М'язові волокна. Типи м'язових волокон

Тонкі м'язові волокна формують кожну скелетну м'яз. Їх товщина складає всього близько 005-011 мм, а довжина досягає 15 см. М'язові волокна поперечно-смугастої м'язової тканини зібрані в пучки, до складу яких входить по 10-50 волокон. Ці пучки оточені сполучною тканиною (фасцією). М'яз сама по собі також оточена фасцією. Близько 85-90 % її обсягу становлять м'язові волокна. Частина, що залишилася – нерви і кровоносні судини, які проходять між ними. На кінцях м'язові волокна поперечно-смугастої м'язової тканини поступово переходять в сухожилля. Останні кріпляться до кісток.

Мітохондрії та міофібрили в м'язах

Розглянемо будова м'язового волокна. В цитоплазмі (саркоплазму) його знаходиться велика кількість мітохондрій. Вони відіграють роль електростанцій, у яких відбувається обмін речовин і накопичуються багаті енергією речовини, а також ті, які потрібні для забезпечення енергетичних потреб. У складі будь-якої м'язової клітини є кілька тисяч мітохондрій. Вони займають приблизно 30-35 % загальної її маси. Будова м'язового волокна таке, що ланцюжок з мітохондрій вибудовується уздовж міофібрил. Це тонкі нитки, що забезпечують скорочення і розслаблення наших м'язів. Зазвичай в одній клітці знаходяться кілька десятків міофібрил, при цьому довжина кожної може доходити до декількох сантиметрів. Якщо скласти масу всіх міофібрил, що входять до складу м'язової клітини, то її відсоткове співвідношення від загальної маси буде близько 50 %. Товщина волокна, таким чином, залежить в першу чергу від кількості міофібрил, які перебувають в ньому, а також від їх поперечного будови. У свою чергу, міофібрили складаються з великої кількості крихітних саркомерів.


Поперечно-смугасті волокна м'язовим тканинам властиві як жінок, так і чоловіків. Однак їх будова дещо відрізняється в залежності від статі. За результатами біопсії м'язової тканини були зроблені висновки про те, що в м'язових волокнах жінок відсоток міофібрил нижче, ніж у чоловіків. Це відноситься навіть до спортсменкам високого рівня. До речі, сама м'язова маса розподілена неоднаково по тілу у жінок і чоловіків. Переважна її частина у жінок знаходиться в нижній частині тіла. У верхній обсяги м'язів невеликі, а самі вони дрібні і часто зовсім нетреновані.

Червоні волокна

Залежно від стомлюваності, гістохімічної забарвлення і скорочувальних властивостей м'язові волокна поділяються на наступні дві групи: білі і червоні. Червоні являють собою повільні волокна, які мають невеликий діаметр. Для того щоб отримати енергію, вони використовують окислення жирних кислот і вуглеводів (така система енергоутворення називається аеробної). Ці волокна називають повільними, або медленносокращающимися. Іноді їх іменують волокнами 1 типу.

Чому червоні волокна отримали таку назву

Червоними вони називаються через те, що мають червону гистохимическую забарвлення. Це пояснюється тим, що в цих волокнах міститься безліч міоглобіну. Міоглобін – особливий пігментний білок, що має червоний колір. Його функція полягає в тому, що він доставляє кисень вглиб м'язового волокна від капілярів крові.

Особливості червоних волокон

Повільні м'язові волокна мають мітохондрій. У них здійснюється процес окислення, який необхідний для отримання енергії. Червоні волокна оточені великою мережею капілярів. Вони потрібні для доставки великого об'єму кисню разом з кров'ю. Повільні м'язові волокна добре пристосовані до здійснення аеробної системи енергоутворення. Порівняно невелика сила їх скорочень. Швидкість, з якою вони споживають енергію, є достатньою для того, щоб обходитися тільки аеробним метаболізмом. Червоні волокна чудово підходять для здійснення неінтенсивній і тривалої роботи, такий як ходьба і легкий біг, стаєрські дистанції в плаванні, аеробіка та ін Скорочення м'язового волокна забезпечує виконання рухів, які не вимагають великих зусиль. Завдяки йому також підтримується поза. Ці поперечно-смугасті волокна властиві м'язовим тканинам, які включаються в роботу при навантаженнях, які перебувають в межах від 20 до 25 % від максимуму можливої сили. Вони характеризуються відмінною витривалістю. Однак червоні волокна не працюють при здійсненні спринтерських дистанцій, підйомі важкого ваги та ін., оскільки ці типи навантажень припускають досить швидкий витрата і отримання енергії. Для цього призначені білі волокна, про яких ми зараз і поговоримо.

Білі волокна

Їх називають також швидкими, быстросокращающимися волокнами 2 типу. Їх діаметр більше порівняно з червоними. Для одержання енергії вони використовують головним чином гліколіз (тобто система енергоутворення у них анаеробна). У швидких волокнах знаходиться менша кількість міоглобіну. Саме тому вони є білими.

Розщеплення АТФ

Швидким волокнам властива велика активність ферменту Атфази. Це означає, що розщеплення АТФ відбувається швидко, при цьому виходить велика кількість енергії, яка потрібна для інтенсивної роботи. Оскільки білі волокна характеризуються великою швидкістю витрати енергії, їм необхідна і велика швидкість відновлення АТФ-молекул. А її здатна забезпечити лише процес гліколізу, так як, на відміну від окислення, він відбувається в саркоплазму волокон м'язів. Тому доставка кисню до мітохондрій не потрібно, як і доставка енергії від останніх до миофибриллам.

Чому білі волокна швидко втомлюються

Завдяки гліколізу відбувається утворення лактату (молочної кислоти), швидко накопичується. З-за цього білі волокна втомлюються досить швидко, що зупиняє в кінцевому рахунку роботу м'язи. У червоних волокнах при аеробному освіту не утворюється молочна кислота. Саме тому вони можуть підтримувати помірне напруження протягом тривалого часу.

Особливості білих волокон

Білі волокна характеризуються великим діаметром відносно червоних. Крім того, в них міститься набагато більше глікогену і міофібрил, однак мітохондрій у них менше. Клітка м'язового волокна цього типу має в своєму складі і креатинфосфат (КФ). Він потрібен на початковому етапі здійснення високоінтенсивної роботи. Найбільше білі волокна пристосовані для вчинення потужних, швидких, але короткочасних зусиль, оскільки у них низька витривалість. Швидкі волокна, в порівнянні з повільними, здатні скорочуватися в 2 рази швидше, а також розвивати силу, в 10 разів більшу. Максимальну швидкість і силу, людина розвиває саме завдяки їм. Якщо робота вимагає 25-30 % максимального зусилля і вище, це означає, що участь у ній беруть саме білі волокна. Їх ділять по способу отримання енергії на наступні 2 типу.

Швидкі гліколітичні волокна м'язової тканини

Перший тип – швидкі гліколітичні волокна. Процес гліколізу використовується ними для отримання енергії. Іншими словами, вони здатні застосовувати тільки анаеробну систему енергоутворення, що сприяє утворенню молочної кислоти (лактату). Відповідно, ці волокна не виробляють енергію з участю кисню, тобто аеробним шляхом. Швидкі гліколітичні волокна характеризуються максимальною швидкістю скорочень і силою. Вони відіграють головну роль при наборі маси у спортсменів-бодібілдерів, а також забезпечують бігунам і плавцям, які виступають на спринтерських дистанціях, максимальну швидкість.

Швидкі окислювально-гліколітичні волокна

Другий тип – швидкі окислювально-гліколітичні волокна. Їх називають також перехідними або проміжними. Дані волокна є свого роду проміжним типом між повільними та швидкими м'язовими волокнами. Вони характеризуються потужною системою енергоутворення (анаеробної), однак і пристосовані до здійснення досить інтенсивної аеробного навантаження. Іншими словами, ці волокна можуть розвивати великі зусилля і високу швидкість скорочення. При цьому основним джерелом енергії є гліколіз. У той же час, якщо інтенсивність скорочення стає низькою, вони здатні досить ефективно використовувати окислення. Цей тип волокон задіюється в роботі, якщо навантаження становить від 20 до 40 % від максимуму. Однак, коли вона становить близько 40 %, організм людини відразу ж повністю переходить на використання швидких гліколітичних волокон.

Співвідношення швидких і повільних волокон в організмі

Були проведені дослідження, в процесі яких було встановлено той факт, що співвідношення швидких і повільних волокон в людському організмі обумовлюється генетично. Якщо говорити про середньостатистичного чоловіка, у нього близько 40-50 % повільних і приблизно 50-60 % швидких. Проте кожен з нас індивідуальний. В організмі конкретної людини можуть переважати як білі, так і червоні волокна. Пропорційне співвідношення їх у різних м'язах тіла також не однаково. Це пояснюється тим, що м'язи і їх групи в організмі виконують різні функції. Саме з-за цього поперечні м'язові волокна досить сильно відрізняються за своїм складом. Приміром, у трицепсе і біцепсі знаходиться приблизно 70 % білих волокон. Трохи менше їх в стегні (близько 50 %). А ось в литковому м'язі цих волокон всього 16 %. Тобто якщо у функціональну задачу тієї чи іншої м'язи входить більш динамічна робота, в ній буде більше швидких, а не повільних.

Зв'язок потенціалу у спорті з типами м'язових волокон

Нам вже відомо про те, що загальне співвідношення червоних та білих волокон в людському організмі закладено генетично. З-за цього у різних людей і є різний потенціал у спортивних заняттях. Комусь краще даються види спорту, що вимагають витривалості, а комусь- силові. Якщо переважають повільні волокна, людині набагато більше підходять лижі, марафонський біг, запливи на довгі дистанції і т. д., тобто види спорту, в яких задіяна головним чином аеробна система енергоутворення. Якщо ж в організмі більше швидких м'язових волокон, то можна домогтися гарних результатів у бодібілдингу, бігу на короткі дистанції, спринтерському плавання, важкої атлетики, пауерліфтингу та ін видах, де головне значення належить вибухової енергії. А її, як ви вже знаєте, можуть забезпечити лише білі м'язові волокна. У великих спортсменів-спринтерів завжди переважають саме вони. Кількість їх у м'язах ніг досягає у них 85 %. Якщо ж спостерігається приблизно рівне співвідношення різних типів волокон, людині відмінно підійдуть середні дистанції в бігу і плаванні. Однак сказане вище зовсім не означає, що якщо переважають швидкі волокна, такій людині ніколи не вдасться пробігти марафонську дистанцію. Він пробіжить її, проте точно не стане чемпіоном у цьому виді спорту. І навпаки, якщо в організмі набагато більше червоних волокон, результати в бодібілдингу будуть у такої людини гірше, ніж у середньостатистичного, співвідношення червоних та білих волокон у якого приблизно рівна.