Мышечный аппарат и выносливость - Спортивная физиология
Выносливость спортсмена в значительной мере зависит! от физиологических особенностей его мышечного аппарата, которые, в свою очередь, определяются специфическими структурными и биохимическими свойствами мышечных волокон.
Композиция мышц. Как известно, мышечные волокна человека относятся к двум основным типам: медленным (I) и быстрым (II). Внутри быстрых волокон выделяют два вида: быстрые окислительно-гликолитические (II-А) и быстрые гликолитические (II-В). Медленные волокна лучше, чем быстрые, приспособлены к длительным, относительно несильным повторным сокращениям с преимущественно аэробным типом энергопродукции, характерным для выполнения упражнений на выносливость.
Отличительной особенностью композиции мышц у выдающихся представителей видов спорта, требующих проявления выносливости, является относительно высокий процент медленных волокон, составляющих их мышцы. При этом между процентом-медленных волокон и МПК существует прямая связь. Вместе с тем при одинаковом проценте медленных волокон МПК у спортсменов выше, чем у неспортсменов.
В Табл. 15 приведены данные о процентном соотношении и размерах медленных и быстрых волокон, а также об активности - некоторых основных ферментов четырехглавой мышцы бедра (наружной головки) у бегунов на длинные и средние дистанции по сравнению с нетренированными мужчинами того же возраста и сходной конституции тела. Как следует из этих данных, у стайеров медленные волокна составляют около 80% всех волокон исследованной мышцы, что в среднем примерно в 1,5 раза больше, чем у нетренированных людей.
Таблица 15.
Композиция мышц, площадь поперечного сечения мышечных волокон и активность ряда ферментов четырехглавой мышцы бедра у спортсменов разной квалификации и у неспортсменов (У. Финк и др., 1977)
Показатели |
Выдающиеся марафонцы (n=6) |
Выдающиеся бегуны на средние к длинные дистанции (n=8) |
Хорошие бегуны на средние дистанции (n=8) |
Нетренированные мужчины (n=10) |
МПК (мл/кг-мин) |
74,3 |
79,8 |
69,2 |
54,2 |
Процент медленных волокон |
80,5 (50-96) |
77,9 (60-98) |
71,8 |
57,7 |
Площадь поперечного сечения волокон (1000 мкм2): | ||||
Медленных |
6,5 |
6,5 |
6,3 |
4,9 |
Быстрых |
8,5 |
8,2 |
6,4 |
5,5 |
Процент площади, занимаемой медленными волокнами |
83,5 |
81,4 |
62,1 |
60,0 |
Активность ферментов (мкм/г/мин): | ||||
Сукцинатдегидрогеназы |
22,3 |
21,0 |
17,7 |
6,4 |
Лактатдегидрогеназы |
737 |
746 |
788 |
843 |
Фосфорилазы |
7,6 |
8,3 |
8,9 |
8,6 |
Теоретически возможны две причины этого. Первая причина: преобладание медленных волокон в мышцах может быть врожденным, генетически предопределенным. Человек с такими особенностями мышечного аппарата имеет предпосылки к достижению высокого результата именно в видах спорта, требующих наиболее активного участия медленных: ("выносливых") волокон. Вторая причина: увеличение процента медленных волокон является следствием тренировки выносливости и происходит за счет соответствующего уменьшения числа быстрых волокон. Имеющиеся в настоящее время данные говорят; в пользу первого предположения.
Во-первых, очень высокий процент медленных волокон наблюдается и у людей, никогда не занимавшихся спортом. Кстати, в этом случае можно предположить, что они не воспользовались возможностью, предоставленной им природой, стать хорошими стайерами.
Во-вторых, даже многомесячная тренировка выносливости практически не изменяет соотношения быстрых и медленных волокон в мышцах, хотя вызывает явные эффекты в отношении выносливости - повышает спортивный результат, МПК, толщину медленных волокон и активность мышечных ферментов окислительного метаболизма.
В-третьих, процент медленных и быстрых волокон, в интенсивно и мало тренируемых мышцах примерно одинаков у спортсменов одной специализации, хотя окислительный потенциал и другие биохимические характеристики интенсивно тренируемых мышц выше. Так, у тренирующихся в ориентировании с большой нагрузкой для мышц ног процент медленных волокон в этих мышцах примерно такой же, что и в мышцах рук (табл. 16).
В-четвертых, результаты исследований моно - (генетически идентичных) и дизиготных (генетически неидентичных) близнецов показывают, что у первых поразительно близко соотношение двух типов волокон в мышцах (даже если один из пары активно занимается спортом, а другой нет), тогда как у вторых возможны большие вариации в композиции мышцы.
Таблица 16.
Процентное распределение волокон в мышцах рук и ног у спортсменов разных специализаций и у неспортсменов (по данным разных авторов)
Группа спортсменов и исследуемые мышцы |
Виды мышечных волокон | ||
I |
II-А |
II-В | |
Выдающиеся спортсмены-ориентировщики (n=8): | |||
Наружная мышца бедра |
68 |
24 |
3 |
Икроножная мышца |
67 |
29 |
2 |
Дельтовидная мышца |
68 |
14 |
17 |
Бегуны-стайеры (га = 10): | |||
Икроножная мышца |
61 |
37 |
0 |
Пловчихи (n=11): | |||
Наружная мышца бедра |
58 |
34 |
8 |
Дельтовидная мышца |
68 |
32 |
0 |
Широчайшая мышца спины |
66 |
34 |
0 |
Нетренированные юноши 16-18 лет (n=69): | |||
Наружная мышца бедра |
53,9 |
32,9 |
13 |
Нетренированные мужчины (n=40): | |||
Наружная мышца бедра |
51 |
33 |
16 |
Дельтовидная мышца |
52 |
32 |
18 |
Вместе с тем в процессе тренировки выносливости в композиции тренируемых мышц все же происходят определенные специфические перестройки. Как следует из данных, приведенных в табл. 16, в нагружаемых мышцах у спортсменов почти отсутствуют быстрые гликолитические волокна (II-В) и основную массу быстрых волокон составляют быстрые окислительные волокна (II-А). Таким образом, при неизменном соотношении медленных и' быстрых мышечных волокон тренировка выносливости способствует превращению быстрых волокон преимущественно (или исключительно) в подтип быстрых окислительных волокон (II-А). Это увеличивает общий процент волокон, способных в основном к аэробному метаболизму и наиболее приспособленных к выполнению длительных упражнений на выносливость.
Структурные особенности мышечных волокон. Одним из эффектов тренировки выносливости является увеличение толщины мышечных волокон рабочая гипертрофия. Об этом свидетельствуют различия в площади поперечного сечения мышечных волокон разного типа у спортсменов и нетренированных мужчин (см. табл. 15). Тренировка выносливости ведет к рабочей гипертрофии преимущественно саркоплазматического типа, которая связана в большей мере с увеличением саркоплазматического пространства мышечных волокон.
Существенные изменения при этом происходят также в отдельных межфибриллярных структурных компонентах мышечных волокон, особенно в митохондриях. В процессе тренировки выносливости усиливается синтез белков, составляющих митохондриальные мембраны мышечных волокон. В результате возрастают число и размеры митохондрий внутри мышечных волокон. У высококвалифицированных спортсменов, например, объемная плотность центральных и периферических митохондрий - соответственно на 50 и 300%. больше, чем у нетренированных мужчин. Объемная плотность и размеры митохондрий у женщин (спортсменок и неспортсменок) меньше, чем у мужчин. Чем больше число и объем митохондрий (и соответственно выше активность митохондриальных ферментов окислитительного метаболизма), тем выше способность мышцы к утилизации ею кислорода, доставляемого с кровью.
Капиллиризация мышечных волокон. Тренировка выносливости вызывает увеличение числа капилляров, окружающих мышечные волокна, так что возрастает прежде всего число капилляров, приходящихся на одно мышечное волокно. Поэтому, несмотря на. утолщение (гипертрофию) волокон, дистанция от капилляра до наиболее удаленных (центральных); Митохондрий внутри них, по крайней мере, не уменьшается по сравнению с предтренировочным расстоянием (табл. 17). Среднее число капилляров на 1 мм2 поперечника мышечных волокон у нетренированных людей составляет 325, а у тренированных - 400.
У Хорошо тренированных спортсменов мышечное волокно может быть окружено 5-6 капиллярами (у мужчин это число несколько больше, чем у женщин), см. табл. 17. Быстрые и медленные волокна могут иметь общие капилляры, но в среднем плотность капилляров вокруг медленных волокон больше, чем вокруг быстрых (как у спортсменов, так и у нетренированных людей), а вокруг быстрых окислительных (II-А) больше, чем вокруг быстрых гликалитических (II-А).
Таблица 17.
Капилляризация трех видов мышечных волокон в латеральной головке четырехглавой мышцы бедра у мужчин и женщин - бегунов на средние и длинные дистанции, а также у неспортсменов
Виды мышечных волокон |
Мужчины |
Женшины | ||
Неспортсмены |
Спортсмены |
Неспортсменки |
Спортсменки | |
Среднее число капилляров вокруг одного волокна | ||||
I |
4,2 |
5,9 |
4,6 |
5,1 |
II-А |
4,0 |
5,2 |
3,7 |
4,8 |
II-В |
3,2 |
4,3 |
2,9 |
3,6 |
Средняя площадь поперечного сечения волокна (мкм2), приходящаяся на один капилляр | ||||
I |
1014 |
997 |
1034 |
901 |
II-А |
1335 |
1213 |
1062 |
871 |
II-В |
1338 |
1235 |
878 |
840 |
Следует подчеркнуть, что усиленная капилляризация наблюдается только в мышцах, которые очень активны при тренировке выносливости, и отсутствует в мышцах, не принимающих активного участия в выполнении упражнений.
Повышенная плотность капилляров мышц увеличивает поверхность диффузии и укорачивает путь, который должны пройти молекулы из кровеносных сосудов в мышечные клетки. Это способствует превышению аэробной мышечной работоспособности, так как обеспечивает большую емкость кровотока в рабочих мышцах и облегчает передачу энергетических веществ (прежде всего кислорода) через капиллярно-клеточные мембраны. Отсюда понятно, почему у спортсменов-стайеров максимальный мышечный кровоток и капиллярная диффузионная способность значительно выше, чем у неспортсменов и спринтеров.
Похожие статьи
-
Скоростной компонент мощности - Спортивная физиология
Согласно второму закону Ньютона, чем больше усилие (сила), приложенное к массе, тем больше скорость, с которой движется данная масса. Таким образом, сила...
-
Рабочая гипертрофия мышц - Спортивная физиология
Поскольку сила мышцы зависит от ее поперечника, увеличение его сопровождается ростом силы данной мышцы. Увеличение мышечного поперечника в результате...
-
Связь произвольной силы и выносливости - Спортивная физиология
Между показателями произвольной силы и выносливости мышц ("локальной" выносливости) существует сложная связь. МПС и статическая выносливость одной и той...
-
Аэробные возможности организма и выносливость - Спортивная физиология
При Выполнении упражнений преимущественно аэробного характера скорость потребления кислорода (л О2/мин) тем выше, чем больше мощность выполняемой...
-
Размеры, эффективность работы и метаболизм спортивного сердца - Спортивная физиология
Как уже говорилось, важнейшими механизмами, обеспечивающими увеличение производительности сердца (сердечного выброса), служат увеличение - размеров...
-
Кислородтранспортная система и выносливость, Система внешнего дыхания - Спортивная физиология
Кислородтранспортная система включает систему внешнего дыхания, систему крови и сердечнососудистую систему. Функциональные свойства каждой из этих...
-
Физиологические основы мышечной силы - Спортивная физиология
В Условиях изометрического сокращения мышцы проявляют максимальную статическую силу. Максимальная статическая сила и максимальная произвольная...
-
В Соответствии с типом сокращения основных мышц, осуществляющих выполнение данного упражнения, все физические упражнения можно разделить соответственно...
-
Физиологические основы мышечной силы и скоростно-силовых качеств (мощности) - Спортивная физиология
Как Уже отмечалось, проявляемая мышечная сила находится в обратной зависимости от скорости движения: чем выше скорость движения, тем меньше проявляемая...
-
Физиологические основы выносливости, Определение понятия - Спортивная физиология
Определение понятия Понятие "выносливость" употребляется в обыденной речи в очень широком смысле для того, чтобы охарактеризовать способность человека к...
-
Кислородный долг и восстановление энергетических запасов организма - Спортивная физиология
В Процессе мышечной работы расходуются кислородный запас организма, фосфагены (АТФ и КрФ), углеводы, (гликоген мышц и печени, глюкоза крови) и жиры....
-
Физиологические основы скоростно-силовых качеств (мощности) - Спортивная физиология
Максимальная мощность (иногда называемая "взрывной" мощностью) является результатом оптимального сочетания силы и скорости. Мощность проявляется во...
-
Сердечно сосудистая система (кровообращение) - Спортивная физиология
Поскольку у спортсменов, как и у всех здоровых людей, внешнее дыхание не лимитирует скорость потребления кислорода, кислород-транспортные возможности...
-
Восстановление фосфагенов (АТФ и КрФ) - Спортивная физиология
Фосфагены, особенно АТФ, восстанавливаются очень быстро (рис. 25). Уже на протяжении 30 с после прекращения работы восстанавливается до 70%...
-
Физиологическая классификация спортивных упражнений - Спортивная физиология
Все Спортивные упражнения можно разделить на две большие группы. Для упражнений первой группы характерны очень большие (на соревновании - предельные)...
-
Факторы, влияющие на развитие силы, Тип Мышечного волокна - Фитнес и бодибилдинг
Почему у одного человека сила и масса мышц развивается быстрее чем у другого, когда оба выполняют одни и те же упражнения, по одной и той же программе...
-
Выносливость и методика ее воспитания - Мышечная система и ее укрепление
Выносливость - важнейшее физическое качество, проявляющееся в профессиональной, спортивной практике (в той или иной степени в каждом виде спорта) и...
-
Классификация циклических упражнений - Спортивная физиология
Энергетические запросы организма (работающих мышц) удовлетворяются, как известно, двумя основными путями: анаэробным и аэробным. Соотношение этих двух...
-
Большой теннис предъявляет уникальные требования к физической подготовке спортсменов и ставит перед теми, кто нацелен на успех, исключительно трудные...
-
Значение мышечной релаксации Расслабление (релаксация) мышц - это уменьшение напряжения мышечных волокон, составляющих мышцу. Каждой мышце, соединенной...
-
Активный отдых - Спортивная физиология
Характер и длительность восстановительных процессов могут изменяться в зависимости от режима деятельности спортсменов в послерабочий, восстановительный,...
-
Наиболее общая физиологическая классификация физических упражнений может быть проведена на основе выделения трех основных характеристик активности мышц,...
-
Система крови - Спортивная физиология
Многие показатели крови могут существенно влиять на аэробную выносливость. Прежде всего, от объема крови и содержания в ней гемоглобина зависят...
-
Исследования изменения содержания гликогена в мышцах человека показывают, что его восстановление после истощающих физических нагрузок, в том числе и на...
-
Утомление при выполнении различных спортивных упражнений - Спортивная физиология
Для Различных упражнений характерна специфическая комбинация ведущих систем (локализации) и механизмов утомления. При Выполнении упражнений максимальной...
-
Утомление, Локализация и механизмы утомление - Спортивная физиология
Процесс утомления - это совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом, в период выполнения физической работы и...
-
Врабатывание, "мертвая точка", "второе дыхание" - Спортивная физиология
Врабатывание - это первая фаза функциональных изменений, происходящих во время работы. Тесно связаны с процессом врабатывания явления "мертвой точки" и...
-
Выносливостью называется способность выполнять работу заданной интенсивности без снижения ее эффективности длительное время. Так как между интенсивностью...
-
Введение - Механизм развития физической силы спортсмена
Мышечный сила волокно андроген Актуальность - подготовка квалифицированных спортсменов становится все более сложной и продолжительной. В связи с этим...
-
Физиологическая характеристика нестандартных движений - Спортивная физиология
К нестандартным или ситуационным движениям относят спортивные игры (баскетбол, волейбол, теннис, футбол, хоккей и др.) и единоборства (бокс, борьба,...
-
Под силой следует понимать способность человека преодолевать за счет мышечных усилий (сокращений) внешнее сопротивление или противодействовать внешним...
-
Если спортсмен хочет перейти в высшую весовую категорию, то возникает вопрос о том, как наиболее быстро и рационально увеличить массу тела. Простое...
-
Методика развития специальных двигательных качеств - Спортивная подготовка борцов высокого класса
Подготовка спортивный тренировка борьба 1. Средства и методы совершенствования двигательных умений. 2. Построение тренировочных заданий Продолжающееся...
-
Разминка - Спортивная физиология
Под Разминкой понимается выполнение упражнений, которое предшествует выступлению на соревновании или основной части тренировочного занятия. Разминка...
-
Введение - Общая физическая и спортивная подготовка в системе физического воспитания
В современном мире люди все больше и больше обращаются к физической культуре с целью поправить свое здоровье, повысить жизненный тонус и просто хорошо...
-
Целью эксперимента является повышение спортивного результата хоккеистов путем эффективной организации тренировочного процесса нацеленного на работу с...
-
Роль и функции мышечной системы - Мышечная система и ее укрепление
Скелет и мышцы - опорные структуры и органы движения человека. Они выполняют защитную функцию, ограничивая полости, в которых расположены внутренние...
-
Введение - Развитие выносливости у футболистов 12-14 лет
Актуальность темы. Одним из показателей хорошей игры футболистов, является общая выносливость. Кроме того, она создает уверенность в себе, позволяет...
-
Энергетическая характеристика скоростно-силовых упражнений - Спортивная физиология
С Энергетической точки зрения, все скоростно-силовые упражнения относятся к анаэробным. Предельная продолжительность их - менее 1-2 мин. Для...
-
"Мертвая точка" и "второе дыхание" - Спортивная физиология
Через несколько минут после начала напряженной и продолжительной работы у нетренированного человека часто возникает особое состояние, называемое "мертвой...
Мышечный аппарат и выносливость - Спортивная физиология