АДАПТАЦИЯ НА МУСКУЛИТЕ КЪМ ФИЗИЧЕСКИ УПРАЖНЕНИЯ (ЧАСТ 1)

АДАПТАЦИЯ НА МУСКУЛИТЕ КЪМ ФИЗИЧЕСКИ УПРАЖНЕНИЯ (ЧАСТ 1)

Скелетните мускули на човека и експерименталните млекопитаещи животни, при които са получени адаптивните отговори към физически упражнения, съдържат три типа мускулни клетки. Те биват бързо съкращаващи се бели мускулни клетки, които притежават нисък, респираторен капацитет, висок гликолитичен капацитет и висока АТФ-фазна активност, т.е. с потенциал за производство предимно на анаеробна енергия, които се инервират от големи мотоневрони. Вторият тип мускулни клетки са бързо съкращаващи се червени мускулни клетки, които притежават висок респираторен капацитет, висок гликогенолитичен капацитет,  висока АТФ-фазна активност, т.е. с потенциал за производство на анаеробна и аеробна енергия, които се инервират от по-малки мотоневрони. Третият тип мускултш клетки са, бавно съкращаващи се червени мускулни клетки, които имат висок респираторен капацитет, нисък гликолтичен капацитет, ниска АТФ-азна активност, т. е. с потенциал за производство предимно на аеробна енергия, инервирайки се от мотоневрони,  които също са по-малки от тези, инервиращи белите бързо съкращаващи се мускулни клетки, и са най-устойчиви на умора от трите типа мускулни клетки.

Днес науката използува два подхода за оценяване на адаптивните отговори на различните видове мускулни клетки. Единият подход се състои в прилагане на хистохимично изследване на ензимите и тяхното оценявяне посредством интензитета на оцветяване, а вторият – в прилагането на различни биохимични изследвания. Много трудности съществуват при проучването на различните видове мускулни клетки и тяхната биопсия, поради малкото количество тъкан, която се изследва в тези случаи и поради това, че червените и белите мускулни клетки са плътно размесени в цялото тяло. При едно таргетно изследване на скелетните мускули на гризачи било установено, че под влияние на продължителни упражнения процентът от клетки, които имали цветната характеристика на белия мускул, намалявал, докато процентът на червено изглеждащите фибри се увеличавал. Тази находка показва, че упражненията за издържливост превръщат като че ли някои бели фибри в червени. Биохимичните проучвания обаче показали, че макар респираторният капацитет на белия мускул да се увеличава, белите фибри не се превръщат в червени. Напротив, някои от различията между белите и червените мускулни фибри се задълбочават и се подчертават у тренираните чрез упражнения гризачи.

Проучванията още показват, че относителната интензивност на цвета на респираторните ензими, въз основа на които било направено това разграничаване, не е подходяща за количествено определяне на ензимната активност. Посредством този интензитет били разграничени фибрите с митохондриално съдържание над определено критично ниво, което ги прави да изглеждат «по-червени» от «белите» фибри, в които митохондриалното съдържание е по-ниско от това критично ниво. Очевидно е, че тренировката увеличава респираторните ензими в някои бели фибри, вероятно на онези, които са с най-висок дихателен капацитет поначало и които достигат критичната интензивност на оцветяването, необходимо, за да се получи червен цвят. Различията между червените и белите фибри обаче се запазват. Хистохимичните проучвания, относно ефектите на упражнението върху човешкия скелетен мускул, в който фибрите се характеризират само като бързи или бавни на базата на акто- миозин-АТР-азното оцветяване, показват, че характеристиката на оцветяването не дава доказателства за превръщането на фибрите, за преминаването им от един вид в друг. Биопсични проучвания върху мускулите на човека показват, че упражненията, при които интензитетът може да бъде поддържан в продължение на дълъг период, имат за резултат гликогеновото изпразване най-напред в бавно съкращаващите се фибри с по-малко включване на белите фибри. Изглежда приемливо заключението, че съществуват позитивни взаимоотношения между размера на обичайното ниво на контрактилна активност и степента на адаптивния отговор. Находката, че белият мускул минимално се включва в упражненията за издържливост, се доказва от минималното гликогеново изпразване и обяснява защо абсолютното увеличение на респиратор­ния капацитет, и хексокиназната активност са по-малки в белия мускул в срав­нение с червения мускул. При упражнения, които имат за резултат по-голя­мо заангажиране на белите фибри, се наблюдават по-големи адаптивни отго­вори, в белия скелетен мускул.

Научните изследвания показват, че пропорцията на бързите и бавно съкращаващите се мускулни фибри е генетично детерминирана и не се променя от трениро­въчния процес. Той обаче влияе върху мощността, на съответния вид метаболитни процеси. От дълго време съществуват наблю­дения, че има лица с физическа и мускулна надареност, талант за успех в спринтовите дисциплини и съответно в бягания на дълги разстояния. Натрупаните данни в тази псока показват, че спринтьорите, а също, и тежкоатлетите имат относително висок дял от бързо съкращаващи се фибри, до 90% от цялото количество мускулни клетки, докато обратното съотношение, на мускулните фибри, т. е. 90% бавно съкращаващи се мускулни фибри, се установява при бегачите на дълги разстояния.

Независимо от това, че максималната кислородна консумация е най-доб­рата, мярка за оценка на кардио-респираторната годност на организма както по отношение на началния статус, така и по отношение на отговора на тре­нировъчния режим, представените данни показват голямото значение в тази посока и на тъканния фактор. Като се приема, че тренираността за издържливост е повече циркулаторен, отколкото целуларен проблем, характеристи­ката на скелетния мускул насочва вниманието и към ролята на периферния фактор. Във връзка с това трябва да се отбележи и установеният при изследване на еднояйчни и двуяйчни близнаци, факт, че около 94% от увеличение­то на максималната кислородна консумация се определя от наследствени фак­тори.

Докато при лицата, трениращи за издържливост, и при лицата, водещи заседнал живот, решаващата физиологична детерминанта за изпълнението е максималната кислородна консумация, при състезателите от спортовете, при които бързината е основно изискване, трябва да се вземе предвид влиянието и, на много други фактори, като ловкост, сила, телесна структура и т.н., при които много съществен компонент, в общата работоспособност са анаеробните механизми. Аеробните механизми и аеробната мощност не са характерни за изпълненията, свързани с бяганията на къси разстояния, вдигането на теже­сти, скоковете, хвърлянията и др. спортни дисциплини.

В противоположност на скелетния мускул сърдечният мускул не претър­пява адаптивно увлечение на респираторния капацитет в отговор на упраж­ненията за издръжливост. Активността и количеството, на митохондриалните ензими и концентрацията на цитохром С и митохондриалния протеин, отнесени към грам сърдечна тъкан, са непроменени в сърцата на тренираните живот­ни. Сърдечната хипертрофия в отговор на упражненията за издръжливост е такава, че тренираните животни имат по-тежки сърца от нетренпраните кон­троли със същата телесна маса. Има доказателства, че миокардиалната контрактилност се увеличава при тренировката. Специфичната активност на акто-миозин-АТР-азата се увеличава в сърцата на плъховете, подложени на съответна тренировъчна програма, и тази адаптация може да играе роля за уве­личаване на миокардиалната контрактилност.

Поради това, че сърдечният мускул се контрахира продължително и има най-високия капацитет за аеробен метаболизъм от всички мускули на млекопитаещите, се счита, че нивото на активността на ензимите за генериране на АТР и за хидролиза АТР по време на мускулната контракция на миокар­да е оптимално за продължителна и много тежка контрактилна активност. Сърдецният мускул получава своята енергия изцяло от аеробния метамолизъм, като поема и много лактат от протичащата кръв, който метаболизира.

Вашият коментар