Зависимость силы сокращения от типа двигательной единицы.

Разные типы двигательных единиц различаются по многим физиологическим характеристикам.

Характеристика	Медленно сокращающиеся	Быстро сокращающиеся
Цвет	Красный (много миоглобина)	Белый (мало миоглобина)
Метаболизм	Окислительный	Гликолитический
Митохондрии	Много	Мало
Гликогена	Низкий	Высокий
Утомляемость	Низкая	Высокая
Толщина	Тонкие	Толстые
Сила и скорость сокращения	Низкие	Высокие
Возбудимость	Высокая	Низкая

 

Каждая мышца содержит быстрые и медленные двигательные единицы, но их пропорции различны.

Это зависит от нескольких факторов.

1. Расположение. Постуральные мышцы (мышцы осанки – спины, шеи)) содержат более высокую долю медленно сокращающихся двигательных единиц, потому что они должны поддерживать тонус и противостоять утомлению. Большие скелетные мышцы (бицепсы и т. д.) и экстраокулярные мышцы необходимы для быстрых, коротких движений и, следовательно, содержат большую долю быстро сокращающихся моторных единиц.

2. Генетика. Существуют генетические различия в пропорциях типов мышечных волокон, которые проявляются у разных людей, что отчасти объясняет тенденцию человека быть либо лучшим спринтером (большая часть быстро сокращающихся моторных единиц), либо иметь более высокую выносливость (большая часть медленных двигательных единиц).

3. Пол. Существуют гендерные различия в пропорциях типов мышечных волокон. В мужском теле скелетные мышцы составляют большую часть быстро сокращающихся моторных единиц, в женском теле - медленно сокращающихся моторных единиц.

4. Соотношение быстрых и медленных мышечных волокон зависит от вида тренировок. Если человек выполняет очень интенсивные, но короткие упражнения, то происходит гипертрофия быстро сокращающихся мышечных волокон. Если человек выполняет легкие, но длительные упражнения (тренировки на выносливость), они вызывают развитие медленных мышечных волокон. Тренировка на выносливость повышает сопротивляемость усталости без выраженной гипертрофии. Но в любом случае тренировка меняет свойства волокон, но не их количество.

 

Метаболизм.

Для сокращения мышцы необходимы АТФ и ионы кальция. Источником энергии мышечного сокращения служит энергия гидролитического расщепления АТФ с помощью фермента миозин-АТФ-фазы до АДФ и неорганического фосфата (3 молекулы АТФ на 1 «гребок»). Расщепление 1 моля АТФ обеспечивает около 48 кДж.

Системы восстановления АТФ

Когда мышцы начинают сокращаться, у них есть определенный запас АТФ, который они могут использовать, но этого достаточно примерно на одну секунду, после чего необходимы процессы восстановления АТФ. Восстановление АТФ осуществляется сразу же после ее расщепления до АДФ. Этот процесс осуществляется при участии 3 энергетических систем.

1) фосфогенная система, где используется энергия креатинфосфата (система АТФ-КрФ). Эта система обладает наибольшей скоростью действия, мощностью, но незначительной емкостью, поэтому используется в самом начале работы или при работе максимальной мощности (но не более 10 с). Это анаэробный процесс, т.е. он протекает без участия кислорода. Таким образом, в первые восемь-десять секунд тренировки креатинфосфат вносит основной вклад в производство АТФ. И вы используете его, в первую очередь, когда делаете что-то вроде быстрого бега на сто метров.

2) гликолитическая система, где восстановление АТФ идет за счет энергии анаэробного расщепления углеводов (гликогена, глюкозы) до молочной кислоты. Во время этой реакции скорость образования АТФ в 2-3 раза выше, а механическая работа в 2-3 раза больше, чем при длительной аэробной работе. Он производит 2,5 моль АТФ в минуту, это меньше, чем при использовании креатинфосфата. Но этого процесса достаточно, чтобы произвести энергию всего на одну-две минуты, когда вы выполняете что-то вроде рывка на четыреста метров.

3) система окислительного фосфорилирования разворачивается по мере удлинения времени работы (через 2-3 мин). Если интенсивность работы мышц не максимальна, то их потребности в кислороде удовлетворяются полностью. Поэтому работа может выполняться на протяжении многих часов. Необходимая для ресинтеза АТФ энергия поступает в результате окисления жиров и углеводов, причем чем больше интенсивность, тем меньше вклад жиров. Итак, если вы делаете длительные упражнения, больше двух минут, вы используете аэробный метаболизм.