Адаптация мышечной системы к физическим нагрузкам

Современный спорт характеризуется высокими физическими нагрузками, которые предъявляют повышенные требования ко всем системам организма спортсмена, в том числе и скелетным мышцам. Поэтому изучение изменений, происходящих в мышцах под влиянием разных двигательных режимов на макроскопическом, микроскопическом и субклеточном уровнях, имеет большое теоретическое и практическое значение, так как изменение в строении мышц отражается и на их функциональных возможностях.

Опыт показывает, что целенаправленные тренировки увеличивают силу и меняют другие функциональные свойства мышц. Однако при максимальных нагрузках и недостаточном времени отдыха, сила мышц начинает снижаться, и спортсмен не может повторить достигнутые им ранее высокие результаты. Поэтому необходимо знать, какие изменения при этом происходят в мышцах или каким должен быть в дальнейшем двигательный режим спортсмена: полный покой (адинамия), минимальный объем движений (гипокинезия) или постепенное снижение объема нагрузок.

Но прежде чем об этом говорить, необходимо ознакомиться с некоторыми свойствами мышечных волокон скелетных мышц, которые по морфологическим и функциональным признакам подразделяются на два типа.

Волокна 1-го типа (красные) имеют небольшой диаметр. Они характеризуются высокой активностью окислительных ферментов из-за преобладания в них аэробных окислительных процессов и значительным содержанием гемоглобина. Каждое волокно окружено 2-3 кровеносными капиллярами, т.е. уровень кровоснабжения очень высокий. Красные волокна относятся к медленным, тоническим.

Волокна 2-го типа (белые) более толстые, чем первые. Они в большом количестве содержат фосфорилазу и АТФ, обеспечивающих анаэробные процессы. Основным источником энергии является гликоген. Уровень кровоснабжения низкий (на одно мышечное волокно приходится в среднем один кровеносный капилляр). Белые волокна относятся к быстрым, тетаническим.

Таким образом, для красных волокон характерно следующее: относительно небольшая сила сокращения, низкая скорость сокращения и значительная выносливость, в то время, как белые волокна отличаются большой силой сокращения, высокой скоростью сокращения и быстрой утомляемостью.

В процессе спортивных тренировок происходят структурные перестройки мышц. Этот процесс получил название рабочая гипертрофия мышечной ткани, Из морфологических признаков, характеризующих гипертрофию мышц, следует отметить увеличение объема и веса мышц, а также увеличение объема (длина и толщина) клеточных элементов мышц. Увеличение количества мышечных волокон не является обязательным условием гипертрофии мышц, хотя теоретически возможен и этот вариант изменений.

Гипертрофия мышц при повышенных физических нагрузках развивается как следствие их гиперфункции. В процессе приспособительных реакций происходят морфологические преобразования на различных уровнях структурной организации скелетных мышц: органном, клеточном и субклеточном. Следствием этих преобразований является метаболическая перестройка в мышцах, а при определенных условиях и изменения пластических свойств их энергообразующих и сократительных структур, поэтому тренеру необходимо систематически следить за показателями разви-тия мышечной системы с тем, чтобы предотвратить ее нежелательные изменения.

Увеличение интенсивности сокращения мышц закономерно влечет за собой активизацию процессов энергообразования и синтеза белка. Активное энергообразование характеризуется значительным повышением потребления кислорода на единицу массы мышечной ткани, а также ростом окислительного фосфорилирования, т.е. аэробного ресинтеза АТФ, а так как энергия используется не только для интенсификации работы мышц, но и для возросшего синтеза сократительного белка происходит мобилизация и анаэробного пути ресинтеза АТФ за счет распада гликогена и креатин-фосфата, содержащихся в мышцах. Все эти изменения являются определенным показателем динамики функциональной активности скелетных мышц. За активизацией синтеза энергообразующих структур (митохондрий) возрастает синтез белка и увеличивается масса функционирующих миофибрилл. То есть увеличение мышечной массы ведет к тому, что повышенная функциональная активность мышц происходит в соответствие с их структурой, а морфологически это выражается в увеличении размеров мышечных волокон.

Наряду с вышеизложенными процессами наблюдаются общие реакции сосудов кровеносного русла скелетных мышц, следствием которых является рабочая гиперемия. Она создает необходимые условия для интенсивного притока крови к мышцам за счет раскрытия капилляров. При увеличении функциональной активности скелетных мышц обязательно происходит усиление тканевого метаболизма, так как анаэробные процессы не могут долго обеспечивать функционирование тканей, поэтому усиление окислительного метаболизма невозможно без увеличения доставки к работающим органам крови, а вместе с ней кислорода.

Таким образом, одним из основных элементов рабочей гипертрофии и гиперемии скелетных мышц является усиленный метаболизм.