Введение
Как правило, в рамках комплексной тренировочной программы людям рекомендуют тренироваться с отягощениями не менее двух раз в неделю (ACSM, 2009). Долговременная тренировка с отягощениями увеличивает массу мышц, что может улучшать самооценку (Hausenblas and Fallon 2006) и иметь клиническое значение, уменьшая риски хронических заболеваний (Wolfe, 2006). Поэтому необходимо лучшее понимание механизмов, регулирующих мышечный рост, для правильного составления программ тренировок и потенциальных терапевтических альтернатив упражнениям с отягощениями. В современных руководствах по физической активности людям, желающим увеличить массу мышц, рекомендуется тренировочная нагрузка не менее 70% от одноповторного максимума (ACSM, 2009). Но эта рекомендация не учитывает большой объём научных данных, показывающих аналогичное увеличение размеров мышц при сравнениях низких (30 – 50% ПМ) и высоких (75 – 90% ПМ) нагрузок, в случае их выполнения до отказа (Mitchell et al. 2012; Ogasawara et al. 2013; Morton et al. 2016). Кроме того, тренировка с ограничением кровотока также показывает увеличение размеров мышц, похожее на тренировку с малой нагрузкой до отказа (Fahs et al. 2015; Farup et al. 2015) и с большой нагрузкой (Laurentino et al. 2012). Мнение об аналогичной гипертрофии мышц от всех этих протоколов приводит многих (Schoenfeld 2013; Ozaki et al. 2015, 2016) к предположению, что разные режимы тренировки вызывают мышечный рост через альтернативные механизмы (например, метаболиты).
Поэтому цель обзора – обсуждение современных научных данных относительно роли метаболитов, образующихся при тренировке (лактат, неорганический фосфат), в регулировании вызванной упражнениями гипертрофии мышц. В частности, нас интересует ответ на вопрос: оказывает ли повышенное производство и/или длительное повышение концентрации метаболитов (в дополнение к тем, что обычно появляются при упражнениях с отягощениями) дополнительное влияние на мышечный рост? Нужно отметить, что, по нашему мнению, увеличение производства и/или длительное повышение метаболитов при упражнениях с отягощениями само по себе не имеет анаболических свойств, а скорее косвенно способствует гипертрофии, вызывая мышечное утомление и повышая активацию мышц. Повторные мышечные сокращения, по-видимому, имеют первостепенное значение для утомления мышцы и нагрузки большей части двигательных единиц
Несмотря на множество потенциальных механизмов с возможностью влияния на гипертрофию скелетных мышц при выполнении (кровоток, цитокины) или независимо (дополнительный приём аминокислот, тестостерона) от упражнений с отягощениями, в этом обзоре внимание сосредотачивается исключительно на вкладе метаболитов в гипертрофию мышц.
Введение
С тех пор, как я начал тренироваться, я постоянно слышал рекомендацию о 1 – 5 повторениях для увеличения силы, 8 – 12 повторений для увеличения размеров мышц и 15 – 20 повторений для повышения мышечной выносливости. На эту тему существует несколько вариаций.
Для объяснения различий силы и размера между силовыми спортсменами и бодибилдерами обычно используется концепция миофибриллярной и саркоплазматической гипертрофии, подразумевающая, что в реальности тяжёлые веса строят сократительные белки (миофибриллярная гипертрофия), а диапазон с большим количеством повторений (8 – 12) смещает акцент на увеличение саркоплазмы, или жидкости в мышцах. Тем не менее, саркоплазматическая гипертрофия совершенно никак не поддерживается в научной литературе (по крайней мере, пока вы не считаете Supertraining научной литературой или преходящее увеличение жидкости – гипертрофией), а различия в силе гораздо проще объясняются другими теориями, с действительно научными подтверждениями.
Рекомендации для гипертрофии Американского колледжа спортивной медицины начинающим – 8– 12 ПМ в 1 – 3 подходах, с отдыхом 1 – 2 минуты и тренировкой 2 – 3 раза в неделю; в то время как для опытных тренирующихся – 70- 80% ПМ, в 3 – 6 подходах, с различным отдыхом в зависимости от целей, при частоте тренировок 4 – 6 в неделю (1). Рекомендации для силовой тренировки аналогичны. Тем не менее, исследования последних нескольких лет (и десятилетия успешных методик подготовки силовых спортсменов и бодибилдеров) показали, что, хотя рекомендации по-видимому работают, они лишь малая часть общей картины.
Недавно, Fisher et al написали руководящие принципы, в которых рекомендуется максимальная интенсивность усилий (повторения до наступления отказа мышц) в каждом подходе, с применением нагрузки и частоты, соответствующей целям тренировки, и одним подходом в упражнении (2).
Наконец, Brad Schoenfeld – для меня ведущий исследователь в настоящее время, опубликовал мета-анализ (работу, сочетающую результаты множества исследований для обнаружения ведущих закономерностей в данных) влияния различных диапазонов повторений на силу и гипертрофию. В мета-анализе сравнивали низкие (<60% ПМ) и высокие (>65% ПМ) нагрузки и обнаружили большее влияние на величину гипертрофии высоких нагрузок, сила также увеличивалась в большей степени в группе с высокой нагрузкой (3). Однако, более глубокая оценка выбранных исследований показала, что в 6 из 8 экспериментах с измерением гипертрофии, группа высокой нагрузки выполняла больше подходов, чем группа с низкой нагрузкой. Если вы следите за публикациями Strengtheory, тогда вы вероятно знаете, что большее количество подходов приводит к большему увеличению силы и массы, поэтому есть явный повод для сомнения в этой переменной.
Как это применить на практике?
Хотя умеренно-большие веса (свои для каждого человека), которы еще называются субмаксимальными, — один из самых важных факторов роста мышц, он не единственный. Иначе самые сильные люди на планете были бы самыми мускулистыми, но это не так.
Для роста мышц более эффективно стать сильным в самых разных диапазонах повторений: низких (до 6), средних (6-12) и высоких (12-20 повторений до отказа).
Некоторые упражнения лучше подходят для создания пампинга и метаболического стресса. Обычно это упражнения, где мышца испытывает максимальное напряжение, будучи в сокращенном виде. Это разная изолированная работа на мышцу с небольшим весом, на тренажерах, с резиновыми лентами — многоповторно и с коротким отдыхом между подходами. Пример для ягодиц — ягодичный мостик. Пример для плеч: подъёмы гантелей на в стороны.
Другие упражнения лучше всего создают максимальное напряжение в мышце. Обычно это приседания, тяги, выпады, подтягивания и тд. В них же мышцы испытывают максимальную нагрузку, растягиваясь. Именно такие упражнения чаще всего вызывают боль в мышцах на утро.
Все это можно совместить на одной тренировке: начать с тяжелых базовых упражнений и закончить изоляцией до жжения. Можно разнести по разным тренировкам: одну сделать тяжелой, с комплексными упражнениями. Другую — «легкой» многоповторной (легкой она, конечно, не будет — терпеть жжение в мышце иногда сложнее, чем преодолевать большой вес).
Что такое судороги?
Чтобы понять этимологию ночных спазмов в ногах, для начала необходимо выяснить, что же такое судороги.
Судороги – непроизвольные мышечные сокращения, которые могут возникать в любой части тела внезапно. Чаще всего судороги образуются в ногах, так как расположенные в них мышцы испытывают наибольшую нагрузку. Спазмы могут образовываться в любом отделе ноги, например, икрах, ступнях или пальцах. Зачастую судороги могут затрагивать сразу несколько групп мышц.
Ночные спазмы в ногах могут сопровождаться рядом симптомов, например, недержанием мочи, сложностью дыхания, паникой, слабостью. В некоторых случаях пациенты даже теряют сознание. В связи с тем, что спазмы возникают чаще всего именно в ночное время суток, когда человек расслаблен, у больного могут возникать проблемы со сном, так как судороги заставляют его постоянно просыпаться. Нарушения сна могут приводить к хронической усталости, которая станет ещё одним симптомом заболевания.
Боль возникает из-за резкого сокращения мышцы. Человек может также ощущать неконтролируемые подергивания и спазмы.
Основными факторами, вызывающими судороги ног, становятся изменения в работе центральной нервной системы, а также повреждения нейронов.
Данное состояние контролируется, но его необходимо правильно диагностировать. Современная медицина использует ряд лабораторных исследований, которые с точностью помогают найти причину заболевания и составить комплексную терапию для улучшения жизни пациента.
Диагностику головного мозга проводят с использованием КТ и МРТ, дополнительно больному необходимо пройти процедуру ЭКГ и ряд иных манипуляций.
Медикаментозная терапия помогает не только купировать судорожные приступы, но и наладить работу центральной нервной системы. Дополнительно больному может быть показана хирургическая операция.
Судороги ночью у мужчин и женщин встречаться у 70% населения после 60 лет. Многие уверены, что редкие судороги конечностей являются стандартным явлением, появляющимся с возрастом. При этом спазмы мышц могут встречаться и в молодом возрасте, а также у детей.
Судороги ног ночью у женщин – частая проблема в период беременности. При этом сокращения сопровождаются спазмами, вызывающими болевые ощущения, которые не дают уснуть.
Как работает мышечная память?
Медицина уже давно занимается мышечной памятью, и связывают они это явление с работой нервной системой, усилением возбудимости моторных нейронов, и появлением новых связей (синапсов), благодаря чему, улучшается нервно-мышечная связь. У тренированного спортсмена, который приступил к активной, физической нагрузке гораздо быстрее, чем у новичка происходит рост новых сосудов, улучшается питание двигательных областей, секретируются регуляторные белки нервной ткани, которые обеспечивают пластичность нейрональной ткани.
Под руководством Kristian Gundersen (University of Oslo) норвежские ученные путем экспериментов установили, что мышечные волокна обладают собственной памятью, благодаря появлению новых ядер. Мышечные клетки, формируют мышечные волокна, длина клеток примерно равно длине мышцам атлета (до 20 см), по ширине они очень тонкие – до 100 мкм. Мышечные клетки содержат много ядер, это одни из немногих клеток у позвоночных животных, которые являются многоядерными.
Строение мышечной клетки
Суть эксперимента:
Опыт проводился на мышах, которым удалили частично переднюю большеберцовую, для того чтобы нагрузить мышцу голени, а точнее длинный разгибатель пальцев (EDL). Таким образом, мышца голени получила дополнительную нагрузку, так как частично удаленная мышца действовала в том же направлении, что и изучаемая.
Через определенное время, ученные пронаблюдали, что происходит с изучаемой мышцей. Выяснилось, что за 3 недели, мышечные волокна в EDL, стали заметно утолщаться, площадь поперечного сечение возросла на 35%, кроме того в мышечных клетках (клетки которые составляют мышечные волокна), увеличилось число ядер, на 54%, причем наблюдалась прямая зависимость, между увеличением новых ядер в клетках и увеличением толщины мышечных волокон. На шестой день эксперимента, ядра начали активно умножаться, и только на 11 день их число стабилизировалось, а толщина мышечного волокна начала расти на 9-ый день, и остановилась на 14-ый.
Другая группа мышей, подверглась такому же эксперименту, только он уже длился не 3, а 2 недели. Таким образом, по пришествию 14 дней, после операции, ученные зафиксировали у мышей следующие данные: количество ядер в мышечных волокнах увеличилось на 37%, а толщина волокна на 35%.
Следующим шагом ученых заключался в том, чтобы создать такие условия, при которых исследуемая мышца (EDL) не подвергалась бы нагрузки, то есть не тренировалась, выход был прост, они перерезали идущий к ней нерв. Через 2 недели наступила атрофирование мышцы, потеря в толщине мышечных волокон составила 40% от наибольшего значения, но число новых ядер осталось на том же уровне.
Чем больше ядер, тем больше образуется генов, которые отвечают за управлением производства (синтеза) сократительных белков мышцы — актина и миозина. Такие изменения, посредством тренировочного процесса в мышцах остаются надолго, даже спустя три месяца мышечной атрофии, число новых ядер не уменьшилось. И это очень удивило ученных, так как они предполагали, что апоптоз (запрограммированная гибель клетки) разрушит дополнительные (лишние) ядра, но этого не случилось.
Новые ядра просто снизили свою функциональную активность, так сказать перешли в анабиоз, уснули.
Механизм работы мышечной памяти
Ученные сделали окончательный вывод: основу мышечной памяти составляют новые ядра в клетках. После длительного перерыва в тренировочном процессе, с началом тренировок, наработанная мышечная память, то есть дополнительные ядра, начинают переходить в стадию активного функционирования, в результате чего наблюдается усиленный синтез белка, увеличения объема и массы клеток, которые регулируются ядерными процессами ДНК. А причиной образования новых ядер в мышечном волокне, с точки зрения биохимии является, деление клеток миосателлитоцитов (путем митоза) и последующее их слияние с мышечными клетками (мышечным волокном).
Имейте в виду, что чем старше человек становиться, тем способность деление миосателлитоцитов снижается, по этой причине, пожилым атлетам гораздо сложнее накачаться, если он тягал «железо» в молодые годы, и наоборот, если бывший тренированный спортсмен, решит возобновить свой тренинг, он достаточно быстро наберет физическую форму.
Объём тренировки
Объём тренировки с отягощениями, обычно означающий количество работы, выполненной в заданный промежуток времени, является ключевой переменной среди принципов для увеличения гипертрофии мышц. Подобно увеличению максимальной силы (44), гипертрофия мышц повышается после продолжительной программы высокого объёма, особенно при использовании не одного, а нескольких подходов в упражнении (45). Эти научные данные используются для подтверждения текущих рекомендаций Американского колледжа спортивной медицины (ACSM), согласно которым для увеличения гипертрофии мышц спортсменам продвинутого уровня предписывается несколько подходов (4). Наблюдается существенное срочное увеличение синтеза мышечного белка после тренировки высокого объёма, превышающее тренировку низкого объёма (14), что также подкрепляет рекомендации.
Срочные реакции не всегда сопровождаются долгосрочным увеличением мышечной массы (52), однако многочисленные продольные исследования показали увеличение гипертрофии мышц от тренировки высокого объёма (20, 59, 60, 63). Radaelli et al (60) с использованием ультразвука для измерения толщины сгибателей и разгибателей локтя показали существенно большее развитие мышц плеча при выполнении пяти подходов упражнения по сравнению с одним и тремя подходами, за шестимесячный период тренировок. Этот прирост мышечной массы сопровождался значительно большим увеличением пяти ПМ (повторный максимум) в жиме лёжа и вертикальной тяге после вмешательства высокого объёма (60).
В научной литературе данные о преимуществе в росте мышц при тренировке высокого объёма неоднозначны (11, 50), но в недавнем мета-анализе выявлена дозо-зависимая взаимосвязь между объёмом тренировки и гипертрофией мышц (72). Например, высокие недельные объёмы (>10 подходов на часть тела в неделю) связаны с большим приростом массы мышц, по сравнению с низкими объёмами (<5 подходов на часть тела в неделю), с размером эффекта 0,241 (72). Schoenfeld et al (72) пришли к выводу, что тренировка высокого объёма приводит к большему увеличению мышечной массы, чем тренировка низкого объёма.
Механизмы, лежащие в основе взаимосвязи между высоким объёмом тренировки и увеличением мышечной массы, потенциально связаны с длительным метаболическим стрессом (34). Большее количество подходов для части тела увеличивает общую продолжительность действия соответствующих энергетических систем и разнообразие мышечных волокон при тренировке. Тем не менее, если продолжительный метаболический стресс отвечает за увеличение гипертрофии мышц после занятий высокого объёма, тогда тренерам нужно тщательно регулировать виды упражнений, составляющих их программы, особенно при включении упражнений с высокой нагрузкой. Например, применение подходов со снижением веса может усилить накопление побочных продуктов обмена, предъявив большие требования к гликолитической энергетической системе (33). Если для увеличения объёма запланировать большое количество такого метода тренировки, спортсмен может выйти за пределы своего порога восстановления, что приведёт к снижению ответной гипертрофии (28).
Важно подчеркнуть, что взаимосвязь между объёмом и ростом мышц вряд ли линейна. Это значит, постоянное увеличение объёма тренировки неизбежно приведёт к плато в развитии мышечной массы
Данное предположение подтверждается недавними выводами Amirthalingham et al (3). В их исследовании не выявлено существенной разницы в гипертрофии мышц между испытуемыми, выполнявшими пять подходов по десять повторений или десять подходов по десять повторений за шестинедельный период (3). При составлении тренировочных программ тренерам нужно учитывать восстановительные способности каждого спортсмена, поскольку чрезмерный объём ведёт к продолжительному перенапряжению или даже синдрому перетренированности (82). Общий эффект в данном случае – уменьшение способности к анаболическим процессам, вследствие повышенного катаболического статуса и белкового обмена (46). В этом смысле взаимосвязь между тренировочным объёмом и гипертрофией предполагается в форме перевёрнутой U-образной кривой (70). Поскольку способность восстанавливаться от заданного объёма работы у каждого человека индивидуальна, тренерам по силовой и кондиционной подготовке нужно использовать соответствующие инструменты тестирования и контроля для определения пороговых значений, позволяющих максимально увеличить массу мышц наряду с сохранением здоровья.
Почему упражнения с низкой нагрузкой работают по-другому?
Принимая во внимание идею, высказанную ранее, что рост мышц работает через механотрансдукцию (вызванную сокращениями мышц), изменения механизма, стимулирующего рост мышц при тренировке с низкой нагрузкой, могут показаться нелогичными. Несмотря на это, высказано предположение: «… принимая во внимание низкую механическую нагрузку, возникают сомнения относительно участия процессов механотрансдукции в гипертрофии, вызванной тренировкой с отягощениями с ограничениями кровотока» (Pearson and Hussain 2015)
Идея о недостаточности нагрузки или интенсивности при сокращениях мышц во время упражнений с отягощениями с низкой нагрузкой для активации каскада механотрансдукции, очевидно, противоречит текущей научной точке зрения относительно вклада двигательных в производство усилия. Поясним, сила сокращения отдельной двигательной единицы не зависит от величины производимого усилия (например, процент максимального изометрического сокращения) (LeFever and De Luca 1982); таким образом, каждый возбуждённый мотонейрон посылает нервный импульс, который всегда стимулирует иннервированные мышечные волокна к производству максимального усилия. Максимальное усилие отдельных мышечных волокон может отличаться в зависимости от утомления или эффекта Треппе (Тreppe) (небольшое увеличение напряжения при повторных одиночных сокращениях), но они по-прежнему сокращаются с максимально возможной силой. Другими словами, люди могут изменить произвольное усилие за счёт рекрутирования двигательных единиц, но не силу сокращения отдельной двигательной единицы.
Принимая во внимание всегда 100% сократительное усилие в данный момент времени в ответ на каждый стимул, общий стимул для каждого волокна должен зависеть от количества подобных стимуляций. Следовательно, важна не величина усилия, производимого всей мышцей при сокращении, а доля мышцы (процент мышечных волокон), необходимая для производства усилия, так как общая мышечная гипертрофия пропорциональна количеству стимулированных волокон (Marcotte et al
2015). Таким образом, любой протокол, с высокой активацией мышц и достаточным количеством сокращений каждого мышечного волокна, вероятно, приведёт к активации mTORC1 в пропорциональном количестве волокон, тем самым создавая сходный анаболический стимул. Кроме того, в исследовании, сравнивающем 12-недельные тренировки в разгибании колена с нагрузкой 30% ПМ (с ограничением кровотока) и нагрузкой 6 – 10 ПМ, обнаружили аналогичные срочные и долговременные изменения экспрессии 29 генов, связанных с мышечной функцией без существенных различий между протоколами во всех измеряемых генах (Ellefsen et al. 2015). Это исследование подтверждает наше предположение работе протоколов по аналогичному механизму и затруднений при попытке обоснования точки во всём спектре нагрузки (0 – 100% ПМ), в которой гипертрофический стимул от упражнений с отягощениями переключится с механического на метаболическое управление.
Разработка программы тренировок для набора мышечной массы
Стандартный протокол для гипертрофии мышц предполагает выполнение 8 – 12 повторений с достаточной интенсивностью, чтобы вызывать отказ к последнему повторению. Короткий или средний по продолжительности отдых между подходами (30 – 120 с) позволяет создать значительный метаболический запрос. Выполнение 3 – 4 подходов в упражнении обеспечивает эффективное механическое напряжение вовлечённых в сокращение мышц. Темп движения должен предусматривать относительно короткую фазу концентрического сокращения (1 – 2 с) и более продолжительную (2 – 6 с) эксцентрическую фазу для обеспечения достаточного механического напряжения. «С точки зрения гипертрофии, эксцентрическое сокращение оказывает большее влияние на развитие мышц. В частности, эксцентрические упражнения связывают с более значительным увеличением синтеза белка» (Schoenfeld, 2010).
Комплексные, многосуставные движения со свободными весами, например, со штангой, гантелями и гирями, включают большое количество разных мышц и могут оказывать значительное метаболическое воздействие при занятиях, особенно в диапазоне повторений от 12 до 20. Регулируемые тренажёры, предусматривающие изолированные или односуставные движения, способны направить воздействие точно на отдельную мышцу. Шенфельд утверждает, что каждый вид отягощения играет свою роль в оптимальном росте мышц: «Свободные веса, вовлекающие большое количество мышц, помогают увеличить плотность мышц, тогда как стабилизация, предоставляемая тренажёрами, позволяет больше нагрузить отдельные мышцы». Программа упражнений, представленная ниже, основана на последних научных исследованиях, связанных с увеличением массы мышц. Метаболические и механические требования при тренировке высокого объёма могут вызывать серьёзные повреждения мышц и рекомендуются только для клиентов с опытом занятий со свободными отягощениями, по крайней мере, один год. Клиентам необходимо начинать с хорошей динамической разминки, включающей различные движения без отягощений и для мышц core, чтобы подготовить мышечную ткань к стрессовому воздействию тренировки высокого объёма. Даже если в занятии предусмотрена нагрузка на одну или две части тела, необходимо выполнять разминку для всего тела, которая может помочь в увеличении расхода калорий и способствует восстановлению мышц, нагруженных в предыдущих занятиях. Начинать тренировку предпочтительно с комплексных движений со свободными весами для включения максимального количества мышц, и в ходе занятия постепенно переходить к использованию тренажёров, оказывающих воздействие на отдельные мышцы.
Последнее упражнение в каждой тренировке необходимо выполнять в тренажёре, применяя подход со снижением веса: после выполнения всех повторений подхода до отказа, вес снижается и с ним также выполняется возможное количество повторений до отказа. Подходы со снижением веса способны оказывать существенный механический и метаболический стресс, а также вызывают значительный дискомфорт, поэтому их следует выполнять в конце занятия.
Каждому клиенту необходима программа, отвечающая его/её нуждам, но аналогичный способ наибольшего увеличения массы мышц. Вы отметите, что в этой программе ограничена кардио-нагрузка. Согласно Шенфельду, «слишком большой расход энергии может уменьшить рост мышц».
Заключение
Формирование красивого тела за счет роста мышц возможно при гармоничном сочетании специальной диеты, занятий с увеличивающейся нагрузкой и полноценного отдыха. Важна не только скорость роста мышц, но и здоровье спортсмена. Лучше избегать искусственных гормональных препаратов, а ограничиться приемом витаминов.
Автор Евгения Снопко
Эксперт проекта.
диагностика, лечение, первичная, вторичная профилактика заболеваний почек, суставов, сердечно-сосудистой системы;
дифференциальная диагностика заболеваний различных органов и систем;
рекомендации по диетическому питанию, физическим нагрузкам, лечебной физкультуре, подбор индивидуальной схемы питания.
