Медленносокращающиеся волокна (тип I) сокращаются медленнее и с меньшей силой, но они работают в течение длительного времени без усталости, поскольку получают энергию преимущественно за счет аэробного метаболизма. Быстросокращающиеся волокна (тип II) сокращаются быстро и сильно, но быстрее устают, поскольку в большей степени используют анаэробный метаболизм. Каждая скелетная мышца человека содержит оба типа волокон, и их соотношение определяет, будем ли мы лучше справляться с кратковременными интенсивными упражнениями или с длительными умеренными упражнениями.
Суммируя
- Тип I (медленно сокращающиеся мышцы) – аэробный метаболизм, большое количество митохондрий и миоглобина, высокая устойчивость к усталости.
- Тип II (быстросокращающиеся мышцы) – быстрое и сильное сокращение, большая доля гликолиза, более быстрое утомление; у человека они делятся на IIa и IIx.
- Оба типа присутствуют в каждой мышце, и их соотношение зависит от мышцы, генетики и тренировок.
- Тренировки в основном изменяют свойства волокон типа II (сдвиг от IIx к IIa) и не преобразуют волокна типа I в волокна типа II.
Быстросокращающиеся и медленносокращающиеся мышцы – откуда происходит это деление?
В разговорной речи мы говорим о «быстросокращающихся» и «медленносокращающихся» мышцах, но строго говоря, мы делим мышечные волокна , которые представляют собой отдельные клетки скелетных мышц. В пределах одной мышцы, например, в голени или бедре, волокна разных типов расположены рядом друг с другом. Мышца называется «медленносокращающейся» или «быстросокращающейся», когда в ней преобладает один тип волокон.
Основой для классификации является тип тяжелой цепи миозина — белка, ответственного за сокращение и расщепление АТФ. Волокна с «медленным» миозином расщепляют АТФ медленнее и сокращаются медленнее, тогда как волокна с «быстрым» миозином расщепляют АТФ быстрее. Это приводит к дальнейшим различиям: в выработке энергии, кровоснабжении, цвете и устойчивости к усталости.
Типы волокон в организме человека
- Тип I – медленносокращающиеся, аэробные (окислительные), называются красными.
- Тип IIa – быстросокращающиеся мышцы, но с хорошей аэробной способностью; это промежуточный тип (окислительно-гликолитический).
- Волокна типа IIx – самые быстрые волокна у человека, наиболее активно участвующие в гликолизе и быстрее всего устающие.
В более ранних учебниках самые быстрые волокна миозина человека описывались как IIb . Исследования миозина показали, что у человека они соответствуют изоформе IIx — чистая изоформа IIb встречается, в частности, у грызунов. Существуют также гибридные волокна, содержащие оба типа миозина (например, IIa/IIx).
Структура и метаболизм – в чем разница между волокнами и внутренними структурами?
Медленносокращающиеся волокна содержат множество митохондрий, где происходит аэробное дыхание, и большое количество миоглобина — пигмента, запасающего кислород и придающего им красный цвет. Они окружены плотной сетью капилляров. В качестве топлива они используют преимущественно жиры и глюкозу, которые сжигаются в присутствии кислорода. Этот процесс протекает медленнее, но производит много энергии и может длиться очень долго.
Быстросокращающиеся волокна , особенно IIx, содержат меньше митохондрий и миоглобина (они светлее по цвету), но больше гликолитических ферментов, а также запасов гликогена и фосфокреатина. Это позволяет им очень быстро обеспечивать энергию для сокращения, но их запасы быстро истощаются. Кроме того, они, как правило, имеют больший диаметр, поэтому генерируют большую силу и мощность.
Скорость сокращения, сила и утомление
Волокна типа II достигают максимального напряжения быстрее, чем волокна типа I, и развивают большую силу. В случае выносливости верно обратное: волокна типа I могут работать очень долго, типа IIa — умеренно долго, а волокна типа IIx устают быстрее всего. Точное время сокращения варьируется в зависимости от мышцы и метода измерения, поэтому для сравнений лучше использовать порядок, а не конкретные числа.
Порядок активации волокон также имеет важное значение. Волокна I типа — это небольшие двигательные единицы (моторный нейрон и иннервируемые им волокна), которые нервная система активирует в первую очередь — при стоянии, ходьбе или беге в неспешном темпе. Крупные единицы с волокнами II типа соединяются, когда требуется большая сила: во время спринта, прыжков или поднятия тяжестей. Это известно как принцип размера (правило Хеннемана).
Таблица: Быстросокращающиеся и медленносокращающиеся волокна
| Характерный | Тип I (медленно сокращающиеся мышцы) | Тип IIa (быстрый аэробный) | Тип IIx (быстрый гликолитический) |
|---|---|---|---|
| Скорость сокращения | Бесплатно | Быстрый | Самый быстрый |
| Сила и мощь | Маленький | Большой | Самый большой |
| Устойчивость к усталости | Высокий | Иметь в виду | Низкий |
| Основной метаболизм | Кислород | Аэробные и анаэробные | В основном анаэробный процесс (гликолиз). |
| Митохондрии и миоглобин | Много | В среднем | Маленький |
| Кровоснабжение (капилляры) | Толстый | Середина | Слабый |
| Цвет | Красный | Косвенный | Светлый (белый) |
| Типичные усилия | Осанка, ходьба, бег на длинные дистанции | Бег на средние дистанции, командные игры | Спринт, прыжок, бросок, максимальный вес |
Изменяет ли тренировка тип мышечных волокон?
Соотношение волокон в значительной степени передается по наследству, но не является полностью фиксированным. Наиболее хорошо задокументированные изменения наблюдаются в волокнах типа II : регулярные тренировки — как на выносливость, так и на силу — уменьшают долю волокон типа IIx, которые приобретают характеристики IIa, становясь, таким образом, более устойчивыми к усталости. После более длительного перерыва в тренировках доля волокон типа IIx может снова увеличиться.
Полное превращение волокон I типа в волокна II типа (или наоборот) у человека ограничено. Однако тренировки изменяют свойства волокон: упражнения на выносливость увеличивают количество митохондрий и капилляров, в то время как силовые тренировки увеличивают площадь поперечного сечения волокон. Волокна II типа обычно сильнее реагируют на силовые тренировки гипертрофией, поэтому мышцы с преобладанием этих волокон легче увеличиваются в объеме.
Как применить эти знания на практике?
- Вы хотите улучшить свою выносливость – длительные упражнения умеренной интенсивности (бег, езда на велосипеде, плавание) в первую очередь развивают аэробные свойства мышечных волокон.
- Вам важна сила и мощность – короткие подходы с тяжелыми нагрузками, прыжки и спринты задействуют крупные двигательные единицы с волокнами типа II.
- Вы занимаетесь смешанными видами спорта (футбол, баскетбол, боевые искусства) – необходимы оба типа стимуляции, и волокна IIa здесь особенно полезны.
- Не стоит гадать о типе мышечных волокон, основываясь на «предрасположенности» — единственным надежным методом оценки является биопсия мышц и лабораторные анализы, проводимые в основном в научных исследованиях и диагностике мышечных заболеваний.
В случае мышечных заболеваний, травм или при планировании интенсивных тренировок после перерыва стоит проконсультироваться с врачом, физиотерапевтом или тренером, которые подберут нагрузку, соответствующую вашему состоянию здоровья.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Медленно сокращающиеся мышцы — это то же самое, что и красные мышечные волокна?
Проще говоря, да. Медленносокращающиеся волокна (тип I) содержат много миоглобина и плотно снабжаются кровью, поэтому они красные. Быстросокращающиеся волокна, особенно тип IIx, светлее и иногда называются белыми.
В каких мышцах больше всего медленно сокращающихся волокон?
Волокна I типа обычно преобладают в постуральных мышцах, которые постоянно работают для поддержания осанки – классический пример – камбаловидная мышца в икре. Однако их соотношение варьируется у разных людей и даже между частями одной и той же мышцы.
Какие волокна есть у спринтеров и марафонцев?
У спринтеров и прыгунов обычно преобладают быстросокращающиеся волокна в мышцах ног, в то время как у бегунов на длинные дистанции преобладают медленносокращающиеся волокна. Это объясняется как генетической предрасположенностью, так и многолетней специализированной подготовкой.
Можно ли преобразовать медленно сокращающиеся волокна в быстро сокращающиеся?
В ограниченной степени. Тренировки, по-видимому, смещают волокна внутри типа II (с IIx на IIa) и изменяют их метаболические свойства и толщину. Полное преобразование из типа I в тип II у человека недостаточно хорошо задокументировано.
Какие волокна растут быстрее при силовых тренировках?
Быстросокращающиеся волокна (тип II) обычно сильнее реагируют на силовые тренировки с гипертрофией, чем волокна типа I. Поэтому тренировки с большими нагрузками наиболее эффективны, когда целью является увеличение мышечной массы и силы.
См. также
- В чём разница между гладкими и поперечно-полосатыми мышцами?
- В чём разница между животной и растительной клеткой?
- В чём разница между вирусами гриппа А и В?
- В чём разница между йогой и пилатесом?
- В чём разница между смешанными боевыми искусствами (MMA) и боксом?