Каждый из нас хотя бы раз сталкивался с неприятным явлением спазма мышц, более известных в народе как “судорога”. Это мощное и болезненное сокращение мышечной ткани, которое совершенно не зависит от нашего желания и воли. Но часто ли вы задумывались какие механизмы и причины в нем заложены, и можно ли им противостоять? Ведь в неподходящий момент судорога может привести к серьезной травме, и спортсменам об этом хорошо известно. Так что же пытается этим сказать нам наше тело, и можем ли мы как-то повлиять на данное явление?
В этой статье вы узнаете о различных видах спазмов и судорог, научитесь их различать и откроете для себя возможные пути решения и недопущения подобного неприятного явления.
Часть 1. Теоретическая, в которой мы узнаем о принципах мышечного сокращения и роли ионов в жизни мышц
Чтобы понять причины возникновения мышечных спазмов нужно прежде всего разобраться в феномене мышечных сокращений.
У каждой клетки есть определенный уровень отрицательного электрического заряда, например у мышечной клетки это порог от -90мВ до -70мВ. При данном уровне электронегативности, клетки находятся в состоянии полного физиологического покоя. Электрический заряд клетки определяют различные ионы, для мышечной клетки ключевую роль играют ионы Натрия (Nа+), Калия (K+), Кальция (Ca2+) и Магния (Мg2+).
Отрицательный электрический заряд внутри клетки (в состоянии покоя), и положительный вне клетки
Ионы содержатся как внутри клетки, так и за ее пределами во внеклеточной жидкости. В состоянии покоя внутри клетки находятся только лишь ионы Калия. И хотя K+ сам по себе электропозитивен, его обычная концентрация внутри клетки не способна на потенциал действия.
При возникновении раздражителя, например электрического импульса исходящего от нервного волокна контактирующего с мышечной клеткой, происходит открытие калий-натриевого канала.
Увеличение же электрического заряда происходит за счет поступления ионов Натрия внутрь клетки. При этом процессе 2 иона Калия покидают клетку, а 3 иона Натрия в нее поступают. Благодаря этому электронегативность клетки снижается, а ее заряд соответственно начинает повышаться, то есть клетка “возбуждается”.
На схеме мы видим, что при условии наличия импульса достаточной силы клетка начинает возбуждаться и изменять свой уровень электронегативности в меньшую сторону (становится все более положительно заряженной). При достижении заряда около -55мВ мы переступаем так называемый “порог деполяризации” при котором происходит мощное открытие каналов ионов Натрия, благодаря чему электрический заряд клетки становится положительным и мы наблюдаем развитие “потенциала действия”. Говоря простым языком клетка приводится в состояние боевой готовности и способна не только отдыхать, но и что-то делать.
Через какое-то время сила импульса ослабевает и клетка входит в состояние покоя путем реполяризации. Калий-Натриевые каналы снова открываются, но теперь уже 3 иона Натрия выходят из клетки, а 2 иона Калия в нее поступают, таким образом клетка снова возвращается в состояние покоя, и к привычной электронегативности от -70 до -90 мВ.
Итак, наша клетка получила импульс достаточной силы, изменила свой электрический заряд и пришла в движение путем сокращения мышечных структур. Что же это за структуры и каким образом они приводятся в движение?
Сокращение мышечной ткани обеспечивают особые белковые нити внутри мышечной клетки, называемые миозином и актином.
Данные нити располагаются друг напротив друга, но от миозиновой нити в сторону актиновой располагаются миозиновые мостики, которые своими головками, под влиянием ионов Кальция (Ca2+), способны прикрепляться к особым участкам актина.
Стоит отдельно подытожить наши знания об ионах и узнать кое-что еще.
Как вы уже поняли основную роль в возбудимости клетки влияют соотношения ионов Натрия и Калия. Больше Nа+ в клетке - развивается потенциал действия; больше в клетке К+ - наступает состояние покоя.
Но есть еще два важных иона, без которых невозможно нормальное функционирование мышечной ткани - ионы Кальция (Ca2+) и Магния (Мg2+).
Кальций (Ca2+). Кальций играет ключевую роль в механизме сокращения, поскольку, как вы уже знаете, обеспечивает прикрепление головки миозинового мостика к актину, и благодаря АТФ, посредством натяжения, натурально сдвигает актин с места, обеспечивая сокращение.
Однако, есть у Ca2+ и несколько других интересных особенностей. Стоит знать, что в отличии от очень быстро открывающихся и закрывающихся каналов Nа+ и К+, собственный канал Ca2+ является крайне медленным и этот момент играет одну из основных причин развития спазмов. Другой уникальной особенностью Ca2+ является его регуляторная функция по отношению к Nа+/К+ каналу. Дело в том что Ca2+ способен связываться с внешней частью белковой молекулы Nа+/К+ канала, делая его менее возбудимым, соответственно предотвращая преждевременное открытие.
Магний (Мg2+). Препараты на основе магния хорошо известны своим влиянием в деле устранений мышечных спазмов, и не просто так. В ходе многих исследований было доказано антагонистическое действие Мg2+ по отношению к Ca2+. При достаточном уровне Мg2+ в организме исключается возможность избыточного накопления Ca2+. Сам по себе механизм антагонизма доподлинно неизвестен, но предполагается что Мg2+, по аналогии с влиянием самого Ca2+ на Nа+/К+ каналы, способен регулировать возбудимость Ca2+ канала, тем самым не позволяя поступать внутрь клетки избыточному количеству Ca2+.
Суточные нормы потребления различных ионов:
- Норма Nа+ - 3-4 грамма, для спортсменов может быть до 5-6 грамм;
- Норма К+ - 2 грамм, для спортсменов до 5 грамм;
- Норма Ca2+ - 800мг, для спортсменов до 2 грамм;
- Норма Мg2+ - 300-350, для спортсменов до 800мг.
Часть 2. Практическая, в которой рассказывается о видах спазмов, различных их причинах и способах борьбы с ними
Так что же такое судорога? Прежде всего это мышечный спазм, при котором происходит болезненное сокращение мышцы или группы мышц, обычно характеризуемое сильной ноющей болью.
Спазм бывает двух видов:
- Тонический. Характерно длительное напряжение мышечной ткани;
- Клонический. Непроизвольные сокращения чередуются с моментами расслабления.
Разберемся в физиологических причинах каждого из них и найдем пути решения.
Тонический спазм
Причины. Как уже было сказано выше для тонического спазма характерно длительное и болезненное напряжение отдельного мышечного волокна, целой мышцы или даже мышечной группы. Такое состояние чаще всего наблюдается при дефиците ионов Натрия, а поваренная соль, как известно, является главным источником Натрия. Да, ее полно в пище, но натрий способен активнее других ионов выделяться из организма вместо с потом. Именно поэтому спортсмены очень часто сталкиваются с проблемой судорог во время занятий в тренажерном зале. Мощные мышечные сокращения создают огромный запрос на поступление ионов для формирования потенциала действия, и когда основного из них, Nа+, становится слишком мало, внутрь клетки начинает поступать избыточное количество Ca2+. Ионы Кальция также способны создать потенциал действия, при этом в самом акте движения они и вовсе незаменимы. Но из-за медленных каналов и неспособности быстро покинуть клетку мышца фактически не может войти в состояние покоя, по крайней мере быстро. Большое число Ca2+ вызывают все новые и новые потенциалы действия, которые не позволяют устранить сцепление миозина с актином. В таких случаях помогает растяжение мышцы, которое позволяет механически расцепить двигательные белки, устранив тем самым боль из-за избыточного напряжения, и дать мышце наконец-то расслабиться.
Второй причиной тонического спазма является недостаток ионов Магния. При недостатке Мg2+ собственный канал Ca2+ становится чрезмерно возбудимым и открывается раньше и на большее время, чем в действительности требуется. Из-за этого даже при нормальном уровне Nа+ наблюдается избыточное накопление Ca2+ внутри клетки, включая все вышеописанные процессы.
Профилактика. Если вас часто беспокоят тонические спазмы во время тренировок, то выявить дефицит ионов Натрия или Калия достаточно просто. Для начала добавьте в свой напиток или воду несколько грамм соли, и пейте его в течении тренировки. Если причина была в дефиците натрия, то спазмы больше не побеспокоят. Если же картина никак не меняется, то очевидно что причина все же в недостатке ионов Магния. В таком случае следует обратить внимание на продукты богатые данным минералом (орехи, бобовые и крупы), или же на препараты Магния, вроде Магнерот и различные БАДы (избегать в составе формы оксида магния, который практически не усваивается).
Клонический спазм
Причины. Клонический спазм является более экзотическим явлением, поскольку сопряжен с дефицитом Ca2+ и может легко проявляться не только во время тренировки, но и в течении всего дня. Поскольку Ca2+ способен влиять на канальный белок Nа+, делая его менее возбудимым, соответственно при дефиците Ca2+ каналы Nа+ начинают открываться при незначительных, до пороговых, значениях электрического заряда, формируя потенциал действия без нашего желания. Но поскольку Nа+/К+ каналы являются очень быстрыми каналами, мышцы охватывает не длительный в своем напряжении спазм, а череда быстрых сокращений-расслаблений.
Профилактика. Причиной клонических спазмов является дефицит Ca2+, при котором также невозможна нормальная силовая работа и наблюдается мышечная слабость. При таким состоянии важно восполнить дефицит ионов Кальция. Самым лучшим и богатым источником Кальция является вовсе не творог, как многие думают. В твороге всего 100мг Ca2+ на 100 грамм продукта, учитывая что спортсмену нужно обычно 1200-1500мг, съесть его придется довольно много. Самым богатым источником Ca2+ являются полутвердые и твердые сыры, например в Пармезане содержится около 1100мг Ca2+, в обычном полутвердом сыре 800мг. Так же достаточно много в молоке, в 100мл которого приблизительно 80мг Ca2+. Таким образом для полного восполнения достаточно будет съедать около 200 грамм сыра или же любые комбинации данных продуктов, при любой тепловой обработке.
Заключение. У любого, даже у самого неприятного явления есть свои причины, самое главное уметь их понимать и предупреждать. В этой статье мы совершили маленький экскурс в огромный мир физиологии и постарались в них разобраться. Надеюсь было интересно и познавательно, а новые практические знания надолго уберегут вас от любых проблем связанных со спазмом мышц. Будьте счастливы и здоровы!
Остались вопросы или просто хочется обсудить материал статьи?
Пишите мне в любое время и я обязательно постараюсь вам помочь!
Для всех видов связи (Россия):
telegram - moragar
BK — https://vk.com/moragar666
Facebook - https://m.me/moragar666
Viber — +380632951153
WhatsApp — +380632951153