  была продемонстрирована возможность гиперплазии мышц в ответ на большие физические нагрузки. Однако наличие этого явления отрицалось на основании экспериментов, проведенных на животных. Вместе с тем в последние годы появляется все больше доказательств того факта, что напряженная и длительная силовая тренировка приводит не только к гипертрофии мышечных волокон, но и к увеличению их количества. Силовая тренировка с большими отягощениями и небольшим количеством повторений в течение двух лет не только привела к увеличению мышечной силы и гипертрофии мышц, но и к достоверному увеличению (на 9%) общего количества мышечных волокон. Возможность процесса гиперплазии у людей была достаточно убедительно показана в исследованиях с участием культуристов. Принципиально важным вопросом для спортивной практики является возможность трансформации мышечного фенотипа, преобразования волокон одного типа в волокна другого. Структура и функциональные возможности мышечных волокон различного типа обусловливаются особенностями их нервной импульсации, которая и определяет, будет ли данное волокно иметь свойства быстро сокращающегося или медленно сокращающегося волокна. Если БС-волокна стимулируются по принципу импульсации МС, то в них повышается активность оксидативных ферментов. И, наоборот, стимуляция МС-волокон по принципу БС приводит к повышению активности гликолитических ферментов.
  Исследования на животных показали, что иннервация БС-волокон путем переноса в нерв (при помощи специальных электродов) электроимпульсов с частотной характеристикой, соответствующей иннервации МС-волокон, приводит к изменению структурных и функциональных свойств волокон. В волокнах увеличивается плотность капилляров, повышается содержание миоглобина, что приводит к изменению цвета бледных волокон, которые становятся ярко-красными. Оксидативные способности волокон повышаются за счет увеличения активности ферментов, окисляющих субстраты. Одновременно угнетается анаэробная способность волокон в связи со снижением активности ферментов, участвующих в процессе гликолиза.
  В результате интенсивной и продолжительной тренировки, направленной на развитие выносливости, также наблюдаются существенные структурные и функциональные изменения БС-волокон. Изменения активности аэробного и анаэробного путей обмена качественно напоминают метаболические трансформации, отмеченные в результате искусственно стимулированных мышц. Значительные изменения отмечаются в митохондриях, плотности капиллярной сети, в составе миозина. Однако адаптационные перестройки выражены гораздо меньше, чем в тех случаях, когда обеспечивается постоянная стимуляция. В связи с этим существует мнение, что окислительные способности тренированных мышц спортсменов высокого класса, специализирующихся в видах спорта, требующих высокого уровня аэробных воз¬можностей, составляют лишь 50-70 % теоретически достижимого уровня.
  Известно, что БС-волокна используют в единицу времени намного больше энергии, чем МС-волокна. Воздействие специальной тренировки, проявляющееся в трансформации БС-волокон в МС, представляет собой определенный вид экономизации функций, так как создает условия для выполнения продолжительной работы с меньшими затратами энергии. Однако эта экономизация связана с существенным уменьшением скорости сокращений.
  Таким образом, тренировка на выносливость способна значительно повысить возможности окислительного способа энергообеспечения не только БСа-, но и БСб-волокон. Более того, тренированные на выносливость БСа-волокна по своим окислительным способностям могут даже превышать показатели МС-волокон, характерные для нетренированного человека. Большие объемы работы на выносливость могут даже привести к такой трансформации БСб-волокон, что их вообще не удастся обнаружить в поперечном срезе мышцы. Естественно, что эти изменения приводят к резкому снижению скоростных возможностей мышц. Специалисты считают, что восстановление БС-мышц в принципе возможно, однако очень сложно и в настоящее время неизвестно, какие средства являются для этого наиболее эффективными. Одной из основных проблем обратной трансформации быстросокращаюшейся мышечной ткани в медленную является то, что БС-волокна, вследствие высокого порога возбуждения, значительно реже и сложнее включаются как в повседневную, так и в спортивную деятельность.

Авторы статьи: д.б.н. Ровный В. А.; к.б.н. Ровная О. А.

Дата публикации: 22.06.14

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

 

Фитнес афиша

Сентябрь 2017
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
28 29 30 31 1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 1

Новости HOT

Научный фитнес

Мы в социальных сетях

 

Резюме и вакансии

Фитнес объявления