По окончании учебы, став магистром по физиологии, я продолжил свое образование на курсах неврологии, достигнув уровня дипломированного специалиста. Говоря в общем, неврология — это исследование головного мозга, спинного мозга и связанных нервных клеток или нейронов — вещей, которые управляют вашими мышцами. Эта глава объясняет, как и почему они делают это.
Обычно мы считаем свои мышцы основными составляющими в наших движениях, но, в действительности, они подобны колесам автобуса, который ведут нейроны. Прежде, чем вы выполните любое движение, в вашем мозгу собирается некий комитет, чтобы решить, сколько нейронов следует посвятить в эту задачу. Принятый заказ направляется из головного мозга вниз, в спинной мозг. Когда это послание-поезд достигает спинного мозга, моторные нейроны «выскакивают», чтобы заняться своим делом, возбуждая ваши мышцы. Ваши мускулы сокращаются, потому что моторный нейрон дал им сигнал сделать это.
Прежде, чем я объясню, как моторный нейрон приводит к сокращению мышцы, рассмотрим их отношения, как моторную единицу.
Моторный нейрон может возбудить от нескольких мышечных волокон до нескольких тысяч. Комбинацию моторного нейрона и управляемых им мышечных волокон называют моторной единицей. Наименьшие моторные единицы — самое малое количество мышечных волокон на один моторный нейрон — обычно находится в самых мелких мышцах, в то время, как самые большие моторные единицы находятся в крупных мышцах. Таким образом, мышцы вашего пальца имеют маленькие моторные единицы, а бицепс — большие.
На иллюстрации, показанной ниже, вы видите моторную единицу в гигантском увеличении. Вы заметите, что каждое мышечное волокно состоит из миофибрилл, которые, в свою очередь, состоят из еще меньших элементов: тонких и толстых протеинов (белков), называющихся актином и миозином, сократительные свойства которых складываются, и в сумме вызывают сокращение всей мышцы.
Вот как происходит этот процесс: есть небольшое пространство, которое называется нейромышечным соединением, отделяющее моторный нейрон от мышечных волокон. Когда ваш моторный нейрон активизирован, он выпускает посредник (медиатор), ацетилхолин, в это место. Ацетилхолин распространяется по нему и достигает рецепторов на мышечной мембране. Это заставляет натрий быстро проникать в мышечную мембрану, а калий — немедленно покидать ее, этот процесс называется деполяризацией.
Важно, что мышечная мембрана пересекает мышечную ткань внутри мышцы. Когда эта мембрана деполяризована, открываются каналы кальция в мышце. Так кальций проникает во внутриклеточное пространство мышцы. Кальций связывается с маленьким белком, тропонином, на актиновой нити (представьте себе тропонин контрольно-пропускным пунктом между миозиновыми и актиновыми нитями. Тропонин блокирует движение миозина и актина, когда находится в покое). Закрепление кальция заставляет тропонин перемещать миозиновые и актиновые нити. И тогда с помощью АТФ, миозиновые и актиновые нити могут натягиваться, скользя мимо друг друга. Это вызывает сокращение мышцы — удивительно сложный процесс, начинающийся с сигнала моторного нейрона. И, как я уже упоминал, сочетание моторного нейрона и возбуждаемых им волокон мышцы — это и есть моторная единица.
Моторные единицы ответственны за силу, позволяющую нам поднимать все: от тяжеленного груза до легкого карандаша. Кроме того, отдельные части вашего тела находятся в легком движении фактически в любую минуту ежедневно (даже когда вы спите ночью, ваши глазные яблоки движутся), так что вполне можно вообразить существование довольно сложных отношений между мышцами и нервами.
Однако есть ряд довольно простых принципов, применимых в силовом тренинге. Как только вы уясните их, вы поймете, почему я в этой книге ратую за одни методы и отклоняю иные, порой весьма популярные среди других тренеров.
Первым и самым важным является вовлечение моторных единиц. Чем большее число моторных единиц вовлекается в работу, тем больше производимая вами сила. Чем больше производимая сила, тем тяжелее вес вы сумеете поднять. И, чем тяжелее веса, тем большую силу и мышечную массу вы сможете выстроить.
То же самое относится к любой работе, которая требует всеобщего спринта, рывка или прыжка — чем больше моторных единиц, тем быстрее спринт, резче рывок или выше прыжок.
Ваше тело инстинктивно не бросает на выполнение задачи каждую моторную единицу лишь по вашему желанию. Обычно мы не можем вовлечь в работу все наши моторные единицы, если не сталкиваемся с ситуацией, когда стоим на краю жизни и смерти. Однако мы вполне можем обучить нашу нервную систему привлекать к работе больший процент из всех доступных моторных единиц.
Есть три основных типа моторных единиц[9] (существуют и другие подтипы, которые не стоит включать в это обсуждение: все они составляют единую целостность):
· Тип S (медленно сокращающиеся), производящие небольшое количество силы в течение длительных периодов времени;
· Тип FR (быстро сокращающиеся, стойкие к усталости) — выносливые единицы, производящие среднюю силу в течение умеренного времени;
· Тип FF (быстро сокращающиеся, быстро утомляющиеся) — моторные единицы, способные производить большую силу в краткие промежутки времени.
Каждый тип моторной единицы работает с определенными мышечными волокнами:
Тип I — наименьшие волокна мышц, которые наиболее медленно сокращаются и наиболее выносливы. Они используются для задач, которые не требуют значительных усилий. Так, если вы стоите в очереди в кинотеатр, вы используете мышечные волокна Типа I и моторные единицы типа S.
Тип IIA — мышечные волокна средних размеров, которые демонстрируют некоторую выносливость и некоторые силовые способности. Забег на 400 метров — довольно хороший пример; это быстрый темп, который, однако, может поддерживаться только в течение одной или двух минут. Вы используете комбинацию мышечных волокон Типа I и IIA, что подразумевает совместную работу моторных единиц типов S и FR.
Тип IIB/Х — эти мышечные волокна походят на некий экспериментальный реактивный истребитель, тайно испытываемый ВВС в Зоне 51 (Area 51), хотя на самом деле не слишком-то и загадочны (иногда они упоминаются в научной литературе как IIB, а порой — как NX, поэтому я объединил их оба, чтобы избежать беспорядка…или наоборот, внести некоторую сумятицу). В большинстве случаев они не задействуются атлетами среднего уровня в залах, несмотря на то, что являются самыми большими волокнами в теле, и способны на самые серьезные силовые подвиги и демонстрацию впечатляющей мощи. Вы используете волокна типа IIB/Х и моторные единицы FF, когда берете почти максимальный вес (в 3ПМ или тяжелее) или бежите 40-метровый спринт.
Я упоминал, что есть и другие гибридные моторные единицы, которые все вместе являются частью всеобщей целостности. На рисунке — целая команда волокон мышц, с наименьшими и самыми медленными волокнами слева, и наибольшими и самыми быстрыми — справа. Три главных типа выделены красным. (1).
К вопросу о размерностях.
Пока я не изучил предмет этого разговора в школе, я считал что нервы — это просто нервы. Мне казалось, что некоторые из них имеют более занятные функции, чем другие, но все они в основном имеют одинаковые размеры и форму. Позже я убедился в ошибочности своих представлений. Нервы имеют различные размеры точно так же, как и мышечные волокна. Чем больше нерв в диаметре, тем быстрее он проводит электрические импульсы, которые заставляют мышцу сокращаться.