Типи рухових одиниць
З функціональної точки зору м'яз складається з ДЕ. Рухова одиниця (ДЕ) - це поняття структурно-функціональний. До складу окремої ДЕ входить мотонейрон і іннервіруємий його аксоном комплекс м'язових волокон. М'язові волокна, об'єднані в одну ДЕ, розкидані серед інших м'язових волокон, що належать іншим ДЕ, і ізольовані від останніх. Окремі м'язи включають в себе різну кількість ДЕ.
Залежно від морфологічних особливостей мотонейрона і м'язових волокон, ДЕ підрозділяються на малі, середні та великі.
Мала ДЕ складається з декількох м'язових волокон і невеликого за розміром мотонейрона з тонким аксоном - до 5 - 7 мкм і невеликою кількістю аксони розгалужень. ДЕ цієї групи характерні для дрібних м'язів кисті, передпліччя, мімічної і глазодвигательной мускулатури. Рідше вони зустрічаються у великих м'язах кінцівок і тулуба.
Великі ДЕ складаються з великих мотонейронів з товстим (до 15 мкм) аксоном, і значного числа (до декількох тисяч) м'язових волокон. Вони складають основну частку серед ДЕ великих м'язів.
Середні, за розміром, ДЕ займають проміжне положення.
Який зв'язок між розмірами м'язи і здатністю виконувати руху і ДЕ?
В цілому, чим більше м'яз і чим менше розроблені руху, в яких вона бере участь, тим меншим числом ДЕ вона представлена і тим крупніше ДЕ, її складові.
Чому, хтось сильний з народження, а хтось витривалий?
Але ось ще один важливий момент. Виявляється, волокна в кожному м'язі бувають двох типів - швидкі і повільні.
Медленнос окращающіеся волокна ще називають червоними. тому що в них знаходиться багато червоного м'язового пігменту міоглобіну. Ці волокна відрізняються хорошою витривалістю.
Та ви й самі бачили такі волокна у курки - ніжки червоні, грудка біла, Воот! Це воно саме і є, тільки у людини ці волокна перемішані і присутні обидва типи в одному м'язі.
Червоні (повільні) волокна використовують аеробний (за участю кисню) шлях отримання енергії, тому до них підходить більше капілярів, для кращого постачання їх киснем. Завдяки такому ось способу перетворення енергії, червоні волокна є низько стомлює і здатні підтримувати відносно невелике, але тривале напруження. В основному, саме вони важливі для бігунів на довгі дистанції, і в інших видах спорту, де потрібна витривалість. Значить, і для всіх бажаючих схуднути вони мають так само вирішальну роль.
Швидкі (білі) волокна, отримують енергію для свого скорочення без участі кисню (анаеробно). Такий спосіб отримання енергії (його ще називають гликолизом), дозволяє білим волокнам розвивати велику швидкість, силу і потужність. Але за високу швидкість отримання енергії білим волокнам доводиться платити швидкою стомлюваністю, так як гліколіз призводить до утворення молочної кислоти, а її накопичення викликає втому м'язів і в підсумку зупиняє їх роботу. Ну і, звичайно ж, без білих волокон ну ніяк не можуть обійтися метальники, штангісти, бігуни на короткі дистанції .... в загальному ті, кому потрібні сила і швидкість.
Тепер доведеться вас трохи заплутати, просто тому, що по-іншому ну ніяк не виходить. Справа в тому, що існує ще один, проміжний тип волокон, який так само ставитися до білих волокнам, але використовує як і червоні, переважно аеробний шлях отримання енергії і поєднує в собі властивості білих і червоних волокон. Ще раз нагадаю, він відноситься до білих волокнах.
В середньому людина має приблизно 40% повільних (червоних) і 60% швидких (білих) волокон. Але це середня величина по всій скелетної мускулатури, щось на зразок середньої температури по лікарні.
Насправді, м'язи виконують різні функції і тому можуть значно відрізнятися один від одного складом волокон. Ну, наприклад, м'язи, що виконують велику статичну роботу (камбаловидная, вона ж литковий м'яз), часто мають більшу кількість повільних волокон, а м'язи, які вчиняють в основному динамічні руху (біцепс), мають велику кількість швидких волокон.
Цікаво те, що співвідношення швидких і повільних волокон у нас незмінно, не залежить від тренованості і визначається на генетичному рівні. Саме тому існує схильність до тих чи інших видів спорту.
Тепер давайте-ка подивимося, як же все це працює.
Коли людина більше худне на біговій доріжці або на тренажерах?
Там, де необхідно легке зусилля, наприклад, при ходьбі або бігу підтюпцем, задіюються повільні волокна. Причому зважаючи на велику витривалості цих волокон така робота може тривати дуже довго. Але в міру збільшення навантаження організму доводиться залучати до роботи все більше і більше таких волокон, причому ті, що вже працювали, збільшують силу скорочення. Якщо ще збільшувати навантаження, то в роботу включаться так само швидкі окисні волокна (пам'ятаєте проміжні?). При навантаженні досягає 20% -25% від максимальної, наприклад, під час підйому в гору або фінального ривка, вже і сили окислювальних волокон стає недостатньо, і ось тут якраз включаться в роботу швидкі - гликолитические волокна. Як вже говорилося, швидкі волокна значно підвищують силу скорочення м'язи, але, так само швидко і втомлюються, і тому в роботу залучатиметься дедалі більшого їх кількість. У підсумку, якщо рівень навантаження не зменшиться, рух незабаром доведеться зупинити через втому.
Ось і виходить, що при тривалому навантаженні в помірному темпі, працюють в основному повільні (червоні) волокна і саме завдяки їх аеробного способу отримання енергії і спалюються жири в нашому організмі.
Ось вам і відповідь на питання, чому ми худнемо на біговій доріжці і практично не худнемо при заняттях на тренажерах. Все просто - використовуються різні різні м'язові волокна, а значить і різні джерела енергії.
Взагалі, м'язи - найекономічніший в світі двигун. Зростають і збільшують свою силу, м'язи виключно за рахунок збільшення товщини м'язових волокон, кількість же м'язових волокон не збільшується. Тому, самий останній замірок і Геракл за кількістю м'язових волокон не мають один перед одним ніякої переваги. До речі, процес збільшення товщини м'язових волокон називається гіпертрофія, а зменшення - атрофія.
При тренуваннях, що мають на меті збільшення сили, м'язи додаються в обсязі значно більше, ніж при тренуваннях на витривалість, тому що сила залежить від поперечного перерізу м'язових волокон, а витривалість - від додаткового кількості капілярів, що оточують ці волокна. Відповідно, чим більше капілярів, тим більше кисню з кров'ю буде доставлено до працюючих мишам.
Відповідно до розподілом м'язових волокон і мотонейронів на повільні і швидкі прийнято виділяти три типи ДЕ.
Повільні, неутомляемие рухові одиниці (ДЕ I) складаються з
мотонейронів малого розміру, що мають низький поріг збудливості, високе
вхідний опір. При деполяризації дрібних нейронів виникає тривалий розряд з незначною адаптацією. Мотонейрони з такими властивостями називаються тонічними. Невеликий діаметр аксона (до 5 -7 мкм) пояснює і невисоку, порівняно з більш товстими, швидкість проведення збудження. М'язові волокна, що входять до ДЕ цього типу, відносяться до червоних волокнах (тип I), що мають найменший діаметр, швидкість їх скорочення мінімальна, максимальна напруга слабкіше, ніж білих волокон (тип II), вони характеризуються малою стомлюваністю.
Швидкі, легко стомлюються рухові одиниці (тип ДЕ II В) сформовані з великих (до 100 мкм в поперечнику) мотонейронів, що мають високий поріг збудження, діаметр їх аксонів найбільший (до 15 мкм), швидкість проведення збудження досягає 120 м / с, високочастотна пульсація короткочасна і швидко спадає, тому що відбувається швидка адаптація. Великі мотонейрони відносяться до нейронам фазіческой типу. Вхідні в ці ДЕ м'язові волокна відносяться до II типу (білі волокна). Вони здатні розвивати значну напругу, але швидко втомлюються. Як правило, ДЕ цього типу містять велику кількість м'язових волокон (великі ДЕ). Гладкий тетанус в них спостерігається при високій частоті імпульсації (близько 50 імп / с), на відміну від ДЕ I, де це досягається при частоті до 20 імп / с.
Третій тип рухових одиниць - тип ДЕ II-A відноситься до проміжного типу. До їх складу входять як швидкі, так і повільні м'язові волокна. Мотонейрони - середнього калібру.
Скелетні м'язи, в залежності від їх функціональних особливостей, складаються з різного набору рухових одиниць. Тип ДЕ формується в процесі онтогенезу і в зрілої м'язі співвідношення швидких і повільних ДЕ вже не змінюється. Як уже зазначалося, в цілій м'язі м'язові волокна однієї ДЕ перемежовуються з волокнами кількох інших ДЕ. Перекриття зон ДЕ забезпечує, як вважається, плавність скорочення м'язи, навіть якщо кожна окрема ДЕ не досягає стану гладкого тетануса.
При виконанні м'язової роботи наростаючою потужності, в активність завжди спочатку включаються повільні рухові одиниці, які розвивають слабке, але тонко градуйоване напруга. Для виконання значних зусиль, до перших підключаються великі, сильні, але бистроутомляемие ДЕ другого типу.