У человека в каждой скелетной мышце имеется определенное количество мышечных волокон. Однако не все они одинаковы. Отдельная скелетная мышца включает два основных типа волокон: медленносокращающиеся (МС – тип I) и быстросокращающиеся (БС – тип II). Для достижения максимального сокращения МС-волокнам требуется около 110 мс, а быстросокращающимся – 50 мс (Дж. Х. Уилмор, Д. Л. Костилл, 1997).

Быстросокращающиеся волокна подразделяются на два типа: «а» (БСа или IIа) и «б» (БСб или IIб). Медленносокращающиеся волокна при окрашивании имеют темный цвет, быстросокращающиеся волокна типа «а» не окрашиваются (остаются белыми), а волокна типа «б» приобретают серый цвет. МС-мышечным волокнам присущ высокий уровень аэробной выносливости. Они эффективны для производства АТФ на основе окисления углеводов и жиров. В связи с этим они более приспособлены к выполнению длительной работы невысокой интенсивности (например, бег на длинные дистанции, длительное плавание, гребля).

БС-волокна, напротив, характеризуются относительно низкой аэробной выносливостью. Они более приспособлены к анаэробной работе (без кислорода), чем МС-волокна. БС-волокна в основном используются при выполнении кратковременной работы высокой интенсивности, требующей проявления выносливости (например, бег на 800-1500 м или плавание на 400 м), а БС-волокна – главным образом во время «взрывных» видов деятельности (например, беге на 100 м или плавании на 50 м).

Исходя из особенностей композиции, доминирующий тип ее биоэнергетики (аэробной, анаэробной или смешанной) может определять двигательную предрасположенность отдельной мышцы или мышечной системы в целом к определенному виду ее деятельности. Доминирующее количество одного из представленных типов мышечных волокон определяет биоэнергетический профиль (кислородный, бескислородный или смешанный) мышечной системы, что в значительной степени определяет фенотипическое проявление двигательных способностей (Я. Яшанин, Ю. Войнар, Н. Яшанин, А. Скурвидас, 2002).

В среднем скелетные мышцы состоят на 50% из МС, 25% – БС и 25% – БСб. У спортсменов высокой квалификации, специализирующихся в различных видах спорта, наблюдается различное соотношение МС- и БС- волокон (рис. 19).

Рисунок 19 - Типы телосложения, мышечной ткани, легких и сердца у спортсменов

высокой квалификации, специализирующихся в различных видах спорта

(Arnot, Gaines, 1992)

Наследуемость мышечной композиции подтверждают попытки ученых повлиять на соотношение МС- и БС-мышечных волокон у спортсменов. Оказалось, что возможен переход быстрых волокон и медленных мышечных волокон в промежуточную форму в очень узком диапазоне – не более 5-6% (В. В. Язвиков, С. А. Морозов, А. Н Некрасов, 1988, 1990; В. Н. Селуянов, М. П. Шестаков, 2000). В результате тренировки наблюдается в основном нарастание толщины (гипертрофия) отдельных мышечных волокон. (Е. Б. Сологуб, В. А. Таймазов, 2000). Обобщив результаты подобных исследований, А. Дж. Мак-Комас (2001) пришел к выводу, что даже высокоинтенсивные тренировки на выносливость существенно не влияют на соотношение типов волокон. Отсюда правомерно полагать, что влияние тренировки на изменение композиции мышц возможно лишь в пределах 5-6%.

Адаптационная реакция скелетных мышц на физическую тренировку изучена в трех экспериментальных исследованиях. В первом из них (J. A. Simoneau et al., 1986) определено сходство реакции энзимов скелетных мышц на 15-недельную тренировку различной интенсивности у девушек и юношей 12 пар МЗ близнецов. В среднем сходство по различным энзимам у МЗ близнецов было на 50-60%. А по креатинкиназе – на 82%.

В исследованиях 4 пар МЗ близнецов (3 пары девушек и 1 пара юношей; M – C. Thibault et al., 1986) определена наследуемость адаптационной реакции энзимов скелетных мышц на 10-недельную программу силовой изокинетической тренировки. Существенно зависима от генотипа оказалась реакция только одного из 5 ферментов. Подобные результаты авторы объясняют спецификой влияния силовых упражнений. И здесь, как они считают, нужны дальнейшие исследований.

Изучена адаптационная реакция энзимов скелетных мышц у 6 пар совершеннолетних МЗ близнецов (под наблюдением находились по три мужских и женских пары) после 7-, 15-недельной велоэргометрической тренировки на выносливость (P. Hamel et al., 1986). Изменения в соотношении различных типов волокон всех пар были незначительными. Характеристика реакции энзимов после 7-недельной тренировки была различна у партнеров МЗ близнецов. Отсюда авторы предположили, что она не была связана с генотипом. Но после 15-недельной тренировки внутрипарное сходство активности энзимов существенно увеличилось. Это позволило авторам утверждать, что адаптационные способности человека, определяемые при физической нагрузке с преимущественным развитием выносливости, находятся под меньшим генотипическим контролем в ранний период, чем в более поздний период тренировки. Особенно значимы наследственные влияния при максимальной реализации фенотипического проявления выносливости.

Обобщив данные различных исследований, Е. Б. Сологуб и В. А. Таймазов (2000) рекомендуют для прогнозирования пригодности людей к занятиям физическими упражнениями различной мощности и продолжительности ориентироваться на такие показатели композиции мышц (рис. 20):

- у спортсменов, выполняющих работу максимальной мощности (длительностью 10-30 с), должно быть не менее 20% МС-мышечных волокон (таких людей в популяции около 8%);

- у людей, способных выполнять работу субмаксимальной мощности (длительностью от 30-40 с до 3-5 мин) – 20-40% МС-мышечных волокон (таких лиц около 23%);

- у людей, имеющих предрасположенность к работе на выносливость продолжительностью от 30-40 мин до несколько часов – более 60% МС-мышечных волокон (таких людей 27%); отмечена взаимосвязь между количеством МС-мышечных волокон и МПК (чем выше МПК, тем больше преобладание у спортсмена МС-мышечных волокон)

- у лиц, способных к работе переменной мощности (в ситуационных видах спорта – спортивных играх, единоборствах) – около 50% (вариация 40-60%) МС-мышечных волокон (в популяции таких людей около 42%).

Существует также группа людей (их около 10%), способных выполнить любую работу и имеющих в составе скелетных мышц 50% и более промежуточных волокон IIа типа и около 20% волокон I типа. Очевидно, что люди с подобной мышечной композицией имеют значительную перспективу в многоборьях (например, в легкоатлетическом десятиборье).

При несоответствии состава мышечных волокон характеру выполняемой работы (выбранной спортивной специализации) рост спортивного мастерства прекращается. Такие спортсмены, как правило, отсеиваются в процессе многолетнего отбора.

Рисунок 20 - Количество МС-мышечных волокон в скелетных мышцах человека,

адекватное для работы различной продолжительности