Тип волокна і спортивні досягнення

На основі вивчення складу м'язових волокон можна припустити, що спортсмени, у м'язах яких високий вміст ПС волокон, мають переваги у циклічних видах спорту, що потребують виявлення витривалості, а ті спортсмени, в яких високий відсоток ШС волокон, більше пристосовані до короткочасних та «вибухових» видів.

Склад волокон у м’язах бігунів на короткі та довгі дистанції значно відрізняється. Однак було б неправильно вважати, що лише на основі домінуючого типу м’язового волокна можна легко «відібрати» чемпіонів з бігу на довгі й короткі дистанції. Успішний виступ у цих дисциплінах, що потребують прояву витривалості, швидкості й сили, залежить і від інших чинників, наприклад функції серцево-судинної системи та розміру м'язів. Отже, склад волокон сам по собі не є єдиним індикатором спортивного успіху.

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.

Більшу частину сили, необхідної для будь-якого виконання руху, виробляють агоністи. М'язи скорочуються на кістках, до котрих вони прикріплені, притягаючи їх одна до одної. У цьому їм допомагають синергісти, котрі іноді беруть участь у «настроюванні» напрямку руху. Антагоністи виконують захисну роль. Розглянемо, наприклад, чотириголовий м'яз стегна (передній) та підколінний сухожилок (задній) стегна. При значному скороченні підколінного сухожилка (агоніст) чотириголовий м'яз (антагоніст) також трохи скорочується, протидіючи рухові підколінного сухожилка. Це запобігає надмірному розтягненню чотириголового м'яза внаслідок значного скорочення підколінного сухожилка та забезпечує більш контрольований рух стегна. Окрім того, ця супротивна дія між агоністами та антагоністами забезпечує м'язовий тонус.

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. Швидкоскоротливі рухові одиниці продукують більше сили, ніж повільноскоротливі, 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. Прикріплений до скелета м'яз у спокої все ж трохи напружений внаслідок невеликого розтягнення. 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. Зважаючи на розтягнення м'яза енергія у ньому, як і раніше, накопичується. У дійсності чим більше м'яз розтягується, тим більше енергії він накопичує.

Сила, що продукується м'язовими волокнами під час м'язового скорочення, залежить від кількості поперечних містків, котрі стикаються з актиновими філаментами у будь-який певний час. Чим більше їх число, тим сильніше м'язове скорочення. При перерозтягненні м'язових волокон відстань між актиновими та міозиновими філаментами ще сильніше збільшується. Зменшення площини перекривання цих філаментів скорочує кількість поперечних містків, котрі необхідні для утворення сили.

Кут суглоба. Оскільки м'язи продукують силу за допомогою скелетних важелів, то щоб з'ясувати процес руху, необхідно зрозуміти фізичне розташування цих «м'язових блоків» та «важелів» кісток. Розглянемо двоголовий м'яз плеча. Сухожилок цього м'яза становить усього 1/10 відстані від ліктьової опори до маси що утримується у руці. Тому, щоб утримати в руці об'єкт масою 4,5 кг м'яз має докласти силу в 10 разів більшу або 45 кг. Сила, котру м'яз, передається кістці через м'язове прикріплення (сухожилок). Максимальна кількість сили, що передається кістці, залежить від оптимального положення сухожилкового прикріплення до кістки, а також величини переміщуваної маси.

У даному прикладі кращим кутом для докладання сили у 45 кг є кут 100°. Більше або менше згинання ліктьового суглоба призведе до зміни кута докладання сили, що зменшить величину сили, котра передається кістці.