Что такое поперечное сечение мышцы

Поперечное сечение мышц и способы его увеличения

Как известно, мышцы обладающие способностью быстро сокращаться и содержащие в себе огромное количество гранул гликогена, отличаются самым большим поперечным сечением и имеют огромный потенциал для его приумножения.

Стоит отметить и то, что такими возможностями располагают только несколько групп мышц – это волокна FF и FI.

Итак, рост мускулатуры происходит исключительно за счет влияния некоторых обстоятельств, таких как: утолщение мышечных клеток, увеличение их количества, накопление жидкости и энергетических составляющих в тканях.

Гипертрофия или первый из числа факторов влияния, играет самую важную роль в процедуре наращивания поперечника. Происходит это в ходе тренировки, благодаря приумножению количества белка содержащегося в волокнах.

Следовательно, чтобы достичь результата, в первую очередь необходимо усердно поработать над накоплением такой обязательной составляющей всех тканей человеческого организма, как белок.

Суперкомпенсация или усиленный рост мышц

Давно известно, что какие бы гены не имел спортсмен, все же наиболее эффективно реализовать свой потенциал он сможет, только применяя правильные методы. Все прочие дополнения фармакологического характера так и останутся незначительным приложением, потому как они никогда не смогут заменить безупречно составленную схему тренировок.

К тому же специалисты в данной области в один голос утверждают о том, что израсходованный источник энергии или поврежденный участок, возобновляются не до своего первичного состояния, а в несколько раз больше. Подобный своеобразный эффект принято называть суперкомпенсацией.

Выходит, для повышения численности белков содержащихся в мышечных тканях нужно сначала их уничтожить. Говоря другими словами, существенно нарастить мышцы, можно только изначально их уменьшив.

Процесс восстановления израсходованных ресурсов

После усиленных тренировок, спортсмен обязательно должен отдыхать, потому, как именно в это время происходит рост мускул.

Однако прежде чем мышцы поперечника увеличатся, организм проходит четыре фазы: истощение, восстановление, сверхвосстановление, упрочненное состояние.

Из всего описанного выше, становится предельно понятно, каким образом действует принцип суперкомпенсации. Тем не менее, эта закономерность работает не всегда и только в ограниченном количестве.

При чрезмерных нагрузках, которые связаны с максимальным разрушением мышечных тканей, скорость восстановления значительно снижается, соответственно желаемый результат достигается намного позже и выражается не так явно.

Есть определенный установленный предел усиления тренировок, преодолев который довольно сложно улучшить дальнейшие итоги. Потому как даже незначительные отклонения в большую сторону могут привести к плачевным последствиям.

Выбирая комплекс упражнений направленный на рост мышц, очень важно найти золотую середину и тогда все приложенные усилия обязательно будут оправданы.

источник

5. Увеличение поперечного сечения мышц

Как мы уже выяснили, наибольшее поперечное сечение (диаметр) и наибольший потенциал увеличения поперечного сечения имеют быстросокращающиеся мышечные волокна, которые обладают гликолитическим обменом. Именно поэтому, из всех видов энергообеспечения мышечного сокращения, о которых было рассказано ранее, для бодибилдинга наиболее важен гликолитический источник восстановления АТФ.

Напомню, что таким обменом обладают два типа быстрых мышечных волокон:

— волокна типа FF – быстрые, обладающие гликолитическим обменом;
— волокна типа FI – быстрые, обладающие приближающемуся к гликолитическому типу обмена.

Теперь рассмотрим, за счет чего происходит увеличение поперечного сечения мышц. Или, проще говоря, за счет чего происходит утолщение мышцы. Мышца может утолщаться за счет трех факторов:

1. утолщения мышечных волокон – это явление называется гипертрофия;
2. увеличения количества мышечных волокон – это явление называется гиперплазия;
3. увеличения объема жидкости и энергетических веществ в мышечной ткани.

Наибольшим потенциалом в увеличении мышечного поперечника обладает фактор утолщения мышечных волокон – гипертрофия. А само утолщение мышечного волокна под влиянием тренировки происходит за счет увеличения содержания в мышечном волокне структурных и сократительных белков.

Таким образом, можно сказать, что для того чтобы происходило увеличение массы мышц, необходимо добиться увеличения содержания структурных и сократительных белков в мышцах. Чем эффективнее вы будете влиять на процесс увеличения количества белков в мышцах, тем быстрее вы сможете увеличить массу ваших мышц.

И тут мы подходим к ключевому вопросу бодибилдинга. Можно сказать, «краеугольному камню» бодибилдинга. Итак -Вопрос Вопросов: какая работа является оптимальной для увеличения мышечной массы? Без правильного ответа на этот вопрос невозможно добиться существенных успехов в увеличении массы мышц.

Какую генетику вы бы не имели – хорошую или не очень, как бы вы не тренировались – натурально или «ненатурально», использование наиболее эффективных методов позволит вам наиболее быстро и полно реализовать ваш генетический потенциал. Об этом надо знать и помнить. Прежде всего – Методика! Все остальные фармакологические дополнения всегда будут оставаться всего лишь дополнениями, поскольку не в состоянии сами по себе заменить правильную методику тренировки.

Теперь перейдем к рассмотрению вопроса, за счет чего происходит увеличение количества структурных и сократительных белков в мышечном волокне. Любая тренировка основывается на одном любопытном факте: в свое время было подмечено, что истощившийся источник энергообеспечения или травмированная ткань восстанавливаются не до исходного уровня, а несколько больше. Это явление получило название суперкомпенсации или сверхвосстановления.

Что нам дает знание этого факта? Прежде всего, понимание того, что для обеспечения увеличения содержания сократительных белков в мышцах, (и, как следствие — увеличение мышечной массы), необходимо предварительно разрушить эти белки.

Еще раз подчеркну этот момент – чтобы увеличить количество сократительных белков в мышцах, необходимо предварительно их разрушить. Другими словами, говоря проще, чтобы увеличить мышцу, ее надо сначала уменьшить.

Попутно хочу заметить, что существует глубокое заблуждение о том, что мышцы растут во время тренировки. Это совершенно не так! Во время тренировки мышцы разрушаются, а растут они — во время отдыха.

В период восстановления разрушившихся после тренировки сократительных белков, наступает фаза сверхвосстановления, то есть увеличения содержания этих белков, что приводит к увеличению поперечного сечения мышцы.

Явление суперкомпенсации при восстановлении энергетических ресурсов в период отдыха:
1 — фаза истощения ,
2 — фаза восстановления,
3 — фаза сверхвосстановления,
4 — фаза упроченного состояния

источник

Всё интересное о массе и силе мышц

Наверняка многие из вас наблюдали картину, когда в зал приходит какой-то дрищ, и делает приседания со штангой весом под 200 кг (а то и более). А вы весь такой мускулистый и здоровый, бедра размером с туловище этого дрища, но только что закончили приседать с весом в половину этого, у вас болят колени, ломит поясницу и самолюбие. Затем вы рыдаете в туалете, обещаете себе никогда не приходить в тренажерный зал, создаете группу «Спортивные советы», и начинаете писать глупые статейки. Так как так, мышц нет, а сила есть?

Все прекрасно знают, что чем толще мышцы (площадь поперечного сечения), тем больше сила. Но это не совсем так.

Возьмем среднего мужчину весом в 80 кг. Если это не тренированный мужчина, то около 40% (32 кг) это его мышцы. Несомненно, генетика здесь играет большую роль, но в среднем за 10 лет тренировок (внатурашку) можно увеличить мышечную массу на 50% (+16 кг). Как правило, около 7-8 кг можно получить в первый год тренировок, 2-3 за следующие пару лет, остальное будет даваться всё тяжелее и тяжелее.

Что же происходит с силой? Если вы в начале своего пути на Олимпию приседали с весом около 50 кг, то вполне сможете дойти до 150-200 кг за эти же 10 лет. То есть мышцы выросли на 50%, а сила может вырасти при этом в 2-4 раза. Здесь уже от разных мышц зависит. К примеру, сила бицепса может вырасти всего в 2 раза. Но один хрен, получается, что сила растет быстрее мышц в 4-8 раз.

Исследования подтверждают, чем больше размер мышцы, тем большей силой оно обладает [1]. Но это не является ключевым фактором. Если абсолютная сила мышц стремится к росту при бОльшем объеме мышечных волокон, то относительная сила (сила в отношении с размером) будет наоборот снижаться. Есть формула для определения удельной силы, которая равна максимальной силе, деленной на площадь поперечного сечения.

Удельная сила в значительной мере зависит от типа мышечных волокон. По средним показателям, удельная сила мышечных волокон лифтеров на 62% больше, нежели у бодибилдеров. Кроме того, вы удивитесь, но мышечные волокна билдеров на 41% слабее, чем у нетренированных людей. Да-да, именно ты сильнее, чем все эти качки-педики! Но речь идет из расчета на площадь поперечного сечения, то есть на квадратный сантиметр толщины, у них мышцы слабее, чем у тебя, но за счет общего объема мышц, они, естественно, сильнее в целом [2].

Самые сильные мышечные волокна в 3 раза сильнее самых слабых, но той же толщины – разница огромная [1]. Например, ваша нога (состоящая из одного типа мышечных волокон) размером с мою руку (состоящей из другого типа мышечных волокон), может быть сильнее в 3 раза. Утрирую, конечно, но суть, думаю, поняли.

Таким образом, чем больше увеличивается размер мышц, тем больше снижается сила относительно их толщины. Соответственно, если мышца в толщине увеличится в 2 раза, то ее сила вырастет лишь на 41%.

Поэтому в данном случае, рост силы лучше связывать не с площадью поперечного сечения мышцы, а с диаметром мышечного волокна (вопреки учебнику биологии).

Итак, повторим, с ростом объема мышц, неизбежно растет сила, но рост площади поперечного сечения обгоняет рост силы.

Просто для примера, в одном исследовании за 12 недель тренировок, площадь поперечного сечения (ППС) у людей выросла примерно на 30%, но удельная сила при этом не изменилась (то есть можно считать, что удельная сила тоже увеличилась примерно на 30%) [3]. В другом исследовании ППС увеличилась на 28-45%, удельная сила также не изменилась [4].

В то же время, есть исследования, которые показывают, что удельная сила может увеличиваться без увеличения объема мышц [5,6].

Но в этих 4-х исследованиях, сила росла в сравнении с диаметром, а в сравнении с ППС, сила росла только, если мышцы не росли.

Идем далее. Одним из важных факторов является такой генетический момент, как место крепления мышц и длина конечностей. Все мы прекрасно знаем, чем больше рычаг, тем легче будет поднять вес. То есть чем дальше мышца крепится от сустава, и чем короче будет конечность, тем бОльший вес можно поднять.

К примеру, разница в силе в зависимости от места прикрепления мышц в коленном суставе может составлять 16-25% у разных людей [7]. При этом, с ростом мышц увеличивается и момент силы, так как меняется «угол атаки», этим отчасти объясняется то, что сила растет быстрее объема.

Если кому интересно, в следующем исследовании можете посмотреть картинки, наглядно объясняющие, как с ростом толщины мышцы меняется угол приложения усилий, отсюда двигать более объемными мышцами становится легче [8]. Пример рисунка ниже.

Кроме того, есть такой фактор, как способность центральной нервной системы сокращать определенное количество мышечных волокон, расслабляя противоположные волокна. Казалось бы, причем тут противоположные мышцы? А как вы сможете поднять максимальный вес на бицепс, если у вас напряжен трицепс, сила которого направлена в противоположную сторону?

Исследования показывают, что, к примеру, при помощи электростимуляции, то есть принудительно, мы можем добиться бОльшего сокращения мышц [9]. Был сделан вывод о том, что некоторые люди и правда смогут значительно увеличить силу, развив у себя связь «мозг-мышцы», но для большинства людей это не столь значительно. Может быть потому, что мозгов нет.

По некоторым данным, объем мышц отвечает примерно за 50% силы [10]. Еще 10-20% силы это крепления мышц, длина рычагов и прочее. Где же еще 30-40%?

Чем больше мы тренируемся, тем больше улучшается качество соединительной ткани, которая передает усилие от мышцы к костям. До 80% силы мышцы передается окружающим тканям (сухожилиям), увеличивая общую передаваемую силу от мышц к скелету [11]. Сила всей мышцы при тренировках растет лучше, чем сила суммы всех мышечных волокон [12]. Потому как соединительная ткань крепится к целой мышце, а не к отдельным волокнам.

Далее идет антропометрия – особенности строения тела. По некоторым наблюдениям, литеры, у которых более длинная голень и короткое бедро, способны приседать с бОльшим весом [13]. Такая же ситуация с диной плеча в жиме штанги лежа.

Вот, наконец-то мы и добрались до такого фактора, как специфичность тренировок. Давно известно, что растет то, что тренируем. Наглядным примером того является исследование [14], где 3 группы людей тренировались либо с 30% весом 3 подхода до отказа, либо с 80% весом, где всего один подход до отказа, либо 80% и 3 подхода до отказа. Соответственно, сила больше всего выросла в 3 группе. Однако когда у испытуемых решили проверить кто больше раз поднимет 30% веса, то первая группа «нагнула» третью. Плюс к этому, у них решили проверить статическую силу, и она оказалась одинаковой во всех группах, т.к. они все одинаково ее не тренировали.

Чем опытнее мы становимся, чем правильнее техника, тем лучше растет сила. При этом, многосуставные упражнения, задействующие большие мышечные группы дают больший эффект. С ростом общего количества повторений уменьшается доля ошибок в упражнении [15].

Так какая все-таки взаимосвязь между ростом силы и объемом мышц?

Если проанализировать несколько исследований [16,17,18,19], можно сделать следующие выводы:

— у нетренированных людей рост массы и силы слабо связан;

— чем опытнее люди, тем более отчетливая связь между ростом силы и объема;

— у элитных спортсменов с большим опытом, рост объема мышц дает 65-90% прибавки в силе [20].

В начале тренировок, сила растет гораздо быстрее, чем масса [12]. Многие могли заметить это на своем опыте. Когда первые 4-6 недель тренировок мышцы какими были, такими и остались, а вот сила увеличивалась с каждой тренировкой. Как только начинается рост мышц, сила в по отношению к площади начинает значительно снижаться.

— рост силы обусловлен множеством факторов, таких как разница в количестве и типе мышечных волокон, место прикрепления мышц, длина рычагов (конечностей), способности ЦНС, качество соединительной ткани, специфичность тренировок и прочее;

— удельная сила мышечных волокон лифтеров примерно на 62% больше, чем у билдеров (из-за разницы в тренировках);

— сила одного и того же объема разных типов мышечных волокон может различаться в 3 раза;

— удельная сила (на квадратный сантиметр поперечного сечения) не всегда растет с тренировками, ибо площадь растет быстрее, чем сила;

— короче говоря, если вы тренируетесь «на массу», вы становитесь сильнее только за счет общего объема мышц. Если же вы тренируетесь «на силу», то вы можете ее увеличить без значительного роста массы. Кстати, именно поэтому всяким дрищам, турникменам и кроссфитерам легче работать с собственным весом, ибо они могут быть сильнее в соотношении с собственной «массой», хотя в целом, качки сильнее.

Тема не простая, но довольно интересная! Определились чего хотите от тренировок именно вы?

источник

От чего зависит рост мышц, и какие факторы на это влияют?

Гипертрофия мышц человека – это основное понятие в любой физической тренировке, так как именно она отвечает за развитие силы, рост мышечной массы, быструю восстанавливаемость после нагрузки, последующий хороший метаболизм и т.д. Поэтому каждый спортсмен, особенно в бодибилдинге, преследует только одну цель – постоянная функциональная гипертрофия.

Гипертрофия скелетных мышцы человека – это адаптивный механизм нашего организма, который представляет собой реакцию на чрезмерную физическую нагрузку в виде увеличения количества мышечных клеток.

Что такое гипертрофия мышц?

В одной из наших статей «Почему болят мышцы после физической нагрузки?» мы коротко рассказали о том, что приводит к гипертрофии. В результате чрезмерной физической нагрузки происходит микротравма, в ответ на которую, клетки-сателлиты начинают активно делиться, обеспечивая регенерацию ткани. За счет этого увеличения клеток происходит увеличение площади поперечного сечения волокна, а его увеличение, в свою очередь, приводит к увеличению площади поперечного сечения самой мышцы.

Что влияет на рост мышц?

Сначала разберемся с научной стороной вопроса. Мышечная гипертрофия зависит от множества факторов в той или иной степени, а именно от:

Типа волокон;
Состава волокон;
Пола;
Возраста;
Генетического потенциала;
Типа тренировок.

Площадь поперечного сечения

Чтобы оценить гипертрофию, необходимо оценить объем и массу скелетной мышцы. Но так как сделать это крайне тяжело, в исследованиях принято оценивать площадь поперечного сечения мышцы (анатомический поперечник). Это делается с помощью МРТ (магнитно-резонансной томографии) или компьютерной томографии. При этом площадь поперечного сечения самой мышцы зависит от площади поперечного сечения волокна (из которых состоит мышца). А так как количество этих волокон заложено в человеке генетически (увеличить невозможно), здесь определяется важность изначального генетического потенциала человека, т.е. если их мало, то при всем желании добиться замечательных результатов в росте мышц будет трудно.

Определить количество волокон у человека без специальных исследований невозможно, поэтому для определения генетического потенциала спортсмена ориентируются на тип телосложения, а именно на мезоморфов. У данных представителей абсолютная масса мышц намного больше, чем у эндо- или эктоморфов.

Тип мышечных волокон

Мышечные волокна принято делить на быстрые и медленные (тип II и I). Быстрые обеспечивают интенсивную, силовую и скоростную функцию, медленные – низкоинтенсивную и продолжительную. Площадь поперечного сечения первых значительно превышает площадь вторых. При этом у мужчин и женщин количество первого и второго типа мышечных волокон сильно разнится. У не тренированных мужчин – быстрые превышают медленные, у не тренированных женщин они приблизительно равны. Это один из важных показателей того, что добиться мышечного роста у женщин значительно сложнее изначально.

Тип тренировки

Функциональная гипертрофия скелетных мышц человека зависит от типа тренировки, который также влияет на работу либо волокон типа I, либо II. Отсюда следует простой вывод – легкая низкоинтенсивная тренировка с собственным весом будет включать в работу в большинстве тип I, в результате чего, площадь поперечного сечения мышцы практически не меняется. Силовая, скоростная тренировка с большими весами включает в работу тип II, которые значительно увеличивают площадь поперечного сечения.

Кроме того, бывает два вида гипертрофии:

Чтобы не вдаваться в подробности строения, просто уточним, что саркоплазма – жидкое содержимое вокруг волокон, миофибриллы – тонкие нити, идущие вдоль мышечного волокна. Более наглядно разницу можно увидеть на картинке.

Так вот — на вид мышечного роста влияет также тип тренировки. Низкоинтенсивные продолжительные тренировки приводят к саркоплазматической гипертрофии, т.е. увеличивают объем саркоплазмы, в которой возрастает количество гликогена и креатинфосфата. Это повышает выносливость и позволяет сделать следующую тренировку более продолжительной. Так, например, происходит гипертрофия у бегунов на дальние дистанции. Миофибриллярная гипертрофия происходит под воздействием силовых тренировок и приводит к увеличению именно самих миофибрилл и, соответственно, площади поперечного сечения.

Однако в чистом виде ни первого, ни второго не встречается. Всегда имеется смешанный тип. Но в силовых тренировках преобладает второй, в аэробных – первый.

Питание мышц для роста

Конечно, недостаточно просто выполнить силовую тренировку, достигнув микротравмы и надеяться, что мышцы при этом будут расти. Есть и другие обязательные условия для роста мышц, а именно:

Синтез белка и инсулиноподобный фактор роста, который регулирует этот синтез, а также метаболизм инсулина;
Фактор роста фибробластов и гепатоцитов;
Влияние гормонов: тестостерона, кортизола, гормона роста.

Резюме

Итак, что необходимо делать, чтобы добиться мышечного роста, если убрать в сторону тип телосложения и генетическую предрасположенность:

Как мы уже выяснили, вид тренировки влияет на тип гипертрофии и воздействует на разные типы волокон. Отсюда вывод – для миофибриллярной гипертрофии и включения в работу быстрых волокон необходимы силовые тренировки с большими весами и малым количеством повторений. Здесь помогут специальные программы для набора мышечной массы;
Необходима правильная диета для набора мышечной массы, богатая белками, тяжелыми углеводами, ненасыщенными жирами;
Прием дополнительных биологически активных добавок в виде BCAA, протеинов, креатина, предтренировочных комплексов, гейнеров;
Для преодоления достигнутого плато необходим прием дополнительных анаболических стероидов, особенно если речь идет о генетически не предрасположенном человеке.

Сразу отметим, что панацеи в данном вопросе нет. И не важно, будете ли вы принимать анаболические стероиды для роста мышц, без упорной и продолжительной силовой тренировки и правильной диеты результата все равно не добиться. Только комплексный и научный подход позволит вам построить тело вашей мечты.

источник

Факторы, влияющие на площадь поперечного сечения мышц

Описаны некоторые факторы, влияющие на площадь поперечного сечения мышц, а именно: расположение мышц, пол и уровень квалификации спортсменов, дается определение понятия анатомического и физиологического поперечников. Приведены данные о физиологическом поперечнике мышц нижних конечностей. Показано, что на различия поперечного сечения мышц нижних конечностей (сгибателей и разгибателей) влияет сила тяжести.

Самсонова, А.В. Некоторые факторы, влияющие на площадь поперечного сечения мышц /А.В. Самсонова //Вестник Петровской академии, Санкт-Петербург, 2010.- 2(16).- С.52-55

Самсонова А.В.

НЕКОТОРЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПЛОЩАДЬ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ МЫШЦ

ВВЕДЕНИЕ

Давно установлено, что уровень развития одного из важнейших силовых качеств, таких как абсолютная сила напрямую зависит от площади поперечного сечения мышц. В анатомии, физиологии и биомеханике хорошо известен принцип Вебера, который гласит: «Сила мышц, при прочих равных условиях, пропорциональна ее поперечному сечению» (Ухтомский А.А, 1927.– С. 72). В бодибилдинге основным показателем уровня спортивного мастерства является объем мышечной массы, который также напрямую связан с площадью поперечного сечения мышц. Существует целый ряд факторов, влияющих на поперечное сечение мышц, таких как: расположение мышцы (верхние или нижние конечности), пол, возраст, особенности конституции человека, его уровень тренированности или степень гиподинамии. На площадь поперечного сечения мышц также существенное влияет прием анаболических стероидов и других препаратов (Л.С.Дворкин, 2005; Г.П.Виноградов, 2009).

Целью настоящего обзора являлось описание некоторых факторов, влияющих на площадь поперечного сечения мышц, а именно: расположения мышц, а также пола и уровня квалификации спортсменов.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Прежде чем перейти к характеристике вышеуказанных факторов необходимо ввести понятие площади поперечного сечения мышц. В связи с тем, что скелетные мышцы человека имеют различное строение (существуют мышцы с прямым и перистым ходом волокон) для характеристики площади их поперечного сечения применяются два понятия: анатомический и физиологический поперечник.

Если провести разрез мышцы в плоскости, перпендикулярной линии, соединяющей ее начало и конец (так называемому «длиннику» мышцы) и измерить площадь полученной фигуры (площадь поперечного сечения мышцы), то получим значение анатомического поперечника мышцы (рис.1а). Под физиологическим поперечником (рис.1б) понимается сумма площадей поперечного сечения мышечных волокон.

Рис. 1. Схема определения анатомического (а) и физиологического поперечника (б) у мышц с различным ходом мышечных волокон (по: K. Tittel, 1967)

Анатомический поперечник любой скелетной мышцы человека можно оценить посредством компьютерной томографии. Этот метод основан на измерении и компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями. Благодаря методу компьютерной томографии у человека возможна прижизненная оценка анатомического поперечника скелетных мышц. На рис.2 представлено поперечное сечение мышц плеча человека. Видны проекции плечевой кости и мышц-сгибателей и разгибателей плеча. Буквами BB обозначено поперечное сечение двуглавой мышцы плеча (m. biceps brachii). После получения снимка на основе математических методов и компьютерных программ определяется площадь поперечного сечения мышцы.

Рис.2. Компьютерная томография сгибателей плеча

У веретенообразных мышц анатомический и физиологический поперечники равны. Это означает, что сумма площадей поперечного сечения мышечных волокон (физиологический поперечник) равна сумме поперечного сечения мышцы (анатомический поперечник). Равенство этих показателей обусловлено тем, что в веретенообразной мышце мышечные волокна расположены параллельно длиннику мышцы. Однако у перистых мышц мышечные волокна идут под углом к линии, соединяющей начало и конец мышцы. Такое строение позволяет перистой мышце, имеющей такой же объем как и веретенообразная, обладать большим количеством мышечных волокон (Р. Александер, 1970). Поэтому у перистых мышц сумма площадей поперечного сечения мышечных волокон (физиологический поперечник) значительно больше площади поперечного сечения мышцы (атомического поперечника). В настоящее время прижизненное измерение физиологического поперечника у человека невозможно. Поэтому во многих исследованиях оценивается анатомический поперечник мышцы.

Влияние расположения мышц на площадь их поперечного сечения

Установлено, что мышцы верхних конечностей характеризуются меньшими значениями площади поперечного сечения по сравнению с мышцами нижних конечностей. Так, по данным Ф.А.Завилейского (1968) средние значения обхвата плеча у спортсменов различных специализаций (плавание, легкая атлетика, спортигры) составляет: 30 см, а бедра – 55 см. Столь значительное превышение площади поперечного сечения мышц нижней конечности над верхней связано с необходимостью постоянного противодействия этими мышцами силе гравитации (C.Baciu, 1966). Кроме того, линия действия силы тяжести при положении человека в основной стойке проходит относительно звеньев опорно-двигательного аппарата таким образом, что ей противодействуют мышцы-разгибатели нижней конечности (антигравитационные мышцы) В связи с этим эти мышцы имеют большую массу и объем по сравнению со своими антагонистами. Соответственно большие значения имеет и их площадь поперечного сечения, табл.1. Необходимость постоянно противодействовать силе гравитации привела к тому, что у мышц нижней конечности отношение массы разгибателей к их антагонистам составляет 2:1. В то время у мышц верхней конечности площадь поперечного сечения мышц-сгибателей такая же, как и мышц-разгибателей (П.Ф.Лесгафт, 1905).

Физиологический поперечник мышц нижних конечностей человека, см 2

источник

Объем и сила мышц: почему некоторые люди – сильнее, а некоторые – объемнее

Мы перевели, переработали и отредактировали грандиозную базовую статью Грега Наколса о том, как взаимосвязан объем и сила мышц. В статье подробно объясняется, к примеру, почему средний пауэрлифтер на 61% сильнее среднего бодибилдера при том же объеме мышц.

Наверняка вам встречалась такая картина в спортзале: огромный мускулистый парень делает приседания с 200-килограммовой штангой, пыхтя и делая небольшое количество повторений. Затем с такой же штангой работает парень с намного менее массивными ногами, но легко делает большее количество повторений.

Аналогичная картина может повторяться и в жиме или становой. Да и из курса школьной биологии нас учили: сила мышцы зависит от площади поперечного сечения (грубо говоря – от толщины), однако наука показывает, что это сильное упрощение и дело обстоит не совсем так.

Площадь поперечного сечения мышцы.

В качестве примера посмотрите, как 85-килограммовый парень жмет от груди 205 кг:

Однако гораздо более массивные ребята не могут приблизиться к таким показателям в жиме.

Или вот как выглядит 17-летний атлет Джейсон Лопез, который сам весит около 77 кг, а приседает со штангой в 265 кг:

Ответ прост: на силу влияет много других факторов, кроме объема мышц.

Средний мужчина весит около 80 кг. Если человек – не тренированный, то тогда около 40% веса его тела составляют скелетные мышцы или около 32 кг. Несмотря на то, что рост мышечной массы очень сильно зависит от генетики, в среднем мужчина способен за 10 лет тренировок увеличить свою мышечную массу на 50%, то есть добавить к своим 32 кг мышц еще 16.

Скорее всего 7-8 кг мышц из этой прибавки добавится в первый год упорных тренировок, еще 2-3 кг – за следующие пару лет, а остальные 5-6 кг – за 7-8 лет упорных тренировок. Это типичная картина роста мышечной массы. С ростом мышечной массы примерно на 50% сила мышц возрастет в 2-4 раза.

Грубо говоря, если в первый день тренировок человек может поднять на бицепс вес в 10-15 кг, то впоследствии этот результат может вырасти до 20-30 кг.

С приседом: если в первые тренировки вы приседали с 50-килограммовой штангой, этот вес может вырасти до 200 кг. Это не научные данные, просто для примера – как могут расти силовые показатели. При подъеме на бицепс сила может вырасти примерно в 2 раза, а вес в приседаниях – в 4 раза. Но при этом объем мышц вырос только на 50%. То есть получается, что в сравнении с ростом массы, сила растет в 4-8 раз больше.

Безусловно мышечная масса имеет важное значение для силы, но, возможно, не определяющее. Давайте пройдемся по основным факторам, влияющим на силу и массу.

Мышечные волокна

Как показывают исследования: чем больше размер мышечного волокна, тем больше его сила.

На этом графике показана явная зависимость размеров мышечных волокон и их силы:

Как зависит сила (вертикальная шкала) от размера мышечных волокон (горизонтальная шкала). Исследование: From Gilliver, 2009.

Однако если абсолютная сила стремится к росту при бОльшем объеме мышечных волокон, относительная сила (сила в соотношении с размером) – наоборот – падает.

Давайте разберемся почему так происходит.

Есть показатель для определения силы мышечных волокон относительно их объема – “specific tension” (переведем его как “удельная сила”). Для этого нужно максимальную силу разделить на площадь поперечного сечения:

Мышечные волокна: удельная сила волокон бодибилдеров на 62% ниже лифтеров

Так вот дело в том, что удельная сила очень сильно зависит от типа мышечных волокон.

В этом исследовании ученые выяснили, что удельная сила мышечных волокон профессиональных бодибилдеров на целых 62% ниже, чем у профессиональных лифтеров.

То есть, условно говоря, мышцы среднего пауэрлифтера сильнее на 62% мышц среднего бодибилдера при одинаковом объеме.

Более того, мышечные волокна бодибилдеров также слабее на 41%, чем у нетренированных людей из расчета на их площадь поперечного сечения. То есть из расчета на квадратный сантиметр толщины, мышцы бодибилдеров слабее, чем у тех, кто вообще не тренировался (но в целом, бодибилдеры, конечно, сильнее за счет общего объема мышц).

В этом исследовании сравнили разные мышечные волокна и выяснили, что самые сильные мышечные волокна в 3 раза сильнее самых слабых той же толщины – это очень большая разница.

Мышечные волокна быстрее растут в площади сечения, чем в силе

Так вот оба этих исследования показали, что с увеличением размера мышечных волокон их сила к толщине падает. То есть в размерах они растут больше, чем в силе.

Зависимость такая: при удвоении площади поперечного сечения мышцы ее сила вырастает только на 41%, а не в 2 раза.

В этом плане с силой мышечного волокна лучше коррелирует диаметр волокна, а не площадь сечения (внесите это исправление в школьные учебники по биологии!)

В конечном итоге все показатели ученые свели вот к такому графику:

По горизонтали: увеличение площади поперечного сечения мышцы. Синяя линия – рост диаметра, красная – общий рост силы, желтая – рост удельной силы (на сколько сила увеличивается при увеличении площади поперечного сечения).

Вывод, который можно сделать: с ростом объема мышц растет и сила, однако прирост размера мышцы (т.е. площади поперечного сечения) обгоняет прирост силы. Это усредненные показатели, собранные из целого ряда исследований и в некоторых исследованиях данные разнятся.

К примеру, в этом исследовании за 12 недель тренировок у подопытных площадь сечения мышц выросла в среднем на 30%, но при этом удельная сила не изменилась (то есть, читаем между строк, сила тоже увеличилась примерно на 30%).

Результаты этого исследования схожи: площадь поперечного сечения мышцы увеличилась у участников на 28-45% после 12 недель тренировок, но удельная сила не изменилась.

С другой стороны, эти 2 исследования (раз и два) показали увеличение удельной силы мышц при отсутствии роста самих мышц в объеме. То есть сила выросла, а объем – нет и благодаря этому сочетанию, получается, выросла удельная сила.

Во всех этих 4 исследованиях сила росла в сравнении с диаметром мышцы, но в сравнении с площадью поперечного сечения сила росла только в том случае, если мышечные волокна не росли.

Итак, давайте подытожим важную тему с мышечными волокнами:

Люди сильно отличаются по количеству мышечных волокон того или другого типа. Помните: удельная сила мышечных волокон у лифтеров (тренирующих силу) в среднем на 61% больше, чем у бодибилдеров (тренирующих объем). Грубо говоря, при одинаковых по объему мышцах лифтерские сильнее в среднем на 61%.
Самые слабые мышечные волокна в 3 раза слабее самых сильных. Их количество у каждого человека определяется генетически. Это означает, что гипотетически максимально возможная разница в силе мышц одного и того же объема – различается до 3 раз.
Удельная сила (сила на квадратный сантиметр поперечного сечения) не всегда растет с тренировками. Дело в том, что площадь поперечного сечения мышц растет в среднем быстрее, чем сила.

Место прикрепления мышц

Важный фактор силы – это то, как крепятся мышцы к костям и длина конечностей. Как вы помните из школьного курса физики – чем больше рычаг, тем легче поднимать вес.

С точки зрения мышц – чем дальше она прикреплена от сустава, тем эффективнее может его сгибать.

Если прилагать усилие в точке А, то потребуется намного больше силы для подъема того же веса по сравнению с точкой B.

Соответственно, чем дальше мышца прикреплена (и чем короче конечность) – тем больше рычаг и тем бОльший вес можно поднять. Этим отчасти объясняется, почему некоторые довольно худые ребята способны поднимать намного больше некоторых особо объемных.

К примеру, в этом исследовании говорится, что разница в силе в зависимости от места прикрепления мышц в коленном суставе у разных людей составляет 16-25%. Тут уж как повезло с генетикой.

Причем, с ростом мышц в объеме момент силы увеличивается: это происходит потому, что с ростом мышцы в объеме “угол атаки” немного меняется и этим отчасти объясняется то, что сила растет быстрее объема.

В исследовании Andrew Vigotsky есть отличные картинки, наглядно демонстрирующие, как это происходит:

Самое главное – это заключение: последняя картинка, демонстрирующая, как с ростом толщины мышцы (площади поперечного сечения) – меняется угол приложения усилий, а значит и двигать рычаг более объемным мышцам становится легче.

Способность нервной системы активировать больше волокон

Еще один фактор силы мышц вне зависимости от объема – способность ЦНС (центральной нервной системы) активировать как можно большее количество мышечных волокон для сокращения (и расслаблять волокна – антагонисты).

Грубо говоря, способность максимально эффективно передавать мышечным волокнам правильный сигнал – на напряжение одних и расслабление других волокон. Вы наверняка слышали, что в обычной жизни мы способны передавать мышцам лишь определенное нормальное усилие, но в критический момент сила может вырастать многократно. В этом месте обычно приводятся примеры, как человек поднимает автомобиль, чтобы спасти жизнь близкого (и таких примеров действительно довольно много).

Впрочем, научные исследования пока не смогли доказать это в полной мере.

Ученые сравнивали силу “добровольного” сокращения мышц, а затем с помощью электростимуляции добивались еще большего – 100% напряжения всех мышечных волокон.

В результате оказалось, что “добровольные” сокращения составляют около 90-95% от максимально возможной сократительной силы, которой добивались с помощью электростимуляции (непонятно только какую погрешность и влияние такие “стимулирующие” условия оказали на мышцы-антагонисты, которые нужно расслаблять для получения большей силы – прим. Зожника).

Ученые и автор текста делают выводы: вполне возможно, что некоторые люди смогут значительно увеличить силу, натренировав передачу сигналов мозга к мышцам, но большинство людей не способны значительно увеличить силу только за счет улучшения способности активировать больше волокон.

Нормализованная сила мышцы (НСМ)

Максимальная сократительная сила мышцы зависит от объемов мышцы, силы мышечных волокон, из которых она состоит, от “архитектуры” мышцы, грубо говоря, от всех факторов, что мы указали выше.

Объем мышцы согласно исследованиям отвечает примерно за 50% разницы в силовых показателях у разных людей.

Еще 10-20% разницы в силе объясняют “архитектурные” факторы, такие как место прикрепления, длина фасций.

Остальные факторы, отвечающие за оставшиеся 30-40% разницы в силе, вообще не зависят от размеров мышц.

Для того, чтобы рассмотреть эти факторы важно ввести понятие – нормализованная сила мышцы (НСМ) – это сила мышцы в сравнении с площадью ее сечения. Грубо говоря, насколько сильна мышца по сравнению со своим размером.

Большинство исследований (но не все) показывают, что НСМ растет по мере тренировок. Но при этом, как мы рассмотрели выше (в разделе про удельную силу), сам по себе рост объема не дает такой возможности, это значит, что рост силы обеспечивается не только ростом объема, улучшением прохождения мышечных сигналов, а другими факторами (теми самыми, что отвечают за те оставшиеся 30-40% разницы в силе).

Улучшение качества соединительных тканей

Один из этих факторов – с ростом тренированности улучшается качество соединительной ткани, передающей усилия от мышц к костям. С ростом качества соединительной ткани скелету передается бОльшая часть усилий, а значит растет сила при том же объеме (то есть растет нормализованная сила).

Согласно исследованию до 80% силы мышечного волокна передается окружающим тканям, которые прикрепляют мышечные волокна к фасциям с помощью ряда важных белков (endomysium, perimysium, epimysium и другие). Эта сила передается сухожилиям, увеличивая общую передаваемую силу от мышц к скелету.

В этом исследовании, к примеру, показано, что ДО тренировок НСМ (сила всей мышцы на площадь поперечного сечения) была на 23% выше, чем удельная сила мышечных волокон (сила мышечных волокон на площадь поперечного сечения этих волокон).

А ПОСЛЕ тренировок НСМ (удельная сила всей мышцы) была на 36% выше (удельной силы мышечных волокон). Это означает, что сила всей мышцы при тренировках растет лучше, чем сила суммы всех мышечных волокон.

Ученые связывают это с ростом соединительных тканей, позволяющих эффективнее передавать силу от волокон к костям.

Сверху и снизу схематично показаны сухожилия – между ними – мышечное волокно. С ростом тренированности (правый рисунок) растет и соединительная ткань вокруг мышечных волокон, количество и качество соединений, позволяя эффективнее передавать усилие мышечного волокна к сухожилиям.

Идея о том, что с ростом тренированности улучшается качество волокон передающих усилие (и рисунок выше) взяты из исследования 1989 года и пока это по большей части теория.

Впрочем, есть исследование 2010 года, поддерживающее эту позицию. В ходе этого исследования при не изменившихся показателях мышечных волокон (удельная сила, пиковая сила) общая сила всей мышцы в среднем выросла на 17% (но с большим разбросом у разных людей: от 6% до 28%).

Антропометрия как фактор силы

В дополнение ко всем перечисленным факторам силы мышц, общая антропометрия тела также влияет на количество выдаваемой силы и насколько эффективно эта сила может передаваться при сгибании суставов (причем, независимо от момента силы отдельных суставов).

Возьмем для примера приседание со штангой. Гипотетическая ситуация: 2 одинаково тренированных человека с мышцами одинакового размера и состава волокон, идентично прикрепленные к костям. Если при этом у человека А бедро длиннее на 20%, чем у человека B, то человек B должен гипотетически приседать с весом на 20% больше.

Однако в реальности все происходит не совсем так, в связи с тем, что при изменении длины костей пропорционально меняется и место прикрепления мышц.

Таким образом, если у человека А бедро длиннее на 20%, то и место прикрепления мышц к кости бедра (величина рычага) также пропорционально – на 20% дальше – а значит, длина бедра нивелируется выигрышем в прикреплении мышцы дальше от сустава. Но это в среднем. В реальности антропометрические данные, конечно, разнятся от человека к человеку.

Например, есть наблюдение, что пауэлифтеры с более длинной голенью и коротким бедром склонны приседать с бОльшим весом, чем те, у кого бедро длиннее относительно голени. Аналогичное наблюдение и по поводу длины плеча и жима штанги от груди.

Независимо от всех остальных факторов антропометрия тела вносит коррективу в силу, однако измерение этого фактора представляет сложность, так как сложно отделить его от других.

Специфичность тренировок

Вы прекрасно знаете о специфичности тренировок: что тренируешь – то и улучшается. Наука говорит, что специфичность работает в отношении самых разных аспектов тренировок. Значительная часть этого эффекта работает благодаря тому, что нервная система учится эффективнее совершать определенные движения.

Вот простой пример. Это исследование часто используют в качестве примера, иллюстрирующего принцип специфичности:

1 группа тренировалась с весом 30% от 1ПМ – по 3 повторения до мышечного отказа.
2 группа тренировалась с весом 80% от 1ПМ – и делала только 1 повторение до мышечного отказа.
3 группа тренировалась с весом 80% от 1ПМ – по 3 повторения до мышечного отказа.

Наибольшего улучшения в силе ожидаемо добилась группа 3 – тренировки с тяжелым весом и 3 подхода в упражнении.

Однако когда в конце исследований среди всех групп проверяли максимальное количество повторений с весом 30% от 1ПМ, то наилучший результат показала группа, которая и тренировалась с 30% от 1ПМ. Соответственно, при проверке максимального веса на 1ПМ результаты лучше выросли у тех, кто тренировался с 80% от 1ПМ.

Еще одна любопытная деталь в этом исследовании: когда стали проверять как изменились результаты в статической силе (ее не тренировали ни в одной из 3 групп) – то результаты в росте этого показателя были одинаковы, так как все 3 группы не тренировали специфично этот силовой показатель.

С ростом опыта и оттачиванием техники связан рост силы. Причем, в комплексных многосуставных упражнениях, где задействованы крупные мышечные группы эффект от тренировок больше, чем в небольших мышцах.

Автор этого текста улучшил показатель в приседе с момента начала тренировок в 5 раз, а вес на трицепс увеличился только в 2 раза.

На этом графике видно как с ростом количества повторений (горизонтальная шкала) уменьшается доля ошибок в упражнении. Источник: Tanaka, 2009.

Взаимосвязь между ростом силы и объема мышц

Если вы добрались до этих строк, то уже знаете, что на силу мышц влияет далеко не только их размеры (которые отвечают только примерно за половину прироста силы).

В таком случае, интересно было бы посмотреть на исследования, где все эти факторы суммируются и которые в итоге отвечают на вопрос: насколько рост мышц в объеме дает рост в силе? На удивление таких исследований совсем мало.

Для начала интересно взглянуть на это свежее исследование, где ученые выявили очень слабую связь между ростом объема квадрицепсов и силой в жиме ногами после 5-6 месяцев тренировок (нетренированные мужчины и женщины от 19 до 78 лет).

Вот как выглядели результаты:

Каждая точка – это результат конкретного человека. По горизонтали: рост в силе мышц, по вертикали – рост размеров мышц. В среднем и то и другое выросло, однако математика показывает слабую связь между этими параметрами.

В другом 9-недельном исследовании выяснили, что взаимосвязь между ростом объема и силы мышц зависит от того, как проводить измерения. Но тем не менее при любых методах измерения и это исследование показало очень слабую связь между ростом силы и объема мышц: от 2% до 24% роста силы мышц объяснялось ростом их объема.

Еще одно исследование показало связь после 12 недель тренировок – рост мышечной массы давал 23-27% корреляцию с ростом силы.

Автору удалось найти только 2 аналогичных исследования с опытными атлетами.

В этом исследовании участвовали люди, имевшие как минимум 6-месячный опыт тренировок и которые были в состоянии выжать от груди как минимум штангу своего веса. После 12 недель тренировок и исследований выяснилась более четкая взаимосвязь между приростом объемов мышц и их силы.

Прибавка сухой мышечной массы объясняла 35% прироста в силе в приседаниях со штангой и 46% прироста силы в жиме от груди.

Во втором исследовании с опытными атлетами взят намного бОльший период наблюдений – 2 года. И за такой длинный период корреляция между ростом мышечной массы и силы была более явная: 48-77% прироста силы в разных упражнениях объяснялось приростом мышечной массы.

По вертикали во всех графиках показан % увеличения сухой мышечной массы. По горизонтали улучшения в силе в различных упражнениях.

Если совместить результаты всех этих исследований в одну картину, то можно выявить такие закономерности:

Среди нетренированных людей рост массы и силы слабо коррелирует друг с другом.
Чем тренированнее становятся люди, тем более стойкая связь между ростом объемов и силы.
У элитных спортсменов с большим опытом корреляция достигает 65-90%, то есть рост объема мышц дает 65-90% от прироста силы. Данные: Brechue and Abe.

Любопытна связь между весом рекордсменов по пауэлифтингу (горизонтальная шкала) и рекордным весом снаряда (вертикальная шкала):

Автор также свел взаимосвязь между ростом силы и массы мышц из всех упомянутых исследований:

В начале тренировок сила растет быстрее объема

Множество исследований показывает, что в первые 4-6 недель прирост мышечной массы – близок к нулю, а вот сила начинает прирастать с первого же дня тренировок.

Обратите внимание на черные кружочки (сила мышц) и треугольники (объем мышц). По горизонтали: время в месяцах.

Как видно из графика после первых 2 месяцев тренировок объем вырос только на 5%, а сила – на 15%. Но за следующие месяцы прирост мышечной массы и силы были идентичны – и то и другое увеличилось примерно на 5% в месяц.

Именно эффект быстрого роста силы и слабого роста массы в первый 1-2 месяца объясняет, почему связь между ростом объема и силы у нетренированных почти не наблюдалось в исследованиях, описанных выше.

Автор также делает вывод, что корреляция между приростом мышц и силы для одного конкретного человека прослеживается более явно, чем эта же корреляция для группы людей. Тут дело в том, что на прирост силы действует множество разнонаправленных факторов и есть большой вклад генетики и для большой группы людей (какие берут в исследованиях) корреляция получается более слабая, чем у одного конкретного человека.

Если конкретно ваши мышцы при приросте в массе на 5% становятся сильнее на 10%, то скорее всего, если ваши мышцы станут еще на 5% крупнее, то и сила у вас прибавится тоже примерно на 10%. Потому что такая корреляция верна именно для вас.

Читайте также на Зожнике:

источник