Приспособление мышц к статической и динамической работе

Установлено, что разные мышцы нашего тела по-разному приспособлены к статической и динамической работе. Это приспособление проявляется в особенностях строения, нервной регуляции мышечного сокращения и особенностях обмена веществ мышечных волокон.

Мышцы, предназначенные для статической работы, чаще имеют перистое строение, а предназначенные для работы динамической – веретеновидные или двуглавые. Известно, что сила мышцы зависит от суммарной площади поперечного сечения ее волокон в самом широком месте мышечного брюшка. Эту величину называют физиологическим поперечником. У перистых мышц волокна направлены под углом к длиннику мышцы, что обеспечивает максимальную величину физиологического поперечника. Таковы, например мышцы спины, разгибающие позвоночник, и дельтовидная мышца, удерживающая поднятую руку, и ряд других. У веретеновидных мышц волокна ориентированы вдоль длинника и площадь физиологического поперечника меньше.

Для работоспособности мышцы важно, как осуществляется ее иннервация. Каждый аксон, идущий к мышце от спинного мозга, имеет концевые пластинки на нескольких мышечных волокнах. Такое сочетание аксона и группы иннервируемых волокон называется нейро-моторной единицей. Очевидно, что чем больше волокон иннервируется одним аксоном, тем более мощным будет сокращение мышцы в ответ на идущий по этому аксону нервный импульс. Нейро-моторные единицы такого типа называют медленными (тоническими) – именно они преобладают в мощных мышцах, приспособленных для статической работы. Напротив, для кратковременных динамических сокращений, особенно для тонкой работы кистей, служат быстрые (фазные) нейро-моторные единицы, где один аксон иннервирует меньше мышечных волокон.

Наконец, детально изучены особенности микроскопического строения и обмена веществ в мышечных волокнах разного типа. Различают белые и красные мышечные волокна. Характеристика их приведена в табл. 5.

Таблица 5

Сравнительная характеристика белых и красных мышечных волокон

Таким образом, белые мышечные волокна предназначены для интенсивной, но кратковременной работы, их называют «спринтерскими». Красные мышечные волокна, напротив, могут работать с меньшей интенсивностью, но намного дольше, за что получили название «стайерских». В отличие от животных, у человека нет чисто белых или красных мышц, в каждой мышце присутствуют оба типа волокон. Тем не менее, их соотношение имеет индивидуальные особенности. Очевидно, что спортсмен с преобладанием белых волокон в мышцах ног перспективен как спринтер, а наивысшее количество красных волокон закономерно обнаружено у марафонцев. Однако, вопрос о том, насколько строго генетически предопределено соотношение белых и красных волокон, и можно ли его изменить путем тренировок, остается открытым.