Мышечные клетки в движении

Чтобы управлять мышцами, необходимо понимать, какие механизмы позволяют человеку совершать неимоверные гимнастические прыжки, или наоборот, часами неподвижно стоять в карауле. Сокращение мышцы – это чрезвычайно интересный процесс. Любая мышца состоит из пучков, которые включают в себя множество волокон, каждое из которых в свою очередь включает еще более мелкие волокна. Элементарное мышечное волокно состоит из белковых нитей под названием актин и миозин. Чтобы понять биохимический процесс сокращения, скрестите перед собой пальцы рук так, чтобы они располагались между собой. При сближении рук происходит уменьшение расстояния между ними, а пальцы скользят в межпальцевых промежутках, как по рельсам, и наоборот, в обратном направлении кисти удаляются. Точно так же скользят между собой молекулы мышечных белков, вызывая сокращение или расслабление мышечного волокна. Точнее сказать молекулы актина и миозина ползут друг по другу за счет специальных белковых мостиков, которые и подтягивают волокно. Сигналом для такого движения служит кальций, ионы которого попадают внутрь мышечной клетки в момент сокращения. Нерв, приносящий импульс от головного и спинного мозга к мышце, как раз и открывает кальциевые каналы в мембране мышечной клетки.

Как только требуется прекратить мышечное сокращение, включаются кальциевые насосы. Они откачивают кальций из мышечной клетки подобно помпам, удаляющими воду на корабле, в котором появилась брешь. И далее цикл повторяется. Также важную роль в мышечном сокращении играют ионы натрия, магния и калия. Поэтому нарушения содержания этих ионов вызывает мышечные спазмы. Например, при заболевании паращитовидных желез, которые регулируют содержание кальция в крови, его уровень может упасть до критического, и судороги тотчас не заставят себя ждать. Минеральная вода, которую мы пьем в жару, особенно если она содержит ионы калия и магния, нормализует работу кальциевых насосов и предупреждает судороги. В жаркую погоду пейте именно минеральную воду для профилактики мышечных болей и спазмов.

Работа кальциевых насосов требует затраты энергии. Поэтому не только сокращение, но и расслабление мышц является энергозависимым процессом. Это объясняет трупное окоченение. После смерти тела энергетические процессы в клетке прекращаются, и останавливается работа кальциевых насосов. Кальций перестает удаляться из мышечных клеток, и они остаются в состоянии сокращения – развивается окоченение мертвого тела и разогнуть руку мертвеца в первые часы после смерти очень сложно.

 Мышечные белки не существуют сами по себе. Как и любая клетка в организме, она состоит более чем на половину из воды. Молекулы мышечных белков двигаются буквально как водолазы в воде и скользят в водной оболочке. Поэтому общее обезвоживание и ограничение потребления воды негативно сказывается на работе мышц, и может приводить к судорогам и спазмам.

Чтобы мышечное волокно начало сокращаться, то есть чтобы отрылись кальциевые каналы, к ней должен прийти нервный импульс, передающийся по нервным волокнам. Любое движение – это, прежде всего электрический процесс. Нервы, как провода, идут к каждому мышечному волокну и оканчиваются особым контактом – синапсом. С работой синапсов связан очень интересный факт применения отравленных стрел некоторыми дикими племенами. Удар стрелой этих охотников приводит к моментальной смерти жертвы даже при внешне незначительной и неглубокой ране. Для нанесения смертельного выстрела они обмазывают конец стрелы ядом кураре – экстрактом из южно-американского растения. Тубокурарин, содержащийся в нем, блокирует проведение нервного импульса от нерва к мышце. Моментально всосавшись в кровь даже через небольшую ранку, яд блокирует работу дыхательных мышц. Жертва перестает дышать и вскоре от удушья умирает.

Похожие вещества применяют не только для убийства, но и во благо в медицине во время наркоза. Чтобы мышечное напряжение пациента не мешало хирургу выполнять операцию, с помощью лекарственного вещества с действием, подобным кураре, анестезиолог отключает на время все мышцы тела, в том числе и дыхательные, и во время операции вместо них нагнетает воздух аппарат искусственной вентиляции легких.

Другое заболевание, которое связано с нарушением работы нервно-мышечного синапса, то есть проведения импульса от нерва к мышце, называется миастения. В переводе оно означает мышечная слабость. Такие пациенты жалуются на быструю утомляемость и общую слабость в мышцах. У них импульсы к мышцам проходят в недостаточном количестве, поэтому мышечная сила падает. В некоторых случаях причиной миастении является опухоль тимуса – эндокринной и иммунной железы, располагающейся в грудной клетке радом с сердцем.

Где же зарождается нервный импульс, который позволяет нашей мышце сокращаться? Конечно, в головном мозге. Если мы желаем пошевелить даже одним пальцем, в коре головного мозга появляется импульс, который с быстротой молнии передается по спинному мозгу и нервам к мышцам. Чтобы движение было плавным и привычным для нас, импульс поправляется и уточняется на всех уровнях центральной нервной системы – и в подкорковых ядрах, и в самом спинном мозге. Если нарушить правильную работу этой системы, движение может быть нелепым или даже полностью пропасть.

Все знают, что при инсульте слабеет рука или нога, или даже перекашивает лицо – наступает паралич мышц лица. Это заболевание связано с нарушением кровообращения в коре головного мозга, которая дает импульсы для мышц тела. Если сосуд коры головного мозга закупоривается атеросклеротической бляшкой, нервные клетки мозга гибнут, и тогда просто некому давать этот импульс к движению – рука или нога перестают слушаться хозяина, как прежде.

Другие болезни связаны с поражением не коры, а подкорковых ядер, которые лежат в глубине больших полушарий головного мозга. Эти ядра управляют плавностью движений и тонусом мышц. Если болезнь разрушает клетки подкорки, то наступает болезнь или синдром Паркинсона. Каждый видел стариков с трясущимися руками или головой. Даже в покое дрожь не унимается, а многие движения даются им с трудом из-за повышенного напряжения в мышцах.

Совершенно пугающие болезни наступают при поражении спинного мозга. Любой перелом позвоночника несет опасность повреждения этого тонкого образования, толщина которого не больше указательного пальца.

 Даже небольшой ушиб спинного мозга может привести к полному параличу и отсутствию движений, в том числе и рук и ног. Причем уровень паралича будет зависеть от уровня поражения спинного мозга: поражение шейного отдела спинного мозга приведет к нарушению движений и рук, и ног; нарушения в грудном или поясничном отделах поражает только ноги, а движения рук сохраняются здоровыми. На основании этого невролог и нейрохирург может еще до рентгеновского или магниторезонансного исследования предположить об уровне поражения спинного мозга и позвоночника.

Из спинного мозга выходят нервные корешки, объединяющиеся в толстые нервы. Все знают о седалищном нерве – это самый толстый нерв в организме. Его толщина может достигать 10 мм и даже более. Но даже такой толстый нерв может повреждаться. Например, при неправильном внутримышечном введении лекарства в ягодицу вещество может попасть не в мышцу, а прямо в нерв. Конечно, в этом случае появится или временный, или постоянный паралич в ноге. Или при несоблюдении правил асептики (то есть при недостаточной обработке кожи спиртом перед введением или использовании грязной иглы) в ягодичную мышцу может попасть инфекция с развитием воспаления, которое тоже может повредить седалищный нерв. Именно поэтому внутримышечные инъекции – это не такие уж безобидные процедуры, и выполнять их должен квалифицированный медицинский персонал.

Итак, любое движение – и скромное почесывание затылка, и активный танец – требуют работы целого нервно-мышечного аппарата. Повреждение каждого из звеньев может вызвать как спазмы, так и параличи.

РЕЗЮМЕ:

• Как сокращение, так и расслабление мышц требует затраты энергии.

• Мышечное движение связано с нормальным содержанием в крови минералов – кальция, магния, натрия, калия.

• Поражение любого уровня нервной системы – от головного мозга до периферического нерва может сопровождаться нарушением движения в виде паралича или, наоборот, повышенного сокращения мышц.

Моргающий глаз или как остановить нервный тик

Пожалуй, у каждого из нас хотя бы раз в жизни был момент, когда мы чувствовали непроизвольное мышечное сокращение под кожей. В целом мышца остается неподвижной, но ее небольшая часть сокращается, подергивается, причем сразу остановить этот процесс бывает очень сложно. Такие ограниченные непроизвольные сокращения участка мышцы получили название тик.

 

                    На закате ходит парень

                    Возле дома моего,

                    Поморгает мне глазами

                    И не скажет ничего.

                    И кто его знает,

                    Зачем он моргает?…

 

Эти слова известной песни, возможно, описывают непроизвольный тик века. Тик, или тики, чаще наблюдаются в области века или большого пальца, но могут быть и в любой мышце тела.

В большинстве случаев тики неопасны и проходят самостоятельно в течение нескольких минут или часов. Тем более, что, для окружающих это чаще не заметно, хотя дрожание века, например, может доставить большое неудобство самому человеку. А дергающийся палец можно спрятать в карман или сжать в кулаке. В редких случаях тик такой сильный, что все же вызывает подергивание руки или лица, и тогда приходится другой рукой останавливать дергающуюся часть тела.

К счастью, такие происшествия довольно редки, но у некоторых людей тики бывают чаще, чем у других. Обычно причиной этого называют невроз или нервный стресс. Объяснение этого феномена связано с двумя частями нервной системы. Кроме нервных клеток, которые генерируют возбуждающий импульс для мышц, одновременно включаются и тормозные нервные клетки, которые ослабляют нервно-мышечное возбуждение. Чтобы понять важность этой системы, представим себе машину без тормозов. Она может разогнаться до значительной скорости, но вовремя остановиться, быть маневренной она никогда не сможет, и уж точно попадет в аварийную ситуацию. Точно также в нервной системе: ее тормозная часть не дает возбуждению распространиться бесконтрольно. Наши движения благодаря этой системе плавные, равномерные и длятся ровно столько, сколько нам необходимо.

Психологическое утомление и избыточный эмоциональный стресс, глубокое горе или излишняя радость могут настолько перевозбудить нервную систему, что ее тормозная часть не справится, и некоторые нервные клетки будут продолжать посылать двигательные импульсы. Возникает тик.

Другими причинами тика являются мышечное утомление, избыток кофеина, побочное действие некоторых лекарств, нарушения сна. Так или иначе, доброкачественный тик длится не более нескольких дней. В течение этого времени он должен самостоятельно пройти. Чем можно себе помочь в таких случаях? Если вы обнаружили причину своих расстройств в нервном переутомлении или возбуждении, постарайтесь ликвидировать их. Достаточный сон, самовнушение и спокойная обстановка способствуют тому, чтобы тик исчез и не появлялся вновь.

Но если тик такой силы, что мешает вашей жизни прямо сейчас? В этих случаях упражнения на растяжку могут хорошо помочь. Растягивая мышцу, вы воздействуете на конечное звено нервно-мышечной дуги, возбуждающий импульс прерывается и тик исчезает.

 Для каждой части тела и мышечной группы существуют свои упражнения по растяжке. Вы найдете их в соответствующих разделах, посвященных непосредственно упражнениям по растяжению мышц.

Здесь мы опишем, как справиться с тиком века. Это страдание может довольно сильно мешать и продолжаться, даже когда вы стараетесь уснуть. Поскольку мышцы лица растянуть очень сложно – они одним концом прикрепляются к костям, а другим к коже, – мы должны изменить состояния мышц, двигающих веки. В движении век участвуют несколько мышц. Это круговая мышца глаза, благодаря которой мы зажмуриваемся, и мышца, поднимающая верхнее веко.

Чтобы прекратить тик века, необходимо выполнить два упражнения. Первое называется «Жмурки». Оно выполняется с закрытыми глазами. Вам следует приложить указательный и средний палец обеих рук ладонной стороной к векам (рис. 1). После чего слегка придавить пальцами веки, как бы препятствуя их движению. Одновременно вы пытаетесь сильно сжать веки вместе, но пальцы препятствуют этому движению (рис. 2). Продержите такое состояние 5-10 секунд, после чего слегка помассируйте веки и повторите упражнение.

Рис. 1, 2. Положение пальцев на глазах и зажмуривание

Второе упражнение называется «Китайский глаз». Для этого вам необходимо поставить подушечки средних пальцев в область наружного угла глаза на костный край глазницы (рис. 3). Слегка надавливая на кожу, тяните ее кнаружи. При этом веки растянутся, глазная щель сузится и глаза будут походить на азиатский тип лица (рис. 4). В момент растяжения вы растягиваете круговую мышцу глаза, участвующую в тике. Удерживайте растяжение 3–5 секунд. Если Вы чувствуете, что одного раза этих упражнений недостаточно, можно их повторить.

Рис. 3, 4. Положение пальцев на глазах и растяжение

Почти сразу тик века пройдет. После чего следует несколько минуть посидеть спокойно с закрытыми глазами. Очень важно выполнять первое упражнение именно с пальцами на веках, поскольку они не только препятствуют максимальному зажмуриванию и образованию морщин, но и увеличивают нагрузку на мышцы века, что усиливает эффект. Также важно выполнять эти упражнения сразу для обоих глаз, поскольку движения наших глаз обычно симметричны.

Если мышечный тик не проходит несмотря на отсутствие явного стресса и длится днями и неделями, следует выявлять патологические или болезненные причины этого состояния. Ими могут быть повреждение нерва или нервного корешка опухолью, грыжей межпозвонкового диска, или даже более серьезные нервные болезни, поражающую спинной, головной мозг, или поражение самих мышц – мышечная дистрофия. Конечно, чтобы диагностировать эти болезни, следует обращаться к врачу.

Такое заболевание, как фибромиалгия может быть причиной тика. Эта болезнь связана с образованием болезненных точек во всему телу.

РЕЗЮМЕ:

• Непроизвольное подрагивание ограниченной части мышцы называется тиком.

• Самой частой причиной тика является нервно-мышечное возбуждение и стресс.

• Ликвидировать тик, в том числе тик века, можно с помощью специальных упражнений на растяжку мышц.

Тайна мышечного спазма

Как известно, спортсмены – в большинстве своем молодые и здоровые люди. Однако у многих атлетов, вид спорта которых связан с продолжительными физическими нагрузками, случаются резкие мышечные спазмы. Чаще всего подвергаются спазму икроножные мышцы, реже – мышцы бицепса бедра или квадрицепса, еще реже – другие мышечные группы. Спазм этих мышц всегда неожиданный и может быть чрезвычайно интенсивным. Если это происходит на трассе или во время соревнования, спортсмен может даже сойти с дистанции: бегун валится на землю с гримасой боли, велосипедист способен упасть с велосипеда, а пловец боится утонуть в этот момент. На следующий день пораженная мышца может быть болезненной или чувствительной к нагрузке. Подобные периодические спазмы икроножных мышц или задних мышц бедра бывают почти у 40 % бегунов марафонцев и у 60 % велосипедистов-гонщиков. Эти судорожные сокращения могут появиться не только во время нагрузки, но и немедленно после нее или спустя несколько часов по завершению тренировки.

Несмотря на широкую распространенность этого явления, оно очень плохо изучено и объяснено. Безусловно, существуют болезни, которые приводят к спазму мышц, – среди них атеросклероз сосудов нижних конечностей. Например, закупорка сосудов атеросклеротическими бляшками резко нарушает кровоснабжение мышц ног, и пациент перестает переносить обычные нагрузки.

Другая причина спазма икроножных мышц – спинальный стеноз, или сужение позвоночного канала. Остеохондроз позвоночника и спинальный стеноз – частые причины таких судорог.

Другая причина судорог в икрах – гипопаратиреоз. В переводе на обычный язык это означает пониженная функция паращитовидных желез.

Также некоторые мочегонные препараты, такие как фуросемид, которые вы принимаете для снижения артериального давления, лечения гипертонии и сердечной недостаточности, могут вызвать судороги в икрах, поскольку с водой выходят и необходимые минералы калия, магния, которые, как вы уже знаете, важны для правильной работы мышц.

Но тайна судорог икроножных мышц остается неразгаданной, поскольку в большинстве случаев они случаются у людей, не имеющих никаких серьезных болезней. Для объяснения этого явления предложено три гипотезы. Первая из них объясняет этот процесс дегидратацией, то есть снижением содержания жидкости в теле человека. Сильная жара, изнуряющая парная или тяжелая тренировка приводит к массивному потоотделению, потере жидкости и склонности к мышечным спазмам.

Другая гипотеза указывает на важность солей, минералов, особенно калия. Во время длительной мышечной работы мы с потом теряем не только воду, но и натриевые и калиевые соли. А это важнейшие минералы, которые участвуют в передаче нервного импульса и мышечном сокращении. Те, кто испытывал подобные судороги на фоне интенсивной физической работы, рассказывают, что перед судорогами вы можете чувствовать легкие подергивания в икрах или в различных других мышцах туловища и даже лица. Если ничего не предпринять в этот момент, такие подрагивания мышц переходят в настоящие судороги и спазмы икр. Однако эксперименты на спортсменах не выявляют значительной разницы в содержании электролитов между теми, кто испытывает судороги в икрах и теми, у кого их нет.

Третья гипотеза связывает судороги с нарушением баланса, равновесия между возбуждающими и тормозными сигналами, которые идут к работающей мышце.

Несмотря на отсутствие четкого объяснения судорог в икрах у внешне здоровых людей, предлагаются различные рецепты их лечения и предотвращения. Большинство из них можно свести к двум советам.

 Основной рекомендацией остаются упражнения по растяжке. Тренеры, сами спортсмены и занимающиеся гимнастикой рекомендуют выполнять растяжку работающих мышц. Причем мышечную растяжку можно делать перед тренировкой, включать ее в тренировку или делать упражнения по растяжке сразу после нее.

Второй рекомендацией является употребление достаточного количества жидкости, которая содержит необходимые соли калия и натрия до тренировки и во время нее. Это означает, что для тех, кто страдает спазмами икроножных или бедренных мышц, во время тренировки пить простую воду не так уж и полезно. Гораздо лучше принимать минеральную воду с повышенным содержанием натрия и калия. Но это только на время тренировки, в остальных случаях пейте обычную чистую питьевую воду.

Что же делать, если спазм икроножных мышц застал вас в самом неподходящем моменте или месте? Конечно, следует прекратить нагрузку. Если вы плывете, то следует как можно быстрее выйти из воды. Если это сделать невозможно, то следует не поддаваться панике и помнить, что с мышечным спазмом можно уверенно справиться. Если вы в открытом водоеме и до берега неблизко, следует расслабиться и постараться помассировать спазмированную икроножную мышцу. Можно схватить себя за пальцы стопы и постараться растянуть больную икру. Как это делать, мы подробнее расскажем в отдельной главе, посвященной упражнениям на растяжку. Иногда помогает интенсивное надавливание большим пальцем в центр икры. Как бы то ни было, следует постепенно, стараясь не нагружать спазмированную мышцу, добраться до берега.

Если спазм икры случался не в воде, прекратить его можно легкой растяжкой икроножной мышцы и глубоким медленным самомассажем больной мышцы.

Итак, мы знаем, что необходимо делать при внезапном спазме икроножных мышц, но исследовать причину, вызывающую его появление, еще предстоит нашим потомкам.

РЕЗЮМЕ:

• Резкие спазмы икроножных мышц могут случиться во время тренировки или без видимой причины.

• Для предотвращения спазма икроножных или бедренных мышц следует употреблять достаточное количество жидкости и солей калия и натрия перед тренировкой или во время нее, а также в случае интенсивного потоотделения.

• Для скорейшего разрешения спазма икроножной мышцы лучшее средство – это упражнение на растяжение этой мышцы.

• Если спазмы икр случаются часто, следует исключить патологические, болезненные причины этого состояния (остеохондроз позвоночника, атеросклероз сосудов нижних конечностей и проч.)

Тренируем мышцы с помощью растяжки

Из главы, посвященной биомеханике, мы узнали, что во время упражнения на растяжку в первую очередь растягивается мягкая и податливая мышечная ткань. Однако стоит задаться вопросом: до какого предела можно растягивать мышцу? Безусловно, предел имеется, но что задает его границы? Ответ следует искать в классических опытах по физиологии нервной и мышечной системы. Еще на втором курсе медицинского института студенты медики выполняют опыт с лягушкой. Как ни печально читать эти строки для некоторых любителей животных или сторонников партии «Зеленых», но лабораторные животные специально выращиваются для того, чтобы обучать и воспитывать будущих врачей, биологов и ученых. Заранее предупреждаю, что тот, кто имеет не очень устойчивые нервы, может следующий абзац пропустить.

Итак, подопытной лягушке отсекают головной мозг, сохраняя все остальное тело без повреждений, и подвешивают тело лягушки. Нижние лапки животного при этом не висят безжизненно – они слегка согнуты, то есть находятся в небольшом напряжении – тонусе. Но вот наступает второй этап опыта – специальной спицей производят разрушение спинного мозга, и только после этого обе конечности лягушки повисают полностью выпрямленными и безжизненными – тонус мышц исчезает.

Этот опыт доказывает, что тонус мышц, то есть фоновое напряжение мышцы, связан с центральной нервной системой, а именно с клетками спинного мозга. В каждой из мышц имеются некоторые особые мышечные волокна – нервно-мышечные веретена, которые не участвуют в движении, а вместо этого они регистрируют, насколько мышца сократилась или растянулась. Как только вы растянули мышцу до определенного предела, эти мышечные веретена подают команду, чтобы к мышце шел новый импульс из нервной клетки спинного мозга и мышца сократилась. То есть формируется круг обратной связи, который поддерживает мышцы в тонусе и не дает ей перерастянуться. Проследим этот круг: нервная клетка спинного мозга – рабочая мышца – мышечное веретено – нервная клетка спинного мозга – рабочая мышца. Круг замкнулся.

Благодаря тому, что в мышце имеются мышечные веретена, мы можем влиять на силу сокращения мышц с помощью растяжки. Выделяют несколько видов растяжки. Первый – это короткая растяжка мышц в течение нескольких (двух-трех) секунд. Такую растяжку полезно выполнять перед собственно тренировкой и каким-либо другим подвижным упражнением. Эта растяжка активирует мышцу и будет способствовать тому, что следующее за ней подвижное упражнение вы сможете выполнить более эффективно.

Второй вид растяжки длительный. Эта растяжка длится более 15–20–40 секунд. В результате нее мышца глубоко расслабляется, поскольку растягиваются и рабочие волокна, и мышечные веретена. Сила мышцы в результате такой растяжки уменьшается, одновременно ликвидируется и мышечный спазм.

Третий вид растяжки связан с особой предшествующей мышечной нагрузкой, а именно – изометрической. Это означает, что вы предварительно напрягаете мышцу без движения – то есть даете статическую нагрузку. После чего выполняете растяжку той мышцы, которая работала. Подобная растяжка после предшествующего мышечного утомления повышает эффективность расслабления мышцы в несколько раз и называется постизометрическая релаксация или послеизометрическое расслабление.

 Какой вид растяжки необходимо использовать, вам следует выбирать в зависимости от целей растяжки: если вы используете растяжку как разминку перед основной гимнастикой – например, во время выполнения упражнения в фитнес зале, то следует применять короткую растяжку. Если вы хотите достичь полного расслабления, выполняете растяжку после активной спортивной нагрузки или используете растяжку как лечебное средство от болей в мышцах и суставах, то предпочтение отдавайте длительной растяжке и постизометрической релаксации.

В организме существует еще один удивительный механизм, связанный с растяжкой, на который мы влиять не можем, но он иллюстрирует особые свойства мышечной ткани. Речь идет о нашей главной мышце – сердце. За жизнь сердце прокачивает тонны крови. При этом отдыхать сердце успевает менее чем за одну секунду. В этот момент отдыха сердце расслабляется и растягивается поступающей в него новой порцией крови. Чем больше поступит крови в сердце в момент отдыха (диастолы), тем сильнее оно сократится в момент сокращения (систолы). Этот механизм не регулируется никакими нервами и зависит только от свойств самой сердечной мышцы. Описал это свойство сердца немецкий врач Отто Франк и английский физиолог Эрнест Старлинг в 1918 году. Благодаря этому свойству сердечная мышца сама определяет, насколько сильно необходимо выбросить кровь из сердца, и зависит эта сила только от того, как сильно растянется сердца поступающей в нее кровью.

Удивительный механизм, наше тело! Давайте им пользоваться себе во благо и пусть знания об этом помогут нам!

РЕЗЮМЕ:

• Тонус и напряжение мышцы регулируются с помощью особых мышечных веретен и клеток спинного мозга.

• Короткая растяжка активирует работу мышцы.

• Длительная растяжка расслабляет мышцу и ликвидирует мышечный спазм.

Сухожилие – крепче стали

Наши предки, которые вскрывали тушу мамонта, видели, что жилы, связывающие мышцы с костями, не имеют сосудов – они сухие, именно поэтому они получили название сухожилия. Как и связки, сухожилия состоят из плотной соединительной ткани и позволяют мягкой и податливой мышце прикрепиться к костям. При рассмотрении под микроскопом видно, что сухожилия состоят из множества параллельных волокон. Основная составляющая сухожилия – это белок коллаген. Его молекулы длинные, в виде нитей соединяются в более толстые и крупные нити, которые в свою очередь сплетаются еще в более толстые, образуя собственно сухожилие. Строение его напоминает канат, внутренние волокна которого тонки, но, сплетаясь в один пучок, они способны выдержать огромные нагрузки. Прочность сухожилия впечатляет и может сравниться с искусственными материалами. Например, сухожилие четырехглавой мышцы бедра (передней мышцы бедра, которая хорошо видна у мужчин) при растяжении способна выдержать нагрузку в 600 килограммов, а ахиллово сухожилие выдерживает до 400 килограммов. Такая прочность достигается благодаря строго параллельному расположению волокон и плотной «упаковке» волокон внутри сухожилия. Коллаген – это очень распространенный белок, который образует все оболочки, соединения, связки в организме и проч. Он обладает малой эластичностью, то есть почти не растягивается. Небольшая порция волокон в сухожилии принадлежит эластиновым волокнам из белка эластина. Если коллагеновые волокна можно представить себе в виде крепких нитей, которые почти не растягиваются, то эластиновые волокна способны к растяжению, как резиновые нити. Такое сочетание растяжимых и нерастягиваемых волокон объясняет очень интересные свойства сухожилия. С одной стороны, оно очень прочное и передает усилия мышцы на кости. С другой – в момент движения сухожилие способно умеренно растягиваться. Его эластиновые волокна, растягиваясь, как упругие пружины, накапливают энергию, и в момент сокращения мышцы помогают движению, придавая дополнительный импульс.

 Коллаген, который составляет главную часть сухожилия, распространен вообще во всем организме: в коже, в связках, в оболочках и внутренних органах. Для любого органа, будь то сердце, поджелудочная железа или печень, необходим каркас, поддерживающие специфические активные клетки печени, сердца и проч.

Именно коллаген и образует этот каркас! Описано 28 видов коллагена, который отличается по своему составу. Как говориться в Библии, «ничто не вечно под луной…» и сухожилие, несмотря на его крепость, не может быть одинаковым и неизменных всю жизнь. Прискорбно отмечать то, что с возрастом коллагеновые волокна меняются не в лучшую сторону. Для детей и молодых людей характерны определенные виды коллагена, которые очень эластичны и растяжимы. По мере старения тип коллагена меняется – между микроскопическими волокнами коллагена появляются избыточные связи. Это приводит к тому, что коллагеновое волокно теряет способность к растяжению, становится ригидным. В этом кроется объяснение многих возрастных проблем, которые, между прочим, начинаются еще в цветущем возрасте. Примерно в 40 лет большинство людей начинает хотя бы изредка «чувствовать» свой возраст. Это проявляется в том, что привычные нагрузки начинают переноситься не так хорошо. Многие из нас убеждены, что способность к физической работе, поднятию тяжестей остаются неизмененными всю активную жизнь. И вдруг привычная сумка с продуктами или колесо автомобиля, которые раньше поднимали легко, вызывают внезапную боль в руке или суставе. Причина этого – микротравма коллагенового волокна в мышце, сухожилии или связке. Этот микроскопический разрыв не виден ни при рентгеновском исследовании, ни даже при МРТ (магнитно-резонансной томографии). Однако он очень хорошо чувствуется самим пациентом! Коллагеновое волокно не выдержало привычной нагрузки, поскольку произошло изменение, старение этого волокна. Вместо микрорастяжения волокна произошел его микроразрыв. К слову следует сказать, что сухожилие может разорваться полностью. Особенно это характерно для стариков: поднял ведро с картошкой, и вдруг появилась острая, пронзительная боль в плече – бицепс стал кохож на комок, а рука перестала сгибаться. Это описание разрыва сухожилия бицепса плеча. Причина такого заболевания кроется именно в старении коллагена сухожилия.

Другая причина микроразрыва связки – количество коллагеновых волокон: их с возрастом тоже становится меньше. Сравните кожу ребенка и пожилого человека: с возрастом кожа истончается. Причина этого – снижение содержания коллагена в коже. Наша кожа – это зеркало всего организма, и то же самое происходит внутри – коллагена в сухожилиях, связках и во внутренних органах становится меньше.

То есть мы можем сделать главный вывод, что с возрастом сухожилия, связки, капсулы суставов, в которых имеется коллаген, становятся и ХУЖЕ по качеству (менее эластичные), и ТОНЬШЕ (понижается содержание коллагена).

 Что с этим делать? Употреблять в пищу коллаген? Многие пищевые добавки для суставов и хрящей содержат в своем составе дополнительный коллаген. Однако пойдет ли съеденный коллаген в наши связки и сухожилия, если нет естественного стимула для роста коллагена? Ответ очевиден – нет! Съеденный вами коллаген переварится и выйдет наружу. В лучшем случае употребится для других целей организма.

Что же является естественным стимулом для синтеза коллагена? Ответ заключается в следующем: дозированная механическая нагрузка на сухожилия и связки. Организм – это саморегулирующаяся система. Он поддерживает сам себя, если испытывает естественные, физиологические, то есть умеренные, нагрузки: свет стимулирует работу зрительных клеток сетчатки глаза, умственная деятельность заставляет работать нервные клетки. И хотя нейроны не размножаются, но связи между клетками могут меняться. А сухожилия и связки, точно так же как и мышцы, растут от физической нагрузки. Когда мы растягиваем мышцу, нагрузка передается на сухожилие и связки, и они начинают дополнительно синтезировать коллагеновые волокна. Сухожилия, связки буквально утолщаются, укрепляются в результате физической нагрузки. Вот почему упражнения на растяжку влияют не только на мышцы, но и тренируют сухожилия и связки.

РЕЗЮМЕ:

• Сухожилия в организме имеют огромную прочность.

• С возрастом меняется состав коллагена сухожилий и связок в худшую сторону.

• По мере старения организма снижается содержание коллагена в организме, в том числе в связках и сухожилиях.

• Упражнения на растяжку способны укреплять и тренировать сухожилия и связки.

Тайная жизнь хряща

Знаете ли вы, какие клетки самые долгоживущие в нашем организме? Возможно, вы догадались – это клетки нервной системы. Причем не все из них, а только те, которые получили название нейроны и имеют длинные отростки, которые тянутся через весь организм. Вы только представьте себе, что отросток одной нервной клетки тянется от головного мозга через весь спинной мозг. В нем нервный импульс переключается на вторую нервную клетку, отросток которой вытягивается от спинного мозга через всю руку или ногу к конечной цели – участку кожи или мышцы. Каждая нервная клетка управляет строго определенной мышцей или заведует чувствительностью ограниченной зоны тела. Такая специализация нервных клеток не обходится даром – организм запретил этим клетками размножаться. Вот почему после инсульта или травмы спинного мозга, когда происходит повреждение этих нервных клеток, функции движения, чувствительности или речи могут никогда не восстановиться. Запрет на деление и размножение нейронов имеет огромный смысл – можно только фантазировать, что было бы, если бы нервные клетки после их повреждения вновь вырастали. Найти прежний орган, которым они раньше управляли, длинному отростку нервной клетки было бы невозможно, и поврежденная нервная клетка начала бы управлять совсем другой мышцей, нежели ее предшественница. Представьте себе человека, который вместо того чтобы взять предмет рукой, вдруг неожиданно для себя начинать двигать ногой.

Такое отступление и введение в жизнь нервных клеток я сделал не случайно, но лишь для того, чтобы открыть вам, что очень многие структуры и ткани в организме развиваются только в детском возрасте, а позже мы можем не более, чем пользоваться этими дарами.

Среди таких долгожителей присутствует и хрящевая ткань. Тот, кто хотя бы немного знаком с устройством какого-либо механизма, например швейной машины или автомобиля, тот знает, что среди движущихся частей обязательно имеется прокладка или смазка, которая снижает силу трения и продлевает срок работы устройства. Хрящевая ткань выполняет роль именно этой прокладки и смазки между движущимися костями. Поскольку кости соединяются суставами, то хрящевая ткань больше всего расположена именно в суставах. Если говорить о сроке жизни хряща, то его клетки обновляются один раз в 10–20 лет. Вот такая неспешная жизнь. Быстрее всего обновляются клетки кишечника – всего за несколько дней покрытие желудка и кишечника становится совсем новым. Долголетие хрящевой ткани можно объяснить тем, что у нее всего одна функция – выработка межклеточного вещества. Если посмотреть на хрящевую ткань в микроскоп, то мы увидим редкие семейки клеток, которые жмутся друг к другу, а между ними бескрайние просторы межклеточного вещества – это именно тот студень, который создает необходимую упругость и скольжение в суставах. Думаю, что природа не создает ничего лишнего в организме. Поэтому если клетки хорошо справляются с созданием межклеточного студня, то замену этих клеток можно назначить раз в 10 лет.

Каждая клетка организма разговаривает на своем языке. Это означает, что клетки понимают строго определенный сигнал. Например, нервные клетки приспособлены к восприятию электрических импульсов, клетки иммунной системы распознают чужеродные белковые молекулы. А что же понимает хрящевая клетка? Как ни странно, но, как и лощадь, хрящевая клетка лучше всего отзывается на кнут. Кнут – это механический удар, который заставляет лошадь бежать быстрее. И хрящевая клетка отзывается именно на механическую нагрузку. И здесь главное – не переборщить. Как и в случае с лошадью, если ее не понукать, то она не сдвинется с места, и наоборот, загнав коня, можно привести его к изнеможению и смерти.

 Точно так же и хрящ: без механической нагрузки клетки хряща становятся ленивыми и вырабатывают мало межклеточного вещества. Это очень заметно у молодых людей, которые обездвиживаются в силу разных причин – например, у парализованных пациентов после травмы спинного мозга. Неработающие ноги не нагружают суставы и хрящевая прослойка в них атрофируется и становится значительно тоньше.

Обратный процесс это перегрузка. Суставы спортсменов или работников физического труда за годы тяжелой работы или тренировок «истираются». На самом деле, хрящевая ткань не успевает обновляться. Как и в случае с малой нагрузкой, перегрузка хряща тоже приводит к его атрофии и истончению хрящевых суставных поверхностей. Собственно говоря, артроз – это и есть недостаточная толщина суставного хряща. Последствия этого вы хорошо знаете – скрип в суставах и боль при движении.

Где же золотая середина? Она как всегда на стыке черного и белого, узкая полоса между «инь» и «янь». Правильная нагрузка на суставы с исключением повреждающих перегрузок – это золотая формула долголетия суставов. Одна из возможностей таких нагрузок – это изометрическая гимнастика, то есть нагрузка на мышцы с исключением движения в суставах. Поскольку мы знаем язык хрящевых клеток, то врачи научились восстанавливать их. На этом основан принципиально новый метод стимуляции хрящевых клеток межпозвонковых дисков, который получил название лазерная реконструкция диска. С помощью него можно восстанавливать структуру поврежденного межпозвонкового диска и лечить остеохондроз позвоночника.

Рис. 5. Положение стоя с согнутой ногой

Безусловно, процесс растяжки затрагивает работу и жизнь суставного хряща. Давайте проследим, как это происходит. Можно исследовать состояние хряща коленного сустава при растяжении квадрицепса. Квадрицепс – это большая мышца спереди бедра. Чтобы ее растянуть, необходимо стоя согнуть ногу в коленном суставе, взяться рукой за стопу и слегка потянуть ее назад (рис. 5).

В этом положении мышца на бедре спереди растянется. Но одновременно большая часть суставных поверхностей бедренной и большеберцовой кости отдалится друг от друга – суставная щель расширится. В этом положении давление на хрящ уменьшится. Через 15–20 секунд, когда вы прекратите растяжку, давление на хрящ вновь восстановится. Такое попеременное уменьшение и увеличение давления на хрящевую ткань и есть естественный стимул для ее восстановления. То есть, не перегружая хрящ сустава, мы способны его тренировать и стимулировать к росту.

РЕЗЮМЕ:

• Хрящевые клетки медленно обновляются – один раз в десятилетие.

• Естественным стимулом для хрящевой ткани является механическая нагрузка.

• Перегрузка хрящей суставов и позвоночника приводит к их преждевременному износу и артрозу.

• Изометрическая гимнастика является самой щадящей нагрузкой для хрящей суставов.

• Упражнения на растяжку стимулируют хрящевую ткань и выработку синовиальной жидкости суставов.

Растяжка против боли

О том, что упражнения на растяжение могут ликвидировать боль, мы уже касались в предыдущих главах. Однако боль – это настолько важный симптом, что следует поговорить о боли отдельно. Для многих моих пациентов боль становится главным «другом», который сопровождает их всю жизнь. Да что греха таить, именно боли, как правило, заставляют нас с вами обращаться к врачу. Боль – это всегда сигнал бедствия или неблагополучия. Боль может быть вызвана различными причинами: воспалением, травмой, нарушением кровообращения – например, при затруднении кровотока в венах из-за варикозной болезни ног икроножные мышцы буквально переполнены кровью. Такие пациенты очень страдают тупыми болями, а ноги кажутся налитыми свинцом. Обратный процесс – нехватка крови тоже вызывает боли. Нередко курильщики, особенно этим страдают мужчины, жалуются на боли в икрах при ходьбе – им приходится останавливаться каждые 200–300 метров, чтобы боль в ногах утихла. У них кровоток в мышцах ног резко затруднен вследствие уплотнения и закупорки артерий – курение и употребление жирной пищи вызывает активный атеросклероз артерий нижних конечностей. Сосуды ног резко сужены атеросклеротическими бляшками и не могут пропускать кровь в достаточном количестве.

 Микротравмы мышц, сухожилий, связок мы уже обсуждали ранее – недостаточно эластичные коллагеновые волокна могут разорваться при излишней нагрузке, а у пожилого человека – даже при обычных делах. Такие микроразрывы очень характерны для людей после 40 лет и старше.

Любое заболевание, в том числе остеохондроз позвоночника, артроз или артрит, травма кости или сухожилия, вызывает рефлекторное обездвиживание поврежденного органа. То есть организм стремиться ограничить нагрузку на больную чать тела. Каким образом – конечно, с помощью мышц. Чтобы понять это, можно привести в пример аппендицит. Во время этого быстротечного заболевания воспаляется аппендикс – червеобразный отросток слепой кишки. Между прочим, он очень важен для иммунитета. Однако в случае его воспаления с ним не церемонятся и отрезают без сомнения. Как только воспаление в отростке достигает его наружных слоев, а именно брюшины, сразу возникает рефлекторное напряжение мышц брюшного пресса. Его невозможно контролировать или симулировать. Именно это напряжение ищет хирург, когда щупает и мнет живот для того чтобы сказать, есть аппендицит или это всего лишь кишечная колика.

Точно такой же мышечный спазм возникает при обострении поясничного, грудного или шейного остеохондроза – организм старается защитить больной позвоночник и напрягает мышцы. Однако напряжение это трудно дозировать и вскоре возникает спазм и боль. Такой пациент вроде бы старается отдыхать, принимает обезболивающие препараты, но боли не ликвидируются.

Похожие хронические мышечные спазмы возникают при длительной сидячей работе: программист, бухгалтер, студент – вот главные мишени мышечного спазма. И возраст в э