Состав (композиция) мышечных волокон определяется, в основном, генетическими факторами.
В составе скелетных мышц у взрослых людей различают три типа мышечных волокон:
- Медленные неутомляемые (окислительные I типа);
- Быстрые неутомляемые (окислительные или промежуточные П-а типа);
- Быстрые утомляемые (гликолитические II-6 типа).
Медленные волокна I типа, или медленные окислительные (англ. — Oxydative SO-Slow), — это выносливые (неутомляемые) и легковозбудимые волокна, с богатым кровоснабжением, большим количеством митохондрий (энергетических центров), запасов миоглобина и с использованием окислительных процессов энергообразования (аэробные).
Их в среднем у человека 50,4%. Они легко включаются в работу при малейших напряжениях мышц, очень выносливы, но не обладают достаточной силой. Чаще всего они используются при поддержании ненагрузочной статической работы, например, при сохранении позы.
Быстрые утомляемые волокна II-6 типа, или быстрые гликолитические (FG — Fast Glicolitic), используют анаэробные процессы энергообразования (гликолиз). Они менее возбудимы, включаются при больших нагрузках и обеспечивают быстрые и мощные сокращения мышц. Зато эти волокна быстро утомляются. Их примерно 31,1%.
Быстрые неутомляемые окислительные волокна — это волокна промежуточного типа (II-а), их 18,5%.
В среднем для разных мышц характерно различное соотношение медленных (I типа) и быстрых (II-а и II-6) мышечных волокон. Так, в трехглавой мышце плеча преобладают быстрые волокна (67%) над медленными (33%), что обеспечивает скоростно-силовые возможности этой мышцы, а для более медленной и выносливой камбаловидной мышцы характерно наличие 84% медленных и всего 16% быстрых волокон .
К моменту рождения человека его мышцы содержат лишь медленные волокна, но под влиянием нервной регуляции устанавливается в ходе онтогенеза генетически заданное индивидуальное соотношение мышечных волокон разного типа. По мере перехода от зрелого возраста к пожилому число быстрых волокон у человека заметно снижается, и соответственно уменьшается мышечная сила. Например, наибольшее количество быстрых волокон в наружной головке четырех главой мышцы бедра мужчины (около 59-63%) отмечается в возрасте 20-40 лет, а и возрасте 60-65 лет их число почти на 1/3 меньше (45%).
Однако состав мышечных волокон в одной и той же мышце имеет огромные индивидуальные различия, зависящие от врожденных особенностей человека. Например, встречаемость медленных волокон в четырехглавой мышце бедра может быть примерно описана кривой нормального распределения, в которой среднее количество этих волокон составляет 50-60%. При этом имеются субпопуляции со значительным преобладанием I или II типа волокон.
По данным биопсии было выявлено большое разнообразие в пропорциях медленных и быстрых волокон у разных людей (Thorstensson A., Karlsson I., 1976): количество быстрых волокон варьирует в следующих пределах — для латеральной головки четырехглавой мышцы бедра — 24-85%, для камбаловидной мышцы — 44-95%, для икророножной мышцы — 16-85% и т.п. Кроме того, отмечены некоторые половые различия: в латеральной головке четырехглавой мышцы бедра количество медленных волокон у мужчин колеблется от 20 до 80%, а у женщин — от 30 до 75% (Ball М.Е. etal., 1983).
В процессе спортивной тренировки характерный для каждого организма состав мышечных волокон не изменяется. Возможно только нарастание толщины (гипертрофия) отдельных волокон, а также изменение свойств промежуточных волокон.
В связи с характерной для индивидуума стабильностью состава (композиции) мышечных волокон и корреляцией этого показателя со многими генетическими признаками он может служить надежным маркером для решения многих проблем спортивной генетики. Например, найдена связь между количеством медленных волокон в четырехглавой мышце бедра и величиной МПК, которая сохраняет прямо пропорциональный характер в пределах до значений 60-65% медленных волокон.
Для прогнозирования пригодности людей к занятиям физическими упражнениями различной мощности и продолжительности рекомендуют ориентироваться на следующие показатели состава мышечных волокон, изученные в результате анализа биоптатов более 1500 спортсменов (Язвиков В.В., 11етрухин В.Г., 1990):
- в видах спорта с однократным выполнением работы максимальной мощности, продолжающейся до 10-30 сек — менее 20% медленных волокон I типа (таких людей в популяции примерно 8%);
- для физической работы субмаксимальной мощности (длительностью от 30-40 сек до 3-5 мин) — 20- 40% медленных волокон (таких лиц 23%);
- для работы на выносливость (от 30-40 мин до нескольких часов) — более 60% медленных волокон (таких лиц 27%);
- для работы переменной мощности (в ситуационных видах спорта — спортивных играх, единоборствах) — около 50% (40-60%) медленных волокон (таких лиц 42%).
В особую группу (около 10%) выделяют людей, способных выполнять любую работу и имеющих в составе скелетных мышц 50% и более промежуточных волокон II-а типа и около 20% волокон I типа.
При несоответствии состава мышечных волокон характеру выполняемой работы рост спортивного мастерства прекращается, и такие спортсмены отсеиваются в процессе многоэтапного отбора.
В качестве генетических маркеров возможно использование различных показателей функциональной асимметрии человека.