9880
правок
Изменения
Нет описания правки
{{Sportnauka}}
== Скелетные мышцы ==
<small>''Мустафа Поль Университет им. Ататюрка, Эрзурум, Турция<br />Осмо Хяннинен Университет Куопио, Финляндия''</small>[[Image:Muscle_microscop.jpg|250px|thumb|right|Срез скелетной мышцы. Увеличение 600х. (Сканирующий электронный микроскоп)]]Осмо Хяннинен Университет Куопио, Финляндия'''Скелетные мышцы''' состоят из [[Медленные мышечные волокна|медленных окислительных волокон]], [[Быстрые мышечные волокна|быстрых окислительно-гликолитических волокон]] и быстрых гликолитических волокон. Медленные окислительные волокна задействуются при малоинтенсивной, но требующей [[Выносливость|выносливости]] физической активности, например при [[Марафонский бег|марафонском беге]]. Быстрые окислительно-гликолитические волокна, способные на большее усилие, но и легче утомляющиеся, используются главным образом во время более кратковременных упражнений на выносливость большей интенсивности, таких как [[Бег 1500-3000 метров (тренировка)|бег на 1 милю]]. Быстрые гликолитические волокна используются преимущественно в упражнениях с взрывной нагрузкой, таких как забег на 100 м. Тренировки на выносливость увеличивают число [[Повышение эффективности работы митохондрий как механизм адаптации|митохондрий]] в медленных окислительных и быстрых окислительно-гликолитических волокнах, а также капилляров вокруг них. С другой стороны, непродолжительная физическая нагрузка высокой интенсивности, например, поднятие тяжестей, затрагивает, в первую очередь, быстрые гликолитические волокна, что приводит к [[Гипертрофия мышц|гипертрофии мышц]]. [[Энергообеспечение мышечной деятельности|Энергия]] для кратковременной интенсивной физической нагрузки поставляется энергетической системой немедленного типа, включающей [[АТФ]] и креатинфосфат, и анаэробным гликолизом, тогда как энергия для физической нагрузки на выносливость обеспечивается, главным образом, [[Окислительное фосфорилирование|окислительным фосфорилированием]].
При выполнении физических упражнений в функциях нашего организма происходит множество изменений. Они требуют взаимодействия практически всех систем тела, например:
*скелетные мышцы сокращаются и расслабляются, двигая телом или частями тела;
*[[Сердечно-сосудистая система|сердечно-сосудистая ]] и дыхательная системы взаимодействуют, обеспечивая клетки кислородом, а также удаляя С02;
*[[Кожа. Дерматологические средства (препараты)|кожа ]] помогает поддерживать температуру тела, рассеивая тепло;
*[[Анатомия и физиология нервной системы|нервная система ]] координирует движения;
*работа [[Пищеварительная система|пищеварительной системы ]] замедляется.
Функции многих из этих систем можно изучать во время физической нагрузки. Например, электрическая активность сердца легко регистрируется кардиотахометром, который многие спортсмены уже используют в своих индивидуальных тренировочных программах на выносливость. Во время тренировки также можно регистрировать электрическую активность отдельных мышц для последующего анализа, чтобы оценить эффективность программы (рис. 1).
Когда импульс, посланный нервной системой, стимулирует мышечное волокно, запускаются процессы сокращения. Они задействуют особые белки - актин и миозин 1 и энергетические системы, чтобы снабдить мышцу необходимым для сокращения топливом. Как видим, физическая активность 1 тренировка в это сложный процесс.
В целом, спортивные упражнения можно разделить на испытания на силу, скорость и выносливость. Примерами могут послужить [[Техника толкания ядра|толкание ядра]], спринт на 400 м и марафонский бег, соответственно. Скелетные мышцы обладают тремя энергетическими системами, каждая из которых используется в этих трех типах физической активности:
*энергетическая система немедленного типа, включающая в себя АТФ и креатинфосфат (КрФ) - вместе они известны также как фосфагенная система - в цитозоле;
*анаэробный [[гликолиз]] в цитозоле;
*окислительное фосфорилирование в митохондриях.
Если физическая активность снижается, скелетные мышцы постепенно уменьшаются в диаметре. Количество сократительных белков уменьшается (так называемая атрофия) из-за недостатка сокращений, что может стать результатом денервации, как при инсульте и параличе или долговременной неподвижности мышц (например, из-за травмы кости, хряща или сухожилия).
=== «Скользящие нити» ===
Скелетной мышцей обычно называют совокупность мышечных пучков, скрепленных соединительной тканью и обычно соединенных с костями пучками коллагеновых волокон -сухожилиями, - расположенными на каждом конце мышцы. Помимо последовательных упругих компонентов, таких как сухожилия, мышцы также содержат значительное количество параллельных упругих компонентов с сократительными элементами (т.е. мышечные волокна). Один из таких компонентов - титин. Эти упругие компоненты накапливают энергию, например, при беге, когда нога касается земли. Их роль увеличивается со скоростью и может дать 60-70%-ное повышение эффективности. Каждый мышечный пучок состоит из тысяч отдельных [[Мышечная клетка|мышечных клеток ]] или волокон. Диаметр каждого волокна колеблется от 10 до 100 мкм, а длина может достигать 20 см. Большая часть цитоплазмы волокна заполнена миофибриллами, которые тянутся от одного конца к другому. Число миофибрилл в волокне колеблется от несколько сотен до тысяч, в зависимости от диаметра волокна.
По длине каждая миофибрилла делится на саркомеры, представляющие собой функциональные единицы сократительной системы. Каждый саркомер содержит два типа нитей: толстые и тонкие. Толстые нити почти полностью состоят из сократительного белка миозина, в то время как тонкие нити содержат сократительный белок актин, так же как и два других белка - тропонин и тропомиозин, - которые играют важную роль в регуляции сокращения.
Все испытывают мышечную усталость, но пока еще остаются некоторые аспекты, которые в этом явлении поняты не до конца.
Усталость может иметь компонент, связанный с [[Центральная нервная система|центральной нервной системой]]. Чтобы продолжить тренировку или участие в соревнованиях, нужна [[мотивация]]. Люди - это социальные животные, и общение является важным фактором в процессе тренировки. В принципе, важную роль в утомлении могут играть мотонейроны, управляющие двигательными единицами. Нейроны высвобождают [[ацетилхолин]] при каждом командном импульсе. Запасы ацетилхолина ограничены, и его синтез требует как энергии, так и сырья, причем запасы холина гораздо меньше, чем запасы уксусной кислоты. Следующим этапом, который может участвовать в утомлении, является нервно-мышечный синапс, где [[ацетилхолин ]] передает импульс мышечным волокнам, а затем расщепляется. Еще одним источником усталости может быть клеточная мембрана волокна и ее транспортеры ионов. Необходимые ионы и их баланс могут быть слабым местом. В мышечных волокнах высок уровень калия, но он высвобождается, когда потенциал действия распространяется по всей цитоплазматической мембране мышечного волокна, и он, таким образом, может диффундировать, если повторный захват происходит слишком медленно. Транспортеры ионов нуждаются в энергии, равно как и внутриклеточные транспортеры кальция в мембране саркоплазматического ретикулума. Возможно также, что меняются транспортеры ионов или их липидная среда в мембранах. Источником энергии служат цитоплазматический гликолиз и митохондриальное окисление энергетического топлива. Каталитические белки могут стать менее функциональными из-за изменений, которые они претерпевают во время своего действия. Одной из причин является накопление молочной кислоты и понижение уровня pH, если нагрузка была настолько высока, что гликолиз происходит слишком быстро по сравнению с митохондриальным окислением вследствие ограничения усвояемости кислорода. Даже если затем обеспечение кислородом происходит удовлетворительно, но уровень нагрузки высок (например, 75-80% максимального потребления кислорода у спортсмена), утомление помешает выполнению нагрузки из-за нехватки гликогена в мышечных волокнах, хотя уровень глюкозы крови остается нормальным. Это указывает на важность правильного питания перед тяжелой физической нагрузкой на выносливость. Однако не рекомендуется принимать пищу непосредственно перед физической нагрузкой, потому что в таком случае кровообращение направлено в брюшную область и недоступно для мышц. Запасы гликогена нужно пополнять заранее.
Повышенное потребление кислорода и полученные из кислорода радикалы могут повредить всем функциям мышечных волокон, если системе антиоксидантной защиты не удается защитить ферменты, мембранные липиды и транспортеры ионов. Очевидно, что антиоксидантная защита -одно из слабых мест, так как эксперименты над крысами показали, что пониженный уровень глутатиона непосредственно зависит от времени испытания. Проникновение митохондриальных и цитоплазматических белков в плазму во время тяжелой физической нагрузки указывает на то, что митохондрии могут быть повреждены, равно как и цитоплазматическая мембрана мышечных волокон.