Мышцы и фасции представляют собой единство, как мы уже успели убедиться в разделе о работе мышц. Фасциальные оболочки, окружающие мышцы, и пучки мышечных волокон, среди основных функций, выполняют три очень особые задачи.
Фасции
● обеспечивают способность скользить, чтобы пучки мышечных волокон при движении плавно скользили друг о друга
● аккумулируют силу
● перенаправляют силу
С помощью фасциальных тканей каждая мышца соединяется со скелетом (через сухожилия и других фасциальные ткани). Сухожилия представляют собой плотные фасциальные волокна, состоящие из прочного фибриллярного белка коллагена с небольшим содержанием воды. Переход от кости к сухожилию плавный: от кости через хрящ к сухожилию, а оттуда к мышце, также с помощью специальной соединительной ткани. Большинство мышечных волокон заканчиваются в такой переходной ткани или в фасциальных оболочках.
Это обеспечивает непрерывный механизм работы фасциальных элементов, которые передают мышечную силу дальше и обеспечивают идеальное силовое сцепление. Наряду с сухожилиями и надкостницами, на которых они крепятся, в этом единстве участвует эпимизий, то есть фасциальные оболочки вокруг пучков мышечных волокон. Эпимизий, мышечная оболочка, соединённая непосредственно с окончаниями сухожилий.
Энергонакопительная способность фасций
В большей степени фасции, но прежде всего сухожилия работают как сжимающая пружина. Они аккумулируют энергию и передают ее снова, по аналогии с пружиной: если вы растягиваете спиральную пружину в длину, она сокращается, когда вы отпускаете ее обратно и возвращается в свое прежнее положение и восстанавливает длину.
Эта функция очень важна и играет ключивую роль во вкладе фасций к способности двигаться. Основа этого свойства упругости обеспечивается благодаря определённым волокнам в фасциальной ткани, а именно коллагеновых волокон, представляющих собой волнообразную структуру. Именно они сохраняют и возвращают короткие растягивающие импульсы, которые приводят в движение фасции.
Типичная волнообразная форма здоровой фасции.
Ткань мышечных фасций слегка волнистая, фасциальные оболочки не лежат гладко на мышцах. Волнообразная структура обеспечивает резерв для удлинения и помогает накапливать энергию. Визуально такая структура напоминает волнистые волосы.
Чем более ярко выраженны волны, тем более эластины фасции. С возрастом количество волнистых волокон уменьшается, но с помощью правильных тренировок они могут быть восстановлены.
Создание здоровой волновой структуры с высокой производительной эластичной способностью является целью тренировок, направленных на развитие фасциальной силы.
Упругие элементы и способность к созданию эластичного натяжения для восстановления энергии, обеспечивают возможность выполнять динамические движения и высокую производительность.
Пружинный механизм и энергия движения
Работу фасций и мышц можно сравнить с пружиной, прикреплённой к тяговому элементу. При уменьшении напряжения пружина восстанавливает свою первоначальную длину, напряжение освобождается подобно взрыву. Таким образом, накопленная энергия преобразуется в кинетическую энергию.
Основная способность фасций к сохранению энергии, называется учёными “Storage Capacity” или способностью к аккумулированию.
Этот пружинный механизм позволяет людям и животным двигаться с минимальными затратами мышечной силы. Учёные-биомеханики изучали этот механизм на примере кенгуру, газелей и антилоп. У них мощных мышц, но они способны выполнять невероятные прыжки. Как выяснили учёные, это происходит из-за наличия длинных эластичных сухожилий у этих животных. В некоторых случаях мышцы производят возбуждающие сокращения, которые растягивают сухожилия. Более детально мы описывали данный феномен в книге «Фасциальный фитнес», с помощью принципа работы катапульты. В этом случае эластичный элемент подвергается сильному растяжению и быстрой разрядке.
Мышечная ткань внутри, связка, мышца, мышечная фасция (по часовой стрелке)
Мышечная модель, составленная Арчибальдом В.Хиллом (Archibald V. Hill): мышца получает силу от пружинного фасциального элемента.
Мировой рекорд по прыжкам в длину с использованием фасций принадлежит кенгуру, длина каждого прыжка составляет 13 метров — все благодаря особенности эластичной памяти связок. При этом мышцы обеспечивают только само движение, самый первый прыжок и движение вверх. Вниз же кенгуру опускается благодаря гравитации, а последующие прыжки подпитываются собственным весом животного и происходят при помощи гравитации и пружинного механизма. Когда тело животного достигает земли, высокоэластичные связки ног снова сжимаются и снова заряжаются энергией. После этого энергия освобождается, а отскок придает большее ускорения, чем при обычном сокращении мышц. Ккенгуру и газелям нужно немного энергии для прыжка, потому как длинные сухожилия аккумулируют энергию, полученную от силы притяжения, и используют её в качестве возвратного механизма пружины.
Такая особенность сухожилий и фасций является универсальным биомеханическим принципом и, следовательно, действует в теле человека. Как выяснили учёные-биомеханики, способность фасций человека к аккумуляции механической энергии, не сравнится с животными. Способность к аккумуляции энергии сухожилиями, задействованными в прыжках и беге, в частности ахиллово сухожилие, превосходит ту, что есть у приматов.
Люди используют эластичную особенность сухожилий, сухожильных пластинок и фасций особенно эффективно при ходьбе и беге. Способность к накоплению кинетической энергии при работе ахилового сухожилия у человека в хорошей спортивной форме составляет более 90%, а меньше 10% накопленной энергии при движении уходит на согревание тела. Эти показатели гораздо выше чем у других приматов. Такая способность к аккумуляции сравнима с работой стальных пружин, которая, в настоящее время, повлияла на создание современных протезов из карбоновых волокон, которые используют спортсмены-паралимпийцы.
Накопительная способность фасций принимает активное участие практически во всех движениях человека, так как пассивная разрядка/зарядка фасций использует биомеханическую силу, давление и силу растяжения. Так или иначе фасции принимают участие в выполнении движений. С другой стороны чистая мышечная сократительная работа является более активной и сравнительно энергозатратной.
Чем сильнее фасции используются в движении, тем меньше энергии потребляется, и тем выше становится выносливость мышц.
Некоторые движения или упражнения во время силовых тренировок способствуют растягиванию сухожилий во время мышечных сокращений. Эти упражнения укрепляют и сухожилия, потому что они быстро возвращаются в исходное положение по принципу рогатки или катапульты. При этом достигается более высокая скорость, чем при обычном мышечном сокращении.
Главное преимущество движения: эффективность
Энергосберегающий фасциальный режим походки человека уже был описан выше. В действительности мы развиваем эту способность во время движения и даже не подозреваем об этом. Фасциальная аккумулированная энергия является частью естественного процесса движения и включается автоматически.
В большинстве динамических движениях работают фасции, а не только мышцы.
При этом тело человека работает согласно биологической программе — в сберегающем режиме. Самый главный приоритет — сохранение энергии. Мышечная и нервная системы должны использовать максимально мало силы. А мозг непрерывно заботиться об эффективности. Для выполнения каждого движения, он автоматизирует процесс таким образом, чтобы затрачивалось минимальное количество мышечной силы, и использует аккумулирующую способность соединительной ткани. Таким образом, возвратная энергия фасций используется при каждом движении.
Кроме того, мозг адаптирует каждое уже знакомое движение к происходящей ситуации. Он обеспечивает эффективность и точность с помощью органов чувств, чтобы рассчитать расстояние до пункта назначения, а также оценивает скорость и ускорение, необходимое усилие и изменение собственного положения во время движения. Эти инстинктивные процессы запрограммированы в нашем мозге, в первичной двигательной коре в лобной части головного мозга, без чего мы бы не смогли контролировать процессы бессознательно.
Фасции участвуют в моторной функции в качестве органа чувств. Поскольку восприятие и передача сигнала о движении, положении, изменении положения, напряжении тела и расстоянии до цели, часто передается через сенсоры в фасциях, они имеют важное значение для процесса планирования в коре головного мозга.
Точность и эффективность: копьеметатель использует взрывную силу фасций плечевого пояса.
Цикл растяжения-сжатия и преднапряжение
Все это происходит бессознательно и при обычных движениях, которые мы повторяем изо дня в день. При этом мы используем механизм фасциальной памяти инстинктивно и применяем его, вырабатывая энергию перед выполнением определенных действий. Например, когда вы поднимаете коробку, короткий импульс поступает вниз в ноги, а затем вы поднимаете коробку вверх при помощи рук и при поддержке верхней части тела и ног, которые тоже двигаются вверх.
Примерно тоже самое происходит и при выполнении обычных ежедневных действий. Когда поднимаясь по лестнице мы делаем два шага одновременно, то получаем встречное движение назад и вниз. Когда мы что-то бросаем, сначала мы берём предмет руками. Мы делаем замах автоматически и направляем бросок в нужном направлении. Мышцы рук и плечевого пояса при этом растягиваются, затем растяжение останавливается, и сразу же после этого, мышца быстро сокращается. Заряженные энергией фасции тоже деляться ей — и получается бросок вперед определённой силы.
Этот механизм зарядки сети мышц и фасций через противодействие с последующим быстрым мышечным сокращением известен спортивной науке как цикл растяжения-сжатия, сокращённо DVZ. Существует два способа зарядки фасций, и не всегда для этого необходим принцип противодействия.
В повседневной жизни мы используем фасциальную энергию бессознательно во время динамических движений.
Теперь проиллюстрируем описанные три вида с помощью примеров из царства животных. Ведь механизм работы фасций основывается на биологических принципах, которые часто встречаются в природе. В качестве примера рассмотрим лягушку, кошку и кенгуру. Все трое используют типичные фасциальные движения в своей жизнедеятельности, которые требуют особого режима сохранения энергии. При этом всегда участвуют механические силы растяжения, которые действуют на фасциальные элементы, они только проявляются по-разному.
Наш первый пример — язык лягушки. Лягушка прячется, сидит тихо и неподвижно. Но вдруг её длинный язык вырывается наружу из пасти и ловит муху. Задолго до этого она скручивает свой язык во рту при помощи мышечной силы. Это не только экономит место, но и заряжает язык энергией (по аналогии с катапультой).
Скорость благодаря фасциям: язык лягушки ловит муху на скорости до 36 км/час.
Дополнительно к клеткам мышц, в языке лягушки находится множество коллагеновых волокон. Они получают энергию от натяжения. Когда лягушка открывает рот, напряжение разряжается в течение нескольких миллисекунд. Язык разворачивается во всю длину и, направляемый мышцами, целится в муху. Пружинный механизм языка лягушки зависит от наличия коллагеновых волокон с особо эластичной способностью к растяжению.
Из такх же высокоэластичных коллагеновых волокон состоят наши сухожилия и мышечные фасции.
Другой тип фасциальной энергии, который встречается у млекопитающих, включая человека — увеличение накопленной энергии через короткое, подготовленное мышечное противодействие. Такой пример можно увидеть у котов, которые прыгают на стол из положения стоя. Незадолго до прыжка вверх они быстро сгибают ноги и подбрасывают всё тело вверх. Они используют такое контрдвижение, чтобы оттолкнуть себя от земли и при помощи повышенной эластичной силы прыжка прыгнуть вверх.
Вероятно, легендарный удар кулаком звезды боевых искусств Брюса Ли также основывается на разряде предварительно накопленного фасциального напряжения. Сеть фасций находится глубоко под кожей, окружая скелет человека как гидрокостюм.
Фасциальная энергия для подъёма вверх: кот в прыжке.
Третий тип представляет собой ритмичную последовательность упругих пружинных движений, которые можно увидеть у кенгуру, газелей и антилоп. Такие пружинистые прыжки позволяют им перемещаться очень быстро благодаря их длинным прыгательным сухожилиям. Когда животное начинает выполнять прыжок, сначала происходит мышечное противодействие, благодаря которому животное отталкивается от земли. Это быстрый цикл растяжения-сжатия. После того как кенгуру приземляется, сила гравитации и вес животного действуют на сухожилия и сжимают их.
Затем сухожилия снова разряжаются, что позволяет животному подпрыгнуть. Прыжок может повторяться несколько раз без существенных энергетических затрат. Поэтому не случайно прыгающие кенгуру напоминают работающие игрушечные автоматы — регулярность прыжков обеспечивается механизмом работы фасций.
Кенгуру прыгают без особых мышечных усилий благодаря длинным сухожилиям.
Эластичное сохранение энергии во время движений человека
Как в спорте, так и в обычной жизни, человек использует все три типа аккумуляции энергии. Пловцы и спринтеры используют статичный и предварительно напряжённый эффект катапульты, похожий на работу языка лягушки, чтобы резко стартовать во время соревнований. Когда мы играет с собакой и метаем палку, используется тип короткой динамичной пружины, как у котов. А во время бега с подскоками на тренировках мы используем эластичную силу памяти фасций ног, чтобы оптимально использовать пружинную способность.
В спорте естественный и инстинктивный цикл растяжения-сжатия постоянно тренируется и оптимизируется. Особенно если мы говорим о видах спорта, где есть броски и удары, например, гольф и теннис, соккер и гандбол, а также толкание ядра и метание копья. Силовой компонент фасций незаменим в технике выполнения движений, особенно если они основаны на скорости. В результате атлеты выполняют идеальные взмахи и броски, во время которых оптимально используется сила фасций.
Аккумулирующая способность фасций является главным фактором в спорте. Почти все спортивные движения используют эластичную энергию фасций, в основном в цикле растяжение-сжатие.
Пловцы перед стартом: короткий, напряжённый импульс заряжает фасции, особенно в области голени, перед мощным выбросом энергии.
Прыжки во время бега работают в ритме фасций.
Суперзвезда Криштиану Рональдо перед ударом выполняет сильное контрдвижение влево. Хорошо видно напряжение по диагональной линии.
Тяжёлоатлеты используют активный, нединамичный тип натяжения мышц, сравнимый с работой языка лягушки. Они принимают напряжённую выжидательную позицию, прежде чем поднять большой вес. Выполняя такое движение, они подвергают мышцы и фасции влиянию силы и это заряжает их энергией. Подготовленное противодействие здесь не работает, поэтому это не цикл растяжения-сжатия.
Находящиеся на исходной позиция пловцы и спринтеры, в ожидании команды на стартовой колодке или трамплине, заряжают фасции и мышцы коротким напряжением, чтобы подготовить их к быстрому выбросу энергии и ускорению. Использование принципа работы цикла растяжения-сжатия в данном случае принесёт только вред и может стоить спортсмену времени и оставить его позади, ведь отталкивающее движение может выполняться сразу же после команды старта.
Игрок в гандбол во время броска в прыжке: движение руки в противоположном направлении способствует тому, что фасции и сухожилия грудной клетки растягиваются и заряжают мышцы энергией. Затем следует очень быстрое сокращение мышц спины, груди и плечевого пояса, которые отвечают за выполнение броска.
Таким образом, пловцы и бегуны во второй стартовой позиции формируют необходимое напряжение в мышцах икр и ступней. Когда звучит стартовый сигнал, они быстро срываются с места. Такая напряжённая позиция практикуется во время тренировок.
Во время тренировки “Пантера” напряжение используется как упражнение для разогрева: цикл растяжения-сжатие тренируется посредством разных вариаций в зависимости от типа соединительной ткани.
Перед подъемом тяжелоатлеты собирают буквально всю силу в напряжённой позиции.
