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

Принцип работы мышц: элементы биомеханики

В этой подглаве уместно вспомнить поговорку: “какой водитель не любит быстрой езды?”. Применительно к бодибилдингу можно сказать так: “какой новичок не хочет накачать большие мышцы?”. А вот сделать это поможет (в том числе) знание принципов биомеханики работы мышц, т.е. важно понимать какие процессы и самое главное как они протекают при работе с железом. Согласитесь есть в этом что-то такое, когда ты беря в руки гантель не просто на автопилоте делаешь заученное упражнение, а понимаешь, что в этот момент происходит в твоих мышцах. Понимание этих вопросов продвинет Вас в сторону качества и количества мышц на Вашем теле.

Итак, основное свойство мышечной ткани (как мы уже неоднократно говорили) - сократимость. Процесс этот представляет собой укорочение мышцы и сближение двух точек к которым она прикреплена, причем подвижный пункт притягивается к неподвижному. Действуя таким способом мышца не только производит тяговое усилие (передвигает груз), но и совершает механическую работу. А теперь - внимание! Сила мышцы зависит от количества мышечных волокон, входящих в ее состав, и определяется площадью физиологического поперечника, т. е. площадью разреза в том месте, через которое проходят все волокна мышцы. Таким образом длина мышцы влияет на величину ее сокращения. В каком-то смысле можно сравнить кости, движущиеся в суставах под влиянием мышц, с механическими рычагами для передвижения предметов различной степени тяжести. Таким образом получается, что чем дальше от места опоры будут прикрепляться мышцы, тем это эффективней, ибо благодаря увеличению плеча рычага лучше может быть использована их сила - теоретическая механика, 3 курс института, товарищи дорогие.

Если исходить из “рычажной концепции”, то различают мышцы сильные - прикрепляющиеся вдали от точки опоры и ловкие - прикрепляющиеся вблизи нее. Первые (например, камбаловидная) лучше производят работу статического характера. Они характеризуются большой поверхностью своего начала и их место прикрепления находится близко к точке приложения тяжести. Также сильные мышцы богаче кровеносными сосудами и мышечным пигментом (миоглобином), цвет их темнее, благодаря чему их называют красными. Эти мышцы долго не утомляются и во время работы проявляют большую силу при незначительном напряжении. Однако хорошие силовые показатели сказываются на скорости и размахе их движения при сокращении, которые невелики. Можно сказать, что сильные мышцы - некие опорные точки всей мускулатуры человека.

Совсем иначе обстоит дело с ловкими мышцами. Они (например, двуглавая мышца бедра) характеризуются длинными обычно параллельно расположенными волокнами с небольшой площадью начала и прикрепления, а также меньшим количеством кровеносных сосудов, поэтому их называют белыми мышцами. Эти мышцы отличаются быстротой сокращения и работая с большим напряжением достаточно быстро утомляются. Хоть белые мышцы и уступают в силе красным, зато они способны быстро и во взрывном характере выполнять разнообразные движения. Чаще можно встретить такое название этих волокон: медленные (красные) и быстрые (белые) или волокна первого (I) и второго (II) типов.

В организме человека мышцы содержат как красные волокна - статического типа, так и белые - динамического. В основном 3/4 людей планеты имеют процентное соотношение красных и белых волокон такое: 60/40, т.е. преобладают первые, однако профессиональные спортсмены находятся вне этих параметров. У спринтеров вообще до 90% мышц ног – быстро-сокращающиеся. А я-то думал, чего они так чешут, прямо со старта :). Разумеется, что с возрастом (а также от величины нагрузки) соотношение белых и красных волокон меняется.

И еще, если Вы в течении жизни не поднимаете ничего тяжелее столовой ложки или пульта от телевизора, то Ваши мышечные клетки обновляются каждые 7 - 15 дней. Если же Вы занимаетесь в тренажерном зале, работаете с железом, то процесс обновления ускоряется т.к. любые упражнения (а с отягощениями особенно) провоцируют возникновение разрывов мышечных волокон, стимулируя тем самым рост новых клеток.

Примечание:

Помимо того, что каждая мышца имеет “начало” (которое обычно совпадает с точкой опоры) и прикрепление, ее подвижная и неподвижная части могут меняться местами

Вообще большое количество упражнений в бодибилдинге, где совершаются движения в противоположных направлениях (сгибание/разгибание – пресс, приведение/отведение – работа с гантелями и т.п.) требует участия не менее двух взаимно расположенных мышц. Такие мышцы человека, действующие во взаимно противоположных направлениях, называются антагонисты. Именно благодаря им обеспечивается плавность движений. Итак, если есть антагонисты, значит есть и противоположные им мышцы, равнодействующая которых проходит в одном направлении и называются они агонисты или синергисты. Следует понимать, что одни и те же мускулы могут выступать в роли как синергистов, так и антагонистов.

Теперь рассмотрим вопросы вовлечения мышц в работу и процессы их кровоснабжения.

Работа мышц: нервно-мышечная активность

Мышца - это мягкое и эластичное тело, которое может быть растянуто под действием внешних сил. Поэтому как только начинается процесс растяжения, в ее рецепторах возникает возбуждение, достигающее  по нервным волокнам ЦНС, которое затем обратно возвращается в мышцу, вызывая её напряжение (противодействующее растяжению).

Любую работу характеризует ее КПД. Коэффициентом полезного действия работы мышц является развиваемая “мышечно-силовая” тяга и амплитуда (размах) движения последней. Под силой тяги будем понимать величину напряжения, которое развивается в мышце при ее возбуждении. Сила тяги находится в прямой зависимости от количества и направления волокон. Мышца тем сильнее, чем больше в ней мышечных волокон. Однако сосчитать последние практически невозможно. Поэтому существует такое понятие как физиологический поперечник мышцы, вот по нему-то и определяют силу последней.

Примечание:

Физиологический поперечник – площадь сечения мышцы в плоскости, перпендикулярной длине всех её волокон. Каждый квадратный сантиметр физиологического поперечника мышцы выдерживает в среднем 10 кг груза

Также параметром, характеризующим работу мышцы, является  размах движения, который зависит от характера костного скелета, от длины мышечного брюшка и “плеча рычага”, а также от самой мышцы.

Стоит упомянуть про еще один важный момент, относящийся к силе, развиваемой мышцей. Большое значение для силы тяги имеет степень возбуждения мышцы. Чем сильнее стимулирующее действие нервной системы, чем большее количество мышечных волокон захватывает возбуждение, тем больше сила тяги. Влияние нервной системы, как и кровеносной, зависит от общего состояния организма и типа высшей нервной деятельности.

Трофика и иннервация мышц

Помимо того, что работа мышц, как и других органов, регулируется нервной системой, также свой вклад в управление вносит и кровеносная.

Как мы поняли (а мы ведь поняли, да? :)), мышцы выполняют просто колоссальный объем работы и процессы обмена веществ в них протекают весьма активно. Поэтому не мудрено, что они обладают разветвленной сетью кровеносных сосудов, по которым кровь подводит к ним питательные вещества и кислород, а выводит продукты обмена.

Стоит отметить, что, конечно, не все мышцы в равной степени снабжены кровеносными сосудами. Например, те из них, которые работают почти “денно и нощно” (диафрагма, сердце), обладают разветвленной кровеносной сетью. Те же, которые включаются в работу непостоянно, в течение непродолжительного периода времени, такой сетью не располагают (например, бицепс, прямая мышца живота и др.). Нервное окончание любой мышцы - рецепторы или эффекторы, которые располагаются везде где только можно: в мышечной ткани, сухожилиях.

Из уст многих успешных бодибилдеров можно услышать такие слова: “в упражнениях надо чувствовать мышцу”, это чувство достигается путем восприятия рецепторами определенной степени сокращения/растяжения мышцы. Таким образом по нервным волокнам как по электрическим проводам передаются сигналы от мозга к мышцам и наоборот.

Эффекторы – это также нервные окончания, передающие возбуждение (пришедшее от нервного центра как ответ на изменение состояния, воспринятое рецепторами) мышце. В общем, думаю, Вы поняли, что нервно-симпатический механизм играет значительную роль в деле накачки качественной мышечной массы.

Пара слов о развитии и не развитии мышц

Так уж задумано природой, что тело человека создано для различного рода деятельности посредством работы мышц.

Современные же реалии доказывают, что мы все чаще забываем пользоваться последними в своей повседневной жизни и тяжелее пульта от телевизора стараемся ничего не брать. Все это приводит в конечном итоге к атрофии мышц и потере их работоспособности. Только постоянные силовые нагрузки, тренировки в тренажерном зале, фитнес-занятия, позволят Вам включить в свою непосредственную деятельность предназначенные для этого мышцы. В результате все это приведет к увеличению объёма, возрастанию силы мышц, к общему физическому развитию всего организма.

Все, что надо знать новичку про мышцы

Закончить хотелось бы подведением общих итогов всему тому, что тут было сказано, дабы у Вас все окончательно уложилось по полочкам.

Основные тезисы, которые необходимо усвоить:

• изучайте информацию по всем группам мышц человеческого тела более детально, дабы понимать, как эффективнее ими работать;
• прочувствуйте работу мышцы во время выполнения упражнений;
• помните про типы мышечных волокон: белые и красные, и вовлекайте в работу оба типа волокон, чтобы добиться нужного объема мышц;
• запомните, что сила мышцы зависит от количества мышечных волокон, входящих в ее состав, и наращивайте именно их;
• работайте как с мышцами антагонистами (действующими во взаимно противоположных направлениях), так и синергистами (действующими в одном направлении);
• стимулируйте свою нервную систему в подходах при работе с отягощением, дабы вовлечь большее количество мышечных нитей;
• помните, что разветвленная кровеносная система важна для полноценной трофики (питания) мышц, поэтому, если Вы не отказываете себе в удовольствие - “посмолить”, задумайтесь, а стоит ли оно того?;
• не запускайте свои мышцы, они должны работать при любом возможном случае.

Теперь точно все.

Послесловие

Ну что, дорогие мои читатели, вот и провернули такой большой объем работы, а именно разобрались в вопросах анатомии мышц человека, рассмотрели классификацию, узнали кое-что о клеточном строении и биомеханике мышц человека. Хотелось бы добавить, что в скором времени мы рассмотрим мышечный атлас в разрезе на конкретных примерах мышечных групп, и все это также подробно и обстоятельно. Так что ждем-с!

На сим все, оставайтесь с проектом “Азбука Бодибилдинга” и да прибудет с Вами сила!

PS. если есть вопросы, милости просим в комментарии