Тренировки тренировками, а как работают мышцы с точки зрения физиологии, знать надо!
О белковых нитях в мышечных структурах рассказывает Полина Богачева, кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ. Читайте ниже!
Скелетные мышцы играют важнейшую роль в жизни животных и человека. С их помощью осуществляется перемещение в пространстве, дыхание, речь и мимика. Эти мышцы составляют до 40% общей массы тела человека и содержат много различных белков. Они сокращаются произвольно, то есть человек может сознательно ими управлять (а значит – и тренировать!).
Мышцы крепятся к костям через сухожилия, образуя опорно-двигательный аппарат. При сокращении мышц их длина изменяется, что приводит к движению костей. Главные белки, участвующие в сокращении мышц, – актин и миозин. Эти белковые нити в огромном количестве располагаются внутри каждой мышечной клетки и уложены таким образом, что немного перекрываются. При сокращении мышечной клетки актин и миозин «скользят» относительно друг друга, степень их перекрытия увеличивается, а длина мышечной клетки уменьшается.
Для сокращения мышц (и для «скольжения» актина и миозина) абсолютно необходимы ионы кальция и энергия АТФ. Ионы кальция содержатся в специальном «депо» внутри мышечных клеток, а АТФ синтезируется из глюкозы в митохондриях (много, но с затратой времени) или же прямо в цитоплазме клеток (мало, но быстро). Когда в мышце снижаются запасы глюкозы и АТФ и накапливаются продукты их распада (например, молочная кислота), появляется утомление.
Скелетные мышцы можно подразделять на быстрые (очень сильные, но быстро утомляются) и медленные (не очень сильные, но устойчивы к утомлению). Клетки быстрых мышц имеют больший диаметр, но содержат мало митохондрий (производят АТФ прямо в цитоплазме), не очень обильно оплетены капиллярами.
Такие мышцы способны на короткий, сильный всплеск активности, но потом нуждаются в продолжительном отдыхе. Клетки медленных мышц имеют меньший диаметр, зато содержат очень много митохондрий и хорошо снабжаются капиллярами. Эти мышцы способны долго работать при среднем уровне активности, быстрее восстанавливаются после отдыха.
Мышцы атлетов отличаются от мышц нетренированного человека по объему, силе и выносливости.
Это определяется изменением соотношения разных типов мышечных клеток (быстрых и медленных), которое, в свою очередь, определяется типом тренировок (на силу или на выносливость). При этом количество мышечных клеток в каждой конкретной мышце практически не изменяется!
Каждая клетка просто становится больше в диаметре, синтезирует больше белков, может менять количество ядер и митохондрий. Это и приводит к увеличению объема мышцы и максимально развиваемой силы сокращения. Изменение количества капилляров же влияет на скорость поступления к мышцам глюкозы и удаления продуктов метаболизма, что отражается на выносливости.
Кроме того, у профессиональных спортсменов улучшается контроль мышечных сокращений со стороны нервной системы, что делает их движения более точными и эффективными.
Хотите узнать больше о строении человека? Поступайте на биологический факультет МГУ!
