Баннер Выходные пробежки

Биомеханика мышц

Здравствуйте, уважаемые любители спорта и физической культуры, рад снова приветствовать Вас на страницах авторского проекта «Мир здоровья»! Уверен, что тема, которую мы сегодня затронем, не оставит равнодушным в буквальном смысле никого. Почему так, спросите Вы? Всё очень просто, ведь биомеханика мышц – краеугольный камень физического движения, на котором базируется весь процесс построения красивого, подтянутого тела.


Данная статья не претендует на научную. Напротив, она направлена на усвоение материала новичком. Базовые знания биомеханики мышц человека помогут правильно организовывать спортивные тренировки и предотвратить получение травм при занятии физической культурой.

Анатомия человека: строение, классификация и функции мышц

Честно признаться, я уже давно хотел осветить этот вопрос в своём блоге, так как считаю его одним из самых главных технико-теоретических аспектов любого спорта. Сами понимаете, что пытаться «подтянуть мышцы» своего тела, не зная или имея смутное представление о том, с чем придётся работать – это означает проводить тренировку ради тренировки, а не результата.

Однако, я намеренно отложил рассмотрение этого вопроса до текущего момента, так как сходу очень тяжело включиться в теоретическую часть – анатомию и физиологию мышц, тем более, когда не знаешь даже базовых основ, которые изложены в предыдущих статьях блога. Но сейчас, изучив основную информацию на тему здоровья и здорового образа жизни, вы уже подготовлены и знаете эти прописные истины, а значит пришло самое время копнуть поглубже и разобраться в ещё одной важной теме.

Каждый любитель спортивных тренировок просто обязан знать, как можно больше о мышцах, их функциях и строении, ибо так он добьётся гораздо больших результатов. Согласитесь, хотеть прокачать мышцы и не знать элементарных основ их физиологии, просто глупо. Хотя, скажу вам по секрету, что не каждый профессиональный спортсмен знает, что такое брахиалис. Ну да ладно, ближе к телу.

Итак, мышца человека – это орган тела (мягкая ткань), состоящий из мышечных волокон, способных сокращаться под воздействием нервных импульсов и обеспечивающий основные функции тела человека: движение, дыхание, питание, сопротивление нагрузкам и т.п.

Из этого определения сразу же можно сделать вполне очевидный вывод, что мозг и мышцы взаимосвязаны (что мозг прикажет, то и будет исполнено мышцами). Следовательно, от скорости нервно-мышечной реакции зависит эффективность проработки мышц.

Мышца состоит из исчерченных, поперечно-полосатых пучков мышечных волокон, идущих параллельно друг другу, которые связываются соединительной тканью в пучки первого порядка. Несколько таких пучков соединяются и образуют пучки второго порядка и т.д. Все эти мышечные пучки объединяются специальной оболочкой, составляя мышечное брюшко.

Когда мышца сокращается (под воздействием нервных импульсов), в ней различают «активно-сокращающуюся» часть – брюшко, и пассивную часть, при помощи которой она прикрепляется к костям – сухожилие. Если рассматривать в общем, то скелетная мышца – это сложная структура, состоящая из поперечно-полосатой мышечной ткани, различных видов: соединительной (сухожилие) и нервной (нервы мышц) тканей, из эндотелия и гладких мышечных волокон (сосуды).

Из всего этого стоит запомнить, что преобладающей в структуре мышц является поперечно-полосатая мышечная ткань, свойство которой (сокращаемость) и определяет функцию мускула как органа сокращения. Тело человека состоит из различных мышечных групп – комплекс нескольких мышц, выполняющий одну и ту же двигательную функцию. При выполнении похожих упражнений в одинаковом движении в работу обычно включаются почти все мышцы из одной мышечной группы.

Теперь перейдем к классификации мышц. Классификация мышц достаточно разнообразна. В данной статье мы разберём и проанализируем самые необходимые классификации.

№1. По форме
Различают короткие, длинные и широкие мышцы. Среда обитания длинных мышц (в основном) — конечности, с их помощью выполняются упражнения с полной амплитудой движения.

Длинные – это мышцы «головастики». Называют их так, поскольку состоят из трёх частей: начало мышцы – головка, средняя часть – брюшко мышцы, конец мышцы – хвост. По своей форме похожи на веретено, сухожилия имеют вид узкой ленты. Яркими представителями семейства длинных мышцы являются те, которые оканчиваются на “-цепс”: бицепс (двуглавая), трицепс (трехглавая) мышцы плеча, квадрицепс.

Также, к длинным относятся те, которые образованы в результате слияния мышц разного происхождения, обычно это многобрюшные мышцы, имеющие два или больше брюшка. Яркий представитель – абдоминальная и другие мышцы пресса.

Широкие мышцы располагаются в основном на туловище и имеют расширенное сухожилие. Яркими представителями семейства широких мышц являются, например: поверхностные мышцы спины и груди. Короткие мышцы сходны по форме либо с длинными, либо с широкими мышцами, но имеют размеры значительно меньше относительно своих собратьев.

Также бывают и другие формы мышц: круглая, дельтовидная, камбаловидная, икроножная и др.

№2. По направлению волокон
Различают:

  • Прямые-параллельные
  • Косые
  • Поперечные
  • Круговые

Прямые-параллельные позволяют мышце значительно укорачиваться при сокращении, что обеспечивает большую амплитуду и увеличенную траекторию движения. Косые мышцы уступают в своей способности укорачиваться, но из-за того, что они более многочисленны, способны развивать большее силовое усилие.

Зачастую, из-за незнания анатомических особенностей мышц, люди пытаются дать ту нагрузку мышце, на которую последняя в принципе не рассчитана по своей природе. К примеру, в силу того, что бицепс относится к виду прямой/параллельной/длинной мышцы (по классификации), он априорно не сможет взять тот вес, который потянет косая мышца, а вот последняя, в силу своих многочисленных волокон, легко разовьёт большее силовое (тяговое) усилие. Ну а, чтобы это понимать, необходимо знать основы физиологии, анатомии мышц и понимать принципы их работы (о последнем поговорим далее).

Следующие – поперечные и круговые мышцы. Поперечные схожи с косыми и выполняют во многом схожие виды работ, а вот круговые – отличаются от них тем, что располагаются вокруг отверстий тела (например, мышца рта) и своим сокращением суживают их.

№3. По закономерности расположения мышц
Было бы наивно полагать, что не существует каких-то закономерностей в распределении мышц по всему телу. Конечно же они есть, и звучат они следующим образом:

  • Согласно строению тела и принимая во внимание принцип двусторонней симметрии, мышцы являются парными или состоят из двух симметричных половин.
    И славу богу, что симметричных, а то представьте себе лицо из двух разных половин, та еще картина. Хотя после череды праздников у некоторых можно наблюдать явный перекос, например, лицевых половинок;
  • Тело человека и, в частности, его туловище, состоит в основном из сегментов (отдельных самостоятельных элементов) мышц. То есть это не какой-то сплошной общий пласт (хотя широкие мышцы живота именно такого типа), а есть чёткое (иногда условное) разделение на отделы, например, прямую мышцу живота можно условно разделить на верхний и нижний отдел;
  • Мышцы располагаются по кратчайшему расстоянию между точками их прикрепления. Движение, производимое мышцей, совершается по прямой линии, поэтому, зная точки прикрепления мышцы, и то, что подвижная часть притягивается к неподвижной, можно заранее определить сторону движения и функцию мышцы;
  • Мышцы, перекидываясь, перекрещивают под прямым углом ту ось в суставе, вокруг которой они производят своё движение.

Итак, с классификаторами мышц и географией их расположения разобрались, теперь рассмотрим некоторые технические аспекты в деле прокачки качественной мышечной массы, которым мало кто уделяет должное внимание или не принимает их в расчёт вовсе.

Мышцы человека: введение в механику. Как что устроено и работает

Биомеханика мышц – это достаточно сложный процесс. И чтобы его освоить полностью, нужно разделить на блоки весь материал на данную тему. Поэтому и этот раздел статьи будет разделён на несколько подразделов. Итак, поехали!

Клеточное строение и сокращение мышц

Всем нам известно, что любой живой организм состоит из клеток – наименьшей структурной единицы. Так вот, структурной единицей для мышц является миофибрил – тончайшие нити, идущие вдоль от одного конца мышечного волокна до другого.

Поскольку мышцы (в большинстве своём) выполняют сократительную функцию, то для обеспечения этой деятельности в ход идут активные элементы – протофибриллы в виде белков актина (длинные и тонкие волокна) и миозина (короткие и в два раза более толстые, чем актин, волокна). В разных типах мышц, например, в гладких и скелетных, протофибриллы расположены по-разному. Так, в гладких последние расположены неупорядоченно и, преимущественно, по периферии внутренней поверхности миофибрил. В скелетных же мышцах актин и миозин строго упорядочены и занимают всю их внутреннюю полость.

Можно наблюдать такую картину – места, где волокна актина частично входят между волокнами миозина выглядят тёмными полосками, а другие частицы – светлыми, поэтому такие миофибрилы называются поперечно-исполосованными.

Вообще, в самом общем виде, механизм мышечного сокращения выглядит следующим образом: при сокращении мышцы волокна миозина, используя энергию АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) продвигаются вдоль волокон актина, тем самым обеспечивая главную функцию мышц.

Миозин в этом процессе играет роль фермента аденозинтрифосфатазы и способствует расщеплению АТФ и выделению энергии.

Подытожив всё вышеизложенное, следует запомнить, что гладкие мышцы (благодаря своему строению) сокращаются относительно медленно (от нескольких секунд до 1-4 минут), тогда как исполосованные мышцы способны сокращаться очень быстро (за доли секунды). Имейте это ввиду при работе с тем или иным видом мышц.

Принцип работы мышц: элементы биомеханики

При занятии спортивными тренировками очень важно понимать, какие процессы и, самое главное, как они протекают при выполнении тех или иных физических упражнений. Знание принципов биомеханики работы мышц поможет увеличить эффективность занятия.

Согласитесь, есть что-то такое, когда ты, беря в руки спортивный инвентарь, не просто на автопилоте делаешь заученное упражнение, а понимаешь, что в этот момент происходит в твоих мышцах. Понимание этих вопросов продвинет вас в сторону качества.

Итак, основное свойство мышечной ткани (как мы уже неоднократно говорили) – умение сокращаться. Процесс этот представляет собой укорочение мышцы и сближение двух точек, к которым она прикреплена, причем подвижный пункт притягивается к неподвижному.

Действуя таким способом, мышца не только производит тяговое усилие (передвигает груз), но и совершает механическую работу. А теперь – внимание! Сила мышцы зависит от количества мышечных волокон, входящих в её состав, и определяется площадью физиологического поперечника, то есть площадью разреза в том месте, через которое проходят все волокна мышцы. Таким образом, длина мышцы влияет на величину её сокращения.

В каком-то смысле можно сравнить кости, движущиеся в суставах под влиянием мышц, с механическими рычагами для передвижения предметов различной степени тяжести.

Таким образом, получается, что чем дальше от места опоры будут прикрепляться мышцы, тем это эффективней, ибо благодаря увеличению плеча рычага, лучше может быть использована их сила. Теоретическая механика, 3 курс института, товарищи дорогие!

Если исходить из «рычажной концепции», то различают мышцы сильные – прикрепляющиеся вдали от точки опоры, и ловкие – прикрепляющиеся вблизи неё. Первые (например, камбаловидная), лучше производят работу статического характера. Они характеризуются большой поверхностью своего начала и их место прикрепления находится близко к точке приложения тяжести. Также сильные мышцы богаче кровеносными сосудами и мышечным пигментом (миоглобином). Цвет их темнее, благодаря чему их называют красными.

Эти мышцы долго не утомляются и во время работы проявляют большую силу при незначительном напряжении. Однако, хорошие силовые показатели сказываются на скорости и размахе их движения при сокращении, которые невелики. Можно сказать, что сильные мышцы – некие опорные точки всей мускулатуры человека.

Совсем иначе обстоит дело с ловкими мышцами. Они (например, двуглавая мышца бедра), характеризуются длинными, обычно параллельно расположенными волокнами, с небольшой площадью начала и прикрепления, а также меньшим количеством кровеносных сосудов, поэтому их называют белыми мышцами.

Эти мышцы отличаются быстротой сокращения и, работая с большим напряжением, достаточно быстро утомляются. Хоть белые мышцы и уступают в силе красным, зато они способны быстро и во взрывном характере выполнять разнообразные движения. Чаще можно встретить такое название этих волокон: медленные (красные) и быстрые (белые) или волокна первого (I) и второго (II) типов.

В организме человека мышцы содержат как красные волокна – статического типа, так и белые – динамического. В основном, 3/4 людей планеты имеют процентное соотношение красных и белых волокон такое: 60/40. То есть преобладают первые, однако профессиональные спортсмены находятся вне этих параметров. У спринтеров вообще до 90% мышц ног – быстро-сокращающиеся.

Разумеется, что с возрастом (а также от величины нагрузки) соотношение белых и красных волокон меняется.

И ещё, если вы в течении жизни не поднимаете ничего тяжелее столовой ложки или пульта от телевизора, то ваши мышечные клетки обновляются каждые 7 – 15 дней. Если же вы занимаетесь в тренажёрном зале, работаете с железом, то процесс обновления ускоряется, поскольку любые упражнения (а с отягощениями особенно) провоцируют возникновение разрывов мышечных волокон, стимулируя тем самым рост новых клеток.

Помимо того, что каждая мышца имеет «начало» (которое обычно совпадает с точкой опоры) и прикрепление, её подвижная и неподвижная части могут меняться местами.

Вообще, большое количество упражнений в любом физически активном виде спорта, где совершаются движения в противоположных направлениях (сгибание/разгибание, приведение/отведение и т.п.) требует участия не менее двух взаимно расположенных мышц. Такие мышцы человека, действующие во взаимно противоположных направлениях, называются антагонисты. Именно благодаря им обеспечивается плавность движений. Итак, если есть антагонисты, значит есть и противоположные им мышцы, равнодействующая которых проходит в одном направлении и называются они агонисты, или синергисты. Следует понимать, что одни и те же мускулы могут выступать в роли как синергистов, так и антагонистов.

Теперь рассмотрим вопросы вовлечения мышц в работу и процессы их кровоснабжения.

Работа мышц: нервно-мышечная активность

Мышца – это мягкое и эластичное тело, которое может быть растянуто под действием внешних сил. Поэтому, как только начинается процесс растяжения, в её рецепторах возникает возбуждение, достигающее по нервным волокнам центральной нервной системы, которое затем обратно возвращается в мышцу, вызывая её напряжение (противодействующее растяжению).

Любую работу характеризует её КПД. Коэффициентом полезного действия работы мышц является развиваемая «мышечно-силовая» тяга и амплитуда (размах) движения последней. Под силой тяги будем понимать величину напряжения, которое развивается в мышце при её возбуждении. Сила тяги находится в прямой зависимости от количества и направления волокон. Мышца будет сильнее, если в ней будет больше мышечных волокон. Однако, сосчитать последние практически невозможно. Поэтому существует такое понятие, как физиологический поперечник мышцы, вот по нему-то и определяют силу последней.

Физиологический поперечник – площадь сечения мышцы в плоскости, перпендикулярной длине всех её волокон. Каждый квадратный сантиметр физиологического поперечника мышцы выдерживает в среднем 10 кг груза.

Также параметром, характеризующим работу мышцы, является размах движения, который зависит от характера костного скелета, от длины мышечного брюшка и «плеча рычага», а также от самой мышцы.

Стоит упомянуть про ещё один важный момент, относящийся к силе, развиваемой мышцей. Большое значение для силы тяги имеет степень возбуждения мышцы. Чем сильнее стимулирующее действие нервной системы, чем большее количество мышечных волокон захватывает возбуждение, тем больше сила тяги. Влияние нервной системы, как и кровеносной, зависит от общего состояния организма, типа высшей нервной деятельности и т.д.

Трофика и иннервация мышц

Помимо того, что работа мышц, как и других органов, регулируется нервной системой, также свой вклад в управление вносит и кровеносная.

Как мы уже разобрались, мышцы выполняют колоссальный объём работы, и процессы обмена веществ в них протекают весьма активно, поэтому не мудрено, что они обладают разветвлённой сетью кровеносных сосудов, по которым кровь подводит к ним питательные вещества и кислород, а выводит продукты обмена.

Стоит отметить, что, конечно, не все мышцы в равной степени снабжены кровеносными сосудами. Например, те из них, которые работают почти «денно и нощно» (диафрагма, сердце и др.), обладают разветвлённой кровеносной сетью. Те же, которые включаются в работу непостоянно, в течение непродолжительного периода времени, такой сетью не располагают (например, бицепс, трапециевидная мышца, прямая мышца живота и др.). Нервное окончание любой мышцы – рецепторы или эффекторы, которые располагаются везде, где только можно: в мышечной ткани, сухожилиях и т.д.

Из уст, например, тяжелоатлетов можно услышать такие слова: «в упражнениях надо чувствовать мышцу». Это чувство достигается путем восприятия рецепторами определённой степени сокращения/растяжения мышцы. Таким образом, по нервным волокнам, как по электрическим проводам передаются сигналы от мозга к мышцам и наоборот.

Эффекторы – это также нервные окончания, передающие возбуждение (пришедшее от нервного центра как ответ на изменение состояния, воспринятое рецепторами) мышце.

Пара слов о развитии и не развитии мышц

Так уж задумано природой, что тело человека создано для различного рода деятельности посредством работы мышц.

Современные же реалии доказывают, что мы всё чаще забываем пользоваться последними в своей повседневной жизни и тяжелее пульта от телевизора стараемся ничего не брать. Всё это приводит в конечном итоге к атрофии мышц и потере их работоспособности.

Только постоянные силовые нагрузки, умеренные спортивные занятия позволят вам включить в свою непосредственную деятельность предназначенные для этого мышцы. В результате всё это приведёт к увеличению объёма, возрастанию силы мышц, к общему физическому развитию всего организма.

Биомеханика мышц: всё, что надо знать про мышцы

Закончить хотелось бы подведением общих итогов всему тому, что было сказано (а было сказано немало, уж поверьте), дабы у вас всё окончательно разместилось по полочкам.

Итак, приведу основные тезисы, которые необходимо усвоить:

  • Изучайте информацию по всем группам мышц человеческого тела более детально, дабы понимать, как эффективнее ими работать.
  • Прочувствуйте работу всей своей мышцы во время выполнения физических упражнений.
  • Помните про типы мышечных волокон: белые и красные, и вовлекайте в работу оба типа волокон, чтобы добиться нужного объема мышц.
  • Запомните, что сила мышцы зависит от количества мышечных волокон, входящих в её состав, и наращивайте именно их.
  • Работайте как с мышцами антагонистами (действующими во взаимно противоположных направлениях), так и синергистами (действующими в одном направлении).
  • Стимулируйте свою нервную систему в ходе спортивных занятий, дабы вовлечь большее количество мышечных нитей.
  • Помните, что разветвлённая кровеносная система важна для полноценной трофики (питания) мышц.
  • Не запускайте свои мышцы, они должны работать при любом возможном случае.

На этом всё, дорогие мои читатели. Вот и проделали мы с вами такой большой объём работы, а именно разобрались в вопросах анатомии мышц человека, рассмотрели их классификацию, узнали кое-что о клеточном строении и сокращении мышц и ещё много всего. Это была статья на тему «Биомеханика мышц».

Хотелось бы добавить, что скоро в статьях блога мы рассмотрим мышечный атлас человека в разрезе, на конкретных примерах мышечных групп, также подробно и обстоятельно. Однако, это уже совсем другая история.

Не забудьте поделиться информацией со своими друзьями в социальных сетях. Также рекомендую ознакомиться с авторскими книгами о здоровье и здоровом образе жизни. И, конечно же, участвуйте в акциях проекта!

Ну а, чтобы не пропустить свежую полезную статью, подписывайтесь на новости блога и заходите «в гости» почаще. Я всегда рад вам, особенно, если вы оставляете комментарий. Спасибо вам, до скорых встреч!

 

С уважением и признательностью, Павел Винивитин

Помоги проекту

Если Вам понравился материал — поддержите проект!

ПОДПИШИСЬ НА ОБНОВЛЕНИЯ БЛОГА
ПРИМИ УЧАСТИЕ В СОЦИОЛОГИЧЕСКОМ ИССЛЕДОВАНИИ
Ваш комментарий отправлен на модерацию.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Если Вы хотите, чтобы отображалось Ваше фото в комментариях, зарегистрируйтесь на сайте https://ru.gravatar.com/