Механические мышцы

Содержание
  1. Искусственные мышцы своими руками: изготовление и особенности
  2. Полимерные мышцы от сингапурских ученых
  3. Открытие из Гарварда – мышцы из электродов и эластомера
  4. Изобретение группы Баухмана: еще один вид искусственных мышц на основе углеродных нанотрубок
  5. Техасский университет: искусственные мышцы из рыболовной лески и швейных ниток
  6. От Техаса до Амура
  7. Вдохновение из “Сколково”
  8. Планы изобретателя
  9. Механические мышцы
  10. Механическое напряжение — определение и механизмы
  11. Почему механическое напряжение важно для роста мышц?
  12. Связано ли механическое напряжение с повышением уровня тестостерона?
  13. Бездействующие мужчины будут страдать от низкого уровня тестостерона
  14. Механическое напряжение повышает уровень тестостерона
  15. Вывод — Что такое механическое напряжение?
  16. Основы биомеханики работы мышц
  17. Какую работу выполняют мышцы конечностей: биология и физиология
  18. Механизм работы мышц: от чего зависит мышечная сила
  19. Механическая работа мышц синергистов и антагонистов
  20. Механическое напряжение
  21. Механическое напряжение – определение и механизмы
  22. Вывод – Что такое механическое напряжение?
  23. Мышцы и сухожилия. Как улучшить спортивные показатели и избежать травм | CMT: Научный подход
  24. Дисбаланс из-за тренировок
  25. Существуют ли доказательства дисбаланса?
  26. Спортивные показатели
  27. Что нужно для баланса? 
  28. Желатин

Искусственные мышцы своими руками: изготовление и особенности

Механические мышцы

Современные роботы могут многое. Но при этом им далеко до человеческой легкости и грациозности движений. И вина тому – несовершенные искусственные мышцы. Ученые многих стран стараются решить эту проблему. Статья будет посвящена краткому обзору их удивительных изобретений.

Полимерные мышцы от сингапурских ученых

Шаг к более человекообразным роботам недавно сделали изобретатели из Национального университета Сингапура. Сегодня андроиды-тяжеловесы двигаются за счет работы гидравлических систем.

Существенный минус последних – небольшая скорость.

Искусственные же мышцы для роботов, представленные сингапурскими учеными, позволяют киборгам не только поднимать предметы, которые в 80 раз тяжелее их собственного веса, но и делать это так же быстро, как и человек.

Инновационная разработка, растягивающаяся в длину в пять раз, помогает “обойти” роботам даже муравьев, которые, как известно, могут переносить предметы в 20 раз тяжелее веса их собственного тельца. Полимерные мышцы обладают следующими достоинствами:

  • гибкостью;
  • поражающей прочностью;
  • эластичностью;
  • способностью менять свою форму за несколько секунд;
  • возможностью преобразовывать кинетическую энергию в электрическую.

Однако на этом ученые не собираются останавливаться – в их планах создать искусственную мускулатуру, которая бы позволила роботу поднимать груз, в 500 раз тяжелее его самого!

Открытие из Гарварда – мышцы из электродов и эластомера

Изобретатели, которые трудятся в Школе прикладных и инженерных наук Гарвардского университета, представили качественно новые искусственные мышцы для так называемых “мягких” роботов. По словам ученых, их детище, состоящее из мягкого эластомера и электродов, в чьем составе углеродные нанотрубки, по своим качествам не уступает человеческой мускулатуре!

Все существующие на сегодня роботы, как уже говорилось, имеют в своей основе приводы, чей механизм – это гидравлика или пневматика.

Такие системы работают за счет сжатого воздуха или реакции химических веществ. Это не позволяет сконструировать робота, такого же мягкого и быстрого, как человек.

Гарвардские ученые устранили этот недостаток, создав качественно новый концепт искусственных мышц для роботов.

Новая “мускулатура” киборгов – многослойная структура, в которой электроды из нанотрубок, созданные в лаборатории Кларка, управляют верхними и нижними слоями гибких эластомеров, являющихся детищем ученых уже из Калифорнийского университета. Такие мышцы идеальны как для “мягких” андроидов, так и для лапароскопических инструментов в хирургии.

На этом замечательном изобретении гарвардские ученые не остановились. Одна из последних их разработок – это биоробот-скат. Его составляющие – клетки сердечных мышц крыс, золото и силикон.

Изобретение группы Баухмана: еще один вид искусственных мышц на основе углеродных нанотрубок

Еще в 1999 г. в австралийском городке Кирхберге на 13-й встрече Международной зимней школы по электронным свойствам инновационных материалов выступил с докладом ученый Рей Баухман, работающий в компании Allied Signal и возглавляющий международную исследовательскую группу. Его сообщение было на тему изготовления искусственных мышц.

Разработчики под началом Рэя Баухмана смогли представить углеродные нанотрубки в виде листов нанобумаги. Трубочки в этом изобретении были всячески переплетены и перепутаны между собой. Сама нанобумага своим видом напоминала обычную – ее возможно было держать в руках, разрезать на полосы и кусочки.

Эксперимент группы с виду был очень прост – ученые прикрепили кусочки нанобумаги к разным сторонам клейкой ленты и опустили эту конструкцию в соляной электропроводный раствор.

После того как была включена слабовольтная батарея, обе нанополоски удлинились, особенно та, что была связана с отрицательным полюсом электробатареи; затем бумага изогнулась.

Модель искусственной мышцы функционировала.

Сам Баухман считает, что его изобретение после качественной модернизации существенно преобразит роботехнику, ведь такие углеродные мышцы при сгибании/разгибании создают электрический потенциал – производят энергию.

К тому же такая мускулатура раза в три сильнее человеческой, может функционировать при крайне высоких и низких температурах, используя для своей работы невысокую силу тока и напряжения.

Вполне возможно ее применение и для протезирования человеческих мышц.

Техасский университет: искусственные мышцы из рыболовной лески и швейных ниток

Одной из самых поразительных является работа ученой группы из Техасского университета, который расположен в Далласе.

Ей удалось получить модель искусственной мускулатуры, по своей силе и мощности напоминающей реактивный двигатель – 7,1 л.с./кг! Такие мышцы в сотни раз сильнее и продуктивнее человеческих.

Но самое удивительное здесь то, что их сконструировали из примитивных материалов – высокопрочной лески из полимера и швейной нитки.

Питание такой мышцы – это перепад температур. Обеспечивает его швейная нить, покрытая тонким слоем металла. Однако в будущем мышцы роботов могут подпитываться от перепадов температур окружающей их среды. Это свойство, кстати, вполне можно применять для адаптирующейся к погоде одежды и других подобных устройств.

Если скручивать полимер в одну сторону, то он будет резко сжиматься при нагревании и быстро растягиваться при охлаждении, а если в другую – то в корне наоборот. Такая нехитрая конструкция может, например, вращать габаритный ротор со скоростью 10 тыс. оборотов/мин.

Плюс таких искусственных мышц из лески в том, что они способны сокращаться до 50 % от своей исходной длины (человеческие только на 20 %).

Кроме этого, их отличает удивительная выносливость – эта мускулатура не “устает” даже после миллионного повторения действия!

От Техаса до Амура

Открытие ученых из Далласа вдохновило немало ученых со всего мира. Успешно повторить их опыт, однако, удалось только одному роботехнику – Александру Николаевичу Семочкину, главе лаборатории информационных технологий при БГПУ.

Вначале изобретатель терпеливо ждал новых статей в Science о массовом внедрении в жизнь изобретения американских коллег. Так как этого не происходило, амурский ученый решил со своими единомышленниками повторить замечательный опыт и сотворить своими руками искусственные мышцы из медной проволоки и рыболовной лески. Но, увы, копия оказалась нежизнеспособной.

Вдохновение из “Сколково”

Вернуться к почти заброшенным опытам Александра Семочкина заставил случай – ученый попал на роботехническую конференцию в “Сколково”, где познакомился с единомышленником из Зеленограда, руководителем компании “Нейроботикс”. Как оказалось, инженеры этой фирмы тоже заняты созданием мышц из лесок, которые вполне себе жизнеспособны.

Вернувшись на родину, Александр Николаевич с новыми силами принялся за работу. За полтора месяца он смог не только собрать работоспособные искусственные мышцы, но и создать машину для их скручивания, которая делала витки лески строго повторяемыми.

Чтобы создать пятисантиметровую мышцу, А. Н. Семочкину нужно несколько метров проволоки и 20 см обычной рыболовной лески. Аппарат по “производству” мускулатуры, кстати, напечатанный на 3D-принтере, скручивает мышцу в течение 10 минут. Затем конструкцию на полчаса помещают в печь, раскаленную до +180 градусов по Цельсию.

Привести в действие такую мышцу можно при помощи электротока – достаточно подсоединить его источник к проволоке. В результате она начинает нагреваться и передавать свое тепло леске. Последняя вытягивается или сокращается – в зависимости от вида мышцы, которую скрутил аппарат.

Планы изобретателя

Новый проект Александра Семочкина – “научить” созданные мышцы быстрее возвращаться в исходное состояние. Этому может помочь быстрое охлаждение питающей проволоки – ученый предполагает, что такой процесс будет быстрее происходить под водой. После того как подобная мышца будет получена, первым ее обладателем станет Искандерус – антропоморфный робот БГПУ.

Ученый не держит свое изобретение в тайне – выкладывает ролики на “Ютуб”, а также планирует написать статью с подробной инструкцией по созданию машинки, скручивающей мышцы из лески и проволоки.

Время не стоит на месте – искусственные мышцы, о которых мы вам рассказали, уже применяются в хирургии для проведения эндо- и лапароскопических операций. А в лаборатории “Дисней” с их участием собрали функционирующую руку.

Источник: https://FB.ru/article/326521/iskusstvennyie-myishtsyi-svoimi-rukami-izgotovlenie-i-osobennosti

Механические мышцы

Механические мышцы

Как основной механизм роста мышц, важно понимать что такое механическое напряжение.

Большинство парней тренируются в тренажерном зале, чтобы стать сильнее, подтянутее и активнее, быть здоровым, максимально увеличивать мышечную массу.

В конце концов, кто не хочет твердого пресса, бочкообразной груди и мужских, рельефных, сильных рук.

Вы знаете, что регулярные силовые тренировки в тренажерном зале, помогают развить отличное телосложение.

Но что вам нужно знать, так это то, как механическое напряжение может поднять ваше обучение в тренировочном процессе на совершенно новый уровень.

Механическое напряжение — определение и механизмы

Механическое напряжение можно определить как усилие перегрузки мышечных волокон.Это связано с подъемом тяжестей, так как больший вес естественным образом увеличивает напряжение, что приводит к увеличению силы натяжения мышц.

Термин «механическое напряжение» впервые появился в 2010 году, когда эксперт по мышечным исследованиям Брэд Шенфельд упомянул его в своей основополагающей статье «Механизмы мышечной гипертрофии».
Оттуда это стало синонимом всех, от спортивных ученых до обычных парней спортзала.

В этом обзоре Шеонфельд сделал следующее заявление о механическом растяжении:

«Механически индуцированное напряжение, возникающее как при генерации силы, так и при растяжении, считается необходимым для роста мышц, и комбинация этих стимулов, по-видимому, обладает выраженным аддитивным эффектом».

Проще говоря, это сила, которую вы прикладываете к своим мышцам против сопротивления, которое вызывает рост мышц.
Без силы или растяжения напряжение не может возникнуть.

Если вы когда-либо поднимали тяжелые веса, и ваши мышцы чувствовали, что через них проходит так много нагрузки и так много напряжения, которое проходит через каждое волокно, которое может взорваться в любой момент….
Это механическое напряжение.

Почему механическое напряжение важно для роста мышц?

Механическое напряжение считается ключевым фактором мышечной гипертрофии (рост мышц) по ряду причин.

Напряжение можно создать несколькими способами:

  • Растяжение мышц без сокращения (хотя это не приведет к огромному росту)
  • Сильное сгибание мышц
  • Снижение веса под напряжением (эксцентрическое действие)
  • Поднятие тяжестей против силы тяжести (концентрическое действие)
  • Увеличение общего времени, в течение которого мышцы находятся под напряжением

Когда вы напрягаете мышцу с помощью полного диапазона движений, это приводит к тому, что механические датчики, называемые механосенсорами, регистрируют напряжение через мышцу.

Как только ваши механосенсоры обнаруживают определенный «порог» натяжения, они начинают каскад химических и механических изменений.

При срабатывании запускается сигнальная система, называемая миогенным путем. Это приводит к тому, что различные гормоны и цитокины (это межклеточные коммуникаторы) отправляются туда, где произошло мышечное напряжение.

Затем ряд ферментов регистрирует все предыдущие сигналы через другую часть каскада.

Он действует как лицо, принимающее решения, решая, что делать дальше.
Отсюда синтез мышечного белка увеличивается, и новые белковые клетки доставляются в мышцу до тех пор, пока синтез белка не станет больше, чем разрушенный.

Наконец, сателлитные клетки отдают часть своих ядер (в мышечных волокнах уже много ядер, и они помогают регулировать их размер), чтобы регенерировать мышцу, защитить ее от будущего повреждения и помочь в росте мышц.

Механическое напряжение способствует росту мышц благодаря:

  • Нарушение целостности структуры мышц
  • Запуск механосенсорных изменений
  • Повышение скорости синтеза белка — это существенно ускоряет регенерацию мышечных клеток

Связано ли механическое напряжение с повышением уровня тестостерона?

Тестостерон в первичном мужском гормоне.Он не только ответственен за то, что дал вам вашу самоуверенную и сильную личность, энергетические уровни и драйв; это также гормон, который повышает мышечную массу, силу и выносливость.

Все мужчины должны стремиться оптимизировать уровень гормонов. Потому что, когда они это делают, они становятся стройнее, стройнее и увереннее.
Это действительно изменяющий жизнь, здоровый и естественный гормон.

Бездействующие мужчины будут страдать от низкого уровня тестостерона

Когда вам исполнится тридцать лет, ваши естественные концентрации тестостерона начинают снижаться.

Если вы не исправите это клиническое расстройство, вы начнете страдать от многочисленных побочных эффектов. Они включают:

  • Более высокий риск метаболических заболеваний и болезней сердца
  • Потеря силы и мышечной массы
  • Потеря либидо
  • Низкое настроение, депрессия и беспокойство

Но учёные сходятся в том, что физические нагрузки, здоровое питание и сосредоточение внимания на питательных веществах, повышающих уровень тестостерона, — это ключевой способ оставаться в форме и хорошо себя чувствовать, независимо от возраста.

Механическое напряжение повышает уровень тестостерона

Существует огромное количество исследований, показывающих, что поднятие тяжестей приводит к резкому повышению уровня тестостерона.

Например, исследование, опубликованное в «Журнале геронтологии», показало, что тяжелые тренировки с отягощениями (которые, очевидно, включали в себя работу с механическим напряжением) в сочетании с тренировками с использованием взрывных подходов увеличивали как общую, так и свободную концентрацию тестостерона в группе добровольцев.

Это также повысило их максимальную силу и активацию мышц. Суть в том, что попадание в тренажерный зал, поднятие тяжестей и наращивание механического напряжения приведет к значительному увеличению уровня тестостерона.

Вывод — Что такое механическое напряжение?

Механическое напряжение является ключевым фактором роста мышц. Это может быть определено как напряжение, передаваемое через мышцу во время силовых тренировок, которое приводит к большим силам тяги.

В качестве основного механизма гипертрофии, механическое напряжение имеет важное значение для мышечной деятельности, а тяжелые тренировки с отягощениями приводят к увеличению мышечной массы.

Тяжелая атлетика также важна для повышения и оптимизации уровня тестостерона. Сочетание силовых тренировок со здоровой диетой и повышением уровня тестостерона является ключом к здоровью и работоспособности мужчин.

Источник: sport-in-my-life.ru

Источник: https://naturalpeople.ru/mehanicheskie-myshcy/

Основы биомеханики работы мышц

Механические мышцы

В основе биомеханики работы мышц лежит сократительная способность мышечной ткани. Движение конечностей осуществляется посредством приближения подвижной точки к неподвижной, а мышечная сила зависит от угла расположения волокон к сухожилию, площади сечения, величины опоры и других факторов.

Работа, выполняемая мышцами, основана на стандартных принципах механики: чем дальше от оси прикладывается сила, тем больше КПД.

Тело человека, подобно любому физическому телу, находящемуся на поверхности земли, подвержено действию силы тяготения, величина которой равна массе тела. Эта сила притягивает тело к земле и стремится опрокинуть его из неустойчивого вертикального положения на двух ногах.

О том, как работают мышцы тела человека, подробно рассказывается в данной статье.

Какую работу выполняют мышцы конечностей: биология и физиология

Как известно, устойчивость тела определяется положением его общего центра тяжести (ОЦТ), которым служит точка приложения силы тяжести в организме, относительно поверхности опоры тела.

Масса тела образуется из масс составляющих его частей: туловища, головы и конечностей. Поэтому говорят, что ОЦТ — это точка приложения равнодействующей сил тяжести всех частей тела. И характеристика работы мышц зависит именно от положения общего центра тяжести.

В положении стоя ОЦТ тела человека расположен примерно в центре малого таза. Каждая часть тела имеет свой центр тяжести.

Если ОЦТ находится ниже опорной поверхности (т. е. тело подвешено к верхней опоре), то тело занимает устойчивое положение. Такое положение свойственно маятнику и подобным ему телам.

Будучи выведенным из состояния равновесия, тело при верхней опоре, как и маятник, неизбежно возвращается в исходное равновесное состояние. При верхней опоре обычно запускается механизм работы мышц верхней конечности, а также мышцы той нижней конечности, которая свободно перемещается при ходьбе.

В случае нижней опоры ОЦТ располагается выше опорной поверхности, и тело занимает неустойчивое положение. В таком неустойчивом положении находится тело человека при вертикальном положении.

Поэтому требуется огромная работа мышц всего тела человека, и особенно нижних конечностей (сгибателей и разгибателей главных суставов), по удержанию тела в вертикальном положении.

Площадь опоры всего тела образуется площадью, занятой поверхностями стоп, на которые тело опирается, и площадью пространства между ними. Чем шире расставлены ноги, тем больше его площадь опоры и тем устойчивее тело.

Работают мышцы так, как обусловлено физическим законом: тело до тех пор сохраняет устойчивое вертикальное положение, пока ОЦТ тела проецируется в пределах площади опоры (т. е. вертикаль, опущенная из ОЦТ тела, находится в пределах площади опоры).

Если проекция ОЦТ тела выходит за пределы площади опоры, то тело опрокидывается. В тех случаях, когда проекция ОЦТ приближается к краю площади опоры, механическая работа мышц, их напряжение резко возрастает, т. к. приходится выполнять сложную миссию по преодолению силы тяжести.

В биомеханическом отношении любое перемещение тела в пространстве, а также сохранение его позы есть результат сложной координации сокращения отдельных мышц и согласования развиваемых мышечных усилий с силами тяготения, действующими на тело и его части.

В основе биомеханики мышц человека и самого процесса локомоции (ходьбы, бега и т. п.) у человека лежит скоординированная работа почти всех мышц, в результате которой осуществляется перемещение ОЦТ тела относительно площади опоры, а также активное изменение площади опоры при перестановке ног.

У человека нижние конечности являются органами движения. В отличие от них верхние конечности — органы обслуживания тела, которые у человека в процессе эволюции преобразовались в органы труда.

Для работы мышц нижней конечности человека и степени их напряжения как в положении стоя, так и при ходьбе (основном виде локомоции у человека) определяющим фактором является отношение вертикали, проходящей через ОЦТ, к поперечным осям главных суставов (тазобедренного, коленного и голеностопного).

Благодаря небольшим перемещениям туловища вперед или назад достигается соответствующее смещение ОЦТ, в результате чего сила тяжести тела используется для облегчения работы мышц. Подобная координация движений и сокращений осуществляется нервной системой.

Важно отметить, что физиология координации работы мышц при выполнении любых движений вырабатывается у ребенка постепенно в процессе обучения и по мере развития опорно-двигательного аппарата.

Основной модус развития заключается в том, что путем проб и ошибок вырабатывается наиболее рациональный для каждого индивидуума способ выполнения движений при минимальной затрате мышечных усилий.

Кости, подобно механическим рычагам, передают усилия мышечных сокращений соответствующим частям тела. Каждый сустав является точкой опоры для соединенных в нем костей. При сокращении мышца укорачивается, в результате чего две точки на костях, к которым она прикрепляется, сближаются.

При этом мышца совершает механическую работу, определяемую как произведение силы мышцы на расстояние перемещения точек ее прикрепления.

Механизм работы мышц: от чего зависит мышечная сила

Сила мышцы, развиваемая при ее сокращении, противодействует силе тяжести, действующей на тело в целом и на отдельные его части. Поскольку мышцы прикрепляются к костям под углом, то лишь часть мышечной силы идет на преодоление силы тяжести.

Биология работы мышц, их сила непосредственно зависит от следующих факторов:

  • Площадь ее поперечного сечения и число участвующих в сокращении мышечных волокон
  • Протяженность места начала и места прикрепления мышцы (площадь ее опоры)
  • Архитектоника пучков мышечных волокон, т. е. угол, под которым они располагаются к сухожилию мышцы, что хорошо выражено в мышцах, имеющих перистое строение
  • Другие факторы (содержание миоглобина, особенности васкуляризации мышечных волокон и т. п.)

Места прикрепления мышц к костям и отношение их к осям суставов, на которые они действуют, играют ключевую роль в биомеханике мыщц в частности и всего опорнодвигательного аппарата в целом, т. к. от этих анатомических факторов непосредственно зависит величина плеча силы мышечной тяги.

Согласно законам механики, чем больше плечо мышечной тяги, тем меньшее усилие необходимо затратить на выполнение движения. Кости, подобно механическим рычагам, передают усилия мышечных сокращений соответствующим частям тела.

Какую работу выполняют мышцы, зависит от рычага.

Если сила тяжести и сила мышечной тяги прикладываются с двух сторон отточки опоры рычага, то мы имеем дело с рычагом равновесия (рычаг I рода). Подобная конструкция широко используется в теле человека.

Примерами служат соединение головы с позвоночным столбом и согласованная работа передней и задней групп мышц шеи по удерживанию головы в горизонтальном положении; соединение туловища с нижними конечностями в тазобедренных суставах и согласованная работа сгибателей и разгибателей бедра в сочетании с другими мышцами по удерживанию туловища в вертикальном положении.

Если сила тяжести и сила мышечной тяги располагаются по одну сторону от точки опоры рычага, то мы имеем дело с рычагом II рода. Это наиболее распространенный способ соединения и динамической работы мышц отдельных сегментов конечностей.

Точкой опоры рычага является место соединения костей в суставе. Особенности работы рычагов II рода определяются местом прикрепления мышц по отношению к осям суставов, на которые они действуют, т. е. величиной плеча мышечной тяги.

Если плечо мышечной тяги меньше плеча силы тяжести, как это имеет место в случае сокращения двуглавой мышцы плеча и сгибания в локтевом суставе, то для движения предплечья и кисти требуется большое усилие, но при этом достигается большой размах движения и относительно высокая угловая скорость перемещения предплечья.

Такую разновидность рычага II рода называют рычагом скорости.

В том случае, если плечо силы мышечной тяги больше, чем плечо силы тяжести, то мы имеем другую разновидность рычага II рода — рычаг силы. Одним из примеров использования такого рычага силы является работа стоп, на которые действует вся масса тела.

При подъеме на носки происходит разгибание в плюснефаланговых суставах, сила тяжести тела передается на стопу через голеностопный сустав, плечо силы тяжести будет равняться расстоянию между осями обоих суставов.

Трехглавая мышца голени, производящая это движение, прикрепляется к пяточному бугру пяточной кости, и плечо силы мышечной тяги будет равно расстоянию между пяточным бугром и осью плюснефаланговых суставов. Размах движений небольшой, но при этом эффективно используется сила трехглавых мышц голени, которая противостоит силе тяжести всего тела.

Механическая работа мышц синергистов и антагонистов

Поскольку выполнение любого движения является результатом содружественного (сочетанного) действия целого ряда мышц, принято выделять мышцы синергисты и антагонисты.

Особенность работы мышц-синергистов заключается в том, что они совместно выполняют одно и то же движение в суставе (например, все мышцы, которые участвуют в сгибании кисти).

А как работают мышцы-антагонисты?

Эти мышцы участвуют в противоположных движениях (например, сгибают и разгибают кисть).

Как правило, мышцы-синергисты расположены на одной поверхности тела или конечности, а мышцы-антагонисты — на противоположных (например, мышцы-сгибатели — на передней поверхности плеча и предплечья, а мышцы-разгибатели — на задней).

Понятие синергизма и антагонизма мышц относится к их функциональной характеристике. Так, мышцы, работающие в одном движении как синергисты, в другом движении могут быть антагонистами. Согласование работы, совершаемой группами мышц, достигается за счет координации их сокращений со стороны нервной системы.

Источник: https://wdoctor.ru/anatomiya/osnovy-biomehaniki-raboty-myshts.html

Механическое напряжение

Механические мышцы

» Упражнения » Механическое напряжение Как основной механизм роста мышц, важно понимать что такое механическое напряжение.Большинство парней тренируются в тренажерном зале, чтобы стать сильнее, подтянутее и активнее, быть здоровым, максимально увеличивать мышечную массу.

В конце концов, кто не хочет твердого пресса, бочкообразной груди и мужских, рельефных, сильных рук.Вы знаете, что регулярные силовые тренировки в тренажерном зале, помогают развить отличное телосложение.

Но что вам нужно знать, так это то, как механическое напряжение может поднять ваше обучение в тренировочном процессе на совершенно новый уровень.

Механическое напряжение – определение и механизмы

Механическое напряжение можно определить как усилие перегрузки мышечных волокон.

Это связано с подъемом тяжестей, так как больший вес естественным образом увеличивает напряжение, что приводит к увеличению силы натяжения мышц.

Термин «механическое напряжение» впервые появился в 2010 году, когда эксперт по мышечным исследованиям Брэд Шенфельд упомянул его в своей основополагающей статье «Механизмы мышечной гипертрофии».

Оттуда это стало синонимом всех, от спортивных ученых до обычных парней спортзала.

В этом обзоре Шеонфельд сделал следующее заявление о механическом растяжении:

«Механически индуцированное напряжение, возникающее как при генерации силы, так и при растяжении, считается необходимым для роста мышц, и комбинация этих стимулов, по-видимому, обладает выраженным аддитивным эффектом».

Проще говоря, это сила, которую вы прикладываете к своим мышцам против сопротивления, которое вызывает рост мышц.Без силы или растяжения напряжение не может возникнуть.

Если вы когда-либо поднимали тяжелые веса, и ваши мышцы чувствовали, что через них проходит так много нагрузки и так много напряжения, которое проходит через каждое волокно, которое может взорваться в любой момент….

Это механическое напряжение.

Вывод – Что такое механическое напряжение?

Механическое напряжение является ключевым фактором роста мышц. Это может быть определено как напряжение, передаваемое через мышцу во время силовых тренировок, которое приводит к большим силам тяги.

В качестве основного механизма гипертрофии, механическое напряжение имеет важное значение для мышечной деятельности, а тяжелые тренировки с отягощениями приводят к увеличению мышечной массы.Тяжелая атлетика также важна для повышения и оптимизации уровня тестостерона.

 Сочетание силовых тренировок со здоровой диетой и повышением уровня тестостерона является ключом к здоровью и работоспособности мужчин.

Источник: https://sport-in-my-life.ru/uprazhnenija/111-mehanicheskoe-naprjazhenie.html

Мышцы и сухожилия. Как улучшить спортивные показатели и избежать травм | CMT: Научный подход

Механические мышцы

Переводчик: Татьяна Архарова

Редактор: Вероника Рис

Источник: Bas Van Hooren 

Сухожилия передают усилие от наших мышц к костям, и правильное взаимодействие между мышцами и сухожилиями очень важно для работоспособности спортсмена и предотвращения травм. 

При сокращении (напряжении) мышцы сухожилие растягивается и остается таким, пока мышца сокращена. Когда сильная мышца тянет «слабое» сухожилие, оно может очень сильно растягиваться (Рис. 1). Это, в свою очередь, может привести к микротравмам, разрывам в волокнах сухожилий. 

Когда растяжение сухожилия происходит часто, и оно не успевает заживать, это может в конечном итоге привести к травмам, таким как тендинопатия.

Когда мышца становится сильнее и крупнее, сухожилие должно «подстраиваться», чтобы предотвращать чрезмерное напряжение и связанные с ним повреждения.

Увеличение жёсткости сухожилий позволяет им меньше растягиваться и служит защитным механизмом. 

Сильные мышцы нуждаются в жёстких сухожилиях. 

Рис.1 Верхние изображения. Слева: дисбаланс между мышцой и сухожилием. Мышца, сильно растягивающая сухожилие. Справа: баланс между мышцой и сухожилием. Сокращение мышцы приводит к снижению напряжения в сухожилии. Ниже: изображения сухожилий крыс с растяжением под микроскопом.

A — сухожилия без растяжения с ровными, параллельными волокнами коллагена; B — небольшое растяжение сухожилия характеризуется некоторой деформацией волокон; C — умеренное растяжение, наблюдается расширение пространства между волокнами; D — сильное растяжение, неровность волокон, увеличение пространства между волокнами.

Дисбаланс из-за тренировок

Мышцы и сухожилия приспосабливаются к механическим нагрузкам и чувствительны к механическим воздействиям. Процесс, с помощью которого механический стимул превращается в биохимический ответ, называется механотрансдукцией.

Благодаря биохимическому ответу происходит адаптация. Но время адаптации и механические стимулы, которые и вызывают эти адаптации, могут различаться в тканях мышц и сухожилий.

Недавние эксперименты in vivo (в живом организме) показали, что высокоинтенсивные тренировки приводят к адаптациям в тканях сухожилий.

Также было показано, что умеренная продолжительность нагрузки (3 секунды + релаксация) привела к лучшей адаптации, в отличие от более короткой (1 секунда + релаксация) или более длительной (12 секунд).

Таким образом, тренировки, в особенности плиометрические (прыжковые тренировки) или с низкой интенсивностью, могут привести к дисбалансу между мышцами и сухожилиями, и в итоге привести к травмам.

Существуют ли доказательства дисбаланса?

В недавнем перекрестном исследовании Mersmann и коллеги выяснили, что у волейболистов наблюдается больший дисбаланс в силе мышц-разгибателей коленного сустава и коленной чашечки по сравнению с просто активными людьми их же возраста. Авторы предположили, что этот дисбаланс может способствовать повреждению связок коленной чашечки в результате плиометрической тренировки.

Более «слабое» сухожилие по отношению к более сильной мышце может привести к травме сухожилия, но и слишком жёсткое сухожилие по отношению к более слабой мышце также может привести к травме. Жёсткое сухожилие меньше растягивается, например, ахиллово сухожилие во время бега.

Спортивные показатели

«Слабое» сухожилие может привести не только к травмам, но и к плохим спортивным показателям, так как снижается работоспособность из-за более быстрого сокращения мышечных волокон.

В результате силовые показатели хуже. Слишком жёсткое сухожилие тоже может привести к ухудшению показателей.

Поэтому нахождение «золотой середины» не только снижает риски травм, но и положительно влияет на показатели спортсмена. 

Что нужно для баланса? 

Дисбаланса можно избежать с регулярными силовыми тренировками. Чтобы упражнения были эффективными для мышц и сухожилий, они должны соответствовать нескольким критериям:

1. Механическая нагрузка:

Эксперименты in vivo показывают, что растяжение около 5% является оптимальным для тренировки жёсткости сухожилия. Эти результаты совпадают с результатами другой недавней работы, в которой соизмеримое растяжение привело к наибольшему увеличению фосфорилирования.

Как в экспериментах in vivo, так и in vitro, меньшие нагрузки (с меньшим весом отягощения) приводили к меньшей адаптации/фосфорилированию.

Чтобы получить достаточную нагрузку на сухожилие, мышца должна сильно сокращаться.

Использование веса больше 85-90% от максимального произвольного сокращения приводит к сильному сокращению мышц и достаточной нагрузке (~5%) на сухожилие, чтобы привести к адаптации. 

2. Продолжительность нагрузок:

При короткой продолжительности нагрузок, например, как при плиометрической тренировке, снижается процесс адаптации в тканях сухожилий.

Исследования in vivo показывают, что продолжительность сокращений около 3 секунд с периодом отдыха 3 секунды приводит к адаптации сухожилий, что свидетельствует об эффективной механотрансдукции (процесс, через который силы и другие механические сигналы преобразуются в клеточные сигналы). 

Более короткие (1 секунда) и более длинные (10 секунд) сокращения привели к снижению фосфорилирования. 

3. Период отдыха:

К сожалению, не было проведено исследований in vivo для определения оптимального периода отдыха между подходами. Только в экспериментах in vitro изучалось воздействие на сухожилия повторной тренировки без отдыха и с периодом отдыха около 6 часов. Данные говорят о том, что между тренировками сухожилий требуется как минимум 6 часов отдыха. 

4. Другие факторы:

Хотя тип сокращения — концентрический, эксцентрический или изометрический — не имеет первостепенного значения в случае адаптации сухожилий, важно учитывать некоторые преимущества и недостатки разных типов тренировок. 

При динамической — концентрически-эксцентрической — тренировке сухожилие испытывает большие нагрузки только в течение некоторого времени.

Поэтому рекомендуется увеличить продолжительность упражнения примерно до 6 секунд, чтобы стимул был достаточным для эффективной механотрансдукции.

Также можно делать те упражнения, при которых нагрузка на сухожилия высока, например, сгибание колена под 60 градусов во время выполнения приседа. 

Преимущество изометрических тренировок состоит в том, что продолжительность и интенсивность легче контролировать по сравнению с динамическими упражнениями. Упражнения также можно легче модифицировать, чтобы не травмировать сухожилия. Изометрические упражнения рекомендуется выполнять 3 раза в неделю с примерно 2 минутами перерыва между подходами (Рис. 2).

Рисунок 2. Тренировка сухожилия [Bohm et al.]

Есть предположение, что тренировки с низкой механической нагрузкой, такие как подъёмы голеней, могут привести к дисбалансу между силой мышц и сухожилий, поскольку малая механическая нагрузка оказывает больше влияния на мышцы, чем на сухожилия.

Недавний систематический обзор показал, что силовая тренировка высокой интенсивности имеет потенциальные преимущества по сравнению с эксцентрическими упражнениями при тендинопатии ахиллова сухожилия, хотя эффект мал.

В нескольких исследованиях для лечения тендинопатии использовалась относительно долгая продолжительность мышечных сокращений.

Например, Rio с коллегами обнаружили, что изометрические сокращения мышц уменьшают боль в долгосрочной перспективе у людей с тендинопатией связки надколенника.

Тем не менее, недавние исследования не обнаружили такого же эффекта у пациентов с тендинопатией ахиллова сухожилия.

При тендинопатии можно травмироваться, и при нагрузке повреждённого сухожилия здоровая ткань сухожилия «защищает» менее прочную и травмированную ткань.

Так как здоровые волокна больше напрягаются, повреждённые не получают стимулов к адаптации. Решить это можно с помощью так называемой «релаксации напряжения».

Поскольку неповреждённые волокна коллагена медленно расслабляются, повреждённая ткань становится более «нагруженной» и, таким образом, адаптируется. 

Желатин

Коллагеновые волокна под микроскопом

Недавно было показано, что приём 15 г желатина в сочетании с ~225 мг витамина С за час до тренировки приводит к увеличению синтеза коллагена по сравнению с плацебо. Это может использоваться для профилактики травм или во время реабилитации в сочетании с ранее описанными упражнениями. 

Недавнее исследование, в котором приняло участие 18 человек, показало, что лечебная физкультура при тендинопатии ахиллова сухожилия дала лучшие результаты с приёмом 2,5 г желатина за 30 минут до выполнения упражнений. 

Также напоминаем, что гидролизированный коллаген имеет большую биодоступность. 15 г гидролизата коллагена в день эквивалентны 15 г желатина, и даже больше из-за лучшей способности усваиваться.

Дополнительно: СМТ — Научный подход выпускает гидролизат коллагена отличного качества с разными вкусами. Одна порция содержит 5 г необходимого вещества — 3 порции могут заменить вышеописанный желатин с витамином С. Заказать себе домой коллаген можно по ссылке.

Источник: https://cmtscience.ru/article/myshcyi-suhojiliya-kak-uluchshit-sportivnye-pokazateli-i-izbejat-travm

Медицина и здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: