чем различаются красные и белые мышечные волокна

Типы мышечных волокон

2. Белые быстрые неутомляемые (II а, промежуточный тип) ББВа (большие быстрые волокна а-типа)

3. Белые быстрые утомляемые (II-б тип) ББВб (большие быстрые волокна б-типа)

Основные различия между быстрыми и медленными МВ:

a) Красные медленные волокна в основном приспособлены для длительной работы, имеют гораздо больше митохондрий и миоглобина (белок, связывающий О2 внутри МВ). Количество капилляров вокруг медленных волокон выше. Медленные волокна (выносливые, неутомляемые) легко возбудимы, с использованием окислительных процессов энергообразования (другое их название аэробные, окислительные). Легко включаются в работу, очень выносливы, но не сильны. Чаще используются для поддержании позы.

Развитие силы медленных волокон в бодибилдинге происходит при выполнении суперсерий с большим количеством повторений. Учитывая, что доля медленных волокон в мышцах довольно большая, следует не забывать об этом и уделять ее развитию больше внимания. Силовые тренировки на гипертрофию ММВ можно выполнять в изотоническом режиме по следующим правилам: медленно, плавно, 50-70% усилий, отсутствие расслабления до конца подхода, подход «до отказа», подход 60-90сек. При таких условиях накапливаются Н+ (ионы водорода)

Включаются при больших нагрузках, но быстро утомляются. Используются при кратковременной мышечной деятельности взрывного характера, например, при беге на 100 м. Гипертрофируются стандартным “бодибилдерским” методом: 6-12 повторений с максимальными усилиями.

Существует также промежуточный тип мышечного волокна:

с) Белые быстрые неутомляемые волокна — (окислительно-гликолитические). Используются при интенсивной работе на выносливость (бег на 1000м).

Источник

Мышечные волокна

Типы мышечных волокон

Волокна в мышце значительно отличаются друг от друга.

В настоящее время общепринято считать, что у человека скелетные мышцы состоят из волокон различных типов. Медленные мышечные волокна (красные) обозначаются как волокна I типа. Быстрые мы­шечные волокна (белые) обозначаются как волокна II типа. Среди быстрых волокон различают волокна IIА типа (устойчивые к утом­лению) и IIВ типа (быстроутомляемые)

Основная функция волокон I типа – выполнение длительной работы низкой интенсивности. Они активны также при поддержании позы. Поэтому антигравита­ционные мышцы в основном состоят из медленных волокон I типа.

Мышечные волокна II А и II В типа способны сокра­щаться с большой силой и скоростью.

В среднем площадь поперечного сечения волокон I типа меньше, чем волокон II ти­па.

В мышцах волокна объединены в пуч­ки, которые содержат мышечные волокна различных типов. Волокна в пучке расположены в виде мозаики.

Двигательная единица (ДЕ) – функциональная система, состоящая из мотонейрона и иннервируемых им мышечных волокон

ДЕ разделяются по сочетанию двух признаков – скорости со­кращения и устойчивости к утомлению.

ДЕ делятся на три типа:

S (slow) – медленные, устойчивые к утомле­нию;

FR (fast resistant) – быстрые, устойчивые к утомлению,

FF (fast fatigable) – быстрые, быстро утомляемые.

Этим ДЕ соответствуют различные типы мышечных волокон:

Параметры, определяющие объем мышцы с учетом типов мышечных волокон

На площадь поперечного сечения мышечных волокон различ­ных типов влияют следующие факторы: расположение мышц, пол и направленность трениро­вочного процесса.

Площадь поперечного сечения волокон II типа на 40% больше у тренированных мужчин по сравне­нию с нетренированными, в то время как тренированные женщины имеют только 15%-ное превосходство над нетренированными

Уста­новлено что направленность тренировочного процесса значительно влияет на поперечное сечение мышечных волокон различных типов.

— Так, тренировка на выносливость (аэробная тренировка) приводит к преимущественному увеличению площади поперечного сечения мышечных волокон I типа.

— Тренировка на силу и гипертрофическая силовая трениров­ка приводит к преимущественному увеличению площади поперечно­го сечения мышечных волокон II типа

— Характер распределения мышечных волокон I и II типов по признаку площадь поперечного сечения мышечного волокна значительно различается у мужчин и женщин, занимающихся бодибилдингом. Сильнейшие бодибилдеры-женщины характеризуются достаточно узким размахом варьирования данного признака. Это справедливо как для волокон I, так и II типов. В то время как у бодибилдеров-мужчин площадь поперечного сече­ния волокон I типа и, особенно, II типа значительно варьирует. Кроме того, установлено, что в распределении волокон II типа при­сутствует достаточно большое количество волокон, имеющих не­большую площадь поперечного сечения – это новообразованные мышечные волокна.

Факторы, определяющие композицию мышечных волокон в скелетных мышцах

• Под композицией мышечных волокон понимается процент­ное соотношение в мышце различных типов волокон.

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

• Если известно количество мышечных волокон в какой-либо мышце, то, зная процентное соотношение волокон разных типов, можно определить количество мышечных волокон I и II типа

• Влияние конституции. Установлено, что конституция человека является существенным фактором, определяющим композицию мы­шечных волокон в скелетных мышцах человека, то есть состав мы­шечных волокон 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 II типа (то есть мышечных волокон I типа меньше, чем мышечных волокон II типа)

Композиция мышечных волокон в скелетных мышцах спортсменов с преобладанием волокон I или II типа является условием необходимым, но не­достаточным для достижения высоких спортивных результа­тов.

Методы оценки композиции мышечных волокон в мышцах человека

• Определить в мышцах живого человека композицию мышеч­ных волокон можно с достаточно большой погрешностью. Это свя­зано с тем, что прямые методы, основанные на биопсии, позволяют проанализировать состав скелетных мышц только в определенной части мышцы. Точность оценки композиции мышечных волокон по­средством косвенных методов значительно ниже.

• Прямые методы. К этим способам оценки композиции мы­шечных волокон относятся различные гистохимические методы анализа типа мышечных волокон, основанные на биопсии.

• Косвенные методы оценки композиции мышечных волокон, основанные на анализе М-ответа мышцы, миотонометрии, а также различных биомеханических показателей.

• М-ответ – суммарный электрический потенциал в ответ на одиночное электрическое раздражение двигательного или смешан­ного нерва

• На основе анализа кривых одиночного сокращения мышцы, по­лученных посредством миотонометрии, предложена методика оценки композиции мышечных волокон. О напряжении, создаваемом мышечными волокнами различных типов, можно судить только ориентировочно, поэтому напряжение опреде­лялось по значениям соответствующей площади на кривой одиноч­ного сокращения.

• Оценка мышечной композиции на основе биомеханических показателей

• Тест МПС. Исследуемый с максимальной силой разгибает ногу в суставах (выполняется три попытки, выбирается лучшая).

• Тест МБС. Исследуемый максимально быстро развивает изометрическую силу (выполняется 5-9 попыток, из них выбирается попытка, в которой достигается максимальный «градиент нарастания силы» (I)) . Градиент нарастания силы вычисляется по соответствующей формуле.

Влияние гипертрофической силовой тренировки на харак­теристики мышечных волокон различных типов

• Под воздействи­ем гипертрофической силовой тренировки у мужчин увеличивается площадь поперечного сечения всех типов волокон, однако, бо­лее значительные изменения наблюдаются в волокнах II типа.

• У нетренированных мужчин отно­шение площади волокон II типа к площади волокон I типа составля­ет от 1,1 до 1,4. У бодибилдеров-мужчин это соотношение может доходить до 1,6. У сильнейших бодибилде­ров в составе мышц преобладают волокна II типа, поэтому для них характерно значительное превышение площади поперечного сече­ния мышц, приходящейся на волокна II типа (приблизительно 70%), по сравнению с волокнами I типа (приблизительно 30%).

• Установлено, что под воздействием тренировки, характерной для бодибилдинга, у женщин происходит пропорциональное увели­чение площади волокон I и II типов.

• В скелетных мышцах у мужчин вследствие гипертрофической силовой трениров­ки отмечается значительное (70%) преобладание площади, соот­ветствующей волокнам II типа. «Вклад» волокон I и II типов в попе­речное сечение мышц у бодибилдеров-женщин одинаков.

• Установлено, что увеличение площади поперечного сечения различных типов мышечных волокон определяется методикой тре­нировки. Те бодибилдеры, которые в тренировке использовали не­большие отягощения при большом количестве повторений и невы­сокой скорости движений значительно увеличили площадь попереч­ного сечения волокон I типа. Применение больших отягощений при небольшом количестве повторений и высокой скорости, наоборот, приводит к избирательной гипертрофии мышечных волокон II типа

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

• Под воздействием тренировки на выносливость мышечные волокна IIB типа приобретают свойства мышечных волокон IIА типа Под воздействием тренировки на выносливость в мышечных волокнах IIB типа 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 IIА и IIB типов.

• Под воз­действием силовой тренировки мышечные волокна IIА типа приоб­ретают свойства мышечных волокон IIB типа.

Состав и структура мышечного волокна

— Мышечное волокно состоит из двух компонен­тов: миосимпласта (цитоплазма и множество ядер) и клеток-сателлитов (стволовые клетки; обеспечивают увеличение поперечного сече­ния мышечных волокон, а также их удлинение; участвуют в регенерации скелетной мышечной ткани).

— Миосимпласт занимает ос­новной объем мышечного волокна. Он окружен оболочкой – сарко­леммой. Сарколемма покрыта еще одной оболочкой – базаль­ной мембраной. От базальной мембраны мышечного волокна отходят коллагено­вые волокна, связы­вающие ее с коллаге­новыми волокнами эндомизия. Под базальной мембраной в углублениях сарколеммы и располагаются клетки-сателлиты

— миосимпласт не способен делиться. У клеток-сателлитов, наоборот, способность к делению не утрачена, что имеет большое значение для ре­генерации и гипертрофии мышечного волокна.

Саркоплазма представляет собой коллоидный раствор, в ко­тором содержатся органеллы специального и общего назначения, а также включения (различные органические вещества). Она явля­ется местом активных биохимических процессов – расщепления и ресинтеза разнообразных органических веществ, обеспечивающих энергетическое снабжение сократительного аппарата.

Органеллами мышечного волокна специального назначения являются миофибриллы – тонкие нити, расположенные параллельно друг другу и идущие вдоль мышечного волокна. Миофиб­риллы занимают от 75 до 85% объема мышечного волокна.

Состав и структура миофибриллы

Миофибриллы состоят из элементов, имеющих цилиндриче­скую форму – саркомеров, которые расположены последователь­но, друг за другом вдоль миофибриллы. Друг от друга саркомеры отделены Z-дисками (в плоскости – Z-линии). Миофибриллу можно сравнить со стеблем бамбука, длинные секции которо­го соединяются друг с другом толстыми диска­ми.

• Состав и структура саркомера не менее сложны, чем структура мышечного волокна. Каждый саркомер состоит приблизительно из 400 структурных элементов. Саркомеры в миофибрилле соедине­ны друг с другом посредством Z-дисков (по первой букве немецкого слова zwischenscheibe – промежуточный диск).

• В состав этого структурного элемен­та входит большое количе­ство разнообразных бел­ков (ак­тин и миозин). Если выполнить попе­речный разрез саркомера, то он будет напоминать соты, в которые пчелы собирают мед. Сот – структурный элемент саркомера, пред­ставляющий собой систему, основными элементами ко­торой являются один тол­стый филамент и шесть тон­ких филаментов, располо­женных по обеим сторонам от Z-линии.

• В начале изучения структуры саркомера в составе тонкого филамента был обнаружен белок актин, а в составе толстого – мио­зин. Поэтому иногда тонкий филамент называют актиновым филаментом, а толстый — миозиновым.

•Установлено, что во время сокращения (укорочения) саркоме­ра длина тонкого и толстого филаментов не меняется. При этом неизменной особенностью сокращения является центральное по­ложение толстого филамента в саркомере, посередине между Z- дисками.

Структура мышечного волокна

Внутри мышечного волокна миофибриллы фиксируются к своеобразному цитоскелету. Этот скелет образован поперечными и продольными нитями, имеющими толщину около 10 нм

Основу поперечных нитей составляют белки десмин, виментин и синемин. Поперечные нити соединяют соседние миофибриллы в области Z- дисков. Это обстоятельство определяет тот факт, что Z-диски всех миофибрилл мышечного волокна лежат друг против друга. Поэтому мышечное волокно обладает выраженной поперечной исчерченностью.

Поперечные нити обеспечивают «регистрацию» всех миофибрилл в отдельном мышечном волокне. Продоль­ные нити, связыва­ющие соседние Z- диски одного саркомера миофибриллы, состоят из белков актина, дистрофина и спектрина. Благодаря своим упругим свойствам продольные нити предотвращают чрез­мерное растяжение саркомера.

Миофибриллы занимают от 75 до 85% объема мышечного во­локна – это так называемая объемная плотность миофибрилл. Счита­ется, что волокна IIB типа имеют большую объемную плотность (82%), чем волокна I типа (76%) и IIА типа. Остальную часть объема мышечного волокна (15-25 %) занимают ядро, сарко­плазма и заключенные в саркоплазме органеллы.

Гистогенез мышечных волокон

• Проблема гистогенеза мышечных волокон интересна тем, что при повреждении мышечной ткани и последующей ее регенерации происхо­дят те же процессы, что и при гистогенезе. Установлено, что гипертрофия мышечных волокон также связана с их микротравмами и последующей их регенерацией.

• В настоящее время установлено, что уровень регенерации скелетной мышечной ткани очень высок.

• При перерезке (или сжатии) мышечного волокна в поврежден­ном участке образуется некротическая зона. При этом на некотором расстоянии от места травмы возникает полное разрушение сарко­леммы, саркоплазмы, клеток-сателлитов и миофибрилл, хотя за пределами этой зоны волокно сохраняет свою жизнеспособность.

• Восстановление структуры мышечных волокон осуществляет­ся посредством двух механизмов: реактивных изменений сохранившейся части миосимпласта и размножения клеток-сателлитов

• В миосимпласте уси­ливается сборка мембранных структур и на поврежденных концах восстанавливается целостность сарколеммы. Концы миосимпластов утолщаются и растут навстречу друг другу, образуются так называ­емые мышечные почки.

• В ответ на неизвестный сигнал, поступающий из поврежденно­го участка мышечного волокна, клетки-сателлиты вначале начинают усиленно делиться (пролиферируют). Затем одни из них мигрируют к концам поврежденных волокон и включаются в мышечные почки.

• Другие клетки-сателлиты сливаются (так же как миобласты в ходе гистогенеза) и образуют мышечные трубочки, которые соединяют вместе культи разделенных мышеч­ных волокон и дифференцируются в миосимпласты

• Следует учитывать, что регенерация мышечной и соединитель­ной тканей осуществляется параллельно, но регенерация соедини­тельной ткани протекает быстрее. Пространство между концами поврежденных мышечных волокон заполняется соединительнотканным регенератором быстрее, чем сблизятся концы мышечных волокон, по­этому возникает рубец.

Источник

Мышечные волокна в кале: о чем может говорить микроскопическое исследование кала

Потребляемая человеком пища, предварительно измельчается в ротовой полости, смачивается слюной и проходя через пищеварительную систему, в толстой кишке преобразуется в кал. Различные отделы ЖКТ отвечают за постепенное переваривание и усвоение питательных веществ.

Состав каловых масс может говорить не только о нарушениях процесса пищеварения, но также сообщить о том, какой именно отдел ЖКТ перестал нормально функционировать. Поэтому, для того чтобы диагностировать некоторые заболевания, врач прибегает к назначению анализа кала — копрограммы. Когда возникают мышечные волокна в кале?

Назначение копрограммы и правильный сбор анализов

Мышечные волокна в кале в норме не обнаруживаются

Для того, чтобы назначить копрограмму, врач должен иметь определенные основания. Она может быть показана в следующих ситуациях:

Комплексные профилактические обследования также предполагают проведение анализа каловых масс. С помощью копрограммы, можно определить различные нарушения в пищеварительной системе ребенка:

Для того, чтобы копрограмма принесла достоверные результаты, при собирании кала необходимо придерживаться некоторых правил. За пару дней до проведения анализа, следует отказаться от употребления блюд содержащих мясо и влияющих на окрашивание каловых масс.

К ним относятся различные зеленые овощи, помидоры, свекла, красная рыба. Они способны исказить результат копрограммы, при поиске скрытой крови в кале пациента. Иногда, врач самостоятельно назначает для пациента специальную диету. В продуктах, предписываемых ею, содержатся белки, углеводы и жиры в определенном количестве.

Так создается максимальная нагрузка пищеварительной системы, в результате которой анализ кала помогает обнаружить любое, даже малейшее отклонение в пищеварительных процессах. Перед анализом следует избегать приема различных ферментов и лекарственных препаратов, которые влияют на перистальтику кишечника. Прием антибиотиков, препаратов, в состав которых входит железо и висмут, а также противовоспалительных средств также необходимо отложить.

Людям, которые проходили рентгенологическое обследование с барием, либо колоноскопию, необходимо несколько дней подождать с анализом. Женщинам не желательно сдавать кал на копрограмму во время месячных. Людям, страдающим от геморроя, нужно отложить исследование до того момента, пока проблема не будет устранена, если геморрой кровоточит.

Испражнения для анализа должны быть получены естественным образом. Рекомендуется сдавать кал, который получен в результате утренней дефекации. Вечерние образцы можно хранить в холодильнике в течение десяти часов. Материл для анализа собирается в специальную стерильную емкость. Достаточно будет собрать 15г материала для анализа.

Копрограмма — это анализ кала, проводимый с целью подтверждения различных заболеваний ЖКТ. Также может использоваться при комплексных профилактических обследованиях.

О чем может сказать микроскопическое исследование кала

Усвоение пищи — это сложный механизм взаимодействия различных органов системы пищеварения человека. Начинается он в полости рта и протекает во всем пищеварительном тракте, вплоть до анального отверстия. Переработка пищи происходит не только на механическом уровне, но и на химическом — в результате воздействия желудочного сока и различных ферментов на питательные вещества.

При помощи микроскопического исследования каловых масс можно определить, какие продукты, съеденные пациентом, плохо переварились. Исходя из полученной информации, специалист может определить, какие у человека проблемы с пищеварением.

Кал в нормальном виде являет собой гомогенную смесь разнообразных веществ, которая состоит из продуктов, получаемых в результате секреции и экскреции органов ЖКТ, остатков непереваренной или плохо переваренной пищи, частиц верхних тканей кишечника и его микрофлоры. При проведении копрограммы, гомогенность каловых масс определяется как детрит. При нормальном функционировании желудочно-кишечного тракта, пища перерабатывается хорошо и детрит имеет более однородный вид.

В случае развития каких-либо нарушений в пищеварительной системе пациента, пища не переваривается в полной мере, поэтому в каловых массах начинают появляться непереваренные остатки потребляемых продуктов. Так, среди остатков продуктов животного происхождения, в кале могут обнаруживаться жиры и мышечные волокна.

Растительная пища представляется в анализе в виде клетчатки и крахмала. Все эти компоненты, в различной степени присутствующие в материале анализа, могут рассказать о конкретных болезнях пищеварительной системы пациента. От эффективности работы пищеварительной системы организма зависит качество жизни человека. Пища — главный источник различных питательных веществ, которые необходимы организму для удовлетворения всех его потребностей.

Микроскопическое исследование каловых масс может рассказать о том, насколько эффективно пищеварительная система справляется со своей работой. В зависимости от наличия различных компонентов в каловых массах, врач диагностирует то или иное отклонение от нормы и определяет его причину.

Причины появления мышечных волокон в кале

Мышечные волокна в кале

Элементы продуктов животного происхождения, представляемые в анализе в виде мышечных волокон, можно разделить на три вида:

Волокна различных видов имеют характерные особенности формы. Волокна, которые полностью переварились, не имеют четкой исчерченности и представлены в виде комочков небольшого размера.

Непереваренные волокна отличаются удлиненной цилиндрической формой, в которой можно четко определить их поперечную исчерченность и остроту углов. Слабопереваренные волокна также отличаются цилиндрической формой, но имеют продольную исчерченность, а углы у них имеют более сглаженный вид.

Желудочный сок, воздействующий на волокна в процессе пищеварения, нарушает их структуру, продольную и поперечную исчерченность. Окончательное переваривание волокон происходит в двенадцатиперстной кишке, где на них воздействует панкреатический сок, производимый поджелудочной железой.

Кал здорового человека, который питается продуктами как растительного, так и животного происхождения, не отмечается наличием волокон вовсе, либо они могут быть обнаружены в совсем небольшом количестве. Появление мышечных волокон в кале носит название креатореи и может свидетельствовать о различных патологиях желудка и поджелудочной железы.

В тех случаях, когда желудок не производит достаточно соляной кислоты, либо вовсе не вырабатывает желудочный сок, могут обнаруживаться мышечные волокна с четкой исчерченностью. Зачастую, причиной этого отклонения, служат различные формы гастритов. Если в кале обнаруживаются мышечные волокна без исчерченности, то это, скорее всего, говорит о нарушениях функций поджелудочной железы или же о слишком быстром перемещении пищи по ЖКТ, в результате чего ферменты органа должным образом не воздействуют на пищевую массу.

Мышечные волокна в норме не должны присутствовать в исследуемом кале.

Появление мышечных волокон различной формы может говорить о плохой работе желудка, либо поджелудочной железы. В любом случае, врач назначит дополнительные анализы, в случае необходимости, и подтвердит диагноз.

Копрограмма — анализ кала, с целью получения определенных сведений о состоянии пищеварительной системы организма. В результате исследования, в кале могут быть обнаружены различные непереваренные компоненты продуктов питания, наличие которых говорит о различных нарушениях процесса пищеварения. Достоверный анализ кала позволяет врачу определить заболевание и назначить его лечение.

Источник