Без мышц нет и движений — если бы в теле человека не было мышц, тогда не было бы и элемента, который производил бы механическую силу, необходимую нам для выполнения движений и перемещения в пространстве. Способность двигаться и быть подвижными является сложнейшим достижением эволюции. В свою очередь мышцы не единственный элемент, который помогает человеку как прямоходящему. Для этого нужна целая система, состоящая из мозга, костей, фасций, а также нервной и сердечно-сосудистой систем.
Последние десять лет наука о физических тренировках исследовала в основном три главные области: мышечную, нервную и сердечно-сосудистую системы. Их главными преимуществами являются сила, координация и выносливость. Именно они и рассматривались как элемент, поддающийся тренировке и оптимизации.
И не так давно в область исследований добавили фасции, как элемент опорно-двигательного аппарата и как часть мышечной ткани. Однако, их не изучали как самостоятельную единицу и не рассматривали выполняемые ими функции, такие как: помощь в работе нервной системы, передача импульсов и аккумуляция силы. Именно они необходимы для правильной координации и возникновению внутренних ощущений, а также для восприятия изменения положения и сохранения равновесия. Кроме того фасции играют решающую роль при возникновении боли и травмах.
Руководитель отдела спортивной медицины и реабилитации в Университете Ульма, профессор доктор Юрген Штайнакер (Prof. Dr. Jürgen Steinacker), говорит следующее: “Люди недостаточно изучили фасции, потому что не поняли их.” Сейчас их значение понимают не только в узком кругу исследователей. Существует множество причин, почему стоит уделять фасциям больше внимания во время спортивных тренировках и методически их изучать.
Биомеханика побеждает гравитацию
Без мышечной силы нет движения, без фасций нет мышечной силы.
Что нужно знать о мышцах
Мышцы находятся в состоянии постоянного развития и ослабления (атрофии). Есть такая биологическая поговорка, которая описывает этот феномен как нельзя лучше (хотя изначально это высказывание относилось к мозгу): “Use it or lose it” — используй или потеряй. Этот принцип применим не только для мозга и мышц, но и для костей, фасций и всей нервной системы. Данный девиз можно назвать функциональным принципом работы многих органов: они также реагируют на спортивные тренировки, сила их производительности адаптируется к требованиям, но организм ликвидирует их, когда они больше не нужны — главный закон экономики.
Краткая справка о мышцах
● В теле человека насчитывается около 650 мышц.
● Выделяют три вида мышц: скелетные мышцы, миокард (или сердечная мышца) и гладкие мышцы (например, в кишечнике).
● Человек может контролировать и управлять только скелетными мышцами.
● Скелетные мышцы отвечают за выполнение различных движений и поддержание тела в равновесии. Другие виды мышц функционируют в большей степени бессознательно. Гладкие мышцы, как в кишечнике и кровеносных сосудах невозможно контролировать.
● Мышцы потребляют большую часть энергии тела.
● Мышцы составляют большую часть массы тела — 40%. Для сравнения: кости составляют 20% сухой массы тела, а жировые ткани — всего 15%.
● Мышечная ткань играет решаю роль в образовании тепла и согревании тела.
● Мышцы вырабатывают гормоны.
● Способность к быстрому росту мышечной массы предопределяется генетически.
● Доля мышечной массы в организме человека также предопределена генами.
Видимые и тренируемые основные группы мышц определяют форму нашего тела — вместе с тонкой серебристой фасциальной оболочкой, которой окружены мышцы. Роль фасций чрезвычайно важна, а их функции выходят далеко за пределы обычной оболочки — именно об этом мы и поговорим в следующих главах.
Все мышцы и каждое отдельно взятое мышечное волокно защищены фасциальной оболочкой.
Большие группы мышц — какие мышцы мы тренируем?
Передние
1. Грудные мышцы, дельтовидные мышцы
2. Зубчатая мышца
3. Мышцы рук и бицепсы
4. Мышцы живота
5. Приводящая мышца бедра
6. Четырехглавая мышца бедра (квадрицепс)
7. Передняя большеберцовая мышца
Задние
8. Трехглавая мышца руки (Трицепс)
9. Трапециевидная мышца
10. Мышцы спины (широчайшая, малая и большая круглые мышцы, дельтовидная мышца)
11. Большая и малая ягодичные мышцы
12. Икроножная мышца
13. Двуглавая мышца бедра
14. Полусухожильная мышца
Структура мышц
Мышцы состоят из многих тысяч волокон. Эти мышечные волокна сокращаются и расслабляются. Именно эта способность к сокращению позволяет конечностям двигаться, а органам выполнять свои функции.
Мышечные волокна в свою очередь собраны в толстые пучки, каждый из которых покрыт соединительной оболочкой. Такая соединительная ткань является частью всей фасциальной сети в теле человека. Отметим, что именно эту мышечную соединительную ткань (соединительную оболочку внутри мышц и вокруг них) медики ранее и называли фасциями. В настоящее же время, термин “фасции” используется для обозначения всей фасциальной сети организма.
С научной точки зрения, особенно большой интерес представляют части системы фасций, которые постоянно находятся в состоянии покоя, даже во время легкой нагрузки, и относятся к опорно-двигательному аппарату. В таком случае фасции и мышцы находятся в очень тесной связи. В отличие от других элементов, фасции не только обволакивают мышцы, но и участвуют в их формировании и уходе за ними. Мышечная фасциальная ткань способствует выполнению биомеханической функции мышц.
Позже мы вернемся к рассмотрению этого вопроса. Стоит отметить, что следует очень внимательно изучать фасции и их функции. Речь идет не только о той роли, которую играет фасциальная оболочка, окружающая мышцы, но и о косметической роли фасций, находящихся в нижней части живота, во время тренировок. Многие люди приходят в тренажерный зал с целью улучшить фигуру и придать некоторым частям тела более выразительный рельеф. Состояние соединительной ткани является едва ли не более важным, чем состояние самих мышц — и это как раз то, что можно изменить и усовершенствовать посредством правильных тренировок.
Фасции в мышцах выполняют следующие функции: передача импульсов во время сжатия, поддержание формы тканей и содействие плавному скольжению мышечных волокон во время движений.
Слой за слоем: мышцы и фасции
Когда мышца сокращается, серебристые оболочки вокруг мышечных пучков отвечают за то, чтобы волокна плавно скользили друг о друга во время движений.
Эпимизий:
Внешняя фасциальная оболочка помогает мышцам сохранять свою форму.
Пучки волокон:
Тысячи мышечных волокон образуют плотные пучки.
Перимизий:
Каждый отдельный пучок мышечных волокон окружен соединительной тканью.
Эндомизий:
Тончайший слой соединительной ткани вокруг отдельных мышечных волокон.
Эпимизий под микроскопом: Японские исследователи растворили кусок мяса в растворе гидроксида натрия, чтобы рассмотреть строение красной мышечной ткани. Под воздействием химического раствора остались сотообразные отверстия — это и есть фасции.
Многие женщины, а также профессиональные бодибилдеры занимаются спортивными тренировками, чтобы придать своему телу определенный рельеф и форму. Однако, это помогает только людям со стройной фигурой, то есть тем, у кого мало подкожного жира. Но одних тренировок недостаточно — от того насколько плотно натянута фасциальная оболочка зависит форма (мышц).
Форма мышц также зависит от качества фасциальной оболочки. Насколько подтянутым, здоровым и тренированным выглядит тело, в основном зависит от состояния фасций.
Мышечные волокна и их структура
Пучки мышечных волокон состоят не только из соединительной ткани, но и из более мелких единиц, которые можно увидеть только под микроскопом. Это миофибриллы — самые маленькие функциональные составляющие мышц. В зависимости от размера и функций, только в одной мышце насчитывается несколько сотен таких миофибрилл, которые в свою очередь состоят из множества маленьких камер, саркомер.
(слева направо: сухожилие, Эпимизий (мышечное волокно), мышцы, пучок мышечных волокон, Перимизий (оболочка), мышечное волокно (покрыто Эпимизием), миофибрилла с саркомерами)
Строение мышцы напоминает толстый стальной канат — множество плотных волокон образуют материю.
Внутри миофибриллы находятся два типа крошечных нитевидных белка, которые ответственны за сокращение мышц: миозин и актин. Они накладываются друг на друга, а миозины цепляются за актиновые нити как маленькие крючки. Когда соответствующий нервный импульс поступает в мышцу, миозины, как крючками, цепляются за актиновые нити и стягивают их вместе. Так сокращаются мышечные волокна, и они становятся толще. Сокращенная, напряженная мышца, наполненная силой, состоит из множества утолщенных мышечных волокон.
Типы мышечных волокон
Среди скелетных мышц различают два типа мышечных волокон, а также несколько подгрупп.
Тип I: Сокращаются медленно, отличаются выносливостью, лучше всего работают при медленной непрерывной физической нагрузке — slow twitch fibres, ST (с англ. “медленные волокна”).
Тип II: Сокращаются быстро, быстро устают, работают при сильных нагрузках на короткий период — fast twitch fibres (с англ. “быстрые волокна”).
Оба типа волокон присутствуют во всех мышцах, но в разных пропорциях. Одна из подгрупп скелетных мышц так называемые промежуточные волокна: мышечные волокна типа II, которые быстро сокращаются, но также быстро устают.
Слева изображен марафонец (бегун на большие расстояния), а справа спринтер (бегун на короткие дистанции) — слева больше волокон типа I, справа быстросокращающийся тип волокон II.
Доля каждого типа волокна определяется генетически, а также различается в зависимости от типа мышц: мышцы ног и груди содержат больше волокон II-го типа, а вот в области живота и шеи преобладают мышечные волокна I-го типа.
Содержание количества тех или иных волокон также отличается от человека к человеку: есть люди, у которых высокая доля волокон II-го типа или наоборот — большее количество волокон I-го типа.
Способность к определенным видам спорта определяется следующим образом: у спринтеров, гимнастов и тяжелоатлетов больше волокон II-го типа. Они могут быстро набирать объем мышечной массы. У марафонцев и велосипедистов обычно больше волокон I-го типа. У них меньше мышечной массы, объём которой наращивается довольно медленно.
Разные типы мышечных волокон встречаются равно как у мужчин, так и у женщин.
Тренировки и мышечные волокна
Наличие количества мышечных волокон определенного типа является врожденным. Однако существующие волокна можно тренировать и сделать их более сильными. Кроме того, митохондрии находящиеся в клетках имеют свойство размножаться. Именно поэтому спортивные мышечные тренировки помогают всем людям. Отметим, что быстрые волокна II-го типа могут функционировать как медленные волокна I-го типа, но не наоборот.
Укрепление фасций с помощью тренировок
Фасциальную оболочку можно укрепить с помощью тренировок. Сильные натренированные конечности всегда окружены сильными, упругими фасциями. Например, у бегунов толстые фасции бедер, которые легко можно увидеть. Обратите внимание на фотографию ног бегуна во время бега, левое бедро под нагрузкой и Вы можете чётко видеть мощную фасцию с сухожильной пластиной на наружной стороне бедра. Это Fascia lata (широкая фасция бедра) и Tractus iliotibialis (Мессиа фасция).
Бедро бегунов уплощено с наружной стороны, признак сильных фасций.
Как работают мышцы
Большинство мышц находятся в состоянии длительного непрерывного напряжения, в тонусе. Без мышечного тонуса мы бы не смогли сидеть, стоять или ходить. Сохранение вертикального положения на двух ногах требует непрерывной работы многих мышц, о чем мы совершенно не задумываемся. В отличие от постоянного поддержания равновесия, когда мы стоим, ходим или сидим, большинство мышц отдыхают только во время сна. В постоянном тонусе находятся только мышцы сердца, мышцы диафрагмы, а также некоторые другие, например, глазные. Отметим, что во время наркоза замедляется работа всех скелетных мышц человека, темп работы сохраняют только сердечные мышцы. И поэтому, во время серьезных и длительных операций человека часто подключают к системе искусственного дыхания, потому что мышцы в полости глотки расслабляются и сдавливают дыхательные пути.
Все мышцы работают слаженно как одна команда: во время движения всегда задействованы по крайней мере две мышцы, мышца-агонист (сокращается и производит движение определенной части человеческого тела) и мышца-антагонист (противодействует агонисту и расслабляет мышцу). Они работают по так называемому принципу противостояния. Когда одна из мышц сокращается, другая — расширяется. Во время обратного движения, они меняются ролями. Соответственно существуют агонисты (игроки) и антагонисты (противники). Иногда несколько мышц работают однонаправленно, тогда они называются синергистами, то есть соигроками.
Игрок и противник: бицепс может выступать как в роли агониста, так и антагониста.
Когда мышцы работают, то есть сокращаются, они становятся короче, длиннее или сохраняют свою изначальную длину. Эти три вида мышечных сокращений называются концентрический (укорачивающий), эксцентрический (удлиняющий) и изометрический (статический).
Концентрический тип: укорочение мышцы за счет её сокращения, позитивно динамический тип сокращения, характеризуется преодолением сопротивления. Движение: подъем вверх (тяжелая атлетика).
Эксцентрический тип: удлинение мышцы во время сокращения, негативно динамический тип сокращения, характеризуется противостоянием сопротивлению. Движение: опускать вес вниз.
Изометрический тип: статический тип, то есть без изменений в удлинении/укорочении. Нет движения.
Эти три типа мышечных сокращений предъявляют разные требования мышцам и фасциям. В современных силовых тренировках, изометрические сокращения играют меньшую роль, в отличие от двух других типов. Эксцентрический тип сокращения является наиболее важным для нас, потому что именно он способствует росту и развитию мышц.
Мышцы могут запускать движение конечностей, потому что сила их сокращения передается на кости и суставы. Точка соприкосновения между мышцами с одной стороны и костями с другой образует сухожилия, а также другие фасциальные элементы на надкостнице. Сухожилия связывают мышцы с костями, и таким образом костям передается значительная часть мышечной силы. Ни одна мышца не крепится непосредственно к кости. В свою очередь между мышцей и костью всегда находится фасциальная ткань, сухожилие и надкостница, на которой образуется сухожилие.
Концентрический и эксцентрические типы мышечных сокращений важны для силовых тренировок. А наиболее эффективным для мышечного роста является эксцентрический тип сокращения мышц.
Сухожилия в ладони помогают в движениях пальцев – большая часть мышц отвечающие за эти движения находятся далеко, в зоне предплечья.
Для силовых тренировок на спортивных тренажерах большую роль играют фасции, которые находятся во взаимосвязи со всей системой. Именно они и стали объектом новых исследований фасций и главным объектом работ Томаса Майерса (Thomas Myers), получив название «фасциальные силовые цепи» (Faszienzugbahnen). Эти фасциальные цепи образуют цепь, состоящую из фасций и мышц и проходящую через конечности и части тела. Более подробную информацию об этом можно найти далее в разделе, который посвящен фасциям.
Мышцы приводят в движение кости с помощью сухожилий. Сухожилие является фасциальным тяговым элементом, который соединяет каждую мышцу с костями.
Правильные стимулы
Мышечное растяжение, которое передаётся на кости приводит в движение конечности и в тоже самое время стимулирует развитие мышечных волокон. Сжатие и растяжение через сухожилия и фасции также укрепляют кость, к которой они относятся.
Здесь тоже действует принцип “Use it or lose it”, однако мышечный стимул должен быть достаточным. Когда кости деформируются под давлением или натяжением по меньшей мере на 0,15%, костные клетки приходят в активное состояние и это обеспечивает рост костной массы. Однако в случае длительного бездействия другие клетки также способствуют укреплению костей.
Это происходит довольно быстро, например, в случае если человек болен и прикован к постели, а также наблюдается у космонавтов, которые долгое время находятся в условиях невесомости, их мышцы не работают в течение длительного периода. Они теряют мышечную и костную массу, что иногда вызывает опасные для здоровья осложнения. Поэтому исследователи посвятили несколько лет на разработку тренажеров, которые можно было бы использовать в условиях длительного нахождения в космосе.
Сегодня их также используют больные, прикованные к постели, или парализованные люди. Мышцы, кости и фасции — важнейшие элементы опорно-двигательного аппарата, поэтому их нужно правильно стимулировать:
● достаточное количество стимулов — количество
● стимулы определенной интенсивности — качество
● стимулирование в повторяющейся последовательности – непрерывно и циклично
Виброплатформа “Галилео”: тренажер генерирует вибрации, тем самым стимулируя мышцы к сокращениям, что также положительно влияет и на кости.
Изначально тренажер был разработан для использования во время полетов в космос как стимулятор модели походки человека. Сегодня виброплатформу используют и в клиниках при лечении больных с остеопорозом и параличом.
Только при соблюдении вышеупомянутых условий мышцы меняются, а мышечная ткань адаптируется к предъявляемым требованиям. Слишком слабые или слишком редкие стимулы оказываются неэффективными, а слишком сильные наоборот — разрушают систему. Насколько сильным должен быть стимул, чтобы сработать, зависит, помимо всего прочего, от индивидуальной способности к выполнению упражнений.
Цепь стимулов мышечного и костного роста относится и к нервной системе: если не возникает нервного импульса, то дальнейшего роста не происходит. В спортивной науке знания о правильных мышечных стимулах и принципах адаптации тела к физическим нагрузкам рассматриваются как “принципы тренировки”. Мы остановимся на них более подробно в следующей главе.
Спортивные тренировки должны установить конкретные стимулы, которые будут соответствовать уровню подготовки. Только тогда наблюдается правильная реакция.
Люди и их мышцы — различия
У людей разное телосложение и они по-разному реагируют на тренировки. Есть люди с более или менее развитой мускулатурой, как среди мужчин, так и среди женщин. Способность к наращиванию определенной мышечной массы и формированию мышечной силы, определяется в основном генетически. У представителей обоих полов одинаковое количество скелетных мышц (650), которые являются гомологичными (схожими по строению) и аналогичными (разными по происхождению, имеющими внешнее сходство), а значит выполняют эквивалентные функции. Разница заключается только в объёме и уровне производительности. Существуют общие и типоспецифические различия между полами с точки зрения соотношения процента мышечной, жировой, подкожно жировой клетчатки и производительной силы мышц. Однако есть и серьёзные половые различия — например, полное отсутствие некоторых мышц. В теле человека также есть мышцы, которые больше не выполняют особой функции. Речь об этом пойдет в главе 6.
Во время силовых фасциальных тренировок речь не идет о быстром и мощном наборе мышечной массы, а об оптимальности тренировок. Этот фактор будет отличаться для людей, в зависимости от типа и строения фигуры.
В теле мужчины и женщины находятся одинаковые мышцы.
Мои мышцы и я
У мужчин, и у женщин, преимущественно одинаковое количество и типы мышц.
Тем не менее, гены определяют долю мышечных волокон в общей массе тела: у мужчины более высокий процент мышечной массы в организме.
Мужчины: 15-20% мышц, 10% жира
Женщины: 10-15% мышц, 15-25% жира
Поэтому скелетные мышц мужчин и женщин отличаются по объёму и прочности.
Гормон тестостерон, отвечающий за рост мышечный массы, вырабатывается у мужчин в большем количестве, чем у женщин. Именно он способствует формированию сильной фасциальной структуры мышц. Поэтому у мужчин обычно более крупные и сильные мышцы, а также плотная структура фасций. У женщин фасциальная структура мышц более рыхлая, поэтому они в большей степени подвержены возникновению целлюлита.
В зависимости от количества тех или иных гормонов в организме, физическая форма тела человека отличается.
Соотношение мышечной массы и типы фигуры
У мышц есть предел роста: не только количество мышц не меняется в теле, но они также не могут вырасти больше определённого объёма.
Толщина мышечной ткани и скорость роста мышечной массы во время тренировок, определяется генетически. Есть люди, которые набирают мышечную массу быстро и становятся очень мускулистыми, но есть и люди, которые остаются худыми и поджарыми.
Силовые тренировки увеличивают силу мышечных волокон и количество миофибрилл, которые содержаться в этих волокнах. Мышца становится толще, площадь поперечного сечения увеличивается. Кроме того, во время спортивных тренировок увеличивается количество митохондрий (клеточные структуры, вырабатывающие энергию). Таким образом, мышца укрепляется и повышается уровень ее выносливости.
Интересно то, что количество мышц и мышечных волокон не увеличивается. Их количество предопределено от природы. Посредством тренировок невозможно вырастить новые мышцы — можно только укрепить существующие и изменить их форму.
Когда мышцы становятся сильнее и, следовательно, больше энергии передается от одного пучка мышечных волокон к следующему пучку, это положительно влияет и на фасции, которые окружают мышечную ткань, и каждый пучок волокон. Мышечные фасции также укрепляются и становятся толще во время тренировок. И здесь важно сбалансировать спортивную нагрузку, в зависимости от типа фигуры и телосложения. К этому вопросу мы вернемся позднее.
Мышцы растут, потому что становятся толще, увеличивается площадь поперечного сечения. Количество мышечных волокон не меняется.
Еще во времена античности тренера, работающие с гладиаторами знали, что далеко не каждый может стать красивым и хорошо сложенным атлетом. Люди с худощавым, жилистым типом фигуры не могут сильно увеличить объём мышечной массы, хотя их тело преобразовывается с помощью тренировок, а мышцы становятся сильнее. Уже в прошлом веке, особенно в 1950-х годах, стали говорить о разделении людей по типу фигуры. Физиологи, изучающие человека, выделяют три основные группы, так называемой конституции тела. Они относятся как к мужчинам, так и к женщинам. Большинство людей принадлежат к одному из этих трех типов, но существует также и множество смешанных типов фигур. Стоит отметить, что взаимосвязь между типом телосложения и интеллектом или психологическим состоянием на сегодняшний день полностью опровергнута.
Доля каждого типа ткани в строении тела
Эктоморф, мезоморф, эндоморф
Фасции — эктоморф: меньше мышц, большое количество фасций
Мышцы — мезоморф: больше мышц, меньше фасций
Жир — эндоморф: довольно большая доля жировых тканей, меньше красной мышечной ткани
Типы фигур и их характеристики
Лептосомный тип — эктоморф. Худой, жилистый тип телосложения с небольшим объёмом мышечной массы. Зачастую лучше всего проявляют себя в «выносливых» видах спорта.
Атлетический тип — мезоморф. Хорошее телосложение с хорошо очерченными мышцами, быстро наращивает мышечную массу и сбрасывает лишний вес. Подходящие виды спорта — бег на короткие дистанции (спринт), гимнастика, акробатика. Большое количество мышечных волокон II-го типа.
Пикнический тип — эндоморф. Склонен к накоплению жировой массы, долго реагирует на мышечные тренировки. Визуально мышцы выделяются плохо.
Во время планирования спортивных нагрузок в тренажерном зале конституционные типы можно рассматривать как первый ориентир для определения методов обучения и закрепления целевых показателей. Характеристика типов фигур также используется в физиологии и спортивной антропологии. Они определяются различными данными, включая рост, вес, толщину кожного покрова на определенных участках тела, объем рук и ног, а также ширину костей, например, коленного сустава.
Подобно типам телосложения, существуют также врожденные типы соединительных тканей. Эта естественная предрасположенность является чрезвычайно важным фактором в спорте и тренировках. Она определяет подвижность тела и имеет важное значение при травмах и последующей регенерации. Мы поговорим об этом подробнее, так как врожденный тип соединительных тканей определяет то, как Вы должны заниматься спортом. В разделе, посвящённом фасциям мы более подробно поговорим об этом. В третьей главе вы найдете тесты для самостоятельного определения собственного типа соединительных тканей, а в главе 5 будут предложены варианты упражнений, адаптированные для каждого типа.
Тело спортсмена
Спортивный фотограф Говард Шац фотографировал и сравнивал спортсменов-олимпийцев. По снимкам этих спортсменов можно изучать, насколько и чем отличаются типы телосложения и мышечной массы как у мужчин, так и у женщин. Поскольку все спортсмены были сфотографированы во время выполнения дисциплин, можно легко увидеть, какой тип фигуры дает больше преимуществ в определённом виде спорта. Снимки можно увидеть в немецком Спортивном музее в Кёльне и, конечно, в замечательной книге, изданной фотографом.
