Характеристика пс та шс волокон.

Назва ПС та ШС волокон обумовлена відмінностями у швидкості їх дії, що здійснюється різними формами міозин-АТФази. Міозин-АТФаза — це фермент, що розщеплює АТФ для утворення енергії, необхідної для виконання скорочення або забезпечення розслаблення. ПС волокна мають повільну форму АТФази, ШС — швидку. У відповідь на нервову стимуляцію АТФ швидше розщеплюється у ШС, ніж у ПС волокнах. Внаслідок цього перші швидше отримують енергію для виконання скорочення, ніж другі.

Рухова одиниця — це окремий мотонейрон та м'язові волокна, котрі вона іннервує. Таким чином, нейрон визначає, якими є волокна — повільно- чи швидкоскоротними. Мотонейрон у ПС руховій одиниці має невелике клітинне тіло й іннервує групу з 10-180 м'язових волокон. У мотонейрона у ШС руховій одиниці велике клітинне тіло і більше аксонів, і він іннервує від 300 до 800 м'язових волокон.

Звідси випливає, що кожний ПС мотонейрон здатний активувати значно меншу кількість м'язових волокон, на противагу ШС мотонейрону. При цьому слід відмітити, що сила, котру продукують окремі ПС та ШС волокна, за величиною різниться незначно.

Відмінність у величині продукованої сили між повільно- та швидко-скоротними руховими одиницями обумовлена кількістю м'язових волокон у руховій одиниці, а не величиною сили, продукованої кожним волокном.

Розподіл типів волокон. Як уже відмічалося, вміст ПС та ШС волокон в усіх м'язах тіла неоднаковий. Звичайно, у м'язах рук і ніг людини подібний склад волокон. Дослідження показують, що у людей з переважанням ПС волокон у м’язах ніг, звичайно, більша кількість цих самих волокон і у м'язах рук. Це саме стосується і ШС волокон. Разом із тим існує ряд винятків. Наприклад, камбалоподібний м'яз, що знаходиться глибше литкового, в усіх людей майже повністю складається з ПС волокон.

Використання м'язів. Понад 215 пар скелетних м'язів організму значно відрізняються один від одного розміром, формою та використанням. Кожний координований рух виконується через докладання м'язової сили. Його здійснюють:

• агоністи, або первинні двигуни, — м'яз, що головним чином відповідає за виконання руху;

• антагоністи — м'язи, що протистоять первинним двигунам;

• синергісти — м'язи, що допомагають первинним двигунам.

Можна привести приклад: плавне згинання руки у лікті здійснюється завдяки скороченню плечового та двоголового м'язів (агоністи), а також розслабленню триголового м'яза плеча (антагоніст). Плечопроменевий м'яз (синергіст) допомагає першим згинати руку у суглобі.

Типи м'язового скорочення. М'язовий рух можна поділити на три типи скорочення: концентричне, статичне та ексцентричне. Ці три типи скорочення м'яза є характерними для багатьох видів діяльності, наприклад бігу чи стрибків, при виконанні плавного координованого руху.      Розглянемо кожний тип скорочення окремо.

Концентричне скорочення. Основний тип активації м'яза — скорочення — є концентричним. При цьому типі скорочення активні філаменти підтягуються один до одного, тим самим збільшується площа їх перекриття з міозиновими філаментами. Виходячи з того, що при цьому виконується рух у суглобі, концентричні скорочення вважаються динамічними.

Статичне скорочення. М'язи також можуть активуватися, не змінюючи своєї довжини. Коли це відбувається, м'яз виробляє силу, однак його довжина залишається статичною (не змінюється). Це називається статичним скороченням оскільки кут суглоба не змінюється. Інша назва — ізометричне скорочення. Це відбувається, наприклад, коли ви намагаєтеся підняти якийсь предмет, маса котрого більша за величину сили, виробленої вашим м'язом, або коли ви утримуєте якийсь предмет, зігнувши руку у лікті. В обох випадках ви відчуваєте напруження м'язів, однак вони не можуть зсунути вагу й тому не скорочуються. При такій активації м'яза поперечні містки міозину утворюються і виконують повторні цикли, виробляючи силу, однак через значну зовнішню силу актинові філаменти не можуть рухатися. Вони залишаються у своєму звичайному положенні, тому скорочення не відбувається. При залученні певного числа рухових одиниць, котрі виробляють силу, достатню для подолання опору, статичне скорочення може перейти у динамічне.

Ексцентричне скорочення. М'язи здатні виробляти силу у процесі подовження. Це — ексцентричне скорочення. Це також динамічний процес, оскільки відбувається рух суглоба. Наприклад, скорочення двоголових м'язів плеча, коли ви опускаєте важкий предмет, випрямивши руку у лікті. У цьому випадку актинові філаменти ще більше віддаляються від центра саркомера та розтягують його.

Утворення сили. Сила м'язів відображає їх здатність продукувати фізичну силу. Якщо виконувати жим ваги 150 кг, тоді м'язи здатні продукувати силу, достатню, щоб справитися з вантажем такої самої ваги. Навіть без навантаження (не намагаючись підняти вагу) м'язи мають продукувати силу, достатню, щоб рухати кістки, до котрих вони кріпляться. Розвиток м'язової сили залежить від:

• кількості активованих рухових одиниць;

• типу активованих рухових одиниць;

• розміру м'яза;

• початкової довжини м'яза в момент активації;

• кута суглоба;

• швидкості дії м'яза.

Рухові одиниці та розмір м'яза. Відомо, що величина продукованої сили залежить від кількості активованих рухових одиниць. Швидкоскоротні рухові одиниці продукують більше сили, ніж повільноскоротні, оскільки кожна ШС рухова одиниця містить більше м'язових волокон, ніж ПС рухова одиниця. Подібно до цього, чим більший м'яз, тим більше волокон він містить і тим більшу силу може продукувати.

Довжина м'яза. Для м'язів та їх сполучних тканин (фасцій та сухожилків) характерною є еластичність. При розтягненні еластичність проявляється у накопиченні енергії. Під час наступної м'язової діяльності ця накопичена енергія вивільняється, тим самим збільшуючи силу.

Довжина м'яза обмежена анатомічним розташуванням та його прикріпленням до кістки. Якби м'яз звільнився від прикріплення, то він би розслабився і його довжина стала б трохи меншою.

Проведені вимірювання показали, що м'яз зможе продукувати максимальну силу, якщо він спочатку був розтягнений на довжину, що на 20 % перевищує його довжину у спокої. При такому розтягненні м'яза сполучення накопиченої енергії та сили м'язового скорочення, що веде до продукування сили максимальної величини, є оптимальним.

Збільшення або зменшення довжини м'яза знижує вироблення сили на більше чи менше 20 %. Наприклад, якщо довжина розтягненого м'яза удвічі перевищує його довжину у спокої, продукована сила практично буде дорівнювати нулю. У дійсності чим більше м'яз розтягується, тим більше енергії він накопичує.