Биомеханика мышц человека: что происходит с мускулами при их сокращении?

Здравствуйте, рад снова приветствовать Вас на страницах АБ! Уверен, что тема, которую мы сегодня затронем, биомеханика мышц человека, не оставит равнодушным в буквальном смысле никого. Почему так, спросите Вы? Все очень просто, ведь эта тема - краеугольный камень бодибилдинга, на котором базируется весь процесс построения красивого и мускулистого тела. Без знания хотя бы базовых основ из этого направления не может идти речи ни о каких сколько-нибудь значимых результатах в улучшении композиции тела. Ну что, думаю, Вы уже поняли, что разговор сегодня будет про мышцы. На повестке дня рассмотрение таких вопросов: анатомия мышц человека, типы мышечных волокон и механизм сокращения.

Итак, рассаживайтесь поудобней, мы начинаем!

Мышцы и биомеханика мышц человека

Я уже давно хотел осветить сей вопрос т.к. считаю его самым главным технико-теоретическим моментом бодибилдинга, ибо сами понимаете - пытаться построить рельефное тело совершенно не зная (или имея смутное представление) о том, с чем придется работать – это просто верх неприличия :). Однако, я намеренно отложил рассмотрение этого вопроса до текущего момента поскольку вот так вот сходу очень тяжело "врубиться" в теоретическую часть – анатомию и физиологию мышц, тем более когда не знаешь даже базовых основ, таких как: типы телосложения, виды физических дисциплин и путь к успеху в бодибилдинге. Но теперь Вы знаете эти прописные истины, а значит пришло самое время копнуть поглубже и разобраться в еще одной важной теме. Ну что, к теории!

Мышцы человека: краткая справка новичку

Мышцы человека - это орган тела (мягкая ткань), состоящий из мышечных волокон, способных сокращаться под воздействием нервных импульсов и обеспечивающий основные функции тела человека: движение, дыхание, питание, сопротивление нагрузкам и т.п. Из этого определения сразу же можно сделать вполне очевидный вывод, что мозг и мышцы взаимосвязаны (что он прикажет, то и будет исполнено), следовательно, от связки “головной мозг-мышца” (а точнее сказать, от скорости нервно-мышечной реакции) зависит эффективность накачки мышц. И еще один вывод, вытекающий из определения, - надо работать не только над накачкой мышц, но и над уменьшением времени отклика нервно-мышечной реакции.

Мышца состоит из исчерченных, поперечно-полосатых пучков мышечных волокон, идущих параллельно друг другу, которые связываются соединительной тканью в пучки первого порядка. Несколько таких пучков соединяются и образуют пучки второго порядка и т.д. Все эти мышечные пучки объединяются специальной оболочкой, составляя мышечное брюшко.

Когда мышца сокращается (под воздействием нервных импульсов), в ней различают "активно-сокращающуюся" часть – брюшко и пассивную часть, при помощи которой она прикрепляется к костям - сухожилие. Если рассматривать в общем и целом, то скелетная мышца – это сложная структура, состоящая из поперечно-полосатой мышечной ткани, различных видов: соединительной (сухожилие) и нервной (нервы мышц) тканей, из эндотелия и гладких мышечных волокон (сосуды).

Из всего этого стоит запомнить, что преобладающей в структуре мышц является поперечно-полосатая мышечная ткань, свойство которой (сократимость) и определяет функцию мускула как органа сокращения. Тело человека состоит из различных мышечных групп – комплекс нескольких мышц, выполняющий одну и ту же двигательную функцию. При выполнении похожих упражнений в одинаковом движении в работу обычно включаются почти все мышцы из одной мышечной группы.

Перейдем к классификации и проще всего ее представить в виде следующей сводной таблицы.

Разберем и проанализируем некоторые классификаторы.

№1. По форме

Различают короткие, длинные и широкие мышцы. "Среда обитания" длинных мышц (в основном) - конечности, с их помощью выполняются упражнения с полной амплитудой движения. Например, подъем штанги на бицепс одно из таких упражнений, в котором работает этот тип мышц. Длинные – это мышцы “головастики”, т.к. состоят из трех частей: начало мышцы – головка, средняя часть - брюшко мышцы, конец мышцы – хвост. По своей форме похожи на веретено, сухожилия имеют вид узкой ленты. Яркими представителями семейства длинных мышцы являются те, которые оканчиваются на “-цепс”: бицепс (двуглавая), трицепс (трехглавая) мышцы плеча, квадрицепс (четырехглавая бедра).

Также к длинным относятся те, которые образуются в результате слияния мышц разного происхождения, обычно это многобрюшные мышцы, имеющие 2 или больше брюшка. Яркий представитель – абдоминальная и другие  мышцы пресса.

Широкие мышцы располагаются в основном на туловище и имеют расширенное сухожилие. Яркими представителями семейства широких мышц являются, например: поверхностные мышцы спины и груди. Короткие мышцы сходны по форме либо с длинными, либо с широкими мышцами, но имеют размеры значительно меньше относительно своих собратьев.

№2. По направлению волокон

Различают:

• прямые-параллельные;
• косые;
• поперечные;
• круговые.

Прямые-параллельные позволяют мышце значительно укорачиваться при сокращении, что обеспечивает большую амплитуду и увеличенную траекторию движения. Косые мышцы уступают в своей способности укорачиваться, но из-за того, что они более многочисленны, – способны развивать большее силовое усилие.

И в подтверждение этих слов - пример из тренажерной жизни.

Зачастую из-за незнания анатомических особенностей мышц люди пытаются дать ту нагрузку мышце на которую последняя в принципе не рассчитана по своей природе. К примеру, в силу того, что бицепс относится к виду прямой/параллельной/длинной мышцы (по классификации), он априорно не сможет взять тот вес, который потянет косая мышца, а вот последняя, в силу своих многочисленных волокон, легко разовьет большее силовое (тяговое) усилие. Ну а чтобы это понимать необходимо знать основы физиологии, анатомии мышц и понимать принципы их работы (о последнем поговорим далее).

Итак, следующие это поперечные и круговые мышцы. Поперечные схожи с косыми и выполняют во многом схожие виды работы, а вот круговые – отличаются от них тем, что располагаются вокруг отверстий тела (например, мышца рта) и своим сокращением суживают их. Второе имя этих мышц - сжиматели или сфинктеры, самый популярный из них, это анальный сфинктер.

№3. Закономерности расположения мышц

Было бы наивно полагать, что не  существует каких-то закономерностей в распределении мышц по всему телу.

Конечно же они есть и описать их можно таким образом:

• согласно строению тела и принимая во внимание принцип двусторонней симметрии мышцы являются парными или состоят из двух симметричных половин.
  И славу богу, что симметричных, а то представьте себе лицо из двух разных половинок. Хотя после череды праздников у некоторых людей можно наблюдать явный перекос, морды-лица :);
• тело человека и, в частности, его туловище состоит в основном из сегментов (отдельных самостоятельных элементов) мышц. Т.е. это не какой-то сплошной общий пласт (хотя широкие мышцы живота именно такого типа), а есть четкое (иногда условное) разделение на отделы, например, прямую мышцу живота можно условно разделить на верхний и нижний отделы;
• мышцы располагаются по кратчайшему расстоянию между точками их прикрепления. Движение, производимое мышцей, совершается по прямой линии, поэтому, зная точки прикрепления мышцы, и то, что подвижная часть притягивается к неподвижной, можно заранее определить сторону движения и функцию мышцы;
• мышцы, перекидываясь, перекрещивают под прямым углом ту ось в суставе, вокруг которой они производят свое движение.

Итак, с классификаторами мышц и географией их расположения разобрались, теперь рассмотрим некоторые технические моменты в деле набора качественной мышечной массы, которым мало кто уделяет свое внимание или не принимает их в расчет вовсе.

Биомеханика мышц человека: как что устроено и работает

Клеточное строение и сокращение мышц

Всем нам известно, что любой живой организм состоит из клеток - наименьшей структурной единицы. Так вот структурной единицей для мышц является миофибрилл – тончайшие нити, идущие вдоль от одного конца мышечного волокна до другого.

Т.к. мышцы (в большинстве своем) выполняют сократительную функцию, то для обеспечения этой деятельности в ход идут активные элементы – протофибриллы в виде белков актина (длинные и тонкие волокна) и миозина (короткие и в два раза более толстые, чем актин, волокна). В разных типах мышц, например, в гладких и скелетных, протофибриллы расположены по-разному. Так в гладких последние расположены неупорядоченно и, преимущественно, по периферии внутренней поверхности миофибрилл. В скелетных же мышцах актин и миозин строго упорядочены и занимают всю их внутреннюю полость.

Можно наблюдать такую картину - места, где волокна актина частично входят между волокнами миозина выглядят тёмными полосками, а другие частицы - светлыми, поэтому такие миофибриллы называются поперечно-исполосованными.

Вообще, в самом общем виде, механизм мышечного сокращения выглядит следующим образом: при сокращении мышцы волокна миозина, используя энергию АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) продвигаются вдоль волокон актина, тем самым обеспечивая главную функцию мышц.

Миозин в этом процессе играет роль фермента аденозинтрифосфатазы и способствует расщеплению АТФ и выделению энергии.

Подытожив все вышеизложенное следует запомнить, что гладкие мышцы (благодаря своему строению) сокращаются относительно медленно (от нескольких секунд до 1-4 минут), тогда как исполосованные мышцы способны сокращаться очень быстро (за доли секунды). Имейте это ввиду при работе с тем или иным видом мышц.

Далее рассмотрим…