Типы мышечных волокон

Медленные (красные) мышечные волокна

Медленные мышечные волокна обладают низкой скоростью сокращения. Отсюда и название – медленные.

Если нагрузка нетяжелая, работать надо медленно, но долго, мозг «дергает» за ниточки красного цвета. Другое название медленных мышечных волокон – красные.

Чтобы мышцы могли трудиться долго, им нужно много кислорода. Кислород к мышечным тканям поставляют кровеносные капилляры. В медленных мышечных волокнах капилляров очень много. Поэтому они красные. Вместе с кислородом, кровь приносит «топливо».

Откуда красные волокна берут энергию

Человек, это биологическая машина. Чтобы автомобиль поехал, нужен бензин. Чтобы мышцы работали, нужна молекула АТФ.

Молекулу АТФ организм «выжимает» из жиров и углеводов. Как пища превращается в спортивное топливо – история отдельная. Подробно в теме – метаболизм глазами спортсмена.

Здесь напомню главное. Чтобы получить АТФ из жира, нужны время и кислород.  Энергию, полученную таким путем, организм использует для продолжительных, низко интенсивных нагрузок. Например, пешие прогулки или кросс на длинную дистанцию.

Именно для такой работы организм приспособил красные мышечные волокна. Вот вам воздух и пища, работайте на здоровье.

Когда нужно сделать рывок спринтера или поднять тяжесть, нейроны мозга подключают к работе «белую гвардию».

Быстрые или медленные

Принадлежность мышечных волокон к быстрым или медленным зависит от активности миозиновой АТФазы, которая обуславливает скорость сокращения мускулов. Активность указанного фермента наследуется, поэтому изменить соотношение быстрых и медленных волокон с помощью тренировок нельзя.

Благодаря АТФазе происходит высвобождение энергии, заключенной в АТФ. Энергии одной молекулы аденозинтрифосфата достаточно, чтобы миозиновые мостики сделали один поворот («гребок»). Скорость одиночного «гребка» у всех видов мускулов одинакова. В волокнах, содержащих высокоактивную АТФазу, гребок происходит быстрее, а значит за определенную единицу времени волокно сокращается большее количество раз.

В медленных окислительных волокнах, обладающих способностью к окислительному фосфорилированию, содержится много митохондрий. В таких волокнах в значительном количестве могут содержаться липиды, и в незначительном – гликоген. Основное количество АТФ, произведенного этими волокнами, прямо зависит от топливных молекул и снабжения кровеносной системы кислородом. Они окружены большим количеством капилляров и содержат в себе много миоглобина, увеличивающего поглощение кислорода тканями и способствующего небольшому накоплению кислорода внутри клеток. В быстрых волокнах митохондрий мало, но их концентрация гораздо большая, равно как и концентрация гликолитических ферментов и гликогена.

Назначение мышечных волокон

Естественно возникает вопрос, а в чем еще есть разница между мышечными волокнами белого и красного цвета? Во время проведения многочисленных опытов было замечено, что красные волокна сокращаются медленнее, а белые быстрее. Поэтому мышцы, состоящие из красных волокон стали называть медленными, а состоящие из белых волокон быстрыми мышцами. Теперь понемногу начинает проясняться картина, но зачем все это нужно нашему телу?

Наверное, природе не удалось изобрести универсальную мышцу, и она решила сделать два основных типа мышц, но с узкой направленностью действия: быстрые (белые) мышечные волокна и медленные (красные) мышечные волокна.

Типы мышечных волокон: Быстрые (белые) мышечные волокна.

В тех случаях, когда требуется выполнить большую работу и очень быстро — в дело включаются мышцы с белыми волокнами . Потому что они могут быстро сокращаться и давать огромную взрывную силу и мощь, например, профессиональные спринтеры, которые менее чем за 10 секунд пробегают стометровку… Но долго они в таком режиме работать (сокращаться) не могут, так как:

Во-первых – энергетические запасы не вечны и их хватает буквально на пару минут интенсивной работы.

Во — вторых — для восстановления энергетических запасов в мышцах — нужно время (от 2 до 5 минут), чтобы восстановить запасы молекул АТФ (основная энергетическая единица в живом теле) и креатин фосфата (о нем вы узнаете чуть ниже). Теперь вы начинаете понимать, почему тяжелоатлеты отдыхают 1-2 минуты между подходами.

И в-третьих – с каждым повтором (сокращением мышцы), в процессе реакций по выработке энергии – образуются продукты распада (молочная кислота), которая начинает «жечь» мышцы все больше и больше, а в результате от боли и отсутствия сил (энергии) – работа их прекращается.

Энергетическая система быстрых волокон, практически, направлена на анаэробный гликолиз (без кислородный). Почему практически? Да потому что существует два подтипа быстрых волокон: 2А и 2В. 2А – это переходный тип волокон, которые быстро сокращаются, имеют большую силу и используют в качестве энергии как аэробный гликолиз (с участием кислорода: окисление углеводов и жиров), так и анаэробный гликолиз (без участия кислорода). 2В – это уже чистые быстрые волокна, которые ОЧЕНЬ быстро сокращаются, имеют огромную взрывную силу и мощь, а так же для восполнения их энергии требуется анаэробный гликолиз (без кислородный).

Виды мышечных волокон: Медленные (красные) мышечные волокна.

А вот когда необходимо выполнить очень большой объем работы, но не так быстро, на протяжении длительного промежутка времени, то за дело берутся медленные волокна. Потому что они более выносливые, так как используют аэробный гликолиз (с участием кислорода), но не обладают такой силой, мощью и скоростью, как быстрые мышечные волокна. Например, медленные волокна необходимы марафонцам, для которых нужна очень хорошая выносливость.

Однако если раньше все было понятно, то теперь без специальных терминов не обойтись.

У всех ли людей одинаковый состав мышечных волокон?

Распределение мышечных волокон в значительной степени определяется генетика человека и устанавливается очень скоро после рождения. В сидячий человек среднего возраста, процент тип I волокна 45-55% (у женщин этот процент немного увеличивается). Sprinters имеют тенденцию иметь больше быстро сокращающихся волокон в ногах, в то время как длинные дистанции спортсменов показывают преобладание медленно сокращающихся волокон. Биопсия медиальной широкой мышцы бедра показывает, что доля быстрых волокон у спортсменов-стрелков и прыгунов, а также у штангистов может быть до 3 раз выше (60% быстрых волокон), чем у бегунов на длинные дистанции (17% быстрых волокон), и На 50% выше, чем у бодибилдеров, например (40% быстрых волокон).

Тренировка мышечных волокон

Основной целью бодибилдеров является увеличение мышечной массы, которое, в основном, зависит от роста ГМВ.

Гликолитические волокна

Для увеличения их объема используют интенсивные кратковременные нагрузки с применением больших весов (60-80% от повторного максимума) и при постоянном чередовании групп мышц. Увеличивается сечение волокон, а также энергетические запасы в мышцах, благодаря чему происходит гипертрофия мышц.

Длительность выполнения одного подхода – менее минуты. Время отдыха между подходами – 2-4 минуты. Средняя частота тренировок – вполне достаточно трех силовых тренировочных дней в неделю. Упражнения выполняются в среднем темпе, не быстром и не медленном, при полной амплитуде; отдельные фазы выполнения упражнений не выделяются.

Окислительные волокна

Упражнения выполняются с небольшим весом в 30-50% от того веса, с которым вы способны выполнить упражнение лишь с одним повторением. В подходе выполняется в среднем от 15 до 30 повторений. Подходов 5-8, можно больше. Необходимо выполнять упражнения в медленном или среднем темпе, без выделения определенных фаз движения. Амплитуда выполнения упражнений — полная.

Белые мышечные волокна

В белых мышечных волокнах содержание капилляров умеренное. Ресинтез АТФ идет преимущественно анаэробно за счет фасфатного и лактатного механизма (смотри Основы энергообеспечения мышечной деятельности). Поэтому белые волокна обладают высокой анаэробной способностью и относительно низкой аэробной. Они быстро работают и быстро устают. Белые волокна могут производить энергичные взрывные упражнения в течение короткого периода времени

Это важно в скоростно-силовых видах спорта — спринтерский бег, метание, прыжки, борьба, тяжелая атлетика

Белые волокна делятся на тип IIа и IIb. Волокна IIb чисто анаэробные. Волокна IIа обладают высокой анаэробной и аэробной способностью ресинтеза АТФ. Волокна IIа поддерживают волокна типа I во время длительной работы на выносливость.

Таблица 1.2 Сравнение красных и белых мышечных волокон

Белые волокна (быстросокращающиеся)	Красные волокна (медленносокращающиеся)
Взрывные/спринтерские способности	Выносливость
Умеренная капиллярная сеть	Плотная капиллярная сеть
Высокие анаэробные способности	Высокие аэробные способности
Низкие аэробные способности	Низкие анаэробные способности
Энергообеспечение: лактатная/фосфатная системы	Энергообеспечение: кислородная система
Количество белых волокон не увеличивается под действием тренировки	Количество красных волокон увеличивается под действием тренировки
Продолжительность работы малая	Продолжительность работы большая
Выработка лактата высокая	Лактат не вырабатывается
С возрастом количество белых волокон уменьшается	С возрастом количество красных волокон не уменьшается
Быстро устают	Медленно устают
Скорость сокращения высокая	Скорость сокращения низкая
Сила сокращения большая	Сила сокращения маленькая

Красные и белые мышечные волокна

Красные мышечные волокна

Красные мышечные волокна

Медленные волокна называют красными из-за красной гистохимической окраски, обусловленной содержанием в этих волокнах большого количество миоглобина — пигментного белка красного цвета, который занимается тем, что доставляет кислород от капилляров крови вглубь мышечного волокна.

Красные волокна имеют большое количество митохондрий, в которых происходит процесс окисления для получения энергии ST-волокна окружены обширной сетью капилляров, необходимых для доставки большого количества кислорода с кровью.

Медленные мышечные волокна приспособлены к использованию аэробной системы энергообразования: сила их сокращений сравнительно невелика, а скорость потребления энергии такова, что им вполне хватает аэробного метаболизма. Такие волокна отлично подходят для продолжительной и не интенсивной работы (стайерские дистанции в плавании, легкий бег и ходьба, занятия с легкими весами в умеренном темпе, аэробика), движений, не требующих значительных усилий, поддержании позы. Красные мышечные волокна включаются в работу при нагрузках в пределах 20-25% от максимальной силы и отличаются превосходной выносливостью.

Красные волокна не подойдут для подъема тяжелого веса, спринтерских дистанций в плавании, так как эти виды нагрузок требуют достаточно быстрого получения и расхода энергии.

Белые мышечные волокна

Белые мышечные волокна

В быстрых волокнах меньше миоглобина, поэтому они выглядят белее.

Для белых мышечных волокон характерна высокая активность фермента АТФазы, следовательно АТФ быстро расщепляется с получением большого количества необходимой для интенсивной работы энергии. Так как FТ-волокна обладают высокой скоростью расхода энергии, они требуют и высокой скорости восстановления молекул АТФ, которую может обеспечить только процесс гликолиза, потому что в отличие от процесса окисления (аэробное энергообразование) он протекает непосредственно в саркоплазме мышечных волокон, и не требует доставки кислорода митохондриям, и доставки энергии от них уже к миофибриллам. Гликолиз ведет к образованию быстро накапливающейся молочной кислоты (лактата), поэтому белые волокна быстро устают, что в конечном итоге останавливает работу мышцы. При аэробном энергообразовании в красных волокнах молочная кислота не образуется, поэтому они способны долго поддерживать умеренное напряжение.

Белые волокна имеют больший диаметр по сравнению с красными, в них также содержится гораздо большее количество миофибрилл и гликогена, но меньше количество митохондрий. В белых волокнах находится и креатинфосфат (КФ), необходимый на начальном этапе высокоинтенсивной работы.

Белые волокна больше всего подходят для совершения быстрых, мощных, но кратковременных (так как они обладают низкой выносливостью) усилий. По сравнению с медленными волокнами, FT-волокна могут в два раза быстрее сокращаться и развивать в 10 раз большую силу. Максимальную силу и скорость человеку позволяют развить именно белые волокна. Работа от 25-30% и выше означает, что в мышцах работают именно FТ-волокна.

В зависимости от способа получения энергии быстросокращающиеся мышечные волокна делят на два типа:

1. Быстрые гликолитические волокна (FTG-волокна). Эти волокна используют процесс гликолиза для получения энергии, т.е. могут использовать исключительно анаэробную систему энергообразования, которая способствует образованию лактата (молочной кислоты). Соответственно, эти волокна не могут производить энергию аэробным способом с участием кислорода. Быстрые гликолитические волокна обладают максимальной силой и скоростью сокращений. Эти волокна играют первостепенную роль при наборе массы в бодибилдинге и обеспечивают пловцам и бегунам спринтерам максимальную скорость.
2. Быстрые окислительно-гликолитические волокна (FTO-волокна), иначе промежуточные или переходные быстрые волокна. Эти волокна представляют собой как бы промежуточный тип между быстрыми и медленными мышечными волокнами. FTO-волокна обладают мощной анаэробной системой энергообразования, но они приспособлены также и к выполнению достаточно интенсивной аэробной работы. То есть они могут развивать значительные усилия и развивать высокую скорость сокращения, используя гликолиз в качестве основного источника энергии, и в то же время, при низкой интенсивности сокращения, эти волокна довольно эффективно могут использовать и окисление. Промежуточный тип волокон включается в работу при нагрузке 20-40% от максимума, но когда нагрузка достигает приблизительно 40% организм уже полностью переключается на FTG-волокна.

Уравниловка не работает

На самом деле работает, но не очень эффективно. Под уравниловкой я подразумеваю классическую периодизацию нагрузок.

Это когда какой-то промежуток времени работаешь на силу с малым количеством повторений и большими весами, затем переходишь к среднеповторному тренингу с умеренными весами, потом отдаешь предпочтение легким весам, увеличивая количество повторений и сокращая время отдыха между подходами.

Кто-то неделю работает на силу, неделю в среднем режиме, неделю в легком. У кого-то циклы по 2–3 недели, по месяцу. У профи обычно «массонабор» на несколько месяцев с лютым зажором и огромными рабочими весами, а потом «сушка» на пару-тройку месяцев. Такие себе получаются здоровенные циклы между соревновательными сезонами.

Но с профи не все так просто и зачастую это очень одаренные генетически товарищи, которым простительны любые ошибки в тренинге. Особенно с учетом применения серьезной спортивной фармакологии. При этом наиболее успешные профессионалы как раз и приходят интуитивно к тренингу с учетом собственного строения мышц.

Простым смертным сложнее и ошибки в тренинге приводят к застою. Даже периодизация не всегда помогает. А если и помогает, то ненадолго, так как в ее рамках определенные мышцы работают эффективно лишь в одном из циклов.

Грубо говоря, классическая схема соотношения повторов и результата зачастую не действует. Схема это примерно такая и ей полвека отроду:

• 1–5 повторов — на силу;
• 8–12 повторов — на массу;
• 12–20 повторов — на рельеф и выносливость.

Человек может пыжиться в попытках увеличить силу, а результат не растет — он топчется на одном месте и остается на одном и том же уровне месяцами, а то и годами. Аналогично с работой на массу. Рельеф и выносливость — это вообще отдельный разговор и для первого важнее разумный дефицит калорий, а не количество повторений.

Почему так происходит? Все дело в соотношении мышечных волокон первого и второго типа. Детально об этих типах я рассказывал в данной статье. Кому лень искать, вот информация:

• Первого типа. Это медленные мышечные волокна, они же красные или окислительные мышечные волокна (ОМВ). Содержат много митохондрий, обладают медленной скоростью сокращения, низкой скоростью утомления и небольшой способностью к росту (гипертрофии). Кроме того, у них низкая сила. Используются для аэробной активности (бег, велоспорт). Источник энергии — жиры.
• Второго типа. Быстрые мышечные волокна, они же белые или гликолитические мышечные волокна (ГМВ). В свою очередь они делятся на два подтипа:
  • Подтип IIа (переходные или промежуточные, ПМВ). Содержат среднее количество митохондрий, могут использовать аэробный и анаэробный метаболизм в равной степени, обладают высокой скоростью сокращения, умеренной скоростью утомления и небольшой способностью к росту. У них высокая сила. Используются в ходе продолжительной анаэробной нагрузки. Источник энергии — креатинфосфат, гликоген.
  • Подтип IIб (истинные быстрые мышечные волокна). Содержат малое количество митохондрий, используют только анаэробный метаболизм, обладают максимальной силой и скоростью сокращений. У них высокая утомляемость, но при этом и большая способность к гипертрофии. Собственно, эти волокна наиболее важны для бодибилдеров и силовиков, а также для спринтеров. Источник энергии — креатинфосфат, гликоген.

Если упростить, то чем больше у человека быстрых мышечных волокон (Подтип IIб), тем более он предрасположен к гипертрофии мышц и росту силы. То есть упор надо делать именно на силовые тренировки, чтобы реализовывать потенциал большого количества таких волокон.

Чем больше у него медленных мышечных волокон, тем меньше потенциал к росту силы и массы, зато такой человек намного более вынослив. Опять же, гипертрофия у медленных мышечных волокон присутствует тоже, так что тут уже упор на количество повторений и именно в таком режиме человек будет прогрессировать как в силе, так и в массе.

Если же преобладают промежуточные мышечные волокна (Подтип IIа), тогда наиболее эффективным будет тренинг со средними весами и средним количеством повторений в диапазоне от 8 до 12.

НО! У каждого человека есть все типы мышечных волокон, просто разное их соотношение. Так что и о других типах тренинга забывать не стоит, чтобы растить мышцы максимально эффективно, реализуя свой генетический потенциал.

3.2. Абдоминальное дыхание

Очень простой и эффективный метод. Сделайте 10 дыхательных циклов (а лучше 2 подхода по 10 циклов с перерывом) следующим образом:

1. Медленно вдыхайте через нос до тех пор, пока живот не «раздуется» максимально.
2. Задержите дыхание на несколько секунд.
3. Медленно выдыхайте через рот или нос, пока не выдохните из лёгких весь воздух.
4. Повторите цикл.

Многие ошибочно полагают, что при глубоком вдохе живот «раздувается» от того, что туда проходит воздух, но это не так. Живот раздувается от того, что диафрагма (главная дыхательная мышца) опускается очень низко, немного выталкивая низлежащие внутренности. Именно низкое опущение диафрагмы является главным показателем полноты вдоха, то есть полного наполнения лёгких воздухом.

Это релаксационное упражнение не только способствует отличному насыщению крови кислородом, но и способствует выработке правильного дыхания вообще. Дело в том, что исследования показали, что у волнительных, подверженных стрессу и застенчивых людей чаще наблюдается поверхностное дыхание, при котором лёгкие не до конца (не до самого низа) заполняются воздухом. Абдоминальное дыхание исправляет этот недостаток и способствует правильной технике дыхания. Это упражнение также очень помогает при эмфиземе лёгких.

Влияние тестостерона

В некоторых экспериментах на животных после применения андрогенных анаболических стероидов наблюдали изменение соотношения изоформ тяжелых цепей миозина в сторону увеличения медленных изоформ (Fritzshe et al., 1994; Czesla ct al., 1997). Сообщалось об увеличении доли волокон, содержащих MyHCIIA, наряду с сокращением количества волокон, содержащих МуНСПВ, в ряде скелетных мышц грызунов после применения андрогенных анаболических стероидов (Eggington, 1987; Dimauro et al., 1992). Однако сообщалось также о том, что андрогенные стероиды вызывают уменьшение доли мышечных волокон, содержащих MyHCIIA, по отношению к волокнам, состоящим из МуНСПВ (Kelly et al., 1985; Lyons et al., 1986; Salmons, 1992). Эти результаты говорят о том, что характер воздействия андрогенных анаболических стероидов на сократительные способности может зависеть от типа мышц и у различных видов может быть разным. Действительно, существуют и другие данные, свидетельствующие об отсутствии какого-либо воздействия андрогенных анаболических стероидов по соотношение мышечных волокон, содержащих различные изоформы МуНС. Например, в экспериментах на животных чрезмерная нагрузка мышц вызывала увеличение содержания медленных MyHCI, и дополнительное использование андрогенных анаболических стероидов не влияло на характер содержания тяжелых цепей миозина (Boissonneault et al., 1987). Точно так прием андрогенных анаболических стероидон не вызывал изменений сдвига соотношения изоформ МуНС, вызванного экспериментами с обездвиживанием нижней конечности (Tsika et al., 1987). Наконец, не удалось обнаружить никаких различий в соотношении разных изоформ МуНС в трапециевидной мышце хорошо тренированных тяжелоатлетов, принимавших и не принимавших андрогенные анаболические стероиды (Kadi et al., 1999b).

Медленные мышечные волокна (тип I)

Небольшие по размерам, содержат малое количество сократительных элементов (миофибрилл), но много миоглобина (белка, который связывает кислород и поставляет его мышцам), поэтому волокна имеют тёмно-красную окраску. Их часто называют «красными».

ММВ (медленные мышечные волокна) имеют хорошо развитую кровеносную сеть, которая обеспечивает мышцы большим количеством кислорода. Утомление в данном случае развивается медленно. Волокна содержат большое количество окислительных ферментов. В медленных мышечных волокнах имеется большое содержание митохондрий (энергетических станций клетки), которые могут использовать молочную кислоту как источник энергии, окисляя её до углекислого газа и воды.

Медленные волокна не развивают большого мышечного сокращения.

При работе ММВ используют аэробные (с участием кислорода) механизмы энергообеспечения.

В повседневной жизни, при ходьбе, бытовых действиях, зачастую, мы используем медленные мышечные волокна.

В мышцах выдающихся стайеров более 80% медленных мышечных волокон.

Слева изображены медленные волокна (красные), справа быстрые (белые)

Слева изображены медленные волокна (красные), справа быстрые (белые)

Медленные (красные) мышечные волокна

Эти волокна называются медленными, потому что они обладают низкой скоростью сокращения и максимально приспособлены к выполнению продолжительной непрерывной работы. Они окружены сетью капилляров, которые постоянно доставляют кислород. Также эти волокна называют красными из-за своего цвета. Цвет обуславливает белок миоглобин. Этот тип волокон способен получать энергию не только из углеводов, но и из жиров.

Когда включаются в работу ММВ

ММВ начинают сокращаться при выполнении разного вида кардионагрузки, которые требуют выносливости:

• длительный бег (марафонский бег)
• плавание
• езда на велосипеде
• прыжки на скакалке
• занятия на кардиотренажёрах
• статические упражнения

Т.е. во всех случаях, когда Вы совершаете достаточно длительную и монотонную работу, которая не требует «взрывных» усилий. А значит интервальную кардиотренировку уже нельзя будет отнести к примеру работы исключительно ММВ.

Принято считать, что красные мышечные волокна не способны к существенной гипертрофии, т.е. не увеличиваются в объёме. Именно поэтому Вы никогда не увидите «накаченного» марафонца.

Азы и термины

Чтобы понять, как происходит работа каждой мышцы с белыми (быстрыми) волокнами или с красными (медленными), нам придется заглянуть в каждую из них. Понятно, что без пополнения энергии ни один механизм работать не будет. Это же касается и биологического механизма, то есть живого существа. Поэтому чтобы мышца могла сократиться и выполнить работу ей надо будет где-то взять энергию.

Красные волокна имеют не случайно такой цвет. Так как они имеют огромное количество миоглобина и огромную сеть очень тонких сосудов или их еще называют капиллярами. Через капилляры к волокнам поступает с кровью кислород. А миоглобин непосредственно уже транспортирует этот кислород внутрь самого волокна к митохондриям (химическим станциям), где и происходит процесс окисления жира с выделением энергии для работы мышцы. Поэтому, чем больше кислорода поступает в кровь, тем дольше работают медленные волокна, при условии, что нагрузка будет мало интенсивной.

Миоглобин – это пигментный белок, красного цвета, который хранит, а после и доставляет кислород внутрь мышечного волокна к митохондриям.

Митохондрия – это органоид, функция которого заключается в синтезе молекулы АТФ (основная энергетическая единица).

Белые волокна , имеют такой цвет из-за малого количества миоглобина и капилляров в них. Энергетика белых волокон подтипа 2А (выше уже говорилось о них) — направлена как на анаэробный гликолиз (без кислорода), так и на аэробный гликолиз — окисление (с участием кислорода). А вот белые волокна подтипа 2В — получают энергию только из анаэробного гликолиза (без участия кислорода). Напомню, что в красных и белых волокнах процессы синтеза энергии происходят непосредственно в митохондриях.