3.7. Факторы, определяющие композицию мышечных волокон в скелетных мышцах

Под композицией МВ понимается процентное соотношение в мышце различных типов волокон. В среднем в скелетных мышцах человека процентное соотношение МВ типа I и МВ типа II равно (50:50%), при этом мышечных волокон типа IIA приблизительно 35 %, а мышечных волокон типа IIB — 15 %.

На композицию мышечных волокон в скелетных мышцах человека влияет ряд факторов: расположение мышцы, конституция, пол, возраст и направленность тренировочного процесса.

Расположение мышцы. Установлено, что мышцы верхней конечности человека (дельтовидная и двуглавая) содержат одинаковое количество мышечных волокон типов I и II. Исключением являются мышцы голени, которые содержат большой процент МВ типа I (табл. 3.3).

Конституция. Конституция человека — совокупность функциональных и морфологических особенностей организма, сложившихся на основе наследственных и приобретенных свойств, которые определяют своеобразие реакции организма на внешние и внутренние раздражители. Конституция человека, в отличие от его физического развития — это характеристика конкретного человека, которая остается постоянной на протяжении всей его жизни, то есть она не имеет возрастной периодизации. По сути, конституция человека — это генетический потенциал человека, продукт наследственности и среды, реализующей наследственный потенциал.

Таблица 3.3 Композиция M B скелетных мышц человека

Мышца	Содержание MB типа I, %
Дельтовидная	50
Двуглавая	50
Латеральная широкая	50
Икроножная (мед. головка)	65
Камбаловидная	73
Передняя болынеберцовая	75

Установлено, что конституция человека является существенным фактором, определяющим композицию MB в скелетных мышцах человека, то есть состав MB в скелетных мышцах человека задан генетически.

Генетическая предрасположенность во многом определяет отбор спортсменов для занятий тем или иным видом спорта. Установлено, что в мышцах спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта, преобладают мышечные волокна типа II (то есть мышечных волокон типа I меньше, чем мышечных волокон типа II) (рис. 3.2).

В. В. Язвиковым и В.Г. Петрухиным (1991) показано, что у конькобежцев-спринтеров, имеющих очень высокую квалификацию (ЗМС), содержание в четырехглавой мышце бедра мышечных волокон типа I составляет всего 17,0+7,0 %, а у выдающихся спринтеров-легкоатлетов — не более 25 % (Дж. X. Уилмор, Д. JI. Костилл, 1997).

Рис. 3.2. Композиция MB латеральной широкой мышцы бедра у двух элитных спортсменов: а — пловца (кроль на 50 м); б — велосипедиста (шоссейные гонки), ( R. Billeter and Н. Hoppeler, 2003)

Это означает, что в видах спорта, связанных с однократным выполнением работы максимальной мощности, преуспевают индивиды, в мышцах которых преобладают мышечные волокна типа II. В противоположность скоростно-силовым видам спорта у спортсменов, тренирующих выносливость, преобладают волокна типа I. Так, у спортсменов, тренирующихся в беге на длинные дистанции, содержание MB типа I составляет 73 % и выше (рис. 3.3).

Таблица 3.4 Содержание MB различных типов в латеральной широкой мышце бедра у людей, не занимающихся спортом (J. A. Simoneau, С. Bourchard, 1989)

Таким образом, отбор существенно влияет на композицию мышечных волокон в мышцах спортсменов. У представителей скоростно-силовых видов спорта отмечено незначительное содержание мышечных волокон типа I в скелетных мышцах. У представителей видов спорта с направленностью тренировочного процесса на развитие выносливости мышечных волокон типа I значительно больше, чем типа II. Промежуточную группу представляют спортсмены, тренировка которых направлена на развитие силовой выносливости. Состав мышечных волокон типов I и II у этих спортсменов приблизительно одинаков. Таким образом, с одной стороны, композиция мышечных волокон может служить надежным генетическим маркером (Е. Б. Сологуб, В. А. Тай- мазов, 2002), а с другой — индивиды, у которых композиция мышечных волокон не соответствует требованиям работы в данном виде спорта, отсеиваются на этапах квалификационной лестницы (В. В. Язвиков, В. Г. Петрухин, 1991).

Рис. 3.3. Количество мышечных волокон типа I, адекватное для работы различной продолжительности (Е. Б. Сологуб, В. А. Таймазов, 2002)

Пол. Исследованиями J. A. Simoneau, С. Bourchard (1989) доказано, что в латеральной широкой мышце бедра у женщин достоверно больше МВ типа I, в то время как у мужчин — МВ типа IIB (табл. 3.4).

Возраст. Исследованиями В. Д. Сонькина и Р. В. Тамбовцевой (2011) доказано, что в ходе индивидуального развития человека MB проходят рад последовательных изменений. В возрасте одного года в мышцах детей отмечается большое количество MB типа I. Затем, по мере взросления детей, композиция MB в скелетных мышцах изменяется. Окончательное формирование состава MB в скелетных мышцах человека происходит к 17—20 годам. Затем, в течение долгого времени, процентное соотношение MB типа I и типа II в скелетных мышцах человека остается неизменным. Однако по мере старения (старше 70 лет) в скелетных мышцах пожилых людей процент MB типа II уменьшается.

Направленность тренировочного процесса. До настоящего времени вопрос о превращении одного типа мышечных волокон в другой под влиянием специфической тренировки окончательно не решен. Однако установлено, что процентное содержание в мышце волокон типа I генетически детерминировано и не меняется в процессе спортивной тренировки.

Под воздействием тренировки на выносливость мышечные волокна типа IIB приобретают свойства мышечных волокон типа IIA (В. В. Язвиков, 1988; В. В. Язвиков, В. Г. Петрухин, 1991). Авторы объясняют такой тип превращения тем, что под воздействием тренировки на выносливость в мышечных волокнах типа IIB индуцируется синтез медленного миозина, что приводит к изменению активности АТФ-азы миозина, на основании которой определяется тип мышечных волокон. Скоростно-силовая тренировка не оказывает влияние на соотношение в мышце волокон типов IIАи IIB (В. В. Язвиков, 1988).

Однако существуют противоречивые мнения относительно влияния силовой тренировки на преобразование МВ типа II. Согласно первой точке зрения, под воздействием силовой тренировки мышечные волокна типа IIA приобретают свойства мышечных волокон типа IIВ (В. Н. Платонов, 2005), то есть происходит процентное увеличение МВ типа IIB. Согласно второй точке зрения, которую поддерживает большое число ученых, после программы силовой тренировки происходит уменьшение процента мышечных волокон типа IIB и увеличение процента мышечных волокон типа IIA (R. S. Staron et al., 1991; G. R. Adams et al., 1993; J. L. Andersen, P. Aagaard, 2000; T. Hortobagyi, et al., 2000).

В серии исследований R. S. Staron et al. (1990, 1991, 1994) изучалась адаптация скелетных мышц к силовым тренировкам у мужчин и женщин. После 20 недель тяжелых силовых тренировок у нетренирующихся женщин R. S. Staron et al. (1990) отметили значительное уменьшение количества волокон типа типа IIВ (16,2 % до тренировок и 2,7 % после тренировок) и параллельное увеличение количества волокон типа ILA (32,5 % до тренировки и 39,3 % после тренировки). Аналогичный эффект был установлен после шести недель тренировок (R. S. Staron et al., 1991). У женщин посредством биопсии (R. S. Staron et al., 1994) было выявлено значительное уменьшение доли МВ типа IIB уже после второй недели тренировок (то есть после четырех тренировок), а у мужчин — после четвертой недели тренировок.

J. L. Andersen и P. Aagaard (2000) установили, что после трех месяцев силовой тренировки у нетренированных мужчин процент МВ типа IIВ в четырехглавой мышце бедра снизился с 9,3+2,1% до 2,0±0,8 % (Р< 0,01). Соответственно увеличился процент МВ типа IIАс42,4±3,9 % до 49,6±4,0 % (Р< 0,05). Последующее прекращение тренировок на три месяца вызвало значительное достоверное возрастание доли МВ типа IIВ (17,2+3,2 %, Р < 0,01) и уменьшение доли мышечных волокон типа IIА.