Вместо заключения (теоретические пояснения)

Далеко не все хотят вдаваться в дебри физиологии и биохимии, поэтому теоретический раздел я решил вынести в самый конец книги.

Итак, в прошлых главах на протяжении сотен страниц я писал о том, как надо тренироваться и отдыхать. Сейчас же я хочу объяснить, почему надо все делать именно так, а не иначе.

А для этого нам придется рассмотреть некоторые вопросы, связанные строением мышц и биохимией мышечного сокращения.

Мышца состоит из трех частей: сухожилие, мышечное брюшко, сухожилие.

Мышечное брюшко состоит из нескольких тысяч мышечных волокон.

Мышечное волокно состоит примерно из двух тысяч миофибрилл (рис.1), каждое из которых окружено оболочкой – сарколеммой.

Миофибриллы являются основными сократительными элементами мышц. Сокращение происходит за счет того, что обладают способностью уменьшать свою длину при поступлении нервного импульса, стягивая тем самым мышечное волокно.

Рис.1. Состав мышцы.

Под микроскопом видно, что миофибрилла состоит из чередующихся темных (миозин) и светлых полос (нити актина). При сокращении миофибриллы светлые участки уменьшают свою длину и при полном сокращении исчезают вовсе.

Т.е. устройство миофибриллы в чем‑то напоминающее устройство телескопической антенны – в полностью выдвинутом состоянии мышца расслаблена, в сложенном состоянии – мышца напряжена.

Процесс сокращения происходит за счет въезда светлых тонких нитей актина между толстыми нитями миозина.

Скольжение нитей актина вдоль нитей миозина происходит благодаря наличию у нитей миозина боковых ответвлений, называемых мостиками. Эти мостики играют роль своеобразных весел, отталкиваясь которыми миозин и актин движутся относительно друг друга, как движется лодка по поверхности воды (рис.2).

Собственно, как становится понятно из этого краткого обзора, мышечное сокращение сводится к движениям мезиновых мостиков.

Рис.2. Сокращение миофибрилл: а) – до сокращения, б) – после сокращения.

Управление мышечным сокращением осуществляется с помощью мотонейронов – нервных клеток, ядро которых лежит в спинном мозге, от спинного мозга в мышцу идет длинное ответвление – аксон (длина до 1 м). Возле мышцы аксон разветвляется на множество веточек, каждая из которых подведена к отдельному мышечному волокну. Таким образом, один мотонейрон отвечает за работу целой группы мышечных волокон, которая, благодаря такой нервной организации, работает как единое целое.

При поступлении от ЦНС (центральной нервной системы) к мотонейрону, расположенному в спинном мозге, возбуждающего сигнала, мотонейрона генерирует серию импульсов, направляемых по аксону к мышечным волокнам.

Чем сильнее сигнал, воздействующий на мотонейрон, тем выше частота генерируемого мотонейроном импульса – от небольшой стартовой частоты (4–5 Гц), до максимально возможной, для данного мотонейрона, частоты (50 Гц и более).

Мотонейроны имеют разный порог возбудимости, поэтому мотонейроны разделяют на медленные и быстрые. Медленные мотонейроны имеют, как правило, низкий порог возбудимости, а быстрые высокий. Кроме того, быстрые мотонейроны способны генерировать гораздо более высокочастотный импульс

Мышечные волокна, как и управляющие ими мотонейроны, так же делятся на быстрые и медленные.

Сокращение и быстрых и медленных мышечных волокон осуществляется по одному и тому же механизму, который мы уже рассмотрели чуть выше – движения мезинового мостика.

Естественно, что для движения мостика требуется энергия.

Универсальным источником энергии в живом организме является молекула АТФ. Под действием особого фермента (АТФаза) АТФ гидролизуется и превращается в АДФ, при этом высвобождается энергия, которая и используется для движения мезинового мостика.

Но первоначальный запас молекул АТФ в мышце ограничен, поэтому при работе мышцы требуется постоянное восполнение запасов энергии (т. е. ресинтез АТФ).

Мышца имеет три источника воспроизводства энергии: расщепление креатинфосфата; гликолиз; кислородное окисление.