Медленные и быстрые мышечные волокна: Полное объяснение
Понимание анатомии мышц и работы нервно-мышечной системы может быть запутанным, но многие из основных принципов анатомии и физиологии мышц могут быть полезны для того, чтобы направлять ваши тренировки на достижение ваших конкретных фитнес-целей.
Одна из наиболее важных концепций, которую необходимо понять в анатомии и физиологии упражнений, - это различия между медленно сокращающимися и быстро сокращающимися мышечными волокнами, также называемыми мышечными волокнами первого и второго типа.
Итак, что такое медленно сокращающиеся мышечные волокна? Что такое быстрые мышечные волокна? И, самое главное, в чем заключаются основные различия между медленными и быстрыми мышечными волокнами?
В этой статье мы обсудим, что подразумевается под быстрыми и медленными мышечными волокнами, а затем сравним быстрые и медленные мышечные волокна, чтобы прояснить, как ваши тренировки могут быть адаптированы для работы с быстрыми и медленными мышечными волокнами и наоборот.
Мы рассмотрим следующее:
- Что такое переключающиеся мышечные волокна?
- Что такое быстрые мышечные волокна?
- Различия между медленными и быстрыми мышечными волокнами
- Можно ли изменить тип мышечных волокон?
- Тренировка медленно сокращающихся и быстро сокращающихся мышечных волокон
Давайте погрузимся!
Что такое медленные мышечные волокна?
Прежде чем мы более подробно рассмотрим различия между медленными и быстрыми мышечными волокнами, важно рассказать о свойствах и характеристиках быстрых и медленных мышечных волокон по отдельности.
Медленно сокращающиеся мышечные волокна также называют мышечными волокнами I типа.
Они меньше, чем быстро сокращающиеся мышечные волокна, содержат гораздо больше митохондрий и вырабатывают энергию аэробно (в присутствии кислорода).
Медленно сокращающиеся волокна считаются мышечными волокнами выносливости, поскольку они относительно устойчивы к усталости. Однако пиковая мощность и скорость сокращения медленно сокращающихся волокон ниже и медленнее, чем у мышечных волокон II типа.
Что такое быстро сокращающиеся мышечные волокна?
Быстро сокращающиеся мышечные волокна также известны как мышечные волокна II типа (или мышечные волокна 2 типа).
В отличие от медленно сокращающихся волокон (мышечных волокон первого типа), существует два различных типа быстро сокращающихся волокон или мышечных волокон второго типа.
Как следует из названия, быстро сокращающиеся мышечные волокна позволяют выполнять высокоинтенсивные упражнения, такие как спринтерский бегпрыжки, взрывное поднятие тяжестей, плиометрические Упражнения, а также взрывные спортивные упражнения, такие как отбивание бейсбольного мяча при замахе битой или бросок футбольного мяча как можно дальше.
Поскольку быстро сокращающиеся волокна должны быстро сокращаться, они полагаются на анаэробные энергетические системы, что означает, что они могут производить клеточную энергию, АТФв отсутствие кислорода.
Окислительный путь, или аэробное дыхание, требует гораздо большего количества этапов и занимает больше времени для получения АТФ.
Чистое производство энергии при окислении молекулы глюкозы или гликогена через аэробные метаболические пути (цикл Кребса и электронно-транспортная цепь) значительно выше, чем при выработке АТФ через анаэробный метаболизм (анаэробный гликолиз и система АТФ-ПК или фосфокреатин).
Например, при полном окислении одной молекулы глюкозы в процессе аэробного метаболизма образуется в общей сложности 32 молекулы АТФ.
В отличие от этого, при анаэробном гликолизе образуется только две молекулы АТФ.
Однако полный цикл окислительного фосфорилирования и цепочки переноса электронов при аэробном метаболизме занимает значительно больше времени, чем один полный цикл анаэробного гликолиза.
Поэтому, когда вам нужно быстро произвести АТФ, чтобы обеспечить быстрое сокращение мышц и генерацию силы, мышечные волокна полагаются на анаэробное производство энергии.
Поскольку быстро сокращающиеся мышечные волокна отвечают за быстрые сокращения для создания максимальной силы, эти мышечные волокна II типа считаются анаэробными мышечными волокнами, и в них очень мало митохондрий.
Митохондрии - это клеточные органеллы, или небольшие специализированные структуры внутри клетки, которые осуществляют аэробное дыхание для производства АТФ.
В отличие от этого, анаэробный метаболизм, такой как анаэробный гликолиз и энергетическая система АТФ-ПК, происходит в цитозоле, или жидкой части клетки, а не в специализированной органелле.
Две подкатегории быстросокращающихся мышечных волокон - это мышечные волокна типа IIA и типа IIB. Обратите внимание, что быстросокращающиеся волокна типа IIB также называются мышечными волокнами типа IIX.
Мышечные волокна типа IIB являются своего рода промежуточным звеном между мышечными волокнами типа I и типа IIa с точки зрения их размера, свойств, выработки энергии, силы и выносливости. выносливости ..
Различия между медленными и быстрыми мышечными волокнами
Почти все скелетные мышцы тела содержат по несколько типов мышечных волокон, но относительное процентное соотношение типов волокон в мышце зависит от таких факторов, как ваша генетика, функция мышцы и тип тренировок.
Например, подошва - маленькая плоская мышца, расположенная под икроножной мышцей, - является мышцей выносливости, поэтому она состоит почти из всех мышечных волокон первого типа, в то время как икроножная мышца (более крупная икроножная мышца) состоит из смеси волокон обоих типов.
При этом между медленно и быстро сокращающимися мышечными волокнами существуют различные различия, как в строении, так и в функционировании, энергетических системах и производительности.
Анатомически быстросокращающиеся мышечные волокна, как правило, толще, чем медленносокращающиеся.
В медленно сокращающихся волокнах больше капилляров и митохондрий, которые помогают вырабатывать энергию аэробным способом.
В них также больше миоглобина - белка, переносящего кислород.
По этой причине окислительная способность медленно сокращающихся и быстро сокращающихся мышечных волокон совершенно разная, причем медленно сокращающиеся волокна почти полностью аэробные.
Быстросокращающиеся волокна типа IIA почти полностью анаэробны, а волокна типа IIB находятся где-то посередине и способны производить энергию как аэробно, так и анаэробно.
С точки зрения производительности, быстро сокращающиеся мышечные волокна обеспечивают более быстрые, мощные и сильные сокращения, но они быстро утомляются, в то время как медленно сокращающиеся мышечные волокна производят менее быстрые и мощные сокращения, но обладают лучшей выносливостью.
Аналогичная картина наблюдается и в производстве энергии. Быстро сокращающиеся мышцы быстро производят небольшое количество энергии, в то время как медленно сокращающиеся мышцы могут производить больше энергии, но производство энергии занимает больше времени.
На следующей схеме приведены некоторые ключевые различия в свойствах медленно сокращающихся и быстро сокращающихся мышечных волокон:
| Свойства мышечных волокон | Медленно сокращающиеся мышечные волокна (тип I) | Мышечные волокна быстрого/промежуточного подергивания (тип II-B или тип II-X) | Быстро сокращающиеся мышечные волокна (тип II-A) |
| Диаметр (размер) | Малый | Средний | Большой |
| Сила сокращения | Низкая | Высокая | Высокая |
| Скорость сокращения | Медленная | Быстро | Быстрая |
| Производство АТФ | Аэробная | Анаэробная | Анаэробная |
| Плотность митохондрий | Высокая | Средняя | Низкая |
| Плотность капилляров | Высокая | Средняя | Низкая |
| Выносливость | Высокая | Средний | Низкая |
Можно ли изменить тип мышечных волокон?
Генетика влияет на естественный процентное соотношение медленно сокращающихся и быстро сокращающихся мышечных волокон.
Однако, как правило, у нетренированных людей соотношение между быстро сокращающимися и медленно сокращающимися волокнами составляет примерно 50/50.
Последовательные тренировки могут в определенной степени изменить это соотношение в зависимости от типа тренировок, пола, возраста и генетической предрасположенности.
Хронические тренировки на выносливость, такие как бег на длинные дистанции, езда на велосипеде, плавание и пешие прогулки, увеличивают долю медленно сокращающихся мышечных волокон по сравнению с быстро сокращающимися, в то время как силовые атлеты, тяжелоатлеты, спринтеры и т. д. могут достичь более высокого соотношения медленно сокращающихся и быстро сокращающихся волокон.
Например, у марафонца соотношение мышечных волокон I и II типа может составлять 70-80 %, а у тренированного спринтера - 70-75 %.
С возрастом процент быстро сокращающихся мышечных волокон снижается, что является одной из причин возрастной саркопении и потери функциональной силы, поскольку волокна II типа крупнее и быстрее, что, вероятно, позволяет быстрее реагировать, предотвращая падения и другие проблемы, связанные с пожилыми людьми.
Тренировка медленно сокращающихся мышечных волокон против быстро сокращающихся мышечных волокон
В целом, аэробные упражнения на выносливость, такие как бег на длинные дистанции, ходьба, езда на велосипеде и плавание, укрепляют медленно сокращающиеся мышечные волокна, в то время как быстро сокращающиеся мышечные волокна II типа направлены на высокоинтенсивные упражнения, такие как спринт, плиометрика, прыжки, тренировки HIIT и тренировки с отягощениями.
Использование малые веса и высокие повторения в тяжелой атлетике активизирует медленно сокращающиеся мышцы, в то время как подход с высокими весами и низкими повторениями нацелен на быстро сокращающиеся волокна.
Однако даже тренировки на выносливость могут увеличить и укрепить быстро сокращающиеся мышечные волокна.
В одном исследовании изучались изменения в мышечных волокнах у бегунов-любителей, тренирующихся к марафону.
Бегуны в течение 13 недель увеличивали пробег, а затем в течение трех недель снижали нагрузку.
Результаты показали, что функциональная сила волокон типа I и типа IIa улучшилась во время фазы наращивания, а быстро сокращающиеся волокна типа IIa продолжали улучшаться во время марафонской тренировки.
Мышечные волокна типа II крупнее и лучше реагируют на гипертрофию при тяжелых тренировка с сопротивлением.
Поэтому чем выше процент мышечных волокон II типа, тем больше потенциал для видимого мышечного роста.
Чтобы узнать больше о физиологии мышц и о том, как она может применяться в ваших силовых и других тренировках, ознакомьтесь с нашим руководством по мышечной зрелости здесь.
