Каждая мышца состоит из волокон, обозначаемых как ST-волокна (slow twitch fibres) — медленно сокращающиеся и FT-волокна (fast twitch fibres). ST-волокна, обладающие высоким содержанием миоглобина (красный мышечный пигмент), называют также красными волокнами. Они включаются при нагрузках в пределах 20-25% от максимальной и отличаются хорошей выносливостью. FT-волокна, обладающие по сравнению с красными небольшим содержанием миоглобина, называют также белыми волокнами. Они характеризуются высокой сократительной скоростью и возможностью развивать большую силу. По сравнению с медленными волокнами они могут вдвое быстрее сокращаться и развить в 10 раз большую силу (см. таблицу 1).
Таблица 1 – Упрощенное изображение спектра мышечных волокон
FT-волокна, в свою очередь, подразделяются на FTO- и FTG- волокна. Наименование их определяется способом получения энергии. Получение энергии в FTO-волокнах происходит так же, как и в ST- волокнах, преимущественно путем окисления, в результате чего глюкоза и жиры в присутствии кислорода разлагаются на двуокись углерода (CO2) и воду (H2O). В связи с тем, что этот процесс разложения протекает относительно экономично (на каждую молекулу глюкозы при разложении мышечного гликогена для получения энергии накапливается 39 энергетических фосфатных соединений), FTO-волокнах имеют также относительно высокую сопротивляемость утомляемости). Накопление энергии в FTG-волокнах происходит преимущественно путем гликолиза, т.е. глюкоза в отсутствии кислорода распадается до еще относительно богатого энергией лактата. В связи с тем, что этот процесс распада неэкономичен (на каждую молекулу глюкозы для получения энергии накапливается всего лишь 3 энергетических фосфатных соединения), FTG-волокна относительно быстро утомляются, но, тем не менее, они способны развить большую силу и, как правило, включаются при субмаксимальных и максимальных мышечных сокращениях.
Рисунок 9 – Включение различных типов мышечных волокон в движение при увеличивающихся сопротивлениях (по Костиллу)
Процесс взаимодействия различных типов волокон до настоящего времени выяснен не до конца. Схематично он может быть изложен так.
При нагрузках менее 25% от максимальной силы сначала начинают функционировать преимущественно медленные волокна. Как только их запасы энергии иссякают, «подключаются» быстрые волокна. После того, как израсходуются энергетические запасы быстрых волокон, работу придется прекратить, наступает истощение. Если же силовая нагрузка возрастает от низких до максимальных величин, то, согласно Костиллу (1980 г), возникает так называемый «эффект рампы», когда почти все волокна вовлекаются в движение. Изображенный на рисунке 9 принцип участия различных типов волокон в мышечной деятельности действителен, по всей вероятности, для всех движений. Сначала включаются медленные волокна, а чуть позже, когда потребность в силе превысит 25% от максимальной, в активность вступают и быст- рые волокна.
При взрывных движениях временной промежуток между началом сокращения медленных и быстрых волокон минимален (всего несколько мс). Таким образом, начало сокращения у обоих типов воло- кон происходит почти одновременно, однако быстрые волокна укора- чиваются значительно быстрее и раньше достигают своего силового максимума (приблизительно за 40-90 мс), чем медленные волокна (приблизительно за 90-140 мс), поэтому за взрывную силу, которая должна быть реализована в течение 50-120 мс, «отвечают» главным образом быстрые волокна.
Скорость сокращения быстрых и, хотя в значительно меньшей сте- пени, медленных волокон, можно повысить тренировкой по специаль- ным методам развития максимальной и скоростной силы. Упражнения на многократное взрывное преодоление максимальных сопротивлений могут помочь, например, уменьшить время сокращения (от начала со- кращения до достижения силового максимума) быстрых волокон при- близительно до 30 мс и медленных волокон примерно до 80 мс.
Наименование «быстрое волокно» или «медленное волокно» вовсе не означает, как иногда ошибочно истолковывают, что относительно быстрые движения реализуются исключительно быстрыми волокна- ми, а медленные движения лишь медленными волокнами. Для вклю- чения волокон в работу решающее значение имеет мобилизуемая си- ла, т.е. величина, требуемая для передвижения массы (веса), а также величина ускорения этой массы.
В соответствии с имеющейся на сегодняшний день информацией и большое ускорение незначительного веса (большая скорость движе- ния), и незначительное ускорение большого веса (медленная скорость движения) осуществляется за счет интенсивного участия быстрых мышечных волокон. Взрывные силы, направленные на преодоление неподвижных сопротивлений (статический режим работы, скорость движения 0 м/с), также вызываются, прежде всего, быстрыми волок- нами. Каждый человек обладает индивидуальным набором ST-и FT- волокон, количество которых, как показывают научные исследования, нельзя изменить при помощи специальной тренировки. В среднем че- ловек имеет примерно 40% медленных и 60 % быстрых волокон. Но это средняя величина (по всей скелетной мускулатуре), мышцы, же выполняют различные функции и поэтому могут отличаться друг от друга составом волокон. Так, например, мышцы, выполняющие боль- шую статическую работу (камбаловидная мышца), часто обладаю большим количеством медленных ST-волокон, а мышцы, совершаю- щие преимущественно динамические движения (бицепс), имеют большое количество FT-волокон. Однако, как показывают многочис- ленные исследования, встречаются и значительные индивидуальные отклонения. У бегунов на длинные дистанции в икроножной мышце и пловцов-стайеров в дельтовидной мышце было обнаружено 90% мед- ленных волокон, а у спринтеров в икроножной мышце до 90% быстрых волокон. Эти индивидуальные поразительные величины распределе- ния волокон, вероятно, нельзя объяснить тренировкой. Они обуслов- лены генетически. Это подтверждается, в частности, и тем, что, не- смотря на гармоничное развитие скоростной силы рук и ног, боксер или фехтовальщик может, например, иметь чрезвычайно «быстрые но- ги» и «медленные руки». Прирожденное количество быстрых FT- волокон является, видимо, причиной этого несоответствия. Тот факт, что у хороших представителей видов спорта, где особенно требуется выносливость (марафонцы, велосипедисты-шоссейники), в основном преобладают медленные ST-волокна, а высококлассные атлеты, кото- рые демонстрируют скоростную силу (спринтеры, копьеметатели, толкатели ядра), обладают высоким процентом быстрых FT-волокон, свидетельствует об особом предрасположении именно к этим видам спорта. На первый взгляд кажется, что это положение спорно, так как у тяжелоатлетов – победителей различных соревнований – обнаружено чрезвычайно уравновешенное соотношение FT-и ST-волокон. Однако следует учитывать специфическую работу тяжелоатлета; опору и удержание, которая в значительной степени выполняется посредством ST-волокон.
Соответствующей силовой тренировкой можно относительно бы- стро преобразовывать FT-волокна в FTO-волокна. Это дает возмож- ность достигать хорошей выносливости даже тем спортсменам, кото- рые, имея много быстрых FT-волокон, казалось бы, более подходят для проявления максимальной и скоростной силы.
Несмотря на то, что тренировкой нельзя изменить унаследованное соотношение между ST- и FT-волокнами, свойства волокон, хоть и в определенных пределах, все же приспосабливаются к предъявляемым специфическим раздражениям (поперечное сечение, время сокраще- ния, оснащение энергоносителями и митохондриями и т.д.).
Физиологические свойства скелетных мышц:
1) возбудимость (ниже, чем в нервном волокне, что объясняется низкой величиной мембранного потенциала); Из-за высокой поляризации мембран поперечнополосатых мышечных волокон (90 мВ) возбудимость их ниже, чем у нервных волокон. Амплитуда потенциала действия у них (130 мВ) больше, чем у других возбудимых клеток. Это позволяет на практике достаточно легко регистрировать биоэлектрическую активность скелетных мышц. Длительность потенциала действия составляет 3-5 мс. Этим определя- ется короткий период абсолютной рефрактерности мышечных волокон;
2) низкая проводимость, порядка 10–13 м/с; Скорость проведения возбуждения вдоль мембра- ны мышечного волокна составляет 3–5 м/с;
3) рефрактерность (занимает по времени больший отрезок, чем у нервного волокна);
4) лабильность;
5) сократимость (способность укорачиваться или развивать напряжение).
Основные сравнительные характеристики скелетной, сердечной и гладкой мускулатуры 
