КАКИЕ МЫШЦЫ РАБОТАЮТ? — Train Hard, Train Smart

Спор, какие же мышцы работают в том или ином упражнении, встречается, пожалуй, чаще всего. Вопрос «а какие мышцы работают в ...?» также входит в топ часто задаваемых.

Большинство не понимает, что сам термин «работает» в контексте мышцы намного сложнее, чем простое «да, работает» и «нет, не работает». Причем, существует разная степень работы, как ее количества, так и различный контекст слова «работа». Но, обо всем по порядку.

ВЕЛИЧИНА НАГРУЗКИ

На активность мышц влияет величина сопротивления, против которого она сокращается.

Существует термин «абсолютная максимальная сила», когда мышцу буквально стимулируют электрическим током от внешнего источника, в добавление к произвольному сокращению. Тем самым, мышца становится активна настолько, насколько она может, без ограничений по уровню стимуляции от ЦНС. Это реальный пик активности данной мышцы в данный момент времени при текущих ее условиях.

Затем, существует «максимальная произвольная сила» (МПС), которая показывает уровень активности/выдаваемой силы данной мышцы при максимальном сокращении за счет усилий воли лишь самого испытуемого. Уже, мы имеем активность ниже, чем 100% абсолютной максимальной силы.

дефицит силы — разница между силой при стимуляции и произвольной силой

Более того, существует эксцентрическая (при растяжении мышцы), концентрическая (при сокращении длины мышцы) и изометрическая (при постоянной длине) МПС, которые различны между собой, и зависят еще и от скорости сокращения (в случае эксцентрической и концентрической сил, при изометрических условиях скорость равна 0). Поэтому, за 100% берется обычно изометрическая МПС (ИМПС), чтобы исключить влияние скорости сокращения.

кривая сила-скорость, эксцентрика (слева), концентрика (справа), изометрия — на линии силы при нулевой скорости

Также, в различных суставных углах/при различной длине мышцы ИМПС различна. Это также нужно учитывать, когда вы производите измерения/берете данные.

максимальный изометрический крутящий момент в локтевом суставе при разгибании и сгибании различен в разных суставных углах

Значит ли это, что при 100% от ИМПС мышца максимально активна? Считается, что да. Однако при понижении процента, все становится сложнее.

с понижением % от ИМПС, сила падает неравномерно

1 ПМ – (одноповторый максимум, максимум на одно повторение) – уже динамический тест силы, обычно в многосуставном движении, при котором происходит движение в определенной амплитуде, часто во всех трех режимах сокращения мышц, с участием многих групп мышц и суставов.

1 ПМ (динамический тест) будет всегда на 10±5% меньше, чем ИМПС в данном движении и суставных углах, аналогичных нижней позиции

РЕКРУТИРОВАНИЕ И ЧАСТОТА ИМПУЛЬСА

Мышцы состоят из различных двигательных единиц (ДЕ) – низко-пороговых (активируются при низком напряжении нейронного импульса, большое количество, мало волокон в каждой ДЕ, состоят обычно из медленных окислительных мышечных волокон) и высоко-пороговых (активируются при высоком напряжении нейронного импульса, малое количество, много волокон в каждой ДЕ, состоят обычно из быстрых гликолитических мышечных волокон).

типы ДЕ в скелетных мышцах

Первый механизм роста/регулирования силы мышцы состоит в рекрутировании – напряжение нейронного импульса (в мВ) растет, и с каждым новым милливольтом активируются новые, все более высоко-пороговые ДЕ. Все достаточно просто. Максимальное рекрутирование ДЕ в мышце может происходить при 80% от ИМПС. А как растет сила дальше?

максимальный спринт, взятие и рывок создают около 100% активацию ДЕ. Но значит ли, что эти упражнения на все группы мышц сразу?

Второй механизм – это частота нейронного импульса (импульсы в секунду, или Гц). Чем чаще подаются импульсы к данным ДЕ, тем сильнее они сокращаются (вернее, сокращаются в режиме гладкого тетаниуса, когда волокна в течение всего времени сокращения работают на максимуме, без расслабления между импульсами). Именно этот механизм добавляет силы после рекрутирования. Однако эти процессы идут параллельно.

после 80% от МПС, уровень рекрутирования остается прежним, но частота импульсов продолжает расти

Самое интересное заключается в том, что у различных мышц разное соотношение низко-пороговых и высоко-пороговых ДЕ.

В мышцах, у которых очень много низко-пороговых ДЕ, и практически нет высоко-пороговых, рекрутирование очень быстро исчерпывает себя – уже на 40-50% от ИМПС. Поэтому, мышцы могут быть полностью активны (но не максимально напряжены!) уже на малой величине нагрузки.

в этой небольшой мышце, приводящей большой палец, 50% волокон типа I, но они составляют 84% всех ДЕ, и лишь 2 ДЕ являются высоко-пороговыми

Такие мышцы, обычно, являются маленькими, двигающими небольшие дистальные сегменты тела (пальцы, стопы, лучезапястный и голеностопный суставы). Сами по себе, они также слабые. Но, даже на небольшом проценте от их малого максимума силы, они уже активны на 100%.

разное соотношение механизмов регулирования напряжения у больших и малых скелетных мышц

Поэтому, например, активность при приседаниях со штангой весом 60 кг передней большеберцовой мышцы может быть близка к 100%, даже при том, что 1 ПМ атлета равен 200 кг! А сама мышца также далека от своего ИМПС.

Самое интересное, что при ЭМГ-замерах эта мышца будет иметь невысокое напряжение, т.е. считаться слабо активной. Просто замеряют напряжение тока (рекрутирование), а не его частоту. Т.к. в мышце много низко-пороговых ДЕ, они будут активны уже при малом напряжении.

методы регулирования напряжения. Рекрутирование — активация новых ДЕ. Сдваивание — двойное напряжение одной ДЕ подряд. Частота — более частая активация одной ДЕ. Синхронизация — одновременная активация двух и более ДЕ. Последний метод не считается способным повысить выдаваемую силу


При достаточно большой частоте сигнала, ДЕ перестает расслабляться внутри сокращения, и постоянно выдает максимум силы

Максимальная активность НЕ РАВНА максимальному напряжению!

СТАБИЛИЗАЦИЯ И ДВИЖЕНИЕ – МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ И МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА

Если брать классические упражнения в тренажерном зале, то одни мышцы совершают движение в суставе (агонисты), другие помогают первым осуществлять это движение (синергисты), третьи – работают в обратном направлении (антагонисты). И, наконец, четвертые, являясь стабилизаторами, удерживают сустав, сегмент нашего тела или все тело в исходном положении, стабилизируя его.

Практически каждая скелетная мышца, работающая при выполнении движений, может входить в каждую из этих групп, в зависимости от движения. Причем, даже внутри самого движения ее роль может измениться из-за смены положения тела.

По сути, агонисты и синергисты – это и есть «рабочие группы мышц» в данном движении. Они сокращаются, их сокращение вызывает крутящий момент в суставах, который противоположен моменту на этом суставе, который создает внешняя нагрузка. Если упражнение динамическое, и это фаза подъема снаряда, то происходит механическая работа – это сила, умноженное на дистанцию, которую преодолел снаряд (A=F*cosa).

Антагонисты своей активностью часто мешают движению, но их активность важна для торможения суставов в конце движения (нулевая угловая скорость в конце движения) для избегания травм. Также, они в какой-то мере являются и стабилизаторами сустава. Работают при эксцентрической фазе движения.

Стабилизаторы же не совершают никакой механической работы. Тем не менее, они совершают метаболическую работу – то есть, происходят все те же процессы траты энергии и выделения тепла/продуктов распада, что и у агонистов/синергистов. Просто, они не действуют против нагрузки, и не вызывают перемещение костей относительно друг друга (движения).

Например, в жиме лежа со штангой наблюдается заметная активность средних отделов дельтовидной мышцы. При таком же жиме в тренажере Смитта эта активность заметно угасает. Причина в том, что со свободным весом дельтовидная активно стабилизирует плечевой сустав, в чем нет необходимости при работе в тренажере. Однако, в обоих случаях это лишь метаболическая работа, а не механическая, поэтому оба варианта жима лежа нельзя отнести к упражнениям на средний отдел дельтовидной мышцы.

Прямая и косые мышцы живота могут быть активны в приседаниях на 100%, и даже напряжены на 100% от ИМПС (последнее сомнительно, из-за отсутствия достаточного стимула), но они лишь будут стабилизировать корпус, выполняя метаболическую работу, а не перемещать кости относительно друг друга для преодоления сопротивления веса снаряда.

Активность/напряжение НЕ РАВНО механической работе!

ВЕКТОР НАГРУЗКИ

В упражнениях, мы всегда совершаем движение против какой-то нагрузки. Это может быть вес снаряда, инерция, сила упругости снаряда, гидродинамическое сопротивление или что-то еще.

Нагрузка – это всего лишь сила, имеющая величину и направление (вектор).

Величина определяет количество силы (Ньютонов), против которых мы будет создавать свои Ньютоны – генерируемые мышцами.

Направление, или вектор нагрузки – такой же важный фактор, как и величина. Возможно, даже больше.
Представьте, что вы выполняете жим лежа. Только жмете штангу стоя – от себя. Несмотря на то, что грудные мышцы, казалось бы, работают динамически, двигая плечевую кость, как и в жиме лежа, они не будут активны и напряжены так, как во время жима штанги лежа. Почему?

Потому что свободный вес всегда давит вниз. Стоя, вы вынуждаете дельтовидную мышцу работать, чтобы удерживать вес (стабилизация). Но движение осуществляется вперед-назад, когда нагрузка давит вниз. В итоге, в этом случае вам будет сложнее удержать вес на прямых руках, чем отжать его от себя.

Справедливости ради скажу, что если выполнять это движение быстро, с малым весом, то против мышц будет работать сила инерции, что делает это движение не таким уж бесполезным. Но этот момент мы упустим, т.к. это был всего лишь пример.

А вот если вы будете давить вперед стоя против блоков или лент сопротивления, которые вызывает силу сопротивления в горизонтальном векторе, активность грудных увеличится. Как и смысл упражнения.

В итоге, положение нашего тела и сегментов тела относительно направления силы нагрузки может кардинально изменить активность тех или иных мышечных групп.

Если при исключительно метаболической работе, у мышцы есть F, но нет s (из формулы механической работы A=F*s*cosa), то при неправильном векторе нагрузки, мышца может перемещать кости (иметь s), но сопротивления этому движению оказано не будет (нет F).

Также, используя наклонный/обратнонаклонный жим, мы меняем вектор нагрузки, чтобы различные мышцы/головки мышц совершали больше механической работы – как нам это нужно.

Важно соблюдать вектор нагрузки, чтобы обеспечить механической работой нужные мышечные группы!

ПЛЕЧО НАГРУЗКИ – КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ В СУСТАВЕ

Нагрузка создает крутящий момент в суставе, против которого и совершают механическую работу мышцы, ответственные за соответствующие движение в данном суставе.

То, какую величину момента создаст нагрузка, зависит от плеча силы нагрузки, или длинной перпендикуляра между вектором нагрузки и осью вращения в суставе.

Например, в первой части статьи про ягодицы вы могли прочитать, что от плеча нагрузки на коленный/тазобедренный сустав зависит активность тех или иных мышц. Просто, те или иные мышцы будут работать против большей силы сопротивления – совершать больше механической работы.

Изменения различных параметров, таких как антропометрия, углы/амплитуда, положение штанги и т.д. также могут изменить крутящий момент в суставе.

Крутящий момент в суставе также непостоянен внутри одного упражнения, особенно при использовании свободного веса.

В приседаниях со штангой, например, плечо нагрузки для обоих суставов будет максимально при параллельном седе. При вставании, оно будет уменьшаться, уменьшая сопротивление мышц и механическую работу, которую они выполняют. Однако, добавляя ленты сопротивления, мы компенсируем это большей нагрузкой при подъеме веса.

В таких движениях, как ягодичный мост, или ТКЕ, нагрузка работает непосредственно в сустав, и максимум плечо силы нагрузки будет достигать при полном разгибании.

При выполнении разведений лежа для грудных мышц, максимум плечо нагрузки будет в нижней точке, соответственно, максимум механической работы грудные будут совершать в районе нижнего положения.

Напротив, при сведении в кроссоверах, из-за иного вектора нагрузки, плечо силы нагрузки будет максимальным при приближении движения к концу.

При разведениях на средний участок дельтовидной, напротив: работа с гантелями будет давать максимум плечо силы в пиковом сокращении, тогда как разведения в тросовом тренажере/с лентами – ближе к началу движения.

Важно понимать, какой крутящий момент создает данная нагрузка в данном упражнении, и как он изменяется в течении его выполнения!

ПОЗИЦИЯ ТЕЛА И ЕГО СЕГМЕНТОВ – ДВИГАТЕЛЬНЫЙ ПАТТЕРН

То, как мы совершаем движение, также может существенно изменять рабочие группы мышц.

Было показано, например, что если выполнять мертвую тягу, а не приседания, то при равных плечах нагрузки на тазобедренный сустав в тяге больше будут работать мышцы задней поверхности бедра, в приседаниях – ягодицы. Все из-за разной позиции одних сегментов тела относительно других.

Также, влияние на участие тех или иных групп мышц может оказывать процент нагрузки и амплитуда – в тех же приседаниях со штангой.

В сгибаниях рук со штангой, первые 50% подъема плечелучевая мышца, из-за большего плеча силы, будет активнее, чем бицепс.

А выполнение сгибаний на скамье Скотта, из-за другого угла/вектора нагрузки, перенесет больше силы сопротивления в начало подъема – что лучше для плечелучевой мышцы, но хуже для бицепса.

Изменения происходят и в функциях мышц. При разгибании голени в тренажере, четырехглавая является агонистом, а мышцы задней поверхности бедра – антагонистами. Но при приседаниях, обе эти мышечные группы работает сообща! Так же, как и ягодичные, икроножная, камбаловидная и передняя большеберцовая мышцы.

Прямая мышца бедра, мышцы задней поверхности бедра и икроножная мышца являются двусуставными, т.е, проходят через два сустава. Прямая мышца бедра сгибает таз и разгибает колено, мышцы задней поверхности бедра – разгибают таз и сгибают колено. При вставании из приседа, происходит разгибание таза и колена, в итоге, эти мышцы выполняют как динамическую, так и стабилизирующую функцию на разные суставы.

Более того, группа мышц задней поверхности бедра может разгибать колено, как и ягодичная мышца. Икроножная может как сгибать, так и разгибать колено, в зависимости от углов в суставе и положении тела/нагрузки.

Для определения работы отдельных мышечных групп очень важно знать, какое движение осуществляется. Шаблон/паттерн движения играет важную роль, влияя на работу и тип работы мышечных групп в этом движении!

УТОМЛЕНИЕ, ТРАВМЫ И Т.Д. – КОМПЕНСАЦИЯ

Различные факторы, такие, как локальное утомление мышечной группы, травма, микроповреждения, и ментальные команды могут изменить активность тех или иных групп.

В нашем организме, практически всегда одно и то же движение может выполнить не одна, а несколько мышечных групп. Если на это не способна одна мышца, произойдет компенсация – ее функции будет выполнять другая мышечная группа.

Также, если у атлета основная рабочая группа мышц слишком слабая, а другая, аналогичная ей по функции, более сильная, то именно она будет забирать большую часть нагрузки.

Так, в становой тяге, часто у атлетов имеется слабость ягодичных и мышц задней поверхности бедра. В итоге, вместо разгибания таза, атлеты разгибают спину, за счет мышц-разгибателей позвоночного столба.

Должны быть учтены факторы компенсации!

В ИТОГЕ

Чтобы определить, какие мышечные группы работают в движении, нам нужно:

1. Знать, что это за движение (его паттерн), и какие анатомические функции выполняет данная группа мышц в данном движении, и как эти функции изменяются при выполнении движения
2. Определить плечо нагрузки для каждого сустава, и как оно изменяется при выполнении движения.
3. Определить вектор нагрузки, и как он изменяется при выполнении движения.
4. Определить, является ли мышца стабилизатором, антагонистом, синергистом или агонистом, и изменяется ли ее роль при выполнении движения
5. Определить, насколько мышца активна (рекрутирование ДЕ) и напряжена (рекрутирование + частота импульса), и ее % напряжения от ИМПС, и как это меняется при выполнении движения
6. Учесть факторы утомления, травмы, индивидуальных особенностей и т.д.

В сложных движениях, типа приседаний, мы можем изменять степень нагрузки и участия мышц, но все равно будут работать сразу несколько мышечных групп. Фронтальные приседания, хоть и имеют большее плечо нагрузки для коленного сустава, и большую его амплитуду, все равно будут вовлекать в работу мышцы-разгибатели тазобедренного сустава (большую ягодичную, мышцы задней поверхности бедра, большую приводящую).

Детальный анализ техники движения, амплитуды, величины, положения и направления нагрузки, а также знания анатомии и физиологии помогут вам понять, какие мышцы работают лучше или хуже в том или ином случае.

Комментарии:

Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить