Тело невероятно сложный механизма, на которое влияют многие внутренние и внешние факторы в разные моменты времени. Люди по-разному реагируют на физические нагрузки. MPS является лишь одним фактором, который используется для прогнозирования возможных адаптаций. Разница в индивидуальных реакциях на физические нагрузки может быть довольно значительной. Когда вы видите какие-то крутые результаты у людей от определенной программы или методов тренировок, то держите в голове, что в среднем, в исследованиях реально значимый (превосходящий над другими) результат получают лишь 2025% испытуемых с хорошим ответом организма на нагрузки, а остальные люди, менее успешные, отсеиваются, ведь никто не хочет упоминать «слабых», они являются «плохой» рекламой в продвижении и продаже различных услуг. Если вы не получаете должно результата от тренировок это не обязательно означает, что вы занимаетесь по плохой про грамме или делаете что-то неправильно, это может означать и то, что у вас возможно более слабый адаптивный ответ и/ или есть мешающие факторы.
Механизм роста мышц.
В этой главе мы углубимся в механизмы, которые влияют на рост мышц и силы. Мышечное напряжение.
Что это такое, почему это важно, как мы можем или не можем измерить это и какие проблемы возникают на практике? Как работают мышцы? Итак, представьте себе одну из ваших основных мышц: грудные мышцы, бицепсы, квадрицепсы и т. д. Мышца имеет несколько компонентов. На обоих концах находится сухожилие, которое прикрепляет мышцу к кости. Сухожилия это плотные соединительные ткани, их плотность изменяется от конца кости к концу мышцы, и становится менее плотной ближе к мышце. Интересный факт: когда люди «рвут» мышцу, то разрыв, чаще всего как правило, происходит в месте крепления к сухожилию. Место, где сухожилие встречается с мышцей, называется мышечно-сосудистым соединением. Таким образом, между сухожилиями находится сама мышца, которая также со стоит из нескольких компонентов. Она включает миофибриллы сократительные компоненты мышцы, которые генерируют силу. Существует также саркоплазматический компонент, который в основном представляет собой все остальное: жидкость, ферменты, гликоген, все, что не является миофибриллами, для выполнения различных мышечных функций. Существуют также различные соединительные ткани, титин, десмин и множество других, которые связывают миофибриллы всевозможными сложными способами. Некоторые идут вдоль мышечных волокон, некоторые соединяют мышечные волокна друг с другом в сетке, некоторые соединяют их с другими частями мышечных клеток.
Настал момент генерировать силу. Мозг посылает сигналы, которые движутся вниз по двигательному нерву, пока не достигнут нервно-мышечного соединения. Затем происходит куча вещей, заставляющих мышцы сокращаться, генерируя силу. Существует довольно большое количество факторов, которые могут влиять на фактическую создаваемую силу. Но наибольшее значение здесь имеет физиологическая площадь поперечного сечения мышцы или мышечных волокон. Итак, представьте, что вы взяли какую-либо мышцу и разрезали ее перпендикулярно к длине в центре. Диаметр позволит вам рассчитать площадь поперечного сечения. Количество силы, которое может генерировать мышца, называется удельной силой. Удельная сила это максимальная сила (наибольшая сила, которую способна создать нервно-мышечная система при максимальном произвольном мышечном сокращении; ваш 1ПМ в кг, хотя для большей точности в лабораторных условиях используют электрическое раздражение) деленная на площадь поперечного сечения (в квадратных сантиметрах).
Инициатор роста мышц.
В течение десятилетий тренера заявляли, что «мы в действительности не знаем, что заставляет наши мышцы расти», и это утверждение использовалось для защиты абсолютно глупых подходов к тренировкам. Если вы не можете сказать, что провоцирует рост, то любая система тренировок, является рабочей, если она приносит хоть какие-то результаты. Особенно много «рабочих» программ стало, когда стероиды получили широкое распространение, потому что они способны спровоцировать начальный набор мышечной массы даже без тренировок. И любая хрень, которую вы делаете в тренажерном зале, работает, пока ваш объём тренировок достаточно высок и увеличивается со временем. Следовательно, эта «любая хрень» считалась рабочей, потому что якобы мы не знали, что вызывает процесс роста мышц. Наиболее распространенный миф о росте мышц, до сих пор пропагандируемый многими тренерами, крутится вокруг того, что во время тренировки мышцы разрушаются, а потом восстанавливаются в большем объеме. Это было основано на почти полностью неверном представлении о суперкомпенсации. Также существовал и все еще существует миф, что повреждение мышц само по себе является ключевым стимулом для роста (по этой причине так много людей продолжают тренироваться до полного отказа), хотя и это представление уже давно опровергнуто различным и исследованиями. Многие виды тренировок успешно стимулируют рост без ущерба, а сильное повреждение мышц может быть даже вредным для их роста. Также были идеи, что рост связан с гипоксией (низкий кровоток/ поступление кислорода), которые также уже давно были отклонены спортивным научным сообществом, хотя тренировки с ограничением кровотока (BFR) достаточно эффективны. Но это связано с тем, что гипоксия косвенно способствует росту, поскольку помогает организму включать больше мышечных волокон во время движений. Еще одна теория крутилась во круг пампа (заполнения мышц кровью) и это единственное, что может иметь хоть какой-то вес т.к. он позволяет увеличить количество саркоплазмы, что дает объем мышцам, но это не имеет прямого отношения к росту миофибрилл (кроме вспомогательного воздействия). Мы это обсудим подробнее чуть позже. Затем была теория гормонального ответа, что рост тестостерона и гормона роста после тренировки безумно важны. Хотя по факту эти маленькие и короткие всплески гормонов просто не имеют реального значения. В лучшем случае это играет очень незначительную роль, в худшем случае это не значит вообще ничего. Конечно, инъекции стероидов сверх физиологических уровней имеют значение, но подъем тестостерона или гормона роста на 15 минут после тренировки это не так много. Вся эта гормональная теория, как ключевого фактора в росте мышц, легко опровергается тем, что реакция роста на тренировки почти исключительно локальная. Если бы гормоны имели ключевую роль, то нам достаточно было бы тренировать только одну мышечную группу, а из-за скачка гормонов мы бы получали рост во всем теле, но это не так. Ближе всех к правде был Владимир Михайлович Зациорский. Он обратил внимание на то, что для каждого подхода с определенным весом необходимо задействовать определенное количество мышечных волокон для создания нужной силы для работы с этим весом. Но одного подхода самого по себе недостаточно, необходимо утомлять эти волокна для создания стресса и последующей адаптации. И, к сожалению, это тоже было не совсем правильно, пусть уже и достаточно близко к истине. Теорий много, в них легко поверить и запутаться. Неудивительно, что множество тренеров говорит «мы не знаем, что вызывает рост мышц».
Напряжение.
Как оказалось, мысли о том, что «мы не знаем, что вызывает рост мышц», были неправильными с самого начала. Как бы это не было смешно, но еще в 1975 появились исследования, в которых было установлено, что основным инициирующим фактором роста скелетных мышц взрослого человека является воздействие на мышечные волокна высоких уровней напряжения, и ученые пришли к выводу: усиление напряжения (пассивного или активного) является критически важным событием в инициировании компенсаторного роста мышц. Напряжение можно генерировать по-разному: пассивно или активно. Растяжение подвергает мышцы пассивной перегрузке (напряжению) и вызывает быстрый рост наряду с увеличением количества мышечных волокон (гиперплазия) у животных. Но на людях это не работает (хотя при приеме стероидов некоторые исследования показывают, что можно достичь ~5%). Активное напряжение это когда мышца вынуждена активно генерировать силу, например, при поднятии тяжестей, чтобы выполнить движение. Эта генерация силы подвергает мышцы высокому напряжению, что является инициирующим фактором роста. Как я уже сказал, мы знали об этом в 1975 году или, по крайней мере, начали подозревать, что это так. И как показали современные исследования это действительно так. О чем мы действительно не знали до недавнего времени (я имею в виду примерно 20 лет назад) так это о биохимических путях, которые вовлечены во включение синтеза белка. И теперь мы знаем, что основным опосредующим фактором для роста мышц является то, что называется mTOR (мишень рапамицина). Тренировки активируют mTOR, а также аминокислоты, особенно лейцин. Да, существуют другие пути и факторы, такие как AKT и рибосомная активность и многие другие, но mTOR является своего рода ключевым или конечным путем (сигнальный путь PI3K/AKT/mTOR внутриклеточный сигнальный путь, центральными компонентами которого являются ферменты фосфоинозитид-3-киназа (PI3K), киназы AKT и mTOR. Это один из универсальных сигнальных путей, характерных для большинства клеток человека. Он отвечает за уход от апоптоза, рост, пролиферацию клеток, метаболизм). Если вы блокируете mTOR (до пустим в лабораторных условиях), синтез протеина после тренировки блокируется, что бы вы ни делали. Поэтому вы можете думать о mTOR как о конечном пути для всего этого. Ученым понадобилось время, чтобы понять, как чисто механический сигнал (напряжение мышц / механическая работа) переводится в химический/ биологический сигнал.
Биоинженеры приходят на помощь.
Было обнаружено, что в скелетных мышцах есть механосенсоры, которые при активации преобразуют механический сигнал (при н а груз к ах с вы со ким н а пр яжением) в биологический, активацию mTOR. Так что же такое механосенсоры? Они называются фокальные контакты и активируют mTOR и это опосредованно образованием фосфатидной кислоты. В дальнейшем я просто сокращу этот процесс как FAK / PA / mTOR. Механический сигнал преобразуется в биологический. Перегрузка от напряжения активирует mTOR и стимулирует рост. Задача решена. Есть интересный момент, что после некоторого количества стимулов напряжения высокой силы, организм становится невосприимчивым к дальнейшей стимуляции. То есть, стимул имеет свой максимум за тренировку или за день. Но на данный момент никто не знает, сколько сокращений требуется для каждого подхода или всей тренировки. Но что мы знаем точно это то, что одно максимальное ежедневное сокращение не влияет на рост, и даже 5 максимальных сокращений дважды в неделю не дают роста, поэтому нужно явно нечто большее, чем просто короткое высокое напряжение. Как мы уже поняли, высокое мышечное напряжение обязательно требуется, но его недостаточно, чтобы стимулировать рост. Без стимула с высоким напряжением рост не включается. И обратите внимание, что я не сказал «много нагрузки», а сказал «высокое напряжение», чуть позже мы коснемся этого момента. Есть много факторов которые играют второстепенную роль в росте при наличии механического напряжения. Объем является одним из них. Вам нужно некоторое количество сокращений в условиях высокого напряжения, чтобы включить рост. Точное число неизвестно, но мы можем предположить, что оно индивидуально для каждого человека и сильно зависит от уровня подготовки (прошлых стимулов). Именно к этой системе напряжения относится модель роста Зациорского, которую я упоминал выше. Он выразил это с точки зрения вовлечения волокон и их утомления, но это неполная картина. Просто разового высокого напряжения и утомления недостаточно, чтобы вызвать рост. Для активации каскада FAK / PA / mTOR требуется некоторое количество сокращений. Высокое напряжение по-прежнему является ключевым фактором, поэтому бег и другие виды деятельности с низкой интенсивностью не приводят к увеличению мышечной массы хотя и создают высокое утомление. Ну ладно, надо признать, это не совсем так, если вы новичок, то даже эта активность низкой интенсивности, вероятно, на некоторое время создаст напряжение и перегрузку. Но после определенного момента эти действия не будут увеличивать мышечную массу. И сейчас у многих может возникнуть вопрос: как генерировать высокое напряжение в мышцах?
Волокна
По сути, есть два способа, которыми тело может заставить мышцы генерировать силу. Первый заключается в рекрутинге (вовлечении, включении), который заставляет активироваться необходимые мышечные волокна в нужном количестве, чтобы генерировать силу. Второй через скоростное кодирование, скорость, с которой сигналы посылаются по моторным нервам к тем самым волокнам, которые необходимо включить. Сочетание этих двух факторов определяет выходную силу мышц, и тело имеет разные «стратегии» по использованию того или иного способа в зависимости от ситуации.
Следует отметить, что существует два основных типа мышечных волокон: тип I (медленный, окислительный) и тип II (быстрый, гликолитический). Есть также несколько типов подволокон, таких как IIa, IIb, IIx и некоторые гибриды. Но для простоты я буду говорить только про Тип I и Тип II. Тип I, как правило, меньше, сокращается немного медленнее, генерирует меньше силы, более аэробен и очень медленно утомляется, то есть хорош для выносливости. Тип II обычно больше, сокращается немного быстрее, генерирует больше силы, более гликолитичен и быстрее утомляется, то есть он лучше для интенсивной деятельности. Волокна типа II имеют немного больший потенциал роста. Во время тренировок мышечные волокна включаются упорядоченным образом от меньшего (тип I) к большему (тип II) в зависимости от требований к силе в соответствии с так называемым принципом размера Хенеммана. Тип I включается первым, а Тип II постепенно. Существует также взаимосвязь по их работе связанная с ростом интенсивности.
Примерно 20% от максимальной силы (1ПМ), то есть преимущественно при аэробной работе с небольшой интенсивностью, требуются только волокна типа I. Такая нагрузка может продолжаться в течение длительных периодов т.к. волокна типа I высокоаэробные и не образуют много продуктов распада (лактат, ионы водорода и т.д.) в процессе своей работы. В таком темпе вы можете тренироваться пока не надоест или пока не наступит обезвоживание. Например, бегуны на длинные дистанции, которые бегут со скоростью до 45 км. в час (быстрый шаг), легко могут пройти сотню километров в этом темпе.
По мере роста требований к силе, то есть при увеличении интенсивности, волокна типа II начнут активно подключаться в движение. Таким образом, когда вы переходите к более быстрому бегу, то начинаете задействовать волокна типа II. Но Тип II может быть достаточно аэробен при средней интенсивности (до 40% от ПМ). Таким образом, вы все еще не устаете очень быстро, например, при езде на велосипеде со средней скоростью вы смогли бы продержаться 56 часов. Когда вы поднимете интенсивность еще немного, до уровня, который вы могли бы поддерживать в течение часа, то задействуете еще больше волокон типа II. Все еще не все, но большее их количество. Продуктов распада в мышцах будет все больше, но они не будут накапливаться быстро, то есть вы можете почувствовать боль в мышцах, но всё ещё можете продолжать движение. Если вы начнете двигаться на пределе, например спринт, то продукты распада начнут накапливаются быстро, и вы устанете за 4590 секунд.
Итак: при низ кой интенсивности организму нужны только волокна с низким порогом типа I, а волокна с более высоким порогом постепенно задействуются с увеличением интенсивности. По крайней мере, до момента, когда вы достигните максимума вашей интенсивности.
Что это за точка? В силовые тренировки максимальная точка находится на уровне ~8085% от 1ПМ (при изометрическом сокращении). На этом уровне включаются практически все мышечные волокна. Помимо этого, тело начинает генерировать больше силы с помощью скорости кодирования и других сложных нервных процессов, так как больше нет волокон, которые можно было бы активировать.
Существует миф, что организм может задействовать лишь не большую часть мышечных волокон, но это в корне неверно. Используя технику, называемую Interpolated Twitch Technique (ITT), было обнаружено, что при высокой интенсивности люди могут использовать 9899% волокон в небольших мышцах, например бицепсах. И чуть меньше в крупных мышцах, например, 8890% мышечных волокон в четырехглавых мышцах. Это достигается при пороге работы ~8085% от 1ПМ. При работе с этими процентами человек в среднем может выполнить 58 повторений в упражнении прежде, чем наступит мышечный отказ. Выполнение меньшего числа повторений 15, то есть еще большее увеличение рабочего веса (нагрузки), не приведет к задействованию большего числа волокон, т.к. все они уже задействованы. Ваша сила уже будет зависеть от нейронных паттернов скорости кодирования и тому подобного.
Интересный факт: все вышеупомянутое относится только к крупным мышцам, таким как бицепсы, квадрицепсы, грудные мышцы и др. В более мелких мышцах, таких как мышцы глаз и пальцев, рекрутинг волокон происходит примерно до 5060% от максимума, после чего доминирует скорость кодирования. Это обеспечивает более тонкий контроль мышц для мелкой моторики. Сейчас вы скорее всего думаете, что тренировки на интенсивности 8085% это вероятно наиболее эффективный подход для роста мышц, но нет, делать такой вывод еще рано.