Гипертрофия скелетных мышц человека под воздействием различных средств и методов силовой тренировки

Анатомический и физиологический поперечник

Вопрос об анатомическом и физиологическом поперечнике скелетных мышц достаточно сложен для понимания.

История

Чтобы в нем разобраться начнем с истоков. Еще в начале XIX века Эдуардом Вебером был сформулирован принцип: «Сила мышц, при прочих равных условиях, пропорциональна ее поперечному сечению». Что это означает? Это означает, что нужно найти самое «толстое» место в мышце и разрезать ее в этом месте поперек. Если мы это сделаем для веретенообразных мышц, то поперечное сечение мышц, которое проводится поперек длинника мышцы (прямой линии, соединяющей начало и конец мышцы), проводится и поперек мышечных волокон.

Было установлено, что перистые мышцы проявляли большую силу чем веретенообразные мышцы, хотя площадь поперечного сечения у этих мышц была примерно одинаковой.  В связи с этим было выдвинуто предположение, что различия в силе мышц  связаны с более плотной «упаковкой» мышечных волокон в перистых мышцах. Потому что при одном и том же объеме перистые мышцы содержали больше мышечных волокон. Возник вопрос: «Как сопоставить площадь поперечного сечения скелетных мышц, имеющих разную архитектуру?» Для этого было решено у перистых мышц оценивать не анатомический, а физиологический поперечник.

Анатомический поперечник

Если провести разрез мышцы в плоскости, перпендикулярной линии, соединяющей ее начало и конец и измерить площадь полученной фигуры (площадь поперечного сечения мышцы), то получится значение анатомического поперечника мышцы (рис.1  слева).

Рис.1. Оценка анатомического (слева) и физиологического (справа) поперечника мышц

Физиологический поперечник

Если провести разрез мышцы в плоскости, перпендикулярной ходу мышечных волокон и измерить площадь полученных фигур, то сумма площадей будет характеризовать значение физиологического поперечника мышцы (рис.1 справа).

Из этих определений следует, что у мышцы, имеющей параллельный ход мышечных волокон (например, веретенообразной), анатомический и физиологический поперечники равны. А вот у перистых мышц физиологический поперечник больше анатомического. Так, например, у мужчин, не занимающихся физической культурой и спортом, анатомический и физиологический поперечник двуглавой мышцы плеча (веретенообразная мышца) равны 15 см2, а у широкой латеральной мышцы (перистая мышца) анатомический поперечник равен 24,5 см2, а физиологический – 30, 6 см2.

Оценка анатомического и физиологического поперечников

Значение анатомического поперечника мышцы (то есть площади ее поперечного сечения) оценивается посредством компьютерной (КТ) или магнитнорезонансной томографии (МРТ), рис.2.

Рис.2. Компьютерная томограмма мышц верхней конечности. ВВ — площадь поперечного сечения двуглавой мышцы плеча (анатомический поперечник)

Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах «Гипертрофия скелетных мышц человека» и «Биомеханика мышц«

Для определения физиологического поперечника нужно знать объем мышцы. Объем мышцы определяют на основе КТ или МРТ, однако делают не один срез как в случае оценки анатомического поперечника, а несколько, иногда 8-10, проводя сканирование через равные промежутки вдоль длинника мышцы. То есть объем мышцы определить значительно труднее, чем площадь поперечного сечения мышцы. Затем по формуле приведенной ниже определяют физиологический поперечник мышцы:

Физиологический поперечник = / длина волокна.

В заключении могу добавить, что при оценке гипертрофии мышц чаще всего прибегают к определению анатомического поперечника. Физиологический поперечник оценивается крайне редко.

Литература

1. Самсонова, А.В. Биомеханика мышц: учебно-методическое пособие /А.В. Самсонова Е.Н. Комиссарова /Под ред. А.В. Самсоновой /Санкт-Петербургский гос. Ун-т физической культуры им. П.Ф. Лесгафта.- СПб,: , 2008.– 127 с.
2. Самсонова, А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека: Учебное пособие.- 5-е изд. – СПб.: Кинетика, 2018.– 159 с.
3. Самсонова, А.В. Некоторые факторы, влияющие на площадь  поперечного сечения мышц / А.В. Самсонова // Вестник Петровской академии,  СПб, 2010.– 2(16).– С.52-55.

Механизмы мышечной гипертрофии

Три основных фактора рассматриваются в качестве способствующих гипертрофии, вызванной упражнениями: механическое напряжение, повреждения мышц и метаболический стресс. В зависимости от стимулов, факторы могут работать в тандеме, оказывая синергическое влияние на развитие мышц (61). Коротко рассмотрим эти факторы. Для более глубокого ознакомления с темой можно обратиться к обзорной статье Schoenfeld (61).

Механическое напряжение, по-видимому, наиболее значимый фактор для гипертрофии мышц (18, 33, 34, 73). Предполагают, что механическое напряжение воздействует на целостность скелетной мышцы, вызывая преходящий механохимический молекулярный и клеточный ответ мышечных волокон и клеток- сателлитов (72). Если рассматривать тренировку с отягощениями, механическое напряжение в первую очередь зависит от интенсивности (величины нагрузки) и времени под нагрузкой (продолжительность приложения нагрузки). Оптимальное сочетание этих переменных приводит к максимальному рекрутированию двигательных единиц (ДЕ) и скорости активации, тем самым вызывая усталость широкого спектра ДЕ и, таким образом, большей ответной гипертрофии (59). Локальные повреждения мышц, вызванные тренировкой с отягощениями, также могут рассматриваться как фактор мышечного роста (14, 31). При повреждении мышц возникает воспалительный ответ, включающий увеличение количества нейтрофилов, макрофагов и лимфоцитов. Это приводит к производству миокинов, которые, как полагают, потенцируют высвобождение различных факторов роста, регулирующих пролиферацию и дифференциацию клеток-сателлитов (72, 74). Механозависимый фактор роста (МФР) – разновидность инсулиноподобного фактора роста (ИФР-1), который экспрессируется локально в мышечных волокнах, проявляет особенную чувствительность к повреждениям мышц (5, 18) и, таким образом, может быть напрямую ответственным за увеличение активности клеток-сателлитов, наблюдаемую при травме мышц.

Наконец, существуют исследования, показывающие, что метаболический стресс, вызванный упражнениями, может действовать как мощный стимул гипертрофии (59, 62, 65, 66). Метаболический стресс, возникающий при выполнении упражнений с отягощениями, преимущественно связан с анаэробным гликолизом, который восстанавливает уровень аденозинтрифосфата, что, в свою очередь, приводит к накоплению метаболитов, таких как, лактат, ионы водорода и неорганический фосфат (67, 70). Метаболические изменения, предположительно, способствуют созданию анаболической среды, которая модулируется сочетанием гормональных и других факторов (включая ИФР-1, тестостерон и гормон роста (ГР), клеточную гидратацию, продукцию свободных радикалов и/или активности, связанных с ростом факторов транскрипции) (19, 20, 68). Некоторые исследователи полагают, что низкий рН, связанный с «быстрым» гликолизом, может дополнительно усиливать адаптационную гипертрофию путём стимуляции активности симпатических нервов и увеличения деградации волокон (8).

Повреждения волокон

Через 12-24 часа после интенсивной тренировки мышцы часто начинают слегка (или не слегка, если был перебор с нагрузкой) болеть. Причина — повреждения сократительных белков внутри мышечной клетки, а иногда и в оболочке клетки. Некоторая легкая (!) болезненность может косвенно влиять на рост мышц.

Ответ организма на повреждение в мышце можно сравнить с острой воспалительной реакцией на инфекцию. Иммунные клетки (нейтрофилы, макрофаги и другие) отправляются в поврежденную ткань, чтобы удалить остатки клеток и помочь сохранить структуру волокна. Организм так же вырабатывает сигнальные молекулы — цитокины. Все это приводит к ответной реакции, запускающей рост мышц, чтобы они смогли быть более устойчивы к будущим повреждениям.

Тем не менее, боль в мышцах — ни в коем случае не является необходимым условием для роста. Со временем мышцы, соединительная ткань и иммунная система становятся все более эффективными в борьбе с повреждением волокон. Чем дольше и интенсивнее вы тренируетесь, тем меньше боли вы можете чувствовать (если, конечно, нагрузка вдруг не окажется слишком большой).

Если после тренировки больно ходить, сидеть, поднимать и опускать руки, вы превысили способность организма к восстановлению. Цель — стимулировать, а не уничтожить.

Есть люди, которые никогда не испытывают никакого дискомфорта после тренировок, но тоже растут, потому что микроповреждения могут быть и без боли.

Альтернативные способы запустить гипертрофию

Возможно ли добиться существенного роста мышц без изнурительных тренировок и специального питания? Это вполне реально, если нужна саркоплазматическая гипертрофия, но несколько сложнее, если требуется миофибриллярная. Мышечный объем увеличивается за счет активизации синтеза белка. Это можно сделать двумя путями:

• Анаболические стероиды. Это косвенный метод, поскольку стероиды напрямую не влияют на процесс синтеза белка, однако их применение помогает его ускорить, сделать восстановление более интенсивным. Отсюда больше сил на продолжительные тренировки и выраженная гипертрофия.
• Гормоны роста. Прямой метод, поскольку гормоны усиливают рост всех компонентов мышечной ткани. Гормональное воздействие позволяет запустить любой из видов гипертрофии.

Выбирать следует только один из методов, ни в коем случае не комбинируя их, поскольку это вредно для здоровья. Также не стоит обращаться к допинговым препаратам из-за их противопоказаний и побочных действий.

Порядок упражнений

Обычно рекомендуется в начале занятия выполнять многосуставные упражнения, связанные с работой больших мышечных групп (2). Так как в начале тренировки можно выполнить больше повторений с любой заданной нагрузкой (81), большее долговременное накопление объёма нагрузки происходит в упражнениях, которые выполняются в этот период (80). Поэтому, несмотря на зависимость от построения тренировочного занятия, вполне возможно, что применение многосуставных упражнений в начале тренировки приведёт к большей гипертрофической адаптации крупных мышечных групп.

Хотя это может быть основанием для включения многосуставных упражнений в начале тренировочного занятия, практически нет данных, подтверждающих эту гипотезу. Преимущественно это обусловлено малым количеством исследований, изучающих взаимосвязь между хронической структурной адаптацией и порядком упражнений (80). В существующих исследованиях по теме Simão et al (79) и Spineti et al (84) показали увеличение объёма трёхглавой мышцы при выполнении односуставных разгибаний и сгибаний локтя перед жимом лёжа и вертикальной тягой, по сравнению с обратным порядком упражнений (размер эффекта = 2,07 и 1,08 vs 0,75 и 0,40). Следует отметить, что в состоянии двуглавой мышцы плеча различий в исследованиях не обнаружили (79, 84). Тем не менее, в упомянутых исследованиях не оценивали структурные изменения, происходящие в больших грудных и широчайших мышцах спины, что ограничивает значимость выводов. Вполне вероятно, что мышцы, тренируемые и утомляемые на ранних стадиях тренировочного занятия, накапливают больший тренировочный объём и в большей степени адаптируются. Поэтому тренерам нужно планировать приоритетные упражнения в начале тренировочного занятия, основываясь на индивидуальных потребностях спортсмена (80).

Одна из проблем выполнения односуставных упражнений перед многосуставными – предварительное утомление мышц может нарушить модель активации в многосуставном упражнении. В нижних (9) и верхних (30) конечностях предварительное утомление мышц в односуставном упражнении уменьшает рекрутирование мышц в многосуставном упражнении. Это происходит наряду с увеличением рекрутирования мышц-синергистов в комплексных движениях (30). Тем не менее, активация мышц в односуставном упражнении не до отказа может повысить их активацию в последующем многосуставном упражнении (42). Поэтому тренеры могут стратегически манипулировать моделями активации первичных движителей для изменения паттерна активации мышц.

Испытуемые и методы исследования

В исследовании приняли участие десять молодых нетренированных мужчин с разной готовностью к нагрузке; они не тренировали нижнюю части тела шесть месяцев, но до этого участвовали в тренировках (это означает, что испытуемые участвовали в подобном лабораторном исследовании раньше, но систематически с отягощениями не занимались).

Метод, используемый в исследовании, обуславливает ценность результатов. Это долговременный эксперимент (более десяти недель) с измерением СМБ в нескольких временных точках.

Большинство предыдущих исследований в этой области – кратковременные эксперименты, выполненные в после тренировочный период, продолжительностью 6 – 12 часов, в которых химически помеченные аминокислоты вводились через катетер и отслеживались для определения скорости, с которой они включаются в мышцы.

В отличие от прежних исследований, в этом эксперименте учёные предложили испытуемым выпить оксид дейтерия (тяжёлую воду; 2Н₂О) и оценивали «дейтерированные» аминокислоты, включающиеся в образцы мышц. Кроме того, они проводили косвенные измерения повреждений мышц: субъективную оценку болезненности по шкале от 0 до 100, креатинфосфокиназу (показатель повреждений мышц в крови) и максимальную изометрическую сократительную силу (которая обычно снижается при значительных повреждениях). Также авторы напрямую оценивали повреждения мышц путём наблюдения в микроскоп за извитостью z-линий (механических повреждений актин-миозиновых мостиков) в образцах биопсии.

Варьирование упражнений

Традиционно бодибилдеры поддерживают мнение, что для максимальной гипертрофии мышц нужно широкое разнообразие вариантов упражнений (36). Предложенное обоснование: такие мышцы, как большая грудная (47) и трапециевидная (7) выполняют разные движения одного и того же сегмента сустава различными функциональным отделами каждой мышцы (6). Таким образом, изменение упражнений направлено на значительные отдельные части мышцы. Например, в случае большой грудной мышцы применение обратного наклона скамьи 15 приводит к большей ЭМГ- активности в грудинных волокнах по сравнению с ключичными волокнами (47). Поэтому для создания перегрузки отдельных частей мышцы необходимо большее разнообразие упражнений, позволяющее рекрутировать и утомить все части мышцы.

Упомянутую выше концепцию можно расширить до мышц с многочисленными волокнами, ориентированными между началом и прикреплением под разными углами. Например, длинную и короткую головку двуглавой мышцы плеча по строению считают веретенообразными (31); в двуглавой мышце плеча нет функционального разделения, как в большой грудной мышце. При изменении положения в плечевом и локтевом суставах в двуглавой мышце плеча проявляется регион-специфичная стратегия активации при супинации (12). Кроме того, при сгибании локтя двуглавая мышца плеча сокращается неравномерно, что указывает на раздельное концентрическое сокращение различных частей с разной скоростью, тем самым регулируется количество работы, производимой каждым мышечным волокном (31).

Также было показано неравномерное рекрутирование мышечных волокон в мышцах задней поверхности бедра, с варьированием ЭМГ- активности между нижними и верхними волокнами, в зависимости от того, сгибается колено или разгибается бедро, преодолевая сопротивление (68). Эти данные подтверждаются в работе Mendez-Villanueva et al (53), использовавших функциональное магнитно-резонансное изображение для демонстрации региональных различий активации каждой головки мышц задней поверхности бедра при выполнении различных упражнений. Аналогичным образом, при разгибаниях локтя с отягощением показаны различия региональной активации мышц в односуставных и многосуставных упражнениях. Например, односуставное упражнение с разгибанием локтя повышало активацию дистальной части трёхглавой мышцы плеча (91). Хроническая адаптация к подобным упражнениям ведёт к большему увеличению поперечника в дистальном регионе мышцы после 12-недельной программы с перегрузкой (91). Сходным образом, Wakahara et al (92) показал, что многосуставное упражнение с разгибанием локтя (жим гантелей лёжа) повышает уровень активации в среднем и проксимальном регионе трёхглавой мышцы плеча, что приводит к большему росту этих областей. Это подтверждает необходимость нагрузки разных частей мышцы (дистальной-проксимальной) с применением различных упражнений для максимальной гипертрофической адаптации.

Fonseca et al. (26) показали, что изменение упражнений в течение 12-недельного периода эффективнее увеличивает силу и массу мышц по сравнению лишь с манипуляцией тренировочной нагрузкой. В рамках этого исследования гипертрофия внутренней широкой и прямой мышц бедра оказалась больше у испытуемых, варьировавших упражнений в трехнедельных циклах, по сравнению с людьми, которые использовали одно и то же упражнение (26). Эти данные подтверждают концепцию применения различных упражнений для полной реализации адаптационной гипертрофии мышц.

Один из возможных механизмов региональных различий в гипертрофии – компартментизация скелетных мышц (6). В пределах нервно-мышечной системы части мышцы иннервируются специфическими двигательными единицами, ответственными за организацию сокращения соответствующих волокон (6). Даже веретенообразные мышечные волокна заканчиваются в пределах сократительных частей (31, 95), что означает возможность существования отдельных нервно-мышечных компартментов в данной мышце. Распределение специфических типов волокон внутри мышцы также специфично региону (47, 83), вероятно, существуют внутримышечные различия в отношении функции. Таким образом, тренировка с отягощениями, направленная на преимущественную гипертрофию быстросокращающихся волокон с применением стратегии эксцентрической тренировки, может привести к неравномерной гипертрофии (обсуждается в следующем разделе). Вполне вероятно, что каждая мышца состоит из нескольких нервно-мышечных компартментов, которые можно выборочно перегружать при помощи разных упражнений.

Правила тренировок на гипертрофию

Для достижения саркоплазматической гипертрофии (и увеличения объема мышцы) идеальным является выполнение 8-10 повторений упражнения в суммарных 4 подходах. Последние повторения должны выполняться до отказа — то есть, до ощущения, что мышца не способна выполнить сокращение для подъема веса.

В свою очередь, для достижения миофибриллярной гипертрофии (и увеличения выносливости) необходимы тренировки с высоким количеством повторений и с приложением относительно небольшой силы. Например — катание на лыжах, марафонский бег или круговые тренировки.

// Читать дальше:

• интервальный бег — зачем нужен?
• беговые лыжи — в чем польза для здоровья?
• функциональная круговая тренировка для мужчин

Спортивные добавки для роста мышц

На процессы роста и восстановления мышц влияет прием креатина, аминокислот BCAA и быстрых протеинов. Сывороточный протеин может служить заменой (или добавкой) к основному питанию — однако он не имеет существенных преимуществ для гипертрофии по сравнению с прочими источниками белка.

Напомним, что креатин и BCAA влияют на процессы использования энергии в мускулатуре, а быстрые углеводы после тренировки  (например, мальтодекстрин в составе гейнера) останавливают катаболические процессы, переводя организм в режим роста.

// Читать дальше:

• как принимать креатин?
• как сделать гейнер из мальтодекстрина?
• аминокислоты BCAA — зачем нужны?

***

Новые материалы Фитсевен, 5 раз в неделю — в telegram:

Гипертрофия мышц — это процессы увеличения мышечного волокна и окружающей его питательной жидкости (саркоплазмы). Силовые тренировки с тяжелым весом и низким количеством повторов развивают больше влияют на саркоплазматическую гипертрофию, функциональный тренинг и кардио — на миофибриллярную.

1. Hypertrophy and Muscle Growth, source
2. Muscle Growth: Why, And How, Does A Muscle Grow And Get Stronger, Casey Butt, Ph.D., source
3. Single versus multiple sets in long-term recreational weightlifters, source

Дата последнего обновления материала —  2 декабря 2020

Периодизация и гипертрофия: основные результаты исследований

Таблица 1. Увеличение толщины vastus lateralis и rectus femoris 

Мышца	Традиционная периодизация	Волнообразная периодизация по дням
проксимальная VL	19%	14%
средняя VL	18%	17%
дистальная VL	21%	19%
RF	16%	11%

Исследователи измерили vastus lateralis с помощью ультразвука на 33% (проксимальная VL), 50% (средняя VL) и 66% (дистальная VL) длины бедра, определяемой как расстояние от большого вертела до суставной щели коленного сустава. Они выполнили ультразвуковое исследование rectus femoris примерно на полпути между передней верхней подвздошной остью и проксимальной верхней границей коленной чашечки.

Таблица 2. По результатам УЗИ размер мышц увеличивается при ежедневной волнообразной периодизации (DUP) по сравнению с постоянной нагрузкой (Constant Load (CSLD)

Измеряемая сторона	DUP % увеличение	CSLD % увеличение
vastus laterals	+7,6%	+8,6%
бицепс	+6,6%	+5,0%
трицепс	+6,4%	+4,2%

Два исследования за последние несколько лет были посвящены гипертрофии мышц как результата использования периодизации. Одно исследование фокусировалось на женщинах, занимающихся умеренными силовыми тренировками, а второе — на мужчинах, занимающихся тяжелыми силовыми тренировками.

Вот обзоры этих двух работ.

Женские силовые тренировки умеренной нагрузки

Пельцер, Ульрих и Пфайффер (2017) провели очень интересное исследование с участием 19 студенток, ни одна из которых не была профессиональной спортсменкой. Девушки до этого какое-то время занимались силовыми тренировками (в среднем около 28 месяцев). Участницам в рандомном порядке назначили одно из двух условий на каждую ногу: ежедневная волнообразная периодизация или традиционная периодизация (т.е. линейная, как вы помните). Участницы сами контролировали себя, тренируя одну ногу по одной периодизации, вторую — под другой. Все участницы тренировались 3 дня в неделю в течение 6 недель, в общей сложности у них было 18 занятий и только одно упражнение — разгибание ноги.

Для ноги DUP ежедневно чередовалась интенсивность 40%, 60% и 80% от 1-RM, а на ногу ТП упражнение в течение 2 недель выполнялось с одной и той же интенсивностью, начиная с 40%, затем интенсивность неуклонно увеличивалась до 60%, а потом до 80% от 1-RM. Диапазон движения, объем и время под напряжением были одинаковы для обеих ног. Участники завершали все подходы одной ногой, прежде чем перейти ко второй ноге. Между подходами был отдых 2,5 минуты.

Ультразвуковые измерения показали, что обе группы значительно увеличили толщину vastus lateralis и rectus femoris (см. таблицу 1). Статистически значимой разницы в толщине мышц между группами не было (хотя она была немного больше с ТП).

Основываясь на этом исследовании, если персональные тренеры ограничены во времени и клиенту нужен быстрый результат (например, за 4-6 недель), DUP и ТП подходят для создания сильного гипертрофического стимула у женщин, занимающихся умеренными силовыми тренировками.

Мужчины, занимающиеся тяжелыми силовыми тренировками

Шойнфельд и его коллеги (2016) поделили молодых мужчин, занимающихся силовыми тренировками с высокой нагрузкой, на две группы на основании веса, с которым они приседают: группа постоянной нагрузки (CSLD) (n = 9) и группа волнообразной периодизации по дням (n = 10). Группа CSLD выполняла силовую тренировку средней интенсивности (8-12 повторений), в то время как группа DUP выполняла тяжелые (2-4 повторений), умеренные (8-12 повторений) и легкие (20-30 повторений) силовые упражнения в тренировочные дни.

Обе группы тренировались 3 дня в неделю в течение 8 недель. Все участники выполняли каждый подход упражнения до отказа, определяемого как неспособность завершить концентрическую фазу движения. Отдых между подходами был 2 минуты. Семь упражнений для всего тела выполнялись каждый день: жим лежа, армейский жим, тяга верхнего блока, горизонтальная тяга к груди сидя, приседания со штангой, разгибание ног. С помощью ультразвука измерялась толщина бицепсов, трицепсов и vastus lateralis на исходном уровне и после 8 недель силовых тренировок (см. таблицу 2).

Обе группы значительно увеличили толщину мышц, и не было никакой статистической разницы в результатах между двумя протоколами. При изучении статистической величины изменений в период от предварительного до завершающего теста, именуемой размер эффекта, исследователи обнаружили, что DUP дала более существенное улучшение, чем CSLD, в бицепсах и трицепсах. Это говорит о том, что более высокие показатели в группе DUP для трицепсов и бицепсов заслуживают внимания. Таким образом, результаты исследования показывают, что 8 недель DUP или CSLD тренировок могут значительно улучшить мышечную адаптацию у тренирующихся мужчин.

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.

Тренировка до отказа

Тренировка до отказа приводит к неспособности производить необходимое усилие для подъёма веса в концентрической фазе движения (65). При тренировке до отказа предположительно рекрутируется максимальное число двигательных единиц, и в результате наступает утомление в большем количестве мышечных волокон (16, 97), что ведёт к более выраженной гипертрофической реакции. Выполнение повторных сокращений мышц с фиксированной нагрузкой (например, подхода) до отказа связано с прогрессивным увеличением воспринимаемого усилия (5) и уровня активации мышц (полученного при помощи поверхностной ЭМГ) (86). Эти данные свидетельствуют об увеличении рекрутирования высокопороговых двигательных единиц (86). В подтверждение Burd et al (14) не обнаружили различий в адаптации мышц при стратегиях тренировки с низкой или высокой нагрузкой, при условии, что каждый подход выполняется до отказа. Тем не менее, такие выводы при разном объёме нагрузки сделать трудно.

Goto et al (34) изучали влияние тренировки до отказа на гипертрофию мышц в 12-недельном исследовании, где испытуемые выполняли аналогичный объём нагрузки и разделялись на группу тренирующихся до отказа и группу, включающую отдых в рамках подхода для предотвращения отказа. При аналогичном объёме группа, использовавшая подходы «без отдыха», достигла существенно большей гипертрофии четырёхглавых мышц наряду с большим приростом максимальной силы (34). Эти данные согласуются с результатами Schott (77), который тоже обнаружил преимущества в адаптационной гипертрофии при тренировке до отказа, по сравнению с завершением подхода до утомления.

Несмотря на положительное влияние тренировки до отказа, исходя из научных данных, при регулярном планировании подобного подхода нужно соблюдать осторожность. Согласно Sundstrup et al (86), при анализе при помощи ЭМГ для полной активации мышц не нужно доходить до концентрического отказа, плато наблюдается в последних трех-пяти повторениях при нагрузке 15 ПМ

Это важное замечание, потому что постоянное выполнение тренировки с отягощениями до отказа может вызвать симптомы перетренированности и последующие нарушения анаболического состояния спортсменов (39). В связи с тем, что многие исследования преимущества тренировки до отказа относительно кратковременные, необходимо выяснить долгосрочные последствия

Подобные результаты определены для тренировочных программ на максимальную силу (25). Поэтому практикующим рекомендуется стратегическое планирование тренировки до отказа для спортсменов, что предотвращает перетренированность.  

Продолжение здесь.