Skip to: site menu | section menu | main content

Хотите ли вы похудеть?



Двигательные единицы

Итак, мы с вами разобрались,  как сокращается мышечное волокно, откуда берет энергию для своего сокращения и каких типов эти самые мышечные волокна бывают, но пока не поговорили о том, как же сокращается вся работающая мышца, так сказать на более глобальном уровне. Вооот, а для того, что бы это понять,  нам нужно ввести понятие двигательной единицы.

Если упрощенно, то каждая двигательная нервная клетка иннервирует не одно мышечное волокно, а благодаря большому количеству своих отростков, она связанна с большущим количеством  мышечных волокон. Так вот, все мышечные волокна, иннервируемые одной нервной двигательной клеткой, и называют двигательной единицей.

Конечно же, различные  двигательные единицы состоят из разного количества мышечных волокон, да и сами мышцы, в свою очередь, состоят из различного количества двигательных единиц.  Но есть жесткое правило в организме: все мышечные волокна одной двигательной единицы обязательно относятся к одному и тому же типу мышечных волокон, т.е. к FT или ST типу. Соответственно, никакой тренировкой нельзя изменить принадлежность мышечных волокон к определенной двигательной единице, как говориться - что выросло, то выросло, ибо задается это от природы.

Природа при создании человека очень хорошо все продумала – в мышцах, которые участвуют в выполнении очень точных и тонких движений, например в мышцах пальцев руки или глаз, она заложила большое количество двигательных единиц с  небольшим количеством мышечных волокон. В мышцах такого рода двигательных единиц может быть и 1500 и даже 3000, при  лишь 8-50 мышечных волокнах в каждой единице.  А вот мышцам, выполняющим достаточно грубые движения, типа больших мышц конечностей, наоборот, много двигательных единиц совсем ни к чему, поэтому там их значительно меньше, но зато в каждой двигательной единице аж по 600-2000 мышечных волокон.

Вот, например: в бицепсе, при общем количестве мышечных волокон около одного миллиона, мирно сосуществует порядка 600 двигательных единиц, в среднем по 1500 мышечных клеток в каждом.  Причем цифра 1500- это именно в среднем, так как количество мышечных волокон в двигательных единицах  разное, и они могут располагаться и по 1000, и по 1200, и по 1400, и по 1600 штук.  Вот  в среднем   и получается 1500.

Сила одной двигательной единицы зависит от количества входящих в ее состав мышечных волокон. Но силовой потенциал  двигательной единицы не большой, поэтому в большинстве случаев для выполнения движения в работу включаются сразу же несколько двигательных единиц. Соответственно, чем большую силу нужно развить, чем большее сопротивление нужно преодолеть, тем большее количество двигательных единиц включаются в работу.

Двигательные единицы работают по принципу «все или ничего». Это означает, что на нервный импульс реагируют либо все мышечные волокна одной двигательной единицы, либо ни одного. Для нашего примера с бицепсом получится, что при нервном сигнале нужной силы, сократятся все 1500 мышечных волокон  двигательной единицы.

А вот интересно, как же определяется, какая мышечная единица должна сократиться, а какая нет? Ооо, тут тоже все хитро придумано: каждая двигательная единица имеет свой личный, персональный порог нервного возбуждения, который может быть низким или высоким. Соответственно, когда по двигательным нервам  проходит слабый сигнал, то сокращаются лишь те двигательные мышечные единицы, которые обладают низким порогом возбуждения. Если нервный сигнал усиливается, то подключаются дополнительные двигательные единицы, «умеющие» реагировать на сигнал такой силы, и т.д. Угадайте, какие мышечные волокна обладают более низким порогом возбуждения? Правильно! Это медленные (ST) волокна. Именно они первыми и включаются в работу.

Продолжим. Благодаря вот такому ступенчатому механизму развития силы, т.е. ступенчатому вовлечению в работу, задействуется разное количество двигательных единиц, т.е. получается некая пространственная суммация усилий разного количества двигательных единиц. Но ведь сила наших усилий может  развиваться не только за счет количества вовлекаемых в работу мышечных волокон, т.е. не только за счет пространственной суммации – есть же еще частота нервных импульсов в единицу времени, в зависимости от которой  мышцы сокращаются слабее или сильнее. Вот это уже будет называться у нас временной суммацией.

В нормальном, здоровом организме в нормальных условиях одиночные нервные импульсы вызывающие одиночные сокращения мышц не возникают, если только этот организм не подключают к двум электродам. В нормальных условиях мышцы сокращаются под воздействием целой серии импульсов в секунду. И вот смотрите что получается: проходит первый импульс – мышца немного сокращается.  Дальше, по идее, мышца должна бы расслабится но, если второй сократительный импульс успеет придти до расслабления мышечных волокон, то второе сокращение как бы наслоиться на первое. В итоге разовьется большая сила сокращения. Причем, с учетом того, что расслабление мышц происходит не мгновенно, то чем раньше от момента начала расслабления придет второй импульс,  тем больше будет дальнейшая сила сокращения. Ну, а далее, за вторым нервным импульсом следует третий, потом четвертый и т.д., что и приводит ко все большему сокращению двигательной единицы.

Но мы же помним, что быстрые (FT) волокна, по сравнению с медленными (ST)  волокнами, значительно быстрее умеют сокращаться и расслабляться, а значит и нервные импульсы должны попадать в такие мышечные волокна значительно быстрее, ну что бы помешать их более быстрому  расслаблению. Вот и получается, что за счет более быстрого сокращения, FT волокна в состоянии развивать большее суммарное сокращение и как следствие, большую силу. И если для медленных  ST-волокон, уже 20 импульсов в секунду является практически пределом максимального сокращения, то для быстрых  FT- волокон импульсы частотой 7-10 сокращений в секунду вызывают лишь незначительное напряжение, импульсы частотой 25-30 в секунду вызывают умеренное сокращение и силу, и лишь импульсы частотой от 45 сокращений в секунду приводят к максимальному напряжению и силе.  Но, напомню, такая скорость импульсов и сила сокращения приводит к достаточно быстрому истощению энергетических запасов и утомлению. А вот медленные волокна успевают в эти промежутки времени пополнять свои запасы энергии, и дольше поддерживать свое сокращение, что и приводит к их большей выносливости, но меньшей силе.

В жизни происходит постоянное совмещение, точнее «кооперирование» пространственной и временной суммации сокращения.  Очень примерно это выглядит следующим образом:

Небольшие потребности в силе удовлетворяются двигательными единицами, состоящими из медленных ST-волокон с низким порогом возбуждения. При увеличении потребности в силе в дело вступают двигательные единицы с более высоким порогом возбуждения - идет пространственная суммация. Но в это же время, за счет увеличения частоты импульсов увеличивается сила и у уже работающих двигательных единиц с низким порогом возбуждения - идет временная суммация. И далее, по мере потребности в силе, в работу включаются все больше и больше двигательных единиц, и повышается частота нервных импульсов.

Интересно еще во что:  при определенных усилиях работает  только часть двигательных единиц,   другая, незадействованная часть укорачивается пассивно и по мере увеличения  утомления эти двигательные единицы как бы меняются местами – активные выключаются, а неактивные включаются в работу.

Вообще, нетренированный человек не умеет включать в работу все двигательные единицы. В основном, у таких людей задействуется лишь порядка 60%   от их количества. А вот тренированным спортсменам удается задействовать до 85% всех мышечных волокон. Именно этим и объясняется, что при вроде бы одинаковых «габаритах» тренированные люди могут показывать значительно лучшие результаты. Именно этим и объясняется, что в начале тренировок  результаты достаточно быстро и хорошо растут, ведь увеличивается способность включать в работу все больше и больше мышечных волокон, но потом, по достижению предела в 85%  дальнейшее увеличение спортивных результатов достигается лишь увеличением поперечного сечения мышц. И кстати, способность синхронно вовлекать в работу большое количество двигательных единиц и называется внутримышечной координацией. Теперь понятно откуда в критических ситуациях или под действием гипноза у людей берется огромная сила или скорость? ;-)

Так, ну вроде бы разобрались со строением и работой наших мышц. Теперь имеет смысл поговорить о том,  как же наши мышцы работают при разных типах физических нагрузок,  какие мышечные волокна при этом тренируются,  какие энергоносители расходуются и какой вообще эффект от различного типа нагрузок, конечно же с точки зрения похудения. Другими словами, давайте мы с Вами применим полученные знания.

 

Типы нагрузок. Физические нагрузки аэробного типа>>