Мышцы-антагонисты - удивительный механизм, позволяющий человеку совершать сложные движения. Казалось бы, противоположно направленные мышцы должны мешать друг другу, однако в действительности они работают слаженно. Давайте разберемся, как это происходит, на примерах из мира спорта.
Что такое мышцы-антагонисты и зачем они нужны
Мышцами-антагонистами называют такие две мышцы (или две группы мышц) одного сустава, которые при сокращении осуществляют тягу в противоположные стороны. Например, бицепс и трицепс руки, четырехглавая и двуглавая мышца бедра.
Из двух мышц-антагонистов ту, которая осуществляет данное движение (то есть выполняет основную задачу), называют агонистом, а другую — антагонистом.
Мышцами-синергистами называют мышцы одного сустава, которые тянут в одном и том же направлении. Например, при сгибании руки в локте бицепсу помогает плечевая мышца.
Примеры мышц-антагонистов
- Сгибание и разгибание предплечья осуществляют соответственно двуглавая и трехглавая мышцы плеча
- Сгибание и разгибание голени выполняет двуглавая и четырехглавая мышцы бедра
- Сгибание и разгибание стопы происходит благодаря трехглавой мышце голени и передней большеберцовой мышце
Зачем нужны мышцы-антагонисты
Наличие мышц-антагонистов необходимо, так как мышца может лишь тянуть кость, но не может ее толкать. Чтобы костное звено могло сгибаться и разгибаться, нужны как минимум две мышцы с противоположным действием.
Кроме того, баланс между агонистом, его синергистами и антагонистом крайне важен для плавности движений, предотвращения травм суставов и связок.
Реципрокная иннервация
Для того, чтобы мышца-агонист могла эффективно работать, ее антагонист должен расслабиться. Этот процесс контролируется механизмом реципрокной иннервации в центральной нервной системе:
При возбуждении мышцы-агониста, ЦНС одновременно тормозит работу мышцы-антагониста.
Этот механизм был подробно изучен Нобелевским лауреатом Чарльзом Шеррингтоном.
Как мышцы-антагонисты помогают спортсменам
В спорте правильная работа мышц-антагонистов имеет большое значение. Рассмотрим на конкретных примерах.
Биатлон
В биатлоне при беге на лыжах включаются мышцы-антагонисты ног - четырехглавые и двуглавые мышцы бедра. Они поочередно сокращаются, обеспечивая ритмичные движения ногами.
При стрельбе же важнейшую роль играют мышцы-антагонисты кисти и плеча, удерживая винтовку в неподвижном положении. Здесь задействованы двуглавые и трехглавые мышцы плеча.
Плавание
В плавании кроль на груди и на спине - основная нагрузка ложится на плечи. Здесь мышцы-антагонисты (передние и задние дельтовидные) по очереди напрягаются и расслабляются, что создает волнообразные колебательные движения руками.
При плавании брассом и баттерфляем больше задействованы антагонисты ног - четырехглавые и двуглавые мышцы бедра. Они обеспечивают энергичные движения ногами вверх-вниз.
Интересные факты о мышцах-антагонистах
Мышцы глаз
Еще в XVII веке философ Рене Декарт обратил внимание на то, что глаза человека двигаются благодаря парам мышц с противоположным действием. Это один из первых примеров обнаружения мышц-антагонистов.
Влияние скорости движений
При медленных движениях мышцы-антагонисты активируются строго поочередно. Но чем выше скорость, тем больше накладываются их фазы активности. Антагонист начинает включаться все раньше, выполняя роль тормоза.
Нестандартные антагонисты
Иногда мышцы, являющиеся антагонистами в одном движении, могут стать синергистами в другом. Например, двуглавая мышца плеча при сгибании предплечья работает в паре с плечевой мышцей, а при вращении предплечья они становятся антагонистами.
Различное проявление активности антагонистов
Как мы видели в примерах выше, антагонисты по-разному проявляют свою активность в зависимости от условий. Давайте рассмотрим некоторые интересные особенности.
Работа антагонистов против разных сил
Еще в начале XX века немецкий физиолог R. Wagner показал, что при работе мышц против сил трения их активность полностью совпадает с фазами движения. Но против сил инерции антагонист включается раньше, выполняя роль тормоза.
Влияние внешней нагрузки
При выполнении упражнений с небольшим весом антагонисты активируются строго поочередно, обеспечивая плавное движение. Но с увеличением внешней нагрузки (веса) их фазы активности начинают накладываться - происходит одновременное напряжение агониста и антагониста для удержания сустава.
Адаптация антагонистов к тренировкам
При регулярных занятиях спортом мышцы-антагонисты адаптируются к повышенным нагрузкам, увеличивая силу и выносливость. Это позволяет спортсменам выполнять все более сложные упражнения и движения.
Тренировка мышц-антагонистов
Для гармоничного развития опорно-двигательного аппарата важно правильно тренировать как основные мышцы-агонисты, так и вспомогательные антагонисты.
Основные принципы
Основные принципы тренировки антагонистов:
- Равномерная нагрузка на агонисты и антагонисты
- Тренировка антагонистов в отдельные дни
- Использование изолирующих упражнений
- Постепенное наращивание веса
Изолирующие упражнения
Для целевой проработки мышц-антагонистов эффективны упражнения в тренажерах, позволяющие изолировать нужные мышечные группы:
- Жим ногами и сгибание ног в тренажере для четырехглавых и двуглавых мышц бедра
- Сгибание на бицепс и французский жим для бицепса и трицепса
- Разгибание на трицепс и отведение руки назад для трицепса и заднего пучка дельты
Подобные упражнения позволяют дозировать нагрузку и вовлекать в работу именно нужные мышечные группы.
Профилактика травматизма с помощью антагонистов
Правильная работа мышц-антагонистов важна не только для эффективности движений, но и для профилактики травм опорно-двигательного аппарата.
Причины возникновения травм
Основные причины получения травм, связанные с нарушением работы антагонистов:
- Перегруз одной мышечной группы и недогруз другой
- Нарушение реципрокной иннервации из-за усталости
- Недостаточная сила и гибкость мышц-стабилизаторов
Рекомендации по профилактике
Для минимизации риска травм рекомендуется:
- Сбалансированная тренировка агонистов и антагонистов
- Разминка перед нагрузкой и растяжка после
- Массаж и самомассаж мышц для улучшения кровообращения
- Достаточный отдых между подходами
Кроме того, важно научиться правильно выполнять упражнения и использовать индивидуальный подбор веса отягощений.
Исследования и открытия
Наука продолжает открывать и изучать новые факты о работе скелетных мышц и их регуляции. Рассмотрим последние интересные открытия касательно мышц-антагонистов.
Генетические маркеры
В 2019 году группа исследователей выявила генетические маркеры, позволяющие предсказывать соотношение силы агонистов и антагонистов у конкретного человека. Это открывает возможности для индивидуального подбора спортивных нагрузок и предотвращения травм.
Новые методы тренировок
Помимо традиционных методов тренировки антагонистов с отягощениями, активно разрабатываются и новые подходы. Рассмотрим некоторые из них:
- Электростимуляция мышц-антагонистов во время выполнения упражнений на агонисты
- Использование специальных тренажеров и устройств для изокинетических упражнений
- Методики мышечной коактивации антагонистов и агонистов
Данные подходы помогают целенаправленно воздействовать на нужные мышечные группы, совершенствуя координацию и силовые качества с меньшим риском перегрузок и травм.
Изучение реципрокной иннервации
Несмотря на многолетнее изучение, механизмы регуляции активности антагонистов в центральной нервной системе до конца не ясны. Ведутся работы по выявлению конкретных зон головного мозга и отделов спинного, ответственных за реципрокную иннервацию.
Ученые также пытаются определить причины сбоев в этом механизме, приводящих к нарушениям координации и патологическим состояниям опорно-двигательного аппарата.
