Зависимость силы мышцы от ее строения


Сила мышц

Сила — это произведение массы на сообщенное ей ускорение. При выполнении некоторых трудовых и спортивных движений наибольшая сила мышц достигается либо за счет наибольшего увеличения массы поднимаемого или перемещаемого груза, либо за счет возрастания ускорения, т. е. изменения скорости до максимальной величины. В первом случае увеличивается напряжение мышцы, а во втором — скорость ее сокращения. Движения у человека обычно происходят при сочетании сокращения мышц с их напряжением. Поэтому при возрастании скорости сокращения пропорционально увеличивается и напряжение. Чем больше масса груза, тем меньше сообщаемое ему человеком ускорение.

Максимальная сила мышцы измеряется определением массы максимального груза, который она может сместить. При таких изометрических условиях мышца почти не сокращается, а ее напряжение является предельным. Следовательно, степень напряжения мышцы — выражение ее силы.

Силовые движения характеризуются максимальным напряжением при увеличении массы груза и неизменной скорости его перемещения.

Сила мышцы не зависит от ее длины, а зависит главным образом от ее толщины, от физиологического поперечника, т. е. от количества мышечных волокон, приходящихся на наибольшую площадь ее поперечного сечения. Физиологическим поперечником называется площадь сечения всех мышечных волокон. У перистых и полуперистых мышц этот поперечник больше анатомического. У веретенообразных и параллельных мышц физиологический поперечник совпадает с анатомическим. Поэтому наиболее сильные перистые мышцы, затем полуперистые, веретенообразные и, наконец, наиболее слабые мышцы с параллельным ходом волокон. Сила мышцы зависит также от ее функционального состояния, от условий ее работы, от предельной частоты и величины, пространственной и временной суммации притекающих к ней нервных импульсов, вызывающих ее сокращение, количества функционирующих нейромоторных единиц и от импульсов, регулирующих обмен веществ. Сила мышц повышается при тренировке, снижается при голодании и утомлении. Вначале она увеличивается с возрастом, а затем к старости уменьшается.

Сила мышцы при максимальном ее напряжении, развиваемая при наибольшем ее возбуждении и наиболее выгодной длине до начала ее напряжения, называется абсолютной.

Абсолютная сила мышцы определяется в килограммах или ньютонах (Н). Максимальное напряжение мышцы у человека вызывается волевым усилием.

Относительнаясила мышцы высчитывается следующим образом. Определив абсолютную силу в килограммах или ньютонах, делят ее на число квадратных сантиметров поперечного сечения мышцы. Это позволяет сравнить силу разных мышц одного и того же организма, силу одноименных мышц разных организмов, а также изменения силы одной и той же мышцы данного организма в зависимости от сдвигов ее функционального состояния. Относительная сила скелетной мышцы лягушки 2-3 кг, разгибателя шёи человека — 9 кг, жевательной мышцы — 10 кг, двуглавой мышцы плеча — 11 кг, трехглавой мышцы плеча — 17 кг. 

Растяжимость и эластичность

Растяжимостью называется способность мышцы увеличивать длину при действии груза или силы. Растяжение мышцы зависит от массы груза. Чем больше груз, тем больше растягивается мышца. По мере возрастания груза требуется все больший груз или сила для получения одинакового прироста длины. Имеет значение и продолжительность действия груза. При приложении груза или силы в течение 1-2 с происходит удлинение мышцы (быстрая фаза), а затем ее растяжение замедляется и может продолжаться несколько часов (медленная фаза). Растяжимость зависит от функционального состояния мышцы. Красные мышцы растягиваются больше белых. Растяжимость зависит и от типа строения мышцы: параллельные мышцы растягиваются больше перистых.

Скелетные мышцы обладают эластичностью, или упругостью,— способностью возвращаться после деформации в исходное состояние. Эластичность, как и, растяжимость, зависит от функционального состояния, строения мышцы, ее вязкости. Восстановление исходной длины мышцы также происходит в 2 фазы: быстрая фаза продолжается 1-2 с, медленная фаза — десятки минут. Длина мышцы после растяжения, вызванного большим грузом или силой, и после длительного растяжения долго не возвращается к исходной. После кратковременного действия небольших грузов длина мышцы быстрее возвращается к исходной. Таким образом, для эластичности мышцы имеет значение степень и продолжительность ее растяжения. Эластичность мышцы малая, непостоянная и почти совершенная.

Длина анизотропных дисков при сокращении и пассивном растяжении не изменяется. Уменьшение длины мышечного волокна при сокращении и увеличение при его растяжении происходит вследствие изменения длины изотропных дисков. При укорочении волокна до 65% изотропные диски исчезают. Во время изометрического сокращения анизотропные диски укорачиваются, а изотропные удлиняются.

При сокращении увеличивается эластичность изотропных дисков, которые становятся почти в 2 раза длиннее анизотропных. Это предохраняет волокно от разрыва при очень быстром уменьшении длины анизотропных дисков, наступающем при изометрическом сокращении мышцы. Следовательно, растяжимостью обладают только изотропные диски.

Растяжимость увеличивается при утомлении пропорционально возрастанию утомления. Растяжение мышцы вызывает повышение ее обмена веществ и температуры. Гладкие мышцы растягиваются значительно больше, чем скелетные, в несколько раз больше своей первоначальной длины.

Эластичность мышцы уменьшается при контрактурах, при окоченении. В покое эластичность мышцы является свойством миофибрилл, саркоплазмы, сарколеммы и соединительнотканных прослоек, при сокращении — свойством сокращенных миофибрилл.

Растяжение гладких мышц до критического предела может происходить без изменения их напряжения. Это имеет большое физиологическое значение при растяжении гладкой мускулатуры полых органов, в которых при этом не изменяется давление. Например, давление в мочевом пузыре не изменяется при значительном растяжении его мочой.

Работоспособность мышц

Работа мышцы измеряется произведением массы поднятого ею груза на высоту его поднятия или на путь, следовательно, на высоту сокращения мышцы. Универсальной единицей работы, а также количества теплоты, является джоуль (Дж). Работоспособность мышцы изменяется в зависимости от ее физиологического состояния и нагрузки. При увеличении груза работа мышцы вначале увеличивается, а затем после достижения максимального значения уменьшается и доходит до нуля. Начальное увеличение работы при увеличении груза зависит от повышения способности мышцы возбуждаться и от прироста высоты сокращения. Последующее уменьшение работы зависит от понижения сократительной способности мышцы вследствие возрастающего растяжения грузом. Величина работы зависит от количества мышечных волокон и их длины. Чем больше поперечное сечение мышцы, чем она толще, тем больше груз, который она может поднять.

Перистая мышца может поднять большой груз, но так как длина ее волокон меньше длины всей мышцы, то она поднимает груз на сравнительно небольшую высоту. Параллельная мышца может поднять меньший груз, чем перистая, так как ее поперечное сечение меньше, но высота подъема груза больше, так как длина ее мышечных волокон больше. При условии возбуждения всех мышечных волокон высота сокращения мышц при прочих равных условиях тем больше, чем волокна длиннее. На величину работы влияет растяжение мышечных волокон грузом. Первоначальное растяжение небольшими грузами увеличивает высоту сокращения, а растяжение большими грузами уменьшает высоту сокращения мышцы. Работа мышцы зависит также от количества мионевральных аппаратов, от их расположения и от одновременного их возбуждения. При утомлении работа мышцы уменьшается и может прекратиться; высота сокращения мышцы по мере развития утомления понижается, а затем доходит до нуля.

Законы оптимальной нагрузки и оптимального ритма

Так как по мере увеличения груза уменьшается высота сокращения мышцы, то работа, являющаяся произведением груза и высоты, достигает наибольшей величины при некоторых средних нагрузках. Эти средние нагрузки называются оптимальными.

При прочих равных условиях при оптимальных нагрузках мышца сохраняет свою работоспособность наиболее продолжительное время. При оптимальной нагрузке работоспособность мышцы зависит от частоты ритма ее сокращений, т. е. от частоты равномерного чередования сокращений мышцы. Ритм сокращений мышцы при средней нагрузке, при которой сохраняется наиболее продолжительная работоспособность мышцы, называется оптимальным,

У разных мышц оптимальные нагрузки и оптимальный ритм неодинаковы. Они изменяются и у данной мышцы в зависимости от условий работы и ее физиологического состояния.

Оптимальная нагрузка и оптимальный ритм обусловлены прежде всего нервной системой (И. М. Сеченов). Что касается человека, то его умственная и физическая работоспособность определяется социальными условиями труда (орудиями труда, отношением к труду, эмоциями и др.). Оптимальная нагрузка и оптимальный ритм у человека значительно изменяются в зависимости от жизненного опыта, возраста, питания и тренированности.

Динамическая работа и статическое усилие

Работа скелетных мышц, обеспечивающая движения тела и его частей, называется динамической, а напряжение скелетных мышц, обеспечивающее поддержание тела в пространстве и преодоление земного притяжения, называется статическим усилием.

Динамическая работа различается по мощности. Измерителем мощности, или интенсивности, является работа, выполненная в единицу времени. Единица мощности — ватт (вт = 1 Дж/с). Между интенсивностью динамической работы и ее продолжительностью существует закономерное отношение. Чем больше интенсивность работы, тем меньше ее продолжительность. Различают работу малой, умеренной, большой, субмаксимальной и максимальной интенсивности. При динамической работе учитывается скорость, или быстрота движений. Для измерения быстроты движений используются: 1) время двигательной реакции, быстрота реагирования, или латентный период двигательного рефлекса, 2) продолжительность отдельного движения при минимальном напряжении мышц, 3) число движений в единицу времени, т. с. их частота.

Скорость движений зависит от характера и ритма импульсов из центральной нервной системы, от функциональных свойств мышц во время движений, а также от их строения. Способность производить мышечную деятельность определенного вида и интенсивности в течение наибольшего времени обозначается как выносливость. Чем больше выносливость, тем позднее начинается утомление.

Основные виды выносливости: 1) статическая — непрерывное, в течение предельного времени поддерживание напряжения скелетных мышц при постоянной силе давления или удерживании в постоянном положении определенного груза. Предельное время статического усилия тем меньше, чем больше сила давления или величина груза, 2) динамическая — непрерывное выполнение мышечной работы определенной интенсивности в течение предельного времени. Предельное время динамической работы скелетных мышц, зависит от ее мощности. Чем больше мощность, тем короче предельное время динамической выносливости.

Динамическая выносливость в большой степени зависит от повышения работоспособности внутренних органов, особенно сердечнососудистой и дыхательной систем.

Динамическая работа характеризуется также ловкостью.

Ловкость — это способность производить координированные движения с очень большой пространственной точностью и правильностью, быстро и в строго определенные, очень небольшие промежутки времени при внезапной перемене внешних условий.

Статическое усилие состоит в поддержании в течение некоторого времени напряжения мышц, т. е. в удержании веса тела, конечности или груза в неподвижном состоянии. В физическом смысле удерживание груза или тела в неподвижном состоянии не является работой, так как при этом отсутствует движение груза или веса тела. Примерами статических усилий являются неподвижное стояние, вис, упор, неподвижное держание руки, ноги или груза. Продолжительность статического усилия зависит от степени напряжения мышц. Чем меньше величина напряжения мышц, тем оно продолжительнее. При статических усилиях расходуется, как правило, значительно меньше энергии, чем при динамической работе. Расход энергии тем больше, чем тяжелее статическое усилие. Тренировка увеличивает продолжительность статических усилий.

Выносливость к статическим усилиям зависит не от повышения работоспособности внутренних органов, а главным образом от функциональной устойчивости двигательных центров к частоте и силе афферентных импульсов.

СИЛА, РАБОТА И УТОМЛЕНИЕ МЫШЦ — Студопедия

Основными показателями, характеризующими деятельность мышц, являются их сила и работоспособность.

Сила мышц. Сила - мера механического воздействия на мышцу со стороны других тел, которая выражается в ньютонах или кг-силах. При изотоническом сокращении в эксперименте сила определяется массой максимального груза, который мышца может поднять (динамическая сила), при изометрическом - максимальным напряжением, которое она может развить (статическая сила).

Одиночное мышечное волокно развивает напряжение в 100-200 кг-сил во время сокращения.

Степень укорочения мышцы при сокращении зависит от силы раздражителя, морфологических свойств и физиологического состояния. Длинные мышцы сокращаются на большую величину, чем короткие.

Незначительное растяжение мышцы, когда напрягаются упругие компоненты, является дополнительным раздражителем, увеличивает сокращение мышцы, а при сильном растяжении сила сокращения мышцы уменьшается.

Напряжение, которое могут развивать миофибриллы, определяется числом поперечных мостиков миозиновых нитей, взаимодействующих с нитями актина, так как мостики служат местом взаимодействия и развития усилия между двумя типами нитей. В состоянии покоя довольно значительная часть поперечных мостиков взаимодействует с актиновыми нитями. При сильном растяжении мышцы актиновые и миозиновые нити почти перестают перекрываться и между ними образуются незначительные поперечные связи.


Величина сокращения снижается также при утомлении мышцы.

Изометрически сокращающаяся мышца развивает максимально возможное для нее напряжение в результате активации всех мышечных волокон. Такое напряжение мышцы называют максимальной силой. Максимальная сила мышцы зависит от числа мышечных волокон, составляющих мышцу, и их толщины. Они формируют анатомический поперечник мышцы, который определяется как площадь поперечного разреза мышцы, проведенного перпендикулярно ее длине. Отношение максимальной силы мышцы к ее анатомическому поперечнику называется относительной силой мышцы, измеряемой в кг/см2.

Физиологический поперечник мышцы - длина поперечного разреза мышцы, перпендикулярного ходу ее волокон.

В мышцах с параллельным ходом волокон физиологический поперечник совпадает с анатомическим. У мышц с косыми волокнами он будет больше анатомического. Поэтому сила мышц с косыми волокнами всегда больше, чем мышц той же толщины, но с продольными волокнами. Большинство мышц домашних животных и особенно птиц с косыми волокнами перистого строения. Такие мышцы имеют больший физиологический поперечник и обладают большей силой (рис. 83 ).


А Б В Г

Рис. 83. Анатомический (а-а) и физиологический (б-б) поперечники мышц с разным расположением волокон:

А - параллельноволокнистый тип; Б - одноперистый; В - двуперистый; Г - многоперистый.

Наиболее сильными являются многоперистые мышцы, затем идут одноперистые, двухперистые, полуперистые, веретенообразные и продольноволокнистые.

Много, -одно, -и двухперистые мышцы имеют большую силу и выносливость (мало утомляются), но ограниченную способность к укорачиванию, а остальные виды мышц хорошо укорачиваются, но быстро утомляются.

Сравнительным показателем силы разных мышц является абсолютная мышечная сила - отношение максимальной силы мышцы к ее физиологическому поперечнику, т.е. максимальный груз, который поднимает мышца, деленный на суммарную площадь всех мышечных волокон. Она определяется при тетаническом раздражении и при оптимальном исходном растяжении мышцы. У сельскохозяйственных животных абсолютная сила скелетных мышц колеблется от 5 до 15 кг-сил, в среднем 6-8 кг-сил на 1см2 площади физиологического поперечника. В процессе мышечной работы поперечник мышцы увеличивается и, следовательно, возрастает сила данной мышцы.

Работа мышц. При изометрическом и изотоническом сокращении мышца совершает работу.

Оценивая деятельность мышц, обычно учитывают только производимую ими внешнюю работу.

Работа мышцы, при которой происходит перемещение груза и костей в суставах называется динамической.

Работа (W) может быть определена как произведение массы груза (Р) на высоту подъема (h)

W= P·h Дж (кг/м, г/см)

Установлено, что величина работы зависит от величины нагрузки. Зависимость работы от величины нагрузки выражается законом средних нагрузок: наибольшая работа производится мышцей при умеренных (средних) нагрузках.

Максимальная работа мышцами выполняется и при среднем ритме сокращения (закон средних скоростей).

Мощность мышцы определяется как величина работы в единицу времени. Она достигает максимума у всех типов мышц так же при средних нагрузках и при среднем ритме сокращения. Наибольшая мощность у быстрых мышц.

Утомление мышц. Утомление - временное снижение или потеря работоспособности отдельной клетки, ткани, органа или организма в целом, наступающее после нагрузок (деятельности). Утомление мышц происходит при их длительном сокращении (работе) и имеет определенное биологическое значение, сигнализируя о истощении (частичном) энергетических ресурсов.

При утомлении понижаются функциональные свойства мышцы: возбудимость, лабильность и сократимость. Высота сокращения мышцы при развитии утомления постепенно снижается. Это снижение может дойти до полного исчезновения сокращений. Понижаясь, сокращения делаются все более растянутыми, особенно за счет удлинения периода расслабления: по окончании сокращения мышца долго не возвращается к первоначальной длине, находясь в состоянии контрактуры (крайне замедленное расслабление мышцы). Скелетные мышцы утомляются раньше гладких. В скелетных мышцах сначала утомляются белые волокна, а потом красные.

Из различных представлений о механизме утомления одной из наиболее ранних теорий, объясняющих утомление, была теория истощения, предложенная К. Шиффом. Согласно этой теории причиной утомления служит исчезновение в мышце энергетических веществ, в частности гликогена. Однако, детальное изучение показало, что в утомленных до предела мышцах содержание гликогена еще значительно. В дальнейшем Е. Пфлюгером была выдвинута теория засорения органа продуктами рабочего распада (теория отравления). Согласно этой теории, утомление объясняется накоплением большого количества молочной, фосфорной кислот и недостатком кислорода, а так же других продуктов обмена, которые нарушают обмен веществ в работающем органе и его деятельность прекращается.

Обе эти теории сформулированы на основании данных, полученных в экспериментах на изолированной скелетной мышце и объясняют утомление односторонне и упрощенно.

Дальнейшим изучением утомления в условиях целого организма установлено, что в утомленной мышце появляются продукты обмена веществ, уменьшается содержание гликогена, АТФ, креатинофосфата. Изменения наступают в сократительных белках мышцы. Происходит связывание или уменьшение сульфгидрильных групп актомиозина, в результате чего нарушается процесс синтеза и распада АТФ. Нарушения в химическом составе мышцы, находящейся в целостном организме, выражены в меньшей степени, чем в изолированной благодаря транспортной функции крови.

Исследованиями Н.Е. Введенского установлено, что утомление прежде всего развивается в нервно-мышечном синапсе в связи с низкой его лабильностью.

Быстрая утомляемость синапсов обусловлена несколькими факторами.

Во-первых, при длительном раздражении в нервных окончаниях уменьшается запас медиатора, а его синтез не поспевает за расходованием.

Во-вторых, накапливающиеся продукты обмена в мышце понижают чувствительность постсинаптической мембраны к ацетилхолину, в результате чего уменьшается величина постсинаптического потенциала. Когда он понижается до критического уровня, в мышечном волокне не возникает возбуждения.

И.М.Сеченов (1903)­, исследуя на сконструированном им эргографе для двух рук работоспособность мышц при поднятии груза, установил, что работоспособность утомленной правой руки восстанавливается полнее и быстрее после активного отдыха, т.е. отдыха сопровождаемого работой левой руки. Подобного же рода влияние на работоспособность утомленной руки оказывает сочетающееся с отдыхом раздражение индукционным током чувствительных (афферентных) нервных волокон кисти другой руки, а также работа ногами, связанная с подъемом тяжести, и вообще двигательная активность.

Таким образом, активный отдых, сопровождающийся умеренной работой других мышечных групп, оказывается более эффективным средством борьбы с утомлением двигательного аппарата, чем простой покой.

Причину наиболее эффективного восстановления работоспособности двигательного аппарата в условиях активного отдыха Сеченов с полным основанием связывал с действием на центральную нервную систему афферентных импульсов от мышечных, сухожильных рецепторов работающих мышц.

В организме в различных звеньях рефлекторной дуги утомление в первую очередь наступает в нервных центрах, особенно в клетках коры больших полушарий.

В настоящее время установлено, что функциональное состояние мышц находится под влиянием центральной нервной системы и прежде всего коры больших полушарий. Это влияние осуществляется через соматические нервы, вегетативную нервную систему и железы внутренней секреции.

По двигательным нервам к мышце поступают импульсы из спинного и головного мозга, вызывая ее возбуждение и сокращение, сопровождающиеся изменением физико-химических свойств и функционального состояния мышцы.

Импульсы, поступающие по симпатическим волокнам в мышцу, усиливают процессы обмена веществ, кровоснабжения и работоспособность мышцы. Такое же действие оказывают и медиаторы симпатической системы - адреналин и норадреналин.

Однако единой теории, объясняющей причины утомления, сущность утомления до настоящего времени нет, т.к. в естественных условиях утомление двигательного аппарата организма является многофакторным процессом.

Наступление утомления мышц можно задержать с помощью тренировки. Она развивает и совершенствует функциональные возможности всех систем организма: нервной, дыхательной, кровообращения, выделения и т.д.

При тренировке увеличивается объем мышц в результате роста и утолщения мышечных волокон возрастает мышечная выносливость. В мышце повышается содержание гликогена, АТФ и креатинфосфата, ускоряется течение процессов распада и восстановления веществ, участвующих в обмене. В результате тренировки коэффициент использования кислорода при работе мышц повышается, усиливаются восстановительные процессы вследствие активизации всех ферментативных систем, уменьшается расход энергии. При тренировке совершенствуется регуляторная функция центральной нервной системы, и в первую очередь, коры больших полушарий.

простым языком. От чего зависит сила человека

Мышечная система — это основа основ физического здоровья. Анатомия мышц человека представлена более 600 различными волокнами, которые составляют до 47 % от общей массы организма. От их функциональности зависит не только передвижение тела в пространстве, но и многие физиологические процессы: глотание, кровообращение, жевание, обмен веществ, сердечные сокращения и т. д. Мышечный каркас формирует строение тела, обеспечивает положение относительно окружающих предметов, позволяет человеку принимать участие в различных физических действиях и выполнять большую часть работ. Поэтому подробное изучение строения мышц, их классификации и функциональности считается одним из ключевых разделов анатомии.

Детальное строение мышечной ткани

Каждая отдельно взятая мышца — это целостный орган, состоящий из множества маленьких мышечных волокон — миоцитов, а также плотной и рыхлой соединительной ткани в различном соотношении. В ней выделяют 2 функциональные зоны: брюшко и сухожилие. Брюшко выполняет в основном сократительную функцию, поэтому представлено комбинацией соединительнотканного вещества и миоцитов, способных к сокращению и возбуждению. Сухожилие же считается пассивной частью мышцы. Оно располагается по краям и состоит из плотной соединительной ткани, благодаря которой осуществляется прикрепление волокон к костям и суставам.

Иннервация и кровоснабжение каждой мышцы осуществляется за счёт тончайших капилляров и нервных волокон, расположенных между пучками из 10–50 миоцитов. Благодаря этому мышечная ткань получает необходимое питание, снабжается кислородом и полезными веществами, а также может сокращаться в ответ на переданный нервной тканью импульс.

Каждое мышечное волокно выглядит как длинная многоядерная клетка, длина которой в разы превышает поперечное сечение. Оболочка, покрывающая миоцит, объединяет различное количество мелких миофибрилл, в зависимости от числа которых, выделяют белые и красные мышцы. В белых миоцитах число миофибрилл выше, поэтому они быстрее реагируют на импульс и активнее сокращаются. Красные волокна относятся к группе медленных, поскольку в них количество миофибрилл меньше.

Каждая миофибрилла состоит из ряда веществ, от которых зависят функциональные особенности и свойства мышц:

  • Актин — это аминокислотная белковая структура, способная к сокращению.
  • Миозин — главная составляющая миофибрилл, сформированная полипептидными цепочками из аминокислот.
  • Актиномиозин — комплекс белковых молекул актина и миозина.

Основную часть миоцитов составляют белки, вода и вспомогательные компоненты: соли, гликоген и др. Причём большую часть составляет именно вода — её процентное соотношение колеблется в диапазоне 70–80 %. Несмотря на это, каждое отдельно взятое мышечное волокно крайне сильное и устойчивое, и эта сила увеличивается в зависимости от количества миоцитов, объединённых в мышцу.

Анатомия мышц: классификация и функции

Огромное количество мышц в анатомии классифицируют по разным критериям, включающим строение, физиологические особенности, форму, размер, расположение и другие показатели. Рассмотрим каждую группу, чтобы понять, как устроена мышечная ткань человека:

  1. Гладкие мышечные волокна являются структурной единицей стенок внутренних органов, кровеносных капилляров и сосудов. Они сокращаются и расслабляются вне зависимости от импульсов, посланных сознанием человека. Работа гладких мышц отличается последовательностью, размеренностью и непрерывностью.
  2. Скелетные мышцы — каркас человеческого тела. Они отвечают за физическую активность, поддержание организма в определённом положении и двигательные возможности человека. Деятельность скелетной мускулатуры контролируется мозгом. Миоциты этой группы быстро сокращаются и расслабляются, активно реагируют на тренировки, но при этом склонны к утомлению.
  3. Сердечная мышца — отдельный вид миоцитов, объединивший часть функциональных особенностей гладких и скелетных волокон. С одной стороны, её активность непрерывна и не зависит от нервных импульсов, посланных сознанием, а с другой, сокращения осуществляются быстро и интенсивно.

Также мышцы подразделяются на топографические группы, исходя из их местоположения. В организме выделяют мышцы нижних конечностей (стопы, бедра и голени), верхних конечностей (кисти, плеча и предплечья), а также головы, шеи, груди, спины и живота. Каждая из этих групп делится на глубокую и поверхностную, наружную и внутреннюю.

В зависимости от количества суставов, охваченных мышцей, они делятся на односуставные, двусуставные и многосуставные. Чем больше сочленений задействовано, тем выше функционал конкретной мышцы.

Кроме того, мышцы классифицируются по форме и строению. К группе простых относятся веретенообразные, длинные, прямые, короткие и широкие волокна. Многоглавые мышцы — сложные. Они представлены бицепсом, состоящим из 2 головок, трицепсом — из 3 головок и квадрицепсом — из 4 головок. Кроме того, сложными считаются многосухожильные и двубрюшные группы миоцитов. Они бывают квадратными, дельтовидными, пирамидальными, зубчатыми, ромбовидными, камбаловидными, круглыми или треугольными.

В зависимости от функциональных особенностей выделяют:

  • сгибатели,
  • разгибатели,
  • пронаторы (вращатели по направлению кнутри),
  • супинаторы (вращатели к наружной стороне),
  • мышцы, отвечающие за отведение и приведение, поднятие и опускание и т. д.

Основная масса мышц работает парно, выполняя общую или противоположную функцию. Мышца-агонист выполняет определённое действие (например, сгибание), а антагонист — прямо противоположное (то есть разгибание). Столь сложный многоступенчатый комплекс обеспечивает слаженные и плавные движения человеческого тела.

Физиология мышц человека

К основным свойствам мышечной ткани, обеспечивающим полноценную функциональность структур, относятся:

  • Сократимость — способность к сокращению.
  • Возбудимость — реакция на нервный импульс.
  • Эластичность — изменение длины и диаметра волокон в зависимости от внешнего и внутреннего воздействия.

Сокращение мышц регулируется посредством деятельности нервной системы. Каждая мышца содержит множество нервных окончаний, которые можно условно разделить на 2 разновидности — рецепторы и аффекторы. Чувствительные рецепторы воспринимают скорость и степень растяжения и сокращения, силу воздействия и движения миоцитов. Они могут располагаться свободно, разветвляясь в толще мышцы, или несвободно, переплетаясь в веретенообразный комплекс. Информация о состоянии и положении мышечного волокна из рецепторов поступает в ЦНС, откуда передаётся обратно эффекторам, вызывая их возбуждение и, как следствие, реакцию на полученный импульс.

shutterstock_1253fff57543.jpg

Сокращение миоцитов осуществляется за счёт проникновения нитей актина между цепочками миозина. При этом общая длина актиновых и миозиновых волокон не изменяется — сокращение наступает из-за изменения длины актиномиозинового комплекса. Такой механизм называется скользящим и сопровождается расходом энергетического запаса организма.

Также в мышцах содержатся нервные волокна, регулирующие процесс обмена веществ и состояние миоцитов в покое. Благодаря этому осуществляется регулировка работы мышечной ткани, предупреждается переутомление и нефизиологичное перерастяжение или сокращение. Такой механизм позволяет адаптировать работу мышц к окружающей среде и обеспечивать полноценную функциональность организма.

Заключение

Анатомия мышц, их количество и соотношение является физиологической неизменной, зависящей от наследственности и особенностей организма. Тем не менее, грамотно приложенная физическая нагрузка, регулярные тренировки и здоровый образ жизни могут привести к развитию мышечных волокон, более высокой выносливости, силе и устойчивости. Не стоит полагать, что от этого зависит лишь состояние скелетной мускулатуры и рельеф тела, — правильно составленный комплекс занятий улучшает работу ещё и гладких и сердечных миоцитов. Благодаря этому можно запустить круговорот «обратной связи»: развитая с помощью регулярных тренировок сердечная мышца лучше перекачивает кровь по организму, поэтому все органы, включая и скелетные мышцы, получают больше питания и кислорода, необходимого для преодоления нагрузок. А физически развитые скелетные и гладкие мышцы, в свою очередь, лучше удерживают внутренние органы, обеспечивая их полноценную работу.

Зная основы анатомии мышц человека, вы сможете грамотно построить тренировочный процесс, привнести в свою жизнь основы физической активности и вместе с тем улучшить состояние организма в целом.

От чего зависит сила мышц? (анатомические факторы)

Описаны анатомические факторы, от которых зависит сила скелетных мышц человека: площадь поперечного сечения мышц и количество мышечных волокон. Рассмотрены показатели, определяющие величину площади поперечного сечения мышц: уровень тренированности, композиция мышечных волокон, пол, возраст. Рассмотрено влияние тренировки на анатомические факторы, определяющие силу скелетных мышц человека.

От чего зависит сила мышц? (анатомические факторы)

Давайте разберем первую группу факторов, а именно анатомические факторы, определяющие силу скелетных мышц человека.

Площадь поперечного сечения мышцы (SМ)

Основным анатомическим фактором, определяющим силу скелетной мышцы является ее площадь поперечного сечения. Что это означает? Если мышцу разрезать поперек в самом толстом месте и измерить площадь, это и будет площадь поперечного сечения мышцы.

Раньше площадь поперечного сечения мышц можно было измерить только на трупах. Теперь для этого используют компьютерную томографию (КТ) или магнитно-резонансную томографию (МРТ). На рис. 1 представлено поперечное сечение плеча человека, полученное посредством компьютерной томографии. Буквами BB отмечена площадь поперечного сечения двуглавой мышцы плеча (m. biceps brachii).

Рис.1. Площадь двуглавой мышцы плеча, измеренная посредством компьютерной томографии (MacDougall J.D. et al.1984)

То, что сила мышцы тесно связана с площадью ее поперечного сечения  поняли уже давно. В биомеханике известен принцип Вебера «Сила мышцы при прочих равных условиях пропорциональна ее поперечному сечению». Собственно и мы, когда видим человека с хорошо развитой мускулатурой, понимаем, что это, вероятно, сильный человек, так как он имеет крупные, развитые мышцы.

Теперь зададим себе вопрос: «А от чего зависит площадь поперечного сечения мышцы?»

Вы знаете, что основным компонентом скелетной мышцы являются мышечные волокна. Поэтому площадь поперечного сечения мышцы в основном будут определять два показателя:

То есть с определенным приближением можно записать:

SМ= SМВ х nМВ, или, другими словами:

Площадь поперечного сечения мышцы (SМ) = площадь поперечного сечения мышечного волокна (SМВ) х количество мышечных волокон (nМВ).

То есть чем больше будет площадь поперечного сечения мышечных волокон и чем больше будет их количество, тем больше будет площадь поперечного сечения мышц.

Теперь разберем каждый из этих факторов.

Площадь поперечного сечения мышечных волокон

Ученые установили, что чем больше площадь поперечного сечения мышечного волокна (то есть, чем оно толще), тем большую силу оно способно развить. Это связано с тем, что в мышечных волокнах есть сократительные элементы – миофибриллы. Миофибриллы представляют из себя длинные тонкие нити, в которых проходит процесс сокращения.

Чем больше миофибрилл в мышечном волокне и чем они толще, тем больше площадь поперечного сечения мышечного волокна и тем оно сильнее.

То есть снова можно записать:

SМВ= SМФ х nМФ, или, другими словами:

Площадь поперечного сечения мышечного волокна (SМВ) = площадь поперечного сечения миофибриллы (SМФ) х количество миофибрилл (nМФ).

Это означает, что чем больше площадь поперечного сечения миофибрилл и чем больше их количество, тем больше площадь поперечного сечения мышечных волокон.

Площадь поперечного сечения мышечных волокон определяют следующие факторы:

Влияние тренировки на площадь поперечного сечения мышечных волокон

Установлено, что у не занимающихся физической культурой и спортом диаметр мышечных волокон равен 20 – 80 мкм, следовательно, площадь поперечного сечения мышечных волокон варьирует от 300 мкм2 до 5000 мкм2. У пауэрлифтеров и тяжелоатлетов площадь поперечного сечения мышечных волокон значительно больше – 10000-15000 мкм2. Самая большая площадь поперечного сечения мышечных волокон у спортсменов, занимающихся бодибилдингом. Она может достигать 20000 мкм2. Доказано, что в мышечных волокнах спортсменов, занимающихся силовой тренировкой больше миофибрилл и они значительно толще, чем у не занимающихся физической культурой и спортом.

Композиция мышечных волокон

Известно, что  мышечные волокна бывают разных типов. Мышечные волокна типа I – медленные и площадь их поперечного сечения в двуглавой мышце плеча составляет у людей не занимающихся физической культурой и спортом 3990 мкм2, мышечные волокна типа II – быстрые и сильные. Площадь поперечного сечения мышечных волокон II типа значительно больше, чем у медленных мышечных волокон и составляет в двуглавой мышце плеча 4580 мкм2. Тип мышечных волокон в наших мышцах задан генетически и изменить его нельзя. Никакая тренировка не может повлиять на процентное соотношение в мышцах мышечных волокон типа I и типа II. Поэтому в видах спорта, где нужно в первую очередь проявление силы, нужно отбирать спортсменов с большим количеством быстрых мышечных волокон, а в видах спорта, где в первую очередь необходимо проявление выносливости, нужно отбирать спортсменов с большим количеством медленных мышечных волокон.

Пол

Конечно, пол существенно влияет на площадь поперечного сечения мышечных волокон. По данным J.D. MacDougall et al. (1984) площадь поперечного сечения мышечных волокон мужчин составляет 6700 мкм2. По данным D.J.Sale et al (1987) у женщин этот показатель равен 4112 мкм2.

Возраст

Понятно, что у детей площадь поперечного сечения мышечных волокон маленькая. Поэтому и мышцы у них маленькие. С возрастом мышцы становятся крупнее и достигают своего максимума у нетренированных людей в возрасте 17-25 лет. После этого в течение достаточного долгого периода объем мышц человека не меняется. Однако доказано, что после 60 лет в мышцах человека начинаются происходить изменения. Площадь поперечного сечения мышц становится меньше. Это происходит из-за того, что уменьшается количество быстрых мышечных волокон и их площадь поперечного сечения становится сопоставимой с площадью поперечного сечения мышечных волокон типа I.

Теперь поговорим о количестве мышечных волокон.


Более подробно функционирование опорно-двигательного аппарата человека и биомеханика мышц описаны в книге


Количество мышечных волокон (nМВ)

Количество мышечных волокон – это очень важный анатомический фактор, который определяет силу мышц.  Чем больше волокон содержит мышца, тем большую силу она способна проявить при прочих равных условиях.

Количество волокон в мышцах различно. В двуглавой мышце плеча количество мышечных волокон составляет около 300 тысяч, в четырехглавой мышце — 600 тысяч, прямая мышца бедра содержит несколько десятков тысяч волокон, а икроножная – более миллиона! Следует помнить, что количество волокон в мышце – это генетически заданный фактор.

На количество мышечных волокон сильно влияет ход мышечных волокон в мышце (параллельный или перистый). В перистых мышцах в том же объеме, что и в мышцах параллельного типа «упаковано» больше мышечных волокон. Поэтому считается, что перистые мышцы более сильные, а мышцы с параллельным ходом мышечных волокон – более быстрые.

Влияние тренировки на показатели, определяющие силу мышц

Доказано, что тренировка на развитие силы мышцы приводит к увеличению площади ее поперечного сечения. Возрастание этого показателя происходит за счет увеличения площади поперечного сечения мышечных волокон (гипертрофии мышечных волокон). Увеличения количества мышечных волокон (гиперплазии) в мышце не наблюдается.

Литература

  1. Самсонова А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека.– СПб: Кинетика, 2018.– 159 с.
  2. Бегун П.И., Самсонова А.В. Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека: Монография.– СПб: Кинетика, 2020.– 179 с.
  3. MacDougall J.D., Sale D.G., Alway S.E., Sutton J.R. Muscle fiber number in biceps brachii in bodybuilders and control subjects // Journal Applied Physiology, 1984. V 57. № 5. P. 1399-1403.
  4. Sale D.J., MacDougall J.D., Alway S.E. Sutton J.R. Voluntary strength and muscle characteristics in untrained men and women and male bodybuilders // Journal of Applied Physiology. 1987. V.62. N 5. P. 1786-1793.

С уважением, А.В. Самсонова

Зависит ли сила от размера мышц?

Культуристы и бодибилдеры с первого взгляда выглядят более сильными, чем остальные спортсмены, ежедневно выполняющие силовые тренировки. Но это впечатление зачастую обманчиво. Сила мышц человека зависит от многих факторов. Причем объем мышечной массы играет далеко не ведущую роль в этом вопросе. Но корреляция между размером и силой все же существует.

Зависимость силы от размера мышц

В школьном курсе анатомии проходят закономерность – сила мышцы зависит от ее толщины (площади поперечного сечения). Но по факту, это утверждение сильно упрощено. Рост мышц в объеме отвечает приблизительно за 50% прироста силы. Прирост силы относительно объема определяется видом мышечной гипертрофии.

Виды мышечной гипертрофии

Строение мышцы

Выделяется два типа мышечного роста (гипертрофии):

  • миофибриллярный. Именно благодаря этому типу роста увеличивается сила и мощность. Эта гипертрофия присуща быстрым (белым) волокнам, способна генерировать максимальное количество энергии на короткий промежуток времени. Эффективна в таких дисциплинах как пауэрлифтинг, тяжелая атлетика и армрестлинг;
  • саркоплазматический. Создает объемный мышечный рельеф. Такой рост характерен для медленных (красных) волокон, создает небольшое количество энергии, но на длительный срок (выносливость). Используется преимущественно в бодибилдинге.

Оба типа гипертрофии не существуют по отдельности. Если преобладает один тип, второй тоже развивается, но в меньшей степени. Сила увеличивается вне зависимости от типа гипертрофии, только с различной интенсивностью.

Исследования корреляции силы и размера мышц

На основании нескольких исследований, прослеживаются следующие закономерности:

Исследования доказывают, что в течение первых 1.5-2 месяцев с начала нагрузок мышечная масса практически не меняется, в то время как сила начинает возрастать уже с первой тренировки. Этот факт объясняет, почему в исследовании у нетренированных людей прослеживалась такая слабая связь между приростом силы и мышечной массы.

Корреляция между силой и объемом легче прослеживается у каждого человека в отдельности, чем для нескольких людей. Объясняется это тем, что накопление силы – не только наращивание мускулатуры, на нее влияет еще несколько параметров.

Что еще влияет на силу

Помимо размера мышц на уровень силы оказывают влияние следующие параметры:

  • толщина сухожилия – показатель генетический. Мышечная сила будет увеличиваться, пока сухожилие способно выдержать нагрузку. Сухожилия возможно лишь несущественно укрепить тренировками;
  • соотношение красных и белых волокон – генетический показатель. Белые (быстрые) волокна отвечают за взрывную кратковременную силу, красные (медленные) за длительность и выносливость;
  • эластичность мышц – чем существеннее разница между растяжением мышцы и ее сокращением, тем большую силу они могут выработать. При регулярных занятиях растяжкой, можно увеличить мышечную эластичность;
  • место крепления сухожилия – генетический показатель. Чем дальше мышца прикреплена от сустава, тем больший вес возможно поднять;
  • количество мышечных волокон – генетический показатель, не поддается изменению;
  • психоэмоциональное состояние – чем сильнее эмоциональное возбуждение, тем «громче» сигнал от мозга мышцам. В возбужденном состоянии мышцы сокращаются интенсивнее, это повышает силу;
  • иннервация мышц. Сигнал мозга к мышечным волокнам идет по мотонейронам (двигательным нервам), заставляя их сокращаться. Чем больше мотонейронов подходит к мышце, тем больше двигательных единиц можно задействовать. При регулярных тренировках, мотонейроны оплетают мышцы плотной сетью.

Еще мышечная сила зависит от пола (за счет тестостерона мужчины сильнее женщин) и возраста (самого быстрого результата можно добиться в промежутке 15-25 лет). Генетическая предрасположенность также оказывает большое влияние на максимально возможный уровень силы.

Несмотря на гендерные различия и врожденные физические возможности каждый, поставив перед собой цель, способен добиться существенных результатов.

Обязательно прочитайте об этом

почему некоторые люди — сильнее, а некоторые — объемнее — CMT Научный подход

«Зожник» перевел, переработал и отредактировал грандиозную базовую статью Грега Нуколса о том, как взаимосвязан объем и сила мышц. В статье подробно объясняется, к примеру, почему средний пауэрлифтер на 61% сильнее среднего бодибилдера при том же объеме мышц.

Наверняка вам встречалась такая картина в спортзале: огромный мускулистый парень делает приседания с 200-килограммовой штангой, пыхтя и делая небольшое количество повторений. Затем с такой же штангой работает парень с намного менее массивными ногами, но легко делает большее количество повторений.

Аналогичная картина может повторяться и в жиме или становой. Да и из курса школьной биологии нас учили: сила мышцы зависит от площади поперечного сечения (грубо говоря – от толщины), однако наука показывает, что это сильное упрощение и дело обстоит не совсем так.

Площадь поперечного сечения мышцы.

В качестве примера посмотрите, как 85-килограммовый парень жмет от груди 205 кг:

Однако гораздо более массивные ребята не могут приблизиться к таким показателям в жиме.

Ответ прост: на силу влияет много других факторов, кроме объема мышц

Средний мужчина весит около 80 кг. Если человек – не тренированный, то тогда около 40% веса его тела составляют скелетные мышцы или около 32 кг. Несмотря на то, что рост мышечной массы очень сильно зависит от генетики, в среднем мужчина способен за 10 лет тренировок увеличить свою мышечную массу на 50%, то есть добавить к своим 32 кг мышц еще 16.

Скорее всего 7-8 кг мышц из этой прибавки добавится в первый год упорных тренировок, еще 2-3 кг – за следующие пару лет, а остальные 5-6 кг – за 7-8 лет упорных тренировок. Это типичная картина роста мышечной массы. С ростом мышечной массы примерно на 50% сила мышц возрастет в 2-4 раза.

Грубо говоря, если в первый день тренировок человек может поднять на бицепс вес в 10-15 кг, то впоследствии этот результат может вырасти до 20-30 кг.

С приседом: если в первые тренировки вы приседали с 50-килограммовой штангой, этот вес может вырасти до 200 кг. Это не научные данные, просто для примера – как могут расти силовые показатели. При подъеме на бицепс сила может вырасти примерно в 2 раза, а вес в приседаниях – в 4 раза. Но при этом объем мышц вырос только на 50%. То есть получается, что в сравнении с ростом массы, сила растет в 4-8 раз больше.

Безусловно мышечная масса имеет важное значение для силы, но, возможно, не определяющее. Давайте пройдемся по основным факторам, влияющим на силу и массу.

Мышечные волокна

Как показывают исследования: чем больше размер мышечного волокна, тем больше его сила.

На этом графике показана явная зависимость размеров мышечных волокон и их силы:

Как зависит сила (вертикальная шкала) от размера мышечных волокон (горизонтальная шкала). Исследование: From Gilliver, 2009.

Однако если абсолютная сила стремится к росту при бОльшем объеме мышечных волокон, относительная сила (сила в соотношении с размером) — наоборот — падает.

Давайте разберемся почему так происходит.

Есть показатель для определения силы мышечных волокон относительно их объема — “specific tension” (переведем его как «удельная сила»). Для этого нужно максимальную силу разделить на площадь поперечного сечения:

Мышечные волокна: удельная сила волокон бодибилдеров на 62% ниже лифтеров

Так вот дело в том, что удельная сила очень сильно зависит от типа мышечных волокон.

В этом исследовании ученые выяснили, что удельная сила мышечных волокон профессиональных бодибилдеров на целых 62% ниже, чем у профессиональных лифтеров.

То есть, условно говоря, мышцы среднего пауэрлифтера сильнее на 62% мышц среднего бодибилдера при одинаковом объеме.

Более того, мышечные волокна бодибилдеров также слабее на 41%, чем у нетренированных людей из расчета на их площадь поперечного сечения. То есть из расчета на квадратный сантиметр толщины, мышцы бодибилдеров слабее, чем у тех, кто вообще не тренировался (но в целом, бодибилдеры, конечно, сильнее за счет общего объема мышц).

В этом исследовании сравнили разные мышечные волокна и выяснили, что самые сильные мышечные волокна в 3 раза сильнее самых слабых той же толщины — это очень большая разница. 

Мышечные волокна быстрее растут в площади сечения, чем в силе

Так вот оба этих исследования показали, что с увеличением размера мышечных волокон их сила к толщине падает. То есть в размерах они растут больше, чем в силе.

Зависимость такая: при удвоении площади поперечного сечения мышцы ее сила вырастает только на 41%, а не в 2 раза.

В этом плане с силой мышечного волокна лучше коррелирует диаметр волокна, а не площадь сечения (внесите это исправление в школьные учебники по биологии!)

В конечном итоге все показатели ученые свели вот к такому графику:

По горизонтали: увеличение площади поперечного сечения мышцы. Синяя линия — рост диаметра, красная — общий рост силы, желтая — рост удельной силы (на сколько сила увеличивается при увеличении площади поперечного сечения).

Вывод, который можно сделать: с ростом объема мышц растет и сила, однако прирост размера мышцы (т.е. площади поперечного сечения) обгоняет прирост силы. Это усредненные показатели, собранные из целого ряда исследований и в некоторых исследованиях данные разнятся.

К примеру, в этом исследовании за 12 недель тренировок у подопытных площадь сечения мышц выросла в среднем на 30%, но при этом удельная сила не изменилась (то есть, читаем между строк, сила тоже увеличилась примерно на 30%).

Результаты этого исследования схожи: площадь поперечного сечения мышцы увеличилась у участников на 28-45% после 12 недель тренировок, но удельная сила не изменилась.

С другой стороны, эти 2 исследования (раз и два) показали увеличение удельной силы мышц при отсутствии роста самих мышц в объеме. То есть сила выросла, а объем — нет и благодаря этому сочетанию, получается, выросла удельная сила.

Во всех этих 4 исследованиях сила росла в сравнении с диаметром мышцы, но в сравнении с площадью поперечного сечения сила росла только в том случае, если мышечные волокна не росли.

Итак, давайте подытожим важную тему с мышечными волокнами:

  • Люди сильно отличаются по количеству мышечных волокон того или другого типа. Помните: удельная сила мышечных волокон у лифтеров (тренирующих силу) в среднем на 61% больше, чем у бодибилдеров (тренирующих объем). Грубо говоря, при одинаковых по объему мышцах лифтерские сильнее в среднем на 61%.
  • Самые слабые мышечные волокна в 3 раза слабее самых сильных. Их количество у каждого человека определяется генетически. Это означает, что гипотетически максимально возможная разница в силе мышц одного и того же объема — различается до 3 раз.
  • Удельная сила (сила на квадратный сантиметр поперечного сечения) не всегда растет с тренировками. Дело в том, что площадь поперечного сечения мышц растет в среднем быстрее, чем сила.

Место прикрепления мышц

Важный фактор силы — это то, как крепятся мышцы к костям и длина конечностей.Как вы помните из школьного курса физики — чем больше рычаг, тем легче поднимать вес.

С точки зрения мышц — чем дальше она прикреплена от сустава, тем эффективнее может его сгибать.

Если прилагать усилие в точке А, то потребуется намного больше силы для подъема того же веса по сравнению с точкой B.

Соответственно, чем дальше мышца прикреплена (и чем короче конечность) — тем больше рычаг и тем бОльший вес можно поднять. Этим отчасти объясняется, почему некоторые довольно худые ребята способны поднимать намного больше некоторых особо объемных.

К примеру, в этом исследовании говорится, что разница в силе в зависимости от места прикрепления мышц в коленном суставе у разных людей составляет 16-25%. Тут уж как повезло с генетикой.

Причем, с ростом мышц в объеме момент силы увеличивается: это происходит потому, что с ростом мышцы в объеме «угол атаки» немного меняется и этим отчасти объясняется то, что сила растет быстрее объема.

В исследовании Andrew Vigotsky есть отличные картинки, наглядно демонстрирующие, как это происходит:

Самое главное — это заключение: последняя картинка, демонстрирующая, как с ростом толщины мышцы (площади поперечного сечения) — меняется угол приложения усилий, а значит и двигать рычаг более объемным мышцам становится легче.

Способность нервной системы активировать больше волокон

Еще один фактор силы мышц вне зависимости от объема — способность ЦНС (центральной нервной системы) активировать как можно большее количество мышечных волокон для сокращения (и расслаблять волокна — антагонисты).

Грубо говоря, способность максимально эффективно передавать мышечным волокнам правильный сигнал — на напряжение одних и расслабление других волокон. Вы наверняка слышали, что в обычной жизни мы способны передавать мышцам лишь определенное нормальное усилие, но в критический момент сила может вырастать многократно. В этом месте обычно приводятся примеры, как человек поднимает автомобиль, чтобы спасти жизнь близкого (и таких примеров действительно довольно много).

Впрочем, научные исследования пока не смогли доказать это в полной мере.

Ученые сравнивали силу «добровольного» сокращения мышц, а затем с помощью электростимуляции добивались еще большего — 100% напряжения всех мышечных волокон.

В результате оказалось, что «добровольные» сокращения составляют около 90-95% от максимально возможной сократительной силы, которой добивались с помощью электростимуляции (непонятно только какую погрешность и влияние такие «стимулирующие» условия оказали на мышцы-антагонисты, которые нужно расслаблять для получения большей силы — прим. Зожника).

Ученые и автор текста делают выводы: вполне возможно, что некоторые люди смогут значительно увеличить силу, натренировав передачу сигналов мозга к мышцам, но большинство людей не способны значительно увеличить силу только за счет улучшения способности активировать больше волокон.

Нормализованная сила мышцы (НСМ)

Максимальная сократительная сила мышцы зависит от объемов мышцы, силы мышечных волокон, из которых она состоит, от «архитектуры» мышцы, грубо говоря, от всех факторов, что мы указали выше.

Объем мышцы согласно исследованиям отвечает примерно за 50% разницы в силовых показателях у разных людей.

Еще 10-20% разницы в силе объясняют «архитектурные» факторы, такие как место прикрепления, длина фасций.

Остальные факторы, отвечающие за оставшиеся 30-40% разницы в силе, вообще не зависят от размеров мышц.

Для того, чтобы рассмотреть эти факторы важно ввести понятие — нормализованная сила мышцы (НСМ) — это сила мышцы в сравнении с площадью ее сечения. Грубо говоря, насколько сильна мышца по сравнению со своим размером.

Большинство исследований (но не все) показывают, что НСМ растет по мере тренировок. Но при этом, как мы рассмотрели выше (в разделе про удельную силу), сам по себе рост объема не дает такой возможности, это значит, что рост силы обеспечивается не только ростом объема, улучшением прохождения мышечных сигналов, а другими факторами (теми самыми, что отвечают за те оставшиеся 30-40% разницы в силе).

Что это за факторы?

Улучшение качества соединительных тканей

Один из этих факторов — с ростом тренированности улучшается качество соединительной ткани, передающей усилия от мышц к костям. С ростом качества соединительной ткани скелету передается бОльшая часть усилий, а значит растет сила при том же объеме (то есть растет нормализованная сила).

Согласно исследованию до 80% силы мышечного волокна передается окружающим тканям, которые прикрепляют мышечные волокна к фасциям с помощью ряда важных белков (endomysium, perimysium, epimysium и другие). Эта сила передается сухожилиям, увеличивая общую передаваемую силу от мышц к скелету.

В этом исследовании, к примеру, показано, что ДО тренировок НСМ (сила всей мышцы на площадь поперечного сечения) была на 23% выше, чем удельная сила мышечных волокон (сила мышечных волокон на площадь поперечного сечения этих волокон).

А ПОСЛЕ тренировок НСМ (удельная сила всей мышцы) была на 36% выше(удельной силы мышечных волокон). Это означает, что сила всей мышцы при тренировках растет лучше, чем сила суммы всех мышечных волокон.

Ученые связывают это с ростом соединительных тканей, позволяющих эффективнее передавать силу от волокон к костям.

Сверху и снизу схематично показаны сухожилия — между ними — мышечное волокно. С ростом тренированности (правый рисунок) растет и соединительная ткань вокруг мышечных волокон, количество и качество соединений, позволяя эффективнее передавать усилие мышечного волокна к сухожилиям.

Идея о том, что с ростом тренированности улучшается качество волокон передающих усилие (и рисунок выше) взяты из исследования 1989 года и пока это по большей части теория.

Впрочем, есть исследование 2010 года, поддерживающее эту позицию. В ходе этого исследования при не изменившихся показателях мышечных волокон (удельная сила, пиковая сила) общая сила всей мышцы в среднем выросла на 17% (но с большим разбросом у разных людей: от 6% до 28%).

Антропометрия как фактор силы

В дополнение ко всем перечисленным факторам силы мышц, общая антропометрия тела также влияет на количество выдаваемой силы и насколько эффективно эта сила может передаваться при сгибании суставов (причем, независимо от момента силы отдельных суставов).

Возьмем для примера приседание со штангой. Гипотетическая ситуация: 2 одинаково тренированных человека с мышцами одинакового размера и состава волокон, идентично прикрепленные к костям. Если при этом у человека А бедро длиннее на 20%, чем у человека B, то человек B должен гипотетически приседать с весом на 20% больше.

Однако в реальности все происходит не совсем так, в связи с тем, что при изменении длины костей пропорционально меняется и место прикрепления мышц.

Таким образом, если у человека А бедро длиннее на 20%, то и место прикрепления мышц к кости бедра (величина рычага) также пропорционально — на 20% дальше — а значит, длина бедра нивелируется выигрышем в прикреплении мышцы дальше от сустава. Но это в среднем. В реальности антропометрические данные, конечно, разнятся от человека к человеку.

Например, есть наблюдение, что пауэлифтеры с более длинной голенью и коротким бедром склонны приседать с бОльшим весом, чем те, у кого бедро длиннее относительно голени. Аналогичное наблюдение и по поводу длины плеча и жима штанги от груди.

Независимо от всех остальных факторов антропометрия тела вносит коррективу в силу, однако измерение этого фактора представляет сложность, так как сложно отделить его от других.

Специфичность тренировок

Вы прекрасно знаете о специфичности тренировок: что тренируешь — то и улучшается. Наука говорит, что специфичность работает в отношении самых разных аспектов тренировок. Значительная часть этого эффекта работает благодаря тому, что нервная система учится эффективнее совершать определенные движения.

Вот простой пример. Это исследование часто используют в качестве примера, иллюстрирующего принцип специфичности:

  • 1 группа тренировалась с весом 30% от 1ПМ — по 3 повторения до мышечного отказа.
  • 2 группа тренировалась с весом 80% от 1ПМ — и делала только 1 повторение до мышечного отказа.
  • 3 группа тренировалась с весом 80% от 1ПМ — по 3 повторения до мышечного отказа.

Наибольшего улучшения в силе ожидаемо добилась группа 3 — тренировки с тяжелым весом и 3 подхода в упражнении.

Однако когда в конце исследований среди всех групп проверяли максимальное количество повторений с весом 30% от 1ПМ, то наилучший результат показала группа, которая и тренировалась с 30% от 1ПМ. Соответственно, при проверке максимального веса на 1ПМ результаты лучше выросли у тех, кто тренировался с 80% от 1ПМ.

Еще одна любопытная деталь в этом исследовании: когда стали проверять как изменились результаты в статической силе (ее не тренировали ни в одной из 3 групп) — то результаты в росте этого показателя были одинаковы, так как все 3 группы не тренировали специфично этот силовой показатель.

С ростом опыта и оттачиванием техники связан рост силы. Причем, в комплексных многосуставных упражнениях, где задействованы крупные мышечные группы эффект от тренировок больше, чем в небольших мышцах.

Автор этого текста улучшил показатель в приседе с момента начала тренировок в 5 раз, а вес на трицепс увеличился только в 2 раза.

На этом графике видно как с ростом количества повторений (горизонтальная шкала) уменьшается доля ошибок в упражнении. Источник: Tanaka, 2009.

Взаимосвязь между ростом силы и объема мышц

Если вы добрались до этих строк, то уже знаете, что на силу мышц влияет далеко не только их размеры (которые отвечают только примерно за половину прироста силы).

В таком случае, интересно было бы посмотреть на исследования, где все эти факторы суммируются и которые в итоге отвечают на вопрос: насколько рост мышц в объеме дает рост в силе? На удивление таких исследований совсем мало.

Для начала интересно взглянуть на это свежее исследование, где ученые выявили очень слабую связь между ростом объема квадрицепсов и силой в жиме ногами после 5-6 месяцев тренировок (нетренированные мужчины и женщины от 19 до 78 лет).

Вот как выглядели результаты:

Каждая точка — это результат конкретного человека. По горизонтали: рост в силе мышц, по вертикали — рост размеров мышц. В среднем и то и другое выросло, однако математика показывает слабую связь между этими параметрами.

В другом 9-недельном исследовании выяснили, что взаимосвязь между ростом объема и силы мышц зависит от того, как проводить измерения. Но тем не менее при любых методах измерения и это исследование показало очень слабую связь между ростом силы и объема мышц: от 2% до 24% роста силы мышц объяснялось ростом их объема.

Еще одно исследование показало связь после 12 недель тренировок — рост мышечной массы давал 23-27% корреляцию с ростом силы.

Автору удалось найти только 2 аналогичных исследования с опытными атлетами.

В этом исследовании участвовали люди, имевшие как минимум 6-месячный опыт тренировок и которые были в состоянии выжать от груди как минимум штангу своего веса. После 12 недель тренировок и исследований выяснилась более четкая взаимосвязь между приростом объемов мышц и их силы.

Прибавка сухой мышечной массы объясняла 35% прироста в силе в приседаниях со штангой и 46% прироста силы в жиме от груди.

Во втором исследовании с опытными атлетами взят намного бОльший период наблюдений — 2 года. И за такой длинный период корреляция между ростом мышечной массы и силы была более явная: 48-77% прироста силы в разных упражнениях объяснялось приростом мышечной массы.

По вертикали во всех графиках показан % увеличения сухой мышечной массы. По горизонтали улучшения в силе в различных упражнениях.

Если совместить результаты всех этих исследований в одну картину, то можно выявить такие закономерности:

  • Среди нетренированных людей рост массы и силы слабо коррелирует друг с другом.
  • Чем тренированнее становятся люди, тем более стойкая связь между ростом объемов и силы.
  • У элитных спортсменов с большим опытом корреляция достигает 65-90%, то есть рост объема мышц дает 65-90% от прироста силы. Данные: Brechue and Abe.

Любопытна связь между весом рекордсменов по пауэлифтингу (горизонтальная шкала) и рекордным весом снаряда (вертикальная шкала):

Источник: 1956 paper by Lietzke.

Автор также свел взаимосвязь между ростом силы и массы мышц из всех упомянутых исследований:

В начале тренировок сила растет быстрее объема

Множество исследований показывает, что в первые 4-6 недель прирост мышечной массы — близок к нулю, а вот сила начинает прирастать с первого же дня тренировок.

Вот наглядный график из этого исследования:

Обратите внимание на черные кружочки (сила мышц) и треугольники (объем мышц). По горизонтали: время в месяцах.

Как видно из графика после первых 2 месяцев тренировок объем вырос только на 5%, а сила — на 15%. Но за следующие месяцы прирост мышечной массы и силы были идентичны — и то и другое увеличилось примерно на 5% в месяц.

Именно эффект быстрого роста силы и слабого роста массы в первый 1-2 месяца объясняет, почему связь между ростом объема и силы у нетренированных почти не наблюдалось в исследованиях, описанных выше.

Автор также делает вывод, что корреляция между приростом мышц и силы для одного конкретного человека прослеживается более явно, чем эта же корреляция для группы людей. Тут дело в том, что на прирост силы действует множество разнонаправленных факторов и есть большой вклад генетики и для большой группы людей (какие берут в исследованиях) корреляция получается более слабая, чем у одного конкретного человека.

Если конкретно ваши мышцы при приросте в массе на 5% становятся сильнее на 10%, то скорее всего, если ваши мышцы станут еще на 5% крупнее, то и сила у васприбавится тоже примерно на 10%. Потому что такая корреляция верна именно для вас.

Перевод: Зожник.

Данная статья была опубликована на сайте «Зожник», 07.12.17.

Нейронных адаптаций могут объяснить различный прирост силы, несмотря на схожую мышечную массу - ScienceDaily

Недавнее исследование Университета Небраски в Линкольне придало новый смысл концепции мощности мозга, предположив, что физическая сила может в такой же степени проистекать из физических упражнений. нервная система как мышцы, которыми она управляет.

За последние несколько лет исследователи обнаружили доказательства того, что выполнение большего количества повторений с меньшим весом может наращивать мышечную массу, а также меньшее количество повторений с более тяжелым весом.Даже в этом случае те, кто тренируется с более тяжелым весом, все равно добиваются большего прироста силы, чем те, кто поднимает более легкие грузы.

Но если сила различается, даже если мышечная масса не отличается, чем объясняется это несоответствие?

Натаниэль Дженкинс и его коллеги, возможно, нашли некоторые ответы, измерив, как мозг и двигательные нейроны - клетки, которые посылают электрические сигналы в мышцы - адаптируются к тренировкам с высокой или низкой нагрузкой. Их исследование показывает, что тренировки с высокой нагрузкой лучше настраивают нервную систему для передачи электрических сигналов от мозга к мышцам, увеличивая силу, которую эти мышцы могут производить, в большей степени, чем тренировки с низкой нагрузкой.

Мышцы сокращаются, когда они получают электрические сигналы, исходящие из богатой нейронами моторной коры головного мозга. Эти сигналы спускаются из коры головного мозга в спинной тракт, ускоряясь по позвоночнику, переходя к другим мотонейронам, которые затем возбуждают мышечные волокна.

Дженкинс обнаружил доказательства того, что нервная система активирует больше этих мотонейронов или возбуждает их чаще, когда подвергается тренировкам с высокой нагрузкой. Это повышенное возбуждение могло объяснить больший прирост силы, несмотря на сопоставимый рост мышечной массы.

«Если вы пытаетесь увеличить силу - будь то Джо Шмо, воин выходного дня, крыса в спортзале или спортсмен - тренировка с высокими нагрузками приведет к большей силовой адаптации», - сказал Дженкинс, помощник профессор физиологии упражнений в Государственном университете Оклахомы, проводивший исследование для своей диссертации в Небраске.

В диссертации случайным образом было назначено 26 человек, которые в течение шести недель тренировались на тренажере для разгибания ног с нагрузкой 80 или 30 процентов от максимального веса, который они могли поднять.Три раза в неделю участники поднимались до тех пор, пока не смогли выполнить еще одно повторение. Дженкинс смог повторить результаты нескольких предыдущих исследований, увидев аналогичный рост мышц между двумя группами, но большее увеличение силы - примерно на 10 фунтов - в группе с высокой нагрузкой.

Но исследователи также подавали электрический ток на нерв, который стимулирует четырехглавую мышцу, используемую при разгибании ног. По словам Дженкинса, даже при полном усилии большинство людей не генерируют 100 процентов той силы, которую их мышцы могут производить физиологически.Сравнивая силу «самого сильного» удара участника без посторонней помощи с максимальной силой, которую они могут создать при помощи электрического тока, ученые могут определить, какой части этой способности достиг человек - мера, известная как произвольная активация.

При корректировке исходных показателей исследователи обнаружили, что добровольная активация группы с низкой нагрузкой увеличилась с 90,07 до 90,22 процента - 0,15 процента - за трехнедельный период. Группа с высокой нагрузкой продемонстрировала скачок произвольной активации с 90.94 до 93,29 процента, рост на 2,35 процента.

«Во время максимального сокращения было бы полезно, если бы мы активировали - или более полно активировали - больше двигательных единиц», - сказал Дженкинс. «Результатом этого должно быть большее произвольное производство силы - увеличение силы. Это согласуется с тем, что мы видим».

Дженкинс также проверил свою гипотезу другим способом, попросив участников из обеих групп выйти с 10-процентным интервалом от их исходной силы - от 10 процентов до 100 процентов - через три и шесть недель.По его мнению, если тренировка с высокой нагрузкой улучшает эффективность мышц лучше, чем тренировка с низкой нагрузкой, то атлеты с высокой нагрузкой должны также использовать меньшую часть своей силы, то есть демонстрировать меньшую произвольную активацию при подъеме того же относительного веса .

Это то, что в целом показали данные. Произвольная активация в группе с низкой нагрузкой немного снизилась, в среднем с 56 процентов на исходном уровне до 54,71 процента через шесть недель. Но в группе с высокой нагрузкой он снизился еще больше, примерно с 57 до 49.43 процента.

«Если мы увидим снижение произвольной активации на этих субмаксимальных уровнях силы, это говорит о том, что эти парни более эффективны», - сказал Дженкинс. «Они способны производить ту же силу, но для этого активируют меньше моторных единиц».

Установка электродов на участников для записи электрических сигнатур их квадрицепсов усилила эти результаты. Исследование показало, что тренировки с высокой нагрузкой привели к значительно большему падению электрической активности через шесть недель, и эта активность была ниже при большинстве уровней нагрузки.

«С практической точки зрения это должно облегчить повседневную жизнь», - сказал Дженкинс. «Если я поднимаю субмаксимальные нагрузки, я должен иметь возможность делать больше повторений с меньшим количеством активных двигательных единиц, поэтому, возможно, я утомляюсь немного медленнее».

Дженкинс утверждал, что тренировки с низкой нагрузкой остаются жизнеспособным вариантом для тех, кто хочет просто нарастить массу или избежать чрезмерной нагрузки на суставы, что является приоритетом для пожилых людей и людей, восстанавливающихся после травм. Тем не менее, по его словам, новое исследование еще больше подтверждает идею о том, что когда дело доходит до наращивания силы, особенно в условиях плотного графика, чем тяжелее, тем лучше.

«Я не думаю, что кто-то станет спорить (с идеей), что тренировки с высокой нагрузкой более эффективны», - сказал Дженкинс. «Это более эффективно по времени. Мы наблюдаем большую адаптацию силы. А теперь мы наблюдаем большую нейронную адаптацию».

Дженкинс подробно описал свои открытия в журнале Frontiers in Physiology . Он написал статью вместе с бывшим докторантом Джоэлем Крамером, доцентом кафедры питания и здравоохранения; Терри Хауш, профессор диетологии и здравоохранения; Докторанты из Небраски Амелия Мирамонти, Итан Хилл, Кори Смит; и аспирант Кристен Кокрейн-Снайман, которая сейчас работает в Калифорнийском государственном политехническом университете.

.

Причины, диагностика, лечение и многое другое

Мы включаем продукты, которые, по нашему мнению, будут полезны нашим читателям. Если вы покупаете по ссылкам на этой странице, мы можем получить небольшую комиссию. Вот наш процесс.

Что такое жесткость мышц?

Мышечная ригидность - это когда мышцы напряжены, и вам становится труднее двигаться, чем обычно, особенно после отдыха. У вас также могут быть мышечные боли, спазмы и дискомфорт.

Это отличается от ригидности и спастичности мышц.При этих двух симптомах ваши мышцы остаются жесткими, даже когда вы не двигаетесь.

Жесткость мышц обычно проходит сама по себе. Вы можете почувствовать облегчение с помощью регулярных упражнений и растяжки. В некоторых случаях жесткость мышц может быть признаком чего-то более серьезного, особенно если присутствуют другие симптомы.

Вам следует позвонить своему врачу, если жесткость мышц не проходит или у вас есть другие симптомы.

Немедленно обратитесь к врачу, если вы испытываете скованность мышц вместе с одним из следующих симптомов:

  • лихорадка, особенно при скованности шеи
  • крайняя слабость мышц
  • покраснение, боль и отек в области, которую вы испытываете жесткость мышц
  • мышечная боль, которая началась после приема нового лекарства

Эти симптомы могут означать наличие основного заболевания.

Жесткость мышц обычно возникает после физических упражнений, тяжелой физической работы или подъема тяжестей. Вы также можете ощущать скованность после периодов бездействия, например, когда вы встаете с постели утром или встаете со стула после долгого сидения.

Растяжения и растяжения являются наиболее частыми причинами жесткости мышц. Растяжения и растяжения от активности также могут вызывать:

  • боль
  • покраснение
  • отек
  • синяк
  • ограничение движений

Другие распространенные состояния, которые могут вызвать жесткость мышц, включают:

Некоторые симптомы можно лечить дома.Обратитесь к врачу, если растяжение связок или растяжение вызывает сильную боль или если не проходят какие-либо дополнительные симптомы. Жесткие мышцы с другими симптомами могут означать основное заболевание.

Помимо растяжений и растяжения мышц, существуют и другие состояния, которые вызывают жесткость мышц вместе с другими симптомами:

Столбняк - это бактериальная инфекция, обычно из почвы или грязи, с симптомами, которые включают:

Менингит - и Инфекция оболочки головного и спинного мозга с симптомами, которые включают:

ВИЧ может вызывать дополнительные симптомы, которые включают:

Инфекции , такие как болезнь легионеров, полиомиелит и лихорадка долины, часто вызывают такие симптомы, как:

Инфекционные мононуклеоз (моно), который часто встречается у подростков, также может вызывать такие симптомы, как:

Системная красная волчанка (СКВ), наиболее распространенная форма волчанки, и ревматическая полимиалгия также могут вызывать многие похожие симптомы.

Волчанка - это аутоиммунное заболевание, поражающее глаза и кожу. Ревматическая полимиалгия чаще встречается у пожилых людей, а также может вызывать усталость, депрессию и потерю веса.

Этот список представляет собой краткое изложение состояний, которые могут вызвать жесткость мышц. Обязательно сообщите врачу обо всех своих симптомах.

Когда вы обратитесь к врачу по поводу жесткости мышц, он спросит о вашей истории болезни и других симптомах, которые могут у вас возникнуть. Они также могут спросить, какой симптом появился первым.Это поможет определить основную причину.

Они также проведут физический осмотр, чтобы определить вашу боль или скованность. Ваш врач может назначить анализ крови или другие лабораторные анализы, включая рентген, компьютерную томографию или МРТ.

Как только врач определит причину жесткости ваших мышц, он сможет порекомендовать лечение.

Ваше лечение будет зависеть от причины. Ваш врач может порекомендовать противовоспалительные препараты, такие как ибупрофен, для уменьшения боли и дискомфорта.

Домашние процедуры

Вы можете лечить жесткость мышц дома с помощью отдыха, массажа и применения тепла или холода.

Тепло может улучшить напряжение мышц. Холод может уменьшить отек и воспаление. Варианты включают горячие и холодные компрессы, грелки и пластыри для термотерапии.

Прикладывайте тепло или холод к пораженному участку не более чем на 20 минут. Дайте области отдохнуть в течение 20 минут, прежде чем повторно применить любой из вариантов. Если вы не уверены, использовать ли тепло или холод, обратитесь к врачу за инструкциями.

Растяжка

Растяжка важна для сохранения гибкости мышц и предотвращения скованности. Чтобы уменьшить жесткость мышц, улучшить кровообращение и уменьшить воспаление, попробуйте следующее:

  • Найдите время для регулярных упражнений
  • Растяжка до и после тренировки
  • Примите теплые ванны
  • Помассируйте больные участки

Инструкции по растяжке Группы мышц включают:

Бедра: Выполняйте растяжку на квадрицепсы, встав прямо, сгибая одну ногу в колене и поднимая ступню к спине.Вы можете удерживать ногу или лодыжку рукой от 10 до 15 секунд, а затем поменяться стороной.

Шея: Встаньте прямо, сядьте на стул или на пол. Постарайтесь максимально расслабить тело. Медленно перекатите шею из одной стороны вниз по груди в другую. Повторите несколько раз.

Нижняя часть спины: Лягте на спину, согните левое колено и втяните его в тело. Ваши плечи и спина должны оставаться на земле. Удерживайте от 10 до 20 секунд и поменяйте сторону.

Чтобы предотвратить ригидность мышц, попробуйте следующее:

  • Соблюдайте правильную осанку.
  • Убедитесь, что ваша мебель дома и на работе обеспечивает комфорт и поддержку.
  • Делайте регулярные перерывы. Чтобы уменьшить скованность, вставайте, ходите и время от времени растягивайтесь, чтобы мышцы оставались расслабленными. Возможно, вам будет полезно установить будильник или уведомление на рабочем столе в качестве напоминания.
  • Придерживайтесь здорового питания.

Есть несколько вещей, которые следует учитывать, когда речь идет о предотвращении жесткости мышц.Убедитесь, что вы не обезвоживаетесь и получаете достаточно питательных веществ.

Вода

Если в вашем теле достаточно воды, ваши мышцы работают хорошо. Многие эксперты рекомендуют ежедневно выпивать восемь стаканов воды или других полезных напитков по 8 унций.

Если вы активны и потеете, вам нужно больше воды. Многочисленные исследования показали, что обезвоживание во время упражнений увеличивает вероятность повреждения мышц и вызывает их болезненность.

В приведенной выше статье делается вывод о том, что у обезвоженных спортсменов снижается мышечная сила и повышается восприятие усталости.

Кальций и магний

Кальций и магний важны для здоровья мышц.

По данным Национального института здоровья (NIH), рекомендуемое дневное количество кальция составляет 1000 миллиграммов для молодых людей и 1200 миллиграммов для женщин старше 50 лет и мужчин старше 70 лет. К распространенным источникам кальция относятся:

В редких случаях тяжелый дефицит магния вызывает мышечные проблемы. Среднее потребление магния по стране для американцев составляет 350 миллиграммов.Взрослым рекомендуется употреблять не менее 310 миллиграммов магния в день.

Источники магния включают:

.

мышц | Системы, типы, ткани и факты

Мышца , сократительная ткань животных, функция которой заключается в движении.

поперечнополосатая мышца; двуглавая мышца человека

Строение поперечно-полосатой или скелетной мышцы. Поперечно-полосатая мышечная ткань, такая как ткань двуглавой мышцы человека, состоит из длинных тонких волокон, каждое из которых, по сути, представляет собой пучок более тонких миофибрилл. Внутри каждой миофибриллы находятся филаменты белков миозина и актина; эти нити скользят друг мимо друга, когда мышца сокращается и расширяется.На каждой миофибрилле можно увидеть регулярно встречающиеся темные полосы, называемые Z-линиями, где перекрываются актиновые и миозиновые филаменты. Область между двумя линиями Z называется саркомером; саркомеры можно рассматривать как первичную структурную и функциональную единицу мышечной ткани.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Британская викторина

Человеческое тело: факт или вымысел?

Могут ли люди выбрать правшу или левшу? От нервов и генов до мышц и органов - посмотрите, насколько вы владеете обеими руками, выбирая между правильным - и неправильным - в этой викторине.

Движение, сложное взаимодействие мышечных и нервных волокон, является средством, с помощью которого организм взаимодействует с окружающей средой. Иннервация мышечных клеток или волокон позволяет животному вести нормальную жизнедеятельность. Организм должен двигаться в поисках пищи или, если он ведет малоподвижный образ жизни, должен иметь средства, чтобы приносить пищу самому себе. Животное должно уметь перемещать питательные вещества и жидкости по своему телу, и оно должно быть в состоянии реагировать на внешние или внутренние раздражители.Мышечные клетки подпитывают свои действия, преобразовывая химическую энергию в форме аденозинтрифосфата (АТФ), который образуется в результате метаболизма пищи, в механическую энергию.

Мышца - это сократительная ткань, сгруппированная в скоординированные системы для большей эффективности. У людей мышечные системы классифицируются по внешнему виду и расположению клеток. Три типа мышц: поперечно-полосатые (или скелетные), сердечные и гладкие (или гладкие). Поперечно-полосатая мышца почти полностью прикреплена к скелету и составляет основную часть мышечной ткани тела.Многоядерные волокна находятся под контролем соматической нервной системы и вызывают движение за счет сил, действующих на скелет, подобно рычагам и шкивам. Ритмичное сокращение сердечной мышцы регулируется синоатриальным узлом, кардиостимулятором сердца. Хотя сердечная мышца - это специализированная поперечно-полосатая мышца, состоящая из удлиненных клеток с множеством центрально расположенных ядер, она не находится под произвольным контролем. Гладкие мышцы выстилают внутренние органы, кровеносные сосуды и дерму, и, как и сердечная мышца, их движения управляются вегетативной нервной системой и, следовательно, не находятся под произвольным контролем.Ядро каждой коротко сужающейся клетки расположено по центру.

Одноклеточные организмы, простые животные и подвижные клетки сложных животных не имеют обширных мышечных систем. Скорее, движение в этих организмах вызывается волосковидными расширениями клеточной мембраны, называемыми ресничками и жгутиками, или цитоплазматическими расширениями, называемыми псевдоподиями.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Эта статья представляет собой сравнительное исследование мышечных систем различных животных, включая объяснение процесса сокращения мышц.Для описания мышечной системы человека, связанной с вертикальной позой, см. мышечная система человека.

Общие характеристики мышц и движения

Узнайте, как моторная кора и гипоталамус контролируют произвольные и непроизвольные движения мышц

Произвольные мышцы контролируются моторной корой, а непроизвольные мышцы контролируются другими областями мозга, такими как гипоталамус.

Создано и произведено QA International.© QA International, 2010. Все права защищены. www.qa-international.com См. все видеоролики к этой статье

Мышцы обеспечивают движения многоклеточных животных и поддерживают осанку. По внешнему виду он напоминает мясо или плоть рыбы. Мышцы - самая многочисленная ткань у многих животных; например, он составляет от 50 до 60 процентов массы тела у многих рыб и от 40 до 50 процентов у антилоп. Некоторые мышцы находятся под сознательным контролем и называются произвольными мышцами. Другие мышцы, называемые непроизвольными мышцами, сознательно не контролируются организмом.Например, у позвоночных мышцы стенок сердца ритмично сокращаются, перекачивая кровь по телу; мышцы стенок кишечника продвигают пищу за счет перистальтики; мышцы стенок мелких кровеносных сосудов сжимаются или расслабляются, контролируя приток крови к разным частям тела. (Эффекты мышечных изменений кровеносных сосудов проявляются в покраснении и побледнении из-за увеличения или уменьшения кровотока, соответственно, к коже.)

Мышцы - не единственное средство передвижения у животных.Многие протисты (одноклеточные организмы) передвигаются вместо этого, используя реснички или жгутики (активно преодолевая процессы на поверхности клетки, которые продвигают организм через воду). Некоторые одноклеточные организмы способны к амебоидному движению, при котором содержимое клетки перетекает в отростки, называемые псевдоподиями, из тела клетки. Некоторые простейшие с ресничками передвигаются с помощью стержней, называемых мионемами, которые способны быстро сокращаться.

Немышечные способы передвижения важны и для многоклеточных животных.Многие микроскопические животные плавают за счет биения ресничек. Некоторые мелкие моллюски и плоские черви ползают, используя реснички на нижней стороне тела. Некоторые беспозвоночные, которые питаются путем фильтрации частиц из воды, используют реснички для создания необходимых водных потоков. У высших животных лейкоциты используют амебоидные движения, а реснички клеток, выстилающих дыхательные пути, удаляют инородные частицы с тонких мембран.

Мышцы состоят из длинных тонких клеток (волокон), каждая из которых представляет собой пучок более тонких волокон (рисунок 1).Внутри каждой фибриллы находятся относительно толстые нити белкового миозина и тонкие нити актина и других белков. Когда мышечное волокно удлиняется или укорачивается, волокна остаются практически постоянной по длине, но скользят друг мимо друга, как показано на рисунке 2. Напряжение в активных мышцах создается поперечными мостиками (т. Е. Выступами толстых волокон, которые прикрепляются к тонким и приложить к ним силы). По мере того, как активная мышца удлиняется или укорачивается, а нити скользят друг мимо друга, поперечные мостики неоднократно отсоединяются и снова прикрепляются в новых положениях.Их действие похоже на натягивание веревки из рук в руки. Некоторые мышечные волокна имеют длину несколько сантиметров, но большинство других клеток имеют длину лишь доли миллиметра. Поскольку эти длинные волокна не могут адекватно обслуживаться одним ядром, по их длине расположены многочисленные ядра.

миофиламентов в поперечно-полосатой мышце

Рис. 2: Расположение миофиламентов в поперечно-полосатой мышце. На верхней диаграмме мышца растянута, а на нижней - сокращена.Толстые нити имеют длину 1,6 мкм (0,0016 мм) в поперечнополосатых мышцах позвоночных, но до шести мкм в длину у некоторых членистоногих.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Работа, выполняемая мышцами, требует химической энергии, полученной в результате метаболизма пищи. Когда мышцы сокращаются при приложении напряжения и выполнении механической работы, часть химической энергии преобразуется в работу, а часть теряется в виде тепла. Когда мышцы удлиняются при напряжении (например, при медленном опускании веса), используемая химическая энергия, наряду с механической энергией, поглощаемой при действии, преобразуется в тепло.Теплообразование - важная функция мышц у теплокровных животных. Дрожь - это мышечная активность, которая генерирует тепло и согревает тело. Точно так же некоторые насекомые перед полетом некоторое время вибрируют крыльями, нагревая мышцы до температуры, при которой они работают лучше всего.

.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Не путать с мидиями.

Мышца - это ткань в телах животных. Их основная цель - помочь нам двигать частями тела. Это одна из основных систем тел человека и животных. Когда мышца активируется, она сокращается, становясь короче и толще, тем самым подтягивая свои концы ближе.

Есть три вида мышц:

Действие мышц можно классифицировать как произвольное или непроизвольное .

Скелетные мышцы перемещают конечности (руки и ноги). Они перемещают челюсть вверх и вниз, чтобы пищу можно было пережевывать. Скелетные мышцы - это единственные произвольных мышц, единственные, которые мы можем двигать.

Сердечная мышца - это мышца сердца. Когда эта мышца сокращается, она проталкивает кровь по кровеносной системе. Сердечная мышца - , а не произвольная.

Гладкие мышцы - это другие непроизвольные мышцы тела.Гладкие мышцы есть во многих местах. Они в:

Мышцы состоят из множества мышечных клеток. Клетки сокращаются вместе, делая мышцу короче. Мышечные клетки умеют делать это вместе, потому что многие из них получают информацию по нервам. Клетки, которые получают сообщение от нервов, сообщают другим клеткам, которые находятся рядом с ними. Они сообщают другим клеткам, посылая электрический ток.

Мышечные клетки заполнены белками, называемыми актином и миозином. Это белки, которые заставляют мышцы сокращаться (становиться короче.)

Когда нерв заставляет мышцу сокращаться, мышца открывает отверстия в клеточной мембране. Эти дыры представляют собой белки, которые называются кальциевыми каналами . Ионы кальция устремляются в клетку. Кальций также выходит из особого места в клетке, которое называется саркоплазматической сетью . Этот кальций прикрепляется к специализированным белкам актину и миозину. Это заставляет эти белки сокращать мышцы.

Для сокращения также требуется АТФ. Это энергия, которую используют клетки.Он сделан из глюкозы в клетке. Чтобы расслабить сокращенные мышцы, требуется много энергии. Они используют большую часть энергии для наращивания мышц.

Упражнения увеличивают мышцы (см. Гипертрофия). Упражнения также укрепляют мышцы. Если человек не занимается спортом, его мышцы становятся меньше и слабее. Это называется атрофией мышц.

Есть много разных видов мышечных заболеваний. Есть три большие группы болезней:

  1. Нервно-мышечные заболевания - это проблемы с тем, как нервы заставляют мышцы двигаться.Инсульты, церебральный паралич и болезнь Паркинсона относятся к нервно-мышечным заболеваниям.
  2. Заболевания замыкательной пластинки двигателя - это проблемы с местом, где нерв заставляет мышцу двигаться. Столбняк и миастения являются заболеваниями замыкательной пластинки двигателя.
  3. Миопатии - это проблемы со строением мышц. Мышечная дистрофия, такие виды рака, как саркома Юинга, и кардиомиопатия - это миопатии.
.

Магазин добавок и бесплатные тренировки

Меню

7-дневная поддержка клиентов
  • Живой чат
  • 1-800-537-9910

0

Корзина Счет Авторизоваться

Добро пожаловать

  • Мой счет
  • История заказов
  • Выйти
  • Хранить> ‹Назад Главная страница магазина

      Найти продукты

    • Сортировать по категориям › ‹Назад Просмотреть все категории

        Лучшие категории

      • Белок
      • Сжигание жира
.

Симптомы, диагностика, лечение и выздоровление

Мы включаем продукты, которые, по нашему мнению, будут полезны нашим читателям. Если вы покупаете по ссылкам на этой странице, мы можем получить небольшую комиссию. Вот наш процесс.

Мышечное напряжение возникает, когда мышца становится слишком растянутой или работает слишком тяжело. Часто люди могут лечить растяжения мышц дома и использовать специальные упражнения для ускорения восстановления.

Мышечные деформации различаются по степени тяжести в зависимости от степени повреждения мышечных волокон.Напряжения варьируются от легкого перенапряжения до частичного или полного разрыва мышцы.

Во многих случаях домашний уход и упражнения могут излечить растяжение мышц, но при сильном растяжении может потребоваться лечение.

Люди могут растягивать мышцы во время занятий спортом, физической работы или просто от повседневной деятельности. Раннее выявление и лечение травмы ускорит выздоровление.

Растяжения мышц могут вызывать множество неприятных симптомов, в том числе:

  • синяк
  • мышечные судороги
  • трудности с движением мышц
  • мышечные спазмы
  • мышечная слабость
  • боль, которая обычно усиливается при движении
  • отек

Человек также может слышать щелчки или хлопки при напряжении мышц.

Растяжение мышцы возникает, когда человек чрезмерно растягивает мышцу, чрезмерно использует мышцу или попадает в аварию, например, при падении.

Люди с напряженными, негибкими мышцами и те, кто не разминается должным образом перед тренировкой, могут иметь более высокий риск мышечного напряжения.

У некоторых людей, чья работа требует от них повторяющихся движений, таких как поднятие тяжестей или занятия спортом, могут развиться хронические травмы, вызванные растяжением мышц.

Если врач подозревает растяжение мышц, он проведет медицинский осмотр и спросит человека об истории его симптомов.Они также могут заказать визуальные исследования, такие как рентген, чтобы убедиться, что кость не сломана.

В рамках диагностики врач обычно определяет травму как штамм 1, 2 или 3 степени. Деформация 1 степени мягкая и должна быстро зажить, а деформация 3 степени - серьезный разрыв мышцы.

Даже если растяжение мышц не требует медицинской помощи, важно дать мышцам отдых и дать время на восстановление. Напряженная мышца более восприимчива к повторным травмам.

Домашние средства

Некоторые домашние процедуры могут способствовать заживлению мышц. Одним из наиболее эффективных подходов к восстановлению мышечного напряжения является методика RICE.

RICE означает:

  • Отдых : Отдых травмированной мышцы дает телу время на восстановление.
  • Ice : прикладывание покрытого тканью пакета со льдом к поврежденной мышце на 10–15 минут за раз может помочь уменьшить отек и воспаление.
  • Сжатие : По возможности наложите давящую повязку, чтобы уменьшить отек.Люди могут использовать ткань или эластичные бинты из аптек или интернет-магазинов, чтобы перевязать травмированную ступню, лодыжку, ногу, запястье или руку.
  • Высота : Поднятие травмированной руки или ноги может помочь уменьшить отек и позволить жидкости течь обратно к сердцу.

Узнайте больше о методе RICE здесь.

Помимо использования метода RICE, человек может принимать лекарства для снятия боли и уменьшения отека или воспаления.

Безрецептурные нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП), такие как ибупрофен и напроксен, уменьшают как боль, так и воспаление.Ацетаминофен может облегчить боль, но не обладает противовоспалительными свойствами НПВП.

Лечебные процедуры

Если безрецептурных лекарств недостаточно для облегчения боли, врач может прописать более сильные противовоспалительные препараты, миорелаксанты или обезболивающие.

Массаж может также помочь расслабить травмированные мышцы и увеличить диапазон движений человека.

Восстановительные упражнения

Если врач разрешает человеку выполнять регулярные упражнения после травмы, ему обычно могут помочь упражнения на растяжку.Перед выполнением восстановительных упражнений важно проконсультироваться с врачом, так как перенапряжение уже травмированной мышцы может нанести дополнительный ущерб.

Человек никогда не должен растягиваться до такой степени, что это вызывает боль и дискомфорт.

Конкретные растяжки будут зависеть от травмированной области, но человек всегда должен повторять растяжку два или три раза. Примеры таких растяжек:

1. Растяжка подколенного сухожилия

Плотные подколенные сухожилия могут затруднить ходьбу и бег и увеличить риск травм.

Чтобы растянуть подколенные сухожилия, встаньте, расставив ступни на ширине плеч, и согнитесь в талии, чтобы наклониться вперед. Вдоль задней части ног должна быть небольшая растяжка.

2. Растяжка сгибателей бедра

При растяжении мышцы бедра лягте на спину и подтяните правое колено к груди. Задержитесь в таком положении 10-15 секунд, прежде чем снова выпрямить ногу. Повторите то же самое с левой ногой, чувствуя растяжение в верхней части бедра и бедрах.

3.Растяжка шеи

При напряжении шейной мышцы наклоните голову вперед, чтобы попытаться коснуться подбородком груди. Затем наклоните голову сначала влево, а затем вправо, стараясь ухом коснуться плеча.

Люди могут предотвратить растяжение мышц, разогревая их перед физической активностью и избегая чрезмерного растяжения мышц.

Следование приведенным ниже инструкциям может помочь предотвратить растяжение мышц:

  • Перед занятиями спортом или другими физическими нагрузками ходите в умеренном темпе в течение 3-5 минут.Это разогреет мышцы и подготовит их к увеличению интенсивности деятельности.
  • Соблюдайте здоровую диету и выполняйте программу упражнений, чтобы поддерживать здоровый вес. Избыточный вес может вызвать дополнительную нагрузку на мышцы, повышая вероятность их растяжения.
  • Поднимайте тяжелые предметы или предметы осторожно и всегда используйте правильную технику. Жизненно важно поднимать ноги, а не спиной, и переносить любые тяжелые грузы туловищем, чтобы не напрягать мышцы рук или спины.
  • Носите обувь, обеспечивающую устойчивость и гарантирующую, что все остальные средства защиты подходят по размеру и находятся в хорошем состоянии.

Некоторым людям может быть полезно работать с физиотерапевтом или специалистом по силовой и физической подготовке, чтобы улучшить технику упражнений и безопасно развить силу и гибкость.

Продолжительность восстановления после мышечного напряжения будет зависеть от тяжести травмы.

Для заживления большинства повреждений мягких тканей требуется несколько недель, но при серьезных деформациях может потребоваться гораздо больше времени.

Попытка вернуться к нормальной деятельности слишком рано может привести к дальнейшим травмам, поэтому всегда следуйте инструкциям врача и начинайте осторожно.

Если травма требует хирургического вмешательства, время восстановления будет зависеть от характера процедуры. Врач сможет предоставить информацию о вероятных сроках восстановления после операции.

При любом болезненном растяжении мышц важно обратиться к врачу, чтобы поставить точный диагноз и назначить лечение.

Если человек слышит хлопок при травме, это может указывать на разрыв мышцы.Слеза - серьезное напряжение, требующее медицинской помощи.

Если боль от травмы усиливается, а не уменьшается, это может означать, что человеку следует обратиться за медицинской помощью.

Другие симптомы, указывающие на необходимость посещения врача, включают:

  • сильный отек, затрудняющий перемещение травмированного участка
  • трудности с сгибанием или выпрямлением пораженного участка
  • значительный синяк

Люди должны обратиться к врачу, если их травма мешает им выполнять свои обычные физические упражнения.

Растяжения мышц могут быть от легких до тяжелых. Отдых и восстановление напряженных мышц может помочь человеку восстановиться и вернуться к прежнему уровню физической активности. Также может быть полезно выполнение простых упражнений на растяжку с одобрения врача.

Если боль усиливается или мешает повседневной деятельности, лучше всего обратиться к врачу.

.

Смотрите также

3