2.Красные и белые мышечные волокна

В зависимости от сократительных свойств, гистохимической окраски и утомляемости мышечные волокна подразделяют на две группы - красные и белые.

Красные мышечные волокна – это медленные волокна небольшого диаметра, которые используют для получения энергии окисление углеводов и жирных кислот (аэробная система энергообразования). Другие названия этих волокон: медленные или медленно-сокращающиеся мышечные волокна, волокна 1 типа, а также SТ-волокна (slow twitch fibres).

Медленные волокна называют красными из-за красной гистохимической окраски, обусловленной содержанием в этих волокнах большого количество миоглобина - пигментного белка красного цвета, который занимается тем, что доставляет кислород от капилляров крови вглубь мышечного волокна.

Красные волокна имеют большое количество митохондрий, в которых происходит процесс окисления, для получения энергии ST-волокна окружены обширной сетью капилляров, необходимых для доставки большого количества кислорода с кровью.

Медленные мышечные волокна приспособлены к использованию аэробной системы энергообразования: сила их сокращений сравнительно невелика, а скорость потребления энергии такова, что им вполне хватает аэробного метаболизма. Такие волокна отлично подходят для продолжительной и не интенсивной работы (стайерские дистанции в плавании, легкий бег и ходьба, занятия с легкими весами в умеренном темпе, аэробика), движений, не требующих значительных усилий, поддержании позы. Красные мышечные волокна включаются в работу при нагрузках в пределах 20-25% от максимальной силы и отличаются превосходной выносливостью.

Красные волокна не подойдут для подъема тяжелого веса, спринтерских дистанций в плавании, так как эти виды нагрузок требуют достаточно быстрого получения и расхода энергии.

Белые мышечные волокна - это быстрые волокна большего по сравнению с красными волокнами диаметра, которые используют для получения энергии в основном гликолиз (анаэробная система энергообразования). Другие названия этих волокон: быстрые, быстросокращающиеся мышечные волокна, волокна 2 типа, а также FТ-волокна (fast twitch fibres).

В быстрых волокнах меньше миоглобина, поэтому они выглядят белее.

Для белых мышечных волокон характерна высокая активность фермента АТФазы, следовательно АТФ быстро расщепляется с получением большого количества необходимой для интенсивной работы энергии. Так как FТ-волокна обладают высокой скоростью расхода энергии, они требуют и высокой скорости восстановления молекул АТФ, которую может обеспечить только процесс гликолиза, потому что в отличие от процесса окисления (аэробное энергообразование) он протекает непосредственно в саркоплазме мышечных волокон, и не требует доставки кислорода митохондриям, и доставки энергии от них уже к миофибриллам. Гликолиз ведет к образованию быстро накапливающейся молочной кислоты (лактата), поэтому белые волокна быстро устают, что в конечном итоге останавливает работу мышцы. При аэробном энергообразовании в красных волокнах молочная кислота не образуется, поэтому они способны долго поддерживать умеренное напряжение.

Белые волокна имеют больший диаметр по сравнению с красными, в них также содержится гораздо большее количество миофибрилл и гликогена, но меньше количество митохондрий. В белых волокнах находится и креатинфосфат (КФ), необходимый на начальном этапе высокоинтенсивной работы.

Белые волокна больше всего подходят для совершения быстрых, мощных, но кратковременных (так как они обладают низкой выносливостью) усилий. По сравнению с медленными волокнами, FT-волокна могут в два раза быстрее сокращаться и развивать в 10 раз большую силу. Максимальную силу и скорость человеку позволяют развить именно белые волокна. Работа от 25-30% и выше означает, что в мышцах работают именно FТ-волокна.

3. Аэробная и анаэробная работа.

Аэробные тренировки.

Аэробные тренировки, аэробика, кардиотренировки - это вид физической нагрузки, при которой мышечные движения совершаются за счет энергии полученной в ходе аэробного гликолиза, то есть окисления глюкозы кислородом. Типичные аэробные тренировки - бег, ходьба, велосипед, активные игры и пр. Аэробные тренировки отличаются длительной продолжительностью (постоянная мышечная работа продолжается более 5 минут), при этом упражнения имеют динамический повторяющийся характер.

Аэробные тренировки предназначены для повышения выносливости организма, подъема тонуса, укрепления сердечно-сосудистой системы и сжигания жира. Также в исследованиях было показано, что аэробные нагрузки вызывают гипертрофию мышц.

Исследование Michele Tine в 2014 году показало, что однократное занятие аэробики на протяжении 12 минут вызывает существенное улучшение зрительного восприятия и внимания у студентов сразу после физической нагрузки и спустя 45 минут, что в свою очередь способствует повышению их академической успеваемости.

Однако следует помнить, что планомерных научных исследований не проводилось. Данный вывод скорее сделан на умозаключении, что при аэробных нагрузках незначительно увеличивается энергетическое потребление. При этом игнорируется тот факт, что большую часть дневного потребления составляет базовый метаболизм, который замедляется после прекращения аэробных нагрузок. Это связано с тем, что организму требуется ресурсы, чтобы восстановить потерянное. Причем, чем больше будет потрачено энергии запасенной жировыми клетками, тем сильнее организм постарается возместить потери, запасая впрок и замедляя метаболизм. Для того, чтобы негативные последствия от аэробных упражнений были минимальными, придется ограничивать дневную калорийность, а при уменьшении дневной калорийности сверх меры, организм начинает увеличивать количество жировых клеток. Таким образом аэробные упражнения нужно применять взвешенно и обдуманно, учитывая негативные последствия от их применения.

Американские исследователи из Университета Калифорнии оценили количество энергии, затрачиваемой мужчинами и женщинами, которые оставались в форме и вели активный образ жизни в 60 или 70 лет. Оказалось, что пожилые люди, которые регулярно бегали, тратили столько же энергии при ходьбе, как и 20-летние подростки. Обычные прогулки не имели такого эффекта. Такие люди тратили на 20% больше энергии при ходьбе.