Физиология растяжения связок и мышц

Мышечные волокна

Скелетные мышцы состоят из пучков мышечных волокон. Мышечные волокна могут сокращаться, расслабляться или удлиняться.

Мышечные волокна сокращаются под действием электрического импульса, поступающего от нерва. Одно мышечное волокно всегда сокращается полностью, создавая фиксированную силу. Сила, развиваемая всей мышцей, определяется количеством волокон, вовлеченных в это действие нервной системой.

Соединительные ткани

Соединительные ткани в опорно-двигательном аппарате — это связки, сухожилия и фасции. Связки обоими концами крепятся к костям сустава, сухожилия крепят мышцы к костям, а фасции обволакивают группы мышц и пучки мышечных волокон.

Связки и сухожилия содержат большое количество белка коллагена, который придает им жесткость. Связки и сухожилия практически не растягиваются — избыточная нагрузка на эти ткани может привести к травме. Фасции относятся к эластичным соединительным тканям (содержат белок эластин), и их растягивание повышает гибкость. Большинство упражнений на гибкость направлено на растяжение фасций.

Механизм растягивания

При растягивании сначала вытягиваются мышечные волокна, а затем в направлении вытягивающего усилия выравниваются коллагеновые волокна соединительной ткани. Это позволяет упорядочить волокна в направлении растяжения, благодаря чему в упражнениях на растяжение восстанавливается здоровая структура ткани.

При растяжении мышц часть мышечных волокон растягивается, а часть остается в исходном состоянии. Длина мышцы определяется количеством растянутых волокон (аналогично тому, как длина и сила сжатой мышцы определяется количеством сжатых волокон). Чем больше растянутых волокон, тем длиннее растянутая мышца.

Рефлекс растяжения

В толще мышц находятся нервно-мышечные веретена — нервные окончания, реагирующие на удлинение мышц. Веретена располагаются параллельно мышечным волокнам и растягиваются вместе с ними. При этом они регистрируют как изменение длины мышцы, так и скорость этого изменения.

При сильном или резком удлинении мышцы сигнал от веретен вызывает защитный рефлекс растяжения — мышца самопроизвольно сокращается в попытке помешать удлинению.

Рефлекс растяжения имеет статическую и динамическую составляющие. Статическая составляющая сохраняется все время, пока мышца растянута. Динамическая составляющая — это ответ на скорость изменения длины мышцы, он может быть очень сильным при резком удлинении мышцы и снижается, когда скорость удлинения мышцы уменьшается.

Одна из целей удержания позы растяжения в течение некоторого времени — дать мышечным веретенам адаптироваться к новой длине мышцы с уменьшением интенсивности их сигналов в новом положении.

Реакция удлинения

При сокращении мышца создает натяжение на сухожилии, к которому она крепится. На это реагирует сухожильный орган Гольджи — тип нервного окончания, который находится в местах соединения волокон мышц и сухожилий. Сухожильный орган реагирует на величину возникающей силы натяжения (статический эффект) и на скорость изменения этой силы (динамический эффект: резкое натяжение вызывает сильный сигнал).

Когда сигнал от сухожильного органа превосходит определенный порог, возникает защитная реакция удлинения — резкое самопроизвольное расслабление всей мышцы.

Вторая причина для удержания позы растяжения в течение некоторого времени — позволить произойти реакции удлинения, которая помогает мышце расслабиться (преодолевая рефлекс сжатия).

Взаимное торможение

По отношению к выполняемому движению мышцы можно отнести к одному из четырех типов:

Агонисты — вызывают движение.
Антагонисты — вызывают противоположное движение; отвечают за возвращение в начальное положение тела.
Синергисты — корректируют действие мышцы-агониста для обеспечения нужного направления результирующей силы.
Стабилизаторы — удерживают остальную часть тела при выполнении движения.

Агонисты и антагонисты обычно находятся с противоположных сторон сустава (например, бицепс и трицепс), а синергисты — на той же стороне, что и агонисты, рядом с ними. При работе крупных мышц-агонистов часто вовлекаются в качестве синергистов находящиеся рядом меньшие мышцы.

Сокращение мышцы-агониста может привести к рефлекторному расслаблению ее антагониста. Это явление называется взаимным торможением.

Взаимное торможение происходит не при всех движениях. Иногда возникает явление совместного сжатия. Например, при приседаниях сжимаются как мышцы брюшного пресса, так и их антагонисты — разгибатели спины.

Упражнения на растяжения легче выполнять с расслабленными, а не с сокращающимися мышцами. Для этого можно использовать эффект взаимного торможения (когда он происходит) — заставляя мышцы-антагонисты расслабляться за счет сжатия агонистов. Также желательно расслабить синергистов мышцы, которую вы растягиваете. Например, при растягивании икроножной мышцы, следует нагнуть стопу, сжав мышцы передней поверхности голени. С другой стороны, икроножная мышца — синергист подколенного сухожилия, поэтому желательно расслабить и его. Для этого нужно выпрямить ногу, сжав тем самым антагониста подколенного сухожилия — четырёхглавую мышцу бедра.

Источник

Пособие для персональных тренеров: наука и практика.

Глава 8: НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ ГИБКОСТИ

Если вы знаете нейрофизиологию растягиваемых тканей, их физические характеристики, то с успехом составите безопасную и эффективную программу. Хорошая гибкость имеет много преимуществ, в том числе:
•    Улучшение осанки. Хорошая осанка поможет вашему клиенту избавиться от хронических заболеваний, связанных с искривлением позвоночника или непропорциональным развитием мышц. Растяжки помогают скорректировать положение костей скелета, принявших в силу привычки неправильное положение, исправить неправильную технику выполнения упражнений других сегментов урока. Постепенно человек привыкает к правильной осанке, а мышечный баланс облегчает повседневные нагрузки.
•    Увеличение амплитуды движения суставов. Подвижный сустав двигается легко, с меньшими затратами энергии. Если суставы подвижны, движения эффективны и безопасны.
•    Развитие функциональной гибкости. Упражнения на гибкость позволяют развить амплитуду движений, требуемую в повседневной жизни. Функциональные движения в спорте и повседневной жизни динамичны по своей природе.
•    Профилактика травматизма. Хотя нет достаточных научных подтверждений, что подвижный сустав способствует лучшей растяжке мышц, большинство ученых признают этот факт. Риск травматизма уменьшается, так как сокращается вероятность превышения мягкими тканями эластичного порога, т.е. максимальной амплитуды сустава.
•    Улучшение кровоснабжения, обмена веществ. Разминка, попеременное растяжение и расслабление мышц разогревают ткань, способствуют усилению циркуляции крови и активизации обмена веществ. Регулярные занятия снижают вязкость синовиальной жидкости, в результате чего облегчается транспортировка питательных веществ к суставам. Изменение характеристик синовиальной жидкости способствует увеличению амплитуды движений в суставах.
•    Уменьшение болей в мышцах. Исследования показывают, что если после основного комплекса упражнений выполняются медленные, статические растяжки, то в последующие дни боль в мышцах не ощущается, восстановление организма после нагрузок происходит гораздо быстрее. До сих пор учеными точно не установлено, в чем причина такого явления. Одним из объяснений может быть разогрев мышц, способствующий усилению циркуляции крови.
•    Релаксация, борьба со стрессами, удовольствие. Если растяжки выполняются правильно, ощущается приятная релаксация мышц. Попеременное расслабление и сокращение мышц, составляющие упражнения на растяжки, обеспечивают максимальное питание мышцы, сокращают содержание токсинов в мышечных тканях. Подобные позитивные результаты – это здоровые, гибкие мышцы, способные противостоять утомляемости и травмам.

АНАТОМИЯ ГИБКОСТИ

Гибкость – это нормальная амплитуда движения сустава или суставов. Хорошая гибкость – это способность совершать свободные движения в суставе в любом направлении. Существует также такое понятие, как функциональная амплитуда движения сустава. Этот термин характеризует субъективное направление движения. Несмотря на кажущееся сходство, понятия нормальной амплитуды и функциональной амплитуды разные. Нормальная амплитуда подразумевает максимальные характеристики, часто не востребованные в повседневной жизни и иногда даже вредные.
Каждый сустав имеет оптимальную функциональную амплитуду. Так, коленный сустав не приспособлен для вращательных движений. В целом, его отличают следующие характеристики: это «шарнир», двигающийся по траектории от 1350 при сгибании колена, до 00 и 900 при распрямлении колена. Амплитуда движения с возрастом уменьшается – это связано с травмами, мало активным образом жизни. Многие ваши клиенты вообще не обращают внимания на свою гибкость.
Соединительные ткани сустава – это хрящи, связки, сухожилия и мышечная фасция, или фасциальная оболочка. Хрящ расположен между костями; это своеобразная прокладка, защищающая кости от повреждений при сильном ударе. Волокна хряща хорошо растяжимы; этим и объясняется его способность смягчать удар.
Связки соединяют кости, обеспечивая тем самым стабильность и целостность скелета в таких зонах, как позвоночник, колено, плечо. Мышцы с костями связывают сухожилия. Сила, вырабатываемая мышцами при их сокращении, передается костям именно через сухожилия. В результате мы можем двигаться.
Мышечная фасция состоит из трех «слоев» фасции, как бы «обертывающей» мышцу. Эндомизий окружает отдельные мышечные волокна (или клетки), перимизий – группы мышц, или пучки, эпимизий – всю мышцу. Наибольшая концентрация «слоев» фасции наблюдается в сухожилиях. Мышца с фасциальными слоями похожа на конфетку, закрученную в фантик. Обертка (мышечные фасции) конфетки («брюшка» мышцы) наиболее плотно «свернута» в сухожилиях. Надо отметить, что ни мышечные волокна, ни сухожилия не являются каким-либо образом скрученными. Подобный образ очень хорошо помогает представить мышцу и ее соединительные ткани.
Гибкость сустава определяется физическими свойствами соединительных тканей. В связках и сухожилиях много протеина коллагена. Волокна соединительных тканей расположены параллельно друг другу и очень плотно «упакованы». В результате получается крепкое «полотно», которое не так легко растянуть, и создается большая сила натяжения.
Суставы не одинаковы по гибкости, так как у каждого из них своя амплитуда движения. Гибкость одного сустава никак не влияет на гибкость других. Так, капсула ограничивает движение сустава на 47% (и эту характеристику нельзя изменить, не травмировав сустав); сухожилие – на 10%, мышечная фасция – на 41%, кожа – на 2%. Однако соединительная («мягкая») ткань может подвергаться существенным растяжкам. Отметим, что характеристикой способности мягкой ткани растягиваться служит эластичность (или отсутствие таковой). Изменение именно этого параметра связывают с увеличением амплитуды движения сустава, а также с предрасположенностью человека к травмам при неправильной технике выполнения упражнений на гибкость.
На гибкость виляют несколько факторов. Одни из них можно изменить, другие – нет (иначе неизбежны травмы). Факторы, с которыми мы не в силах ничего сделать:
•    наследственность;
•    строение сустава;
•    напряжение (частичное сокращение) мышцы;
•    эластичность внутримышечной соединительной ткани;
•    сухожилия;
•    связки;
•    кожа, окружающая сустав;
•    нейромышечное влияние (сенсорные органы, например мышечное веретено и сухожильные органы Гольджи).
Основными факторами, ограничивающими гибкость, являются:
•    предел эластичности связок и сухожилий, пересекающих сустав;
•    эластичность мышечных волокон и мышечной фасции, «обертывающей» одиночные мышечные волокна, их группы, всю мышцу;
•    строение костей и суставов;
•    кожа.

Что означает понятие «растяжка» в упражнениях
на гибкость?

Результативность упражнений на гибкость зависит от мышечной фасции – ее сопротивления нагрузке. Фасция ограничивает движение сустава на 41%, и именно она характеризует способность мышц к растяжению. Сама мышца в расслабленном состоянии может растягиваться до 150% своей длины, если ее не ограничивать фасциальной тканью.
Так, если длина мышцы, в расслабленном состоянии составляет 10 дюймов, то ее можно растянуть, не травмируя, до 15 дюймов. Однако при растяжении свыше 160% мягкие ткани мышцы начинают разрушаться. Итак, больше – не значит лучше! Фасциальная оболочка, в которой находится мышца, в свою очередь обладает и эластичными и неэластичными характеристиками. Из вышесказанного становится совершенно очевидным, что растяжка мышц менее всего связана с характеристиками мышечных волокон и неэластичными параметрами фасции. Наибольшее значение имеют эластичные параметры мышечной фасциальной ткани.

Успех программы на развитие гибкости будет зависеть от того, как вы сумеете «обработать» фасциальную оболочку.

Физические параметры мышечной фасции похожи на леденец. Когда он теплый, он тянется, когда холодный, он хрупкий и ломкий. Вот почему сначала так важно сделать разминку, чтобы разогреть мышцы. Разогретая мышца легче растягивается и при «застывании» уже не изменяет форму. Этот образ поможет вам объяснить клиентам цели программы на растяжку мышц.

Основные термины

Чтобы избежать недопонимания, определимся с некоторыми терминами. Растяжимость – это противоположность негибкости, ригидности. Мышечная фасция, в отличие от связок, хорошо растяжима.
Эластичность – понятие, которое часто путают с растяжимостью. Эластичность – это величина, характеризующая сопротивление ткани растяжению. У связок и сухожилий эта величина большая, поэтому они причисляются к тканям, обладающим высокой эластичностью. Мышечная фасция, напротив, обладает низкой эластичностью, она хорошо растяжима. Вы должны четко представлять себе разницу между двумя терминами – растяжимость и эластичность, иначе не сможете читать научную литературу.

Высокая эластичность – плохая растяжимость!

При эластичной растяжке после выполнения упражнения ткань восстанавливается до своей обычной длины. При пластичной растяжке ткань остается деформированной. Эластичные ткани – это мышечные волокна, фасция, связки и хрящи. Мышечные волокна, хрящи и связки сохраняют свои размеры после окончания выполнения упражнения (если, конечно, нагрузка не является чрезмерной), а мышечная фасция остается в деформированном состоянии. Степень полезности деформаций зависит от ткани.
Предел эластичности – наименьшая сила, необходимая для «постоянной» деформации мягкой ткани. При превышении эластичного предела ткань остается растянутой даже после окончания выполнения упражнения. В этом случае нарушается структура белков. В связках, например, травмируются коллагеновые волокна. В такой ситуации речь идет о растяжении связок (дисторзии). Повреждение мышечных волокон (или клеток) в результате превышения эластичного порога, называется растяжением. Степень растяжения может быть различной: от небольших повреждений до разрыва ткани.
Последствия превышения эластичного предела для мышечной фасции, с одной стороны, и связок, сухожилий, мышц, с другой – абсолютно разные.
Давайте остановимся на факторах, определяющих эластичность (устранимые деформации) или пластичность (неустранимые деформации) растяжения. Наиболее важными являются следующие 5 моментов:
1.    Тип действующей силы.
2.    Механизм растяжения и положение при выполнении упражнения.
3.    Длительность растяжки.
4.    Интенсивность растяжки.
5.    Температура мышцы при растяжении.
Продуктивность растяжки зависит от растягиваемой ткани, и здесь очень важна техника выполнения упражнения.

Физиология растяжек

Проприоцептивность – это сознание положения, движения своего тела или его частей. Подобная реакция обеспечивается проприоцепторами – сенсорными органами, передающими информацию по каналам центральной нервной системы. Благодаря их работе человек с закрытыми глазами может сказать, в каком положении находится та или иная часть его тела (например, под каким углом согнут локоть). Подобное явление называется кинестетическим сознанием.
Сенсорные органы – мышечные веретена и сухожильные органы Гольджи – играют большую роль в тренировке гибкости. Мышечные веретена находятся между мышечными волокнами (клетками). Они реагируют на изменение длины мышцы и скорости изменения длины. Мышечные веретена помогают мышце поддерживать форму и тонус. Они представляют собой своеобразный защитный механизм, помогающий предотвратить травму мышцы посредством рефлекса растяжения.
Если мышца растягивается слишком быстро, веретена инициируют мышечный рефлекс растяжения. В результате мышечная группа непроизвольно сокращается, предохраняя себя от чрезмерного растяжения. Рефлекс срабатывает и тогда, когда вы предпринимаете попытки растянуть мышечную фасцию при одновременном укорочении мышцы (это невозможно сделать, не повредив мышцу). Сила рефлекса пропорциональна силе и скорости растяжения мышцы. Соответственно если растяжка происходит медленно и осторожно, рефлекс вообще не наблюдается или наблюдается в очень небольшой степени.
Сухожильные органы Гольджи находятся в мышечном сухожилии или мышечно-сухожильном соединении. Они чувствительны к генерации силы и «следят» за напряжением мышцы. При превышении контрольного порога они провоцируют расслабление мышц.
Подобное явление называется обратным мышечным рефлексом или обратным рефлексом растяжения. Сила, необходимая для активации органов Гольджи, намного больше силы, необходимой для стимуляции мышечного веретена, ответственного за рефлекс растяжения.
Сигнал органов Гольджи «расслабиться» перекрывает сигнал мышечных веретен «сокращаться», в результате мышца расслабляется.
Взаимная иннервация – это рефлекторное торможение, затрагивающее как мышцы-синергисты, так и мышцы-антагонисты. При сокращении мышечной группы мышцы-антагонисты расслабляются. Взаимная иннервация – это прием, часто используемый при растяжке мышц с целью расслабить мышцы в максимально растянутом состоянии и таким образом увеличить амплитуду движения.
Например, если вы хотите потянуть группу мышц подколенного сухожилия из «положения лежа на спине», то напряжение четырехглавых мышц заставит мышцы подколенного сухожилия расслабиться в результате взаимной иннервации. Эта техника чрезвычайна важна для развития координации движений. Приемом взаимной иннервации часто пользуются для расслабления нужной мышцы. Овладение данным навыком сделает ваши занятия более эффективными.

Источник