Алексей Тихомиров - Домашняя силовая гимнастика. Силовая гимнастика. Книга первая

При мышечном сокращении происходит скольжение толстых и тонких нитей относительно друг друга. Толстые нитимиофибрилл, по существу, состоят из молекул миозина, а молекулы актина являются основными компонентами тонких нитей.Именно связывание миозином актина играет ключевую роль в обеспечении смещения толстых и тонких нитей друг относительно друга. Физиологическим регулятором сокращения мышц служат ионы кальция. Нервный импульс запускает их в пространство, где и происходит взаимодействие между актином и миозином. В состоянии покоя работает система активного транспорта ионов кальция и накапливает его в своеобразном хранилище, из которого он освобождается при прохождении нервного импульса, обеспечивая мышечное сокращение. Система транспорта ионов кальция работает за счет энергии АТФ. Того количества АТФ, которое имеется в мышце, хватает на поддержание сократительного аппарата всего в течение доли секунды. Более продолжительная работа обеспечивается за счет энергии, запасенной в форме фосфокреатина или креатинфосфата (КрФ). Креатинфосфат имеет более высокий потенциал переноса высокоэнергетических фосфатных групп, чем универсальный АТФ. Фосфогены в виде фосфокреатина восстанавливают работу АТФ, обеспечивая тем самым приток энергии для мышечного сокращения. Однако в работающей мышце запасы фосфокреатина быстро истощаются, что снижает и содержание АТФ.

Следующим источником энергии для мышц при более продолжительной физической нагрузке является гликолиз. С истощением запасов креатина, в мышце понижается энергетический заряд мышечного сокращения. Это и приводит к стимуляции гликолиза, цикла трикарбоновых кислот и окислительного фосфорилирования в работающей мышце. Гликолиз представляет собой процесс расщепления углеводов под действием ферментов, с накоплением энергии в виде АТФ. Побочным продуктом этой реакции является молочная кислота (лактат), образующийся при расщеплении углеводов в отсутствии кислорода. Согласно расчетам биохимиков, конечными продуктами расщепления молекул углеводов в условиях недостатка кислорода (анаэробных условиях) являются две молекулы лактата и две молекулы АТФ. Если же для гликолиза используется гликоген мышц, то образуются две молекулы лактата и три молекулы АТФ, что более эффективно. Гликоген представляет собой главный резервный полисахарид в мышцах и печени. В отношении этого важного источника энергии для мышечного сокращения работает двунаправленный механизм. Суть последнего состоит в том, что при пониженном уровне гликогена в мышцах и печени и наличии свободной глюкозы в крови, она используется для синтеза гликогена. И, наоборот, при потребностях организма в энергетическом источнике для процессов гликолиза используется гликоген. Мнение тренеров и спортсменов, что молочная кислота создает в мышцах боль после тренировок, неверно. Согласно последним исследованиям ученых, молочная кислота в мышцах фактически является запасным источником топлива для их сокращений. Она создает быстрый источник энергии в работающих мускулах.

Цикл Кребса (Цикл трикарбоновых кислот) служит универсальным завершающим этапом расщепления углеродсодержащих соединений в организме и играет центральную роль в обмене веществ и энергии в организме. Цикл Кребса тесно связан с процессами дыхания и окислительного фосфорилирования. Последнее протекает в митохондриях клеток, а освобождаемая при этом энергия также частично используется для синтеза АТФ. Путей получения энергии много, но относительный вклад каждого из процессов в ресинтезе АТФ зависит от времени мышечной работы и от типа мышц. Так, например, процессы окислительного фосфорилирования интенсивнее протекают в красных мышечных волокнах, цвет которых обусловлен более высоким содержанием миоглобина и цитохромов в дыхательной цепи, чем в белых мышцах.

Для обеспечения работы мышц необходимо большое количество энергии. Для ее получения используется три основных источника «топлива». Это – креатинфосфат (или фосфокреатин), углеводы в виде гликогена и глюкозы, жиры. Эти три вида энергоносителей различаются между собой по величине освобождаемой при их использовании энергии и по тому, как долго может каждый из них служить «топливным» источником. При продолжительной неинтенсивной работе в окислительных процессах используются жиры и углеводы, а при работе несколько большей интенсивности используются механизмы анаэробного гликолиза, так как окислительный метаболизм в этих условиях не обеспечивает потребностей в энергии. При очень интенсивной кратковременной нагрузке работа мышц обеспечивается за счет фосфагенов. Использование трех видов «топлива» и обуславливает то, что чем продолжительнее нагрузка, тем меньше ее мощность.

Выделяют три типа мышечных волокон – красные, белые и промежуточные. Их окраска зависит, главным образом, от содержания миоглобина. Красные волокнапринято считать «медленными», а белые – «быстрыми». Красные волокна работают в основном в аэробном режиме, а белые – в режиме кислородного долга. Первые, как правило, используются для выполнения легкой или умеренной работы, а белые начинают функционировать лишь тогда, когда к ним значительно возрастает приток возбуждающих импульсов во время очень интенсивной работы. Волокна промежуточного типасохраняют свойства и красных, и белых волокон, за что и получили название «быстрых красных». Такое разделение или специализация волокон основывается на адаптации ферментов и метаболических систем мышц. Процентное содержание тех, или иных волокон зависит от генетических факторов, в сочетании с родом повседневной деятельности – занятием тем или иным видом спорта, или физического труда. Обладатели преимущественно красной мускулатуры достигают лучших результатов в видах спорта на выносливость (плавание, бег на средние и длинные дистанции, велоспорт и так далее). Те, у кого больше белых мышечных волокон имеют склонность к силовым упражнениям. Последнее объясняется и тем, что белые волокна легче гипертрофируются, то есть увеличиваются в объеме и тренируются «на силу».

Двигательный аппарат человека можно представить как самодвижущийся рычажный механизм, состоящий примерно из 600 мышц, 200 костей, нескольких сотен сухожилий. Кости и их соединения (суставы, связки и пр.) составляют скелет, являющийся твердой опорой тела человека. Двигательный аппарат обычно разделяют на звенья, называя звеном часть тела, расположенную между двумя соседними суставами или между суставом и дистальным (более удаленным от туловища) концом. Так, звеньями тела являются кисть, предплечье, голова и так далее. Движения в звеньях тела осуществляются благодаря усилиям мышц, прикрепляющихся к костям скелета. Можно сказать, что мышцы составляют активную часть двигательного аппарата человека. Любое движение – это результат действия тяги одной или нескольких мышц, изменяющий взаимное расположение звеньев тела. Направлением тяги мышцы считается прямая линия, соединяющая центры мест ее начала и прикрепления. Обычно вращение в суставе обеспечивается группой мышц, причем направление тяги любой из мышц данной группы только в редких случаях полностью совпадает с направлением движения звена. В таком случае результат совместного действия двух и более мышц определяется равнодействующей мышечных сил, величина и направление которой зависят от взаимного расположения мышц и величины развиваемых ими усилий. Напомним, что равнодействующей называют силу, которая производит такое же действие, как и несколько одновременно действующих сил. Так, например, направление тяги большой грудной мышцы и широчайшей мышцы спины не совпадает с направлением движения плеча в фазе подъема туловища при подтягивании на перекладине, но их равнодействующая вносит существенный вклад в выполнение данного движения.