АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЯЖКИ
учебно-методический материал по физкультуре

АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЯЖКИ

Мышца, например бицепс, представляет собой сложный орган, состоящий из нервов, кровеносных сосудов, сухожилий, фасций и мышечных клеток. Нервные и мышечные клетки обладают электрическим потенциалом.

В состоянии покоя отрицательный заряд мембраны клетки составляет обычно около — 70 милливольт. При изменении заряда нейроны и мышечные клетки активизируются. Нейроны общаются друг с другом и с мышечными клетками посредством специальных химических веществ — нейро-трансмиттеров, — действие которых основано на том, что они позволяют положительным ионам натрия проникать внутрь клеток и за счет этого увеличивать положительный заряд мембран. Когда он достигает порогового значения (обычно –62 милливольта), клетка переходит в активное состояние.

Активизированные нейроны, в свою очередь, выделяют нейротрансмиттеры, которые активизируют другие нервные клетки, вызывая сокращение мышц.

Изменение электрического потенциала клеточных мембран может вызывать не только активизацию, но и фасилитацию или ингибицию клеток.

Фасилитация происходит, когда потенциал мембраны слегка превышает норму, но остается ниже порогового значения. В этом состоянии повышенной готовности увеличивается вероятность того, что каждое следующее воздействие нейротрансмиттера поднимет потенциал выше порогового значения и нейрон активизирует мышечную клетку. Ингибиция — это процесс уменьшения потенциала мембраны ниже нормы, что снижает вероятность преодоления порогового значения и не позволяет нейрону активизировать мышечные клетки.

Для выполнения физической работы в мышцах имеются так называемые моторные единицы. Моторная единица является базовым функциональным компонентом мышцы и состоит из мотонейрона и нескольких мышечных клеток (от 4 до 200 и более), с которыми он соединен. Отдельные мышечные клетки иногда называют волокнами. Мышечное волокно состоит из пучка нитевидных образований, называемых миофибриллами, которые окружены сетью тончайших трубочек саркоплазматическим ретикулумом (CP).

Миофибриллы представляют собой последовательность чередующихся структур, носящих название саркомеров. Саркомеры являются базовыми элементами мышц, обладающими способностью к сокращению.

Саркомеры состоят из толстых и тонких нитей, а также Z-дисков. Саркомер определяется как сегмент, находящийся между двумя соседними Z-дисками. Тонкие нити присоединяются к краям Z-диска и простираются от него менее чем на половину длины саркомера. Толстые нити расположены внутри саркомера. Конец каждой из них окружен по спирали шестью тонкими нитями. При совершении мышечной работы (концентрической, эксцентрической или изометрической) часть тонких нитей скользит по поверхности толстых. Толстые нити управляют их движением. При концентрическом сокращении тонкие нити притягиваются друг к другу, при эксцентрическом толстые нити препятствуют расхождению тонких, а при изометрическом движение не совершается. Все виды сокращений инициируются путем выделения ионов кальция из СР. Это происходит лишь в том случае, когда электрический потенциал Клеточных мембран превышает пороговое значение. Если ионы кальция остаются внутри СР, мышцы находятся в расслабленном состоянии.

        Исходная длина саркомера является важным показателем функции мышц. Величина силы, производимой каждым саркомером, зависит от его длины, и эта зависимость выражается кривой, напоминающей перевернутую букву U. Когда саркомер слишком растянут или сокращен, его сила уменьшается. При чрезмерном растяжении соприкасаются лишь концы толстых и тонких нитей, что уменьшает количество точек контакта между ними, за счет которых и производится сила. При слишком сильном укорочении происходит наложение тонких нитей друг на друга, что также уменьшает количество точек соприкосновения с толстыми нитями.

Длина саркомера регулируется проприоцепторами — специальными структурами, которых особенно много в мышцах конечностей. Они представляют собой своеобразные датчики, посылающие в мозг информацию об угле сгибания сустава, длине мышцы и степени ее напряжения. Данные о длине мышцы дают проприоцепторы, носящие название мышечных веретен, которые расположены параллельно мышечным клеткам. Другой тип проприоцепторов — тельца Гольджи — дает информацию об изменениях в напряжении мышц и косвенно влияет на их длину. В мышечных веретенах содержатся быстрые (динамические) и медленные (статические) компоненты, которые фиксируют скорость изменения длины. Быстрое растяжение вызывает рефлекс растяжения, или миопатический рефлекс, следствием которого является непроизвольное сокращение мышцы. В то же время медленное растяжение оставляет мышечным веретенам достаточно времени на адаптацию и поэтому позволяет растягивать мышцу сильнее.

        Сокращение мышцы увеличивает напряжение в сухожилиях и тельцах Гольджи, которые регистрируют как сам факт изменения, так и его скорость. Когда это напряжение превышает определенную величину, они посылают сигнал в спинной мозг, и тот замедляет дальнейшее сокращение, давая мышце возможность расслабиться и отдохнуть. Кроме того, сокращение одной мышцы может вызвать расслабление другой, которая отвечает за противоположно направленное движение. Так, например, при сильном сокращении бицепса происходит расслабление и удлинение трицепса. Тело по разному реагирует на разовое сильное растяжение мышц и на регулярные упражнения на растяжку, выполняемые по нескольку раз в неделю. Большинство последних исследований показывает, что разовая сильная растяжка может заметно увеличить диапазон подвижности сустава, но при этом происходит замедление моторики, а также чрезмерное удлинение саркомеров и сухожилий. Ученые расходятся во мнениях относительно величины этих изменений, но складывается впечатление, что они затрагивают форму, клеточную структуру и длину мышц, а также влияют на длину дистальных и проксимальных сухожилий. Это выражается в снижении силы и выносливости мышц. В то же время регулярные упражнения на растяжку

продолжительностью по 10-15 минут, выполняемые 3-4 раза в неделю, не только повышают силу и выносливость мышц, но и делают их более эластичными. Эксперименты на животных доказывают, что отчасти это объясняется увеличением количества саркомеров.

Изучая влияние упражнений на профилактику травм, ученые выявили

различия между разовыми и регулярными растяжками. Хотя разовая сильная растяжка может снизить вероятность повреждения сильно закрепощенных мышц, людям, находящимся в нормальном физическом состоянии, она почти не помогает. Если изначально они обладают достаточной гибкостью, им больше пойдет на пользу интенсивная программа упражнений на растяжку, выполняемая 3-4 раза в неделю. Из-за этих различий многие специалисты в наше время рекомендуют делать упражнения на растяжку главным образом после тренировки.