Реальные причины, почему мышцы устают во время физических упражнений

Занятный и полезный мультик о том, как и почему наши мышцы становятся все выносливее и сильнее

Многие хотят заниматься фитнесом, чтобы улучшить свою физическую форму. Одни ходят в тренажерный зал, другие предпочитают занятия на свежем воздухе, третьи приобретают тренажеры и делают небольшой стадион на дому. Но с началом занятий сразу же становится понятно, насколько труден путь к здоровью и красивой фигуре. Болят мышцы, нет сил, падает настроение. И радужные планы похудеть или повысить свою физическую культуру тускнеют.

Почему устают мышцы, как они связаны с работой головного мозга, какие химические процессы происходят во время физических нагрузок – на эти вопросы отвечает выложенная здесь познавательная анимация. Ее создатели – американский образовательный You-Tube-канал TED-Ed. Специализация канала понятна из расшифровки аббревиатуры TED= technology, entertainment, design: технологии, развлечения, дизайн. У TED-Ed больше 10 миллионов подписчиков.

Итак

Есть много общеизвестных причин, по которым устают мышцы во время циклической нагрузки: накопление молочной кислоты или истощение энергии. Но есть и другие причины. В самом деле, почему наши мышцы устают?

1. Начав тренировать свои мышцы, поначалу вы не испытываете усталости

 
2. Но спустя некоторое время, пытаясь поднять груз в N-й раз, вы не можете закончить упражнение

 
3. Это происходит потому, что соответствующие мышцы не в состоянии сокращаться

 
4. Одной из основных причин мышечной усталости является способность мышц реагировать на сигналы, поступающие из головного мозга

Чтобы узнать причину мышечной усталости, необходимо сначала понять, как мышцы сокращаются под действием нервных импульсов

5. Сигналы от мозга к мышцам доходят за доли секунды по длинным тонким клеткам, они называются двигательными нейронами

 
6. Между двигательным нейроном и мышечной клеткой есть микроскопический промежуток, в котором происходит обмен частиц

...благодаря чему и происходит сокращение мышц

7. С одной стороны этого промежутка в двигательном нейроне содержится ацетилхолин

Это важнейший медиатор центральной нервной системы, осуществляющий нервно-мышечную передачу

8. Напротив, со стороны мышцы, по поверхности клеточной мембраны, располагаются ионы, то есть заряженные частицы: с внутренней стороны – калия, с наружной – натрия

 
9. Когда мозг посылает сигнал...

10. ...двигательный нейрон выделяет ацетилхолин

Он приводит в действие ионные каналы мышечной клетки, в результате чего они открываются

11. Натрий поступает внутрь, а калий выходит наружу

Постоянный обмен этими частицами – это важная составляющая в сокращении мышц. В результате изменения в заряде создается электросигнал, или потенциал действия, который распространяется по всей мышечной клетке

12. Это способствует высвобождению хранящегося в ней кальция, его потоки способствуют сокращению мышцы

Это происходит благодаря связыванию белков, спрятанных в мышечных волокнах. Их сближение друг с другом приводит к тому, что мышцы напрягаются

13. Для сокращения мышц требуется энергия, поступающая из молекулы АТФ (аденозинтрифосфат)

С ее помощью ионы также возвращаются назад в мембрану, восстанавливая баланс натрия и калия

14. При каждом сокращении мышцы процесс повторяется

С каждым циклом расходуется получаемая из АТФ энергия, образуя продукты типа молочной кислоты. Часть ионов покидает мембрану мышечной клетки, и постепенно их становится все меньше и меньше

15. И хотя мышечные клетки в процессе сокращения используют АТФ, они же непрерывно и воспроизводят ее

Поэтому даже в самых уставших мышцах этот источник энергии никогда не истощается полностью

16. Хотя многие конечные продукты обмена веществ являются кислотами, в уставших мышцах по-прежнему сохраняется нормальный уровень pH

17. Это значит, что из ткани все продукты выделения выводятся на 100%

18. Однако постепенно после многочисленных сокращений

... концентрация ионов калия, натрия или кальция, доступная в пределах мышечных мембран, окажется недостаточной для нормального перезапуска системы

19. И даже если мозг посылает сигнал-импульс,

20. ...то мышечная клетка не может выработать необходимый потенциал действия

21. Но даже если вокруг мышечной клетки истощились концентрации необходимых ионов, их запасы в организме огромны

Постепенно они возвращаются к мышцам, которые испытывают дефицит в этих веществах

22. Если остановить тренировку и отдохнуть, мышечная усталость сойдет на нет

Это означает, что мышцы постепенно пополняются необходимыми ионами

23. Главное

Чем больше мы тренируемся, тем больше в мышцах нарабатывается выносливость и дольше не наступает усталость. Чем сильнее мы становимся, тем все меньшее количество раз требуется повторять описанный цикл мозговых импульсов, направленных на сокращение мышц, занятых циклическими нагрузками. Поднятием тяжестей, например

24. Соответственно, чем меньше требуется мозговых циклов, тем медленнее происходит истощение ионов

По мере улучшения физической подготовки мы сможем уделять тренировкам все больше времени, не уменьшая их интенсивности

25. В процессе тренировок происходит рост мышечной массы

Чем крупнее мышца, тем больше в ней запасов АТФ. Значит, в ней больше возможностей для удаления продуктов выделения, в связи с чем мышечная усталость наступает с каждым разом все позднее