Как работают мышцы ч1.1
ПЕРЕВОД: Алексей republicommando
ОРИГИНАЛ: "Muscular Tension Part 2" by Lyle McDonald | 17.07.2019
ИСТОЧНИК ПУБЛИКАЦИИ ПЕРЕВОДА: СМТ | НАБОР МЫШЕЧНОЙ МАССЫ. КАК РАСТУТ МЫШЦЫ? ч.2
РЕДАКТОРСКИЙ ПОСТПРОДАКШН: Вероника Рис
Представьте себе любую свою скелетную мышцу: грудную, бицепс, четырёхглавую мышцу бедра и т.п. Она состоит из нескольких компонентов. На обоих её концах находятся сухожилия, прикрепляющие мышцы к костям. Сухожилия представляют собой соединительные ткани, более плотные у точки крепления к кости и менее плотные у мышечно-сухожильного соединения. Когда люди «рвут» мышцу, то почти всегда разрывается именно мышечно-сухожильное соединение. Оторвать же сухожилие от кости практически невозможно, эта часть невероятно прочная.
Между сухожилиями находится сама мышца. Она состоит из нескольких компонентов:
- миофибриллы, обеспечивающие сокращение;
- саркоплазмы, куда входит всё, что не является миофибриллами, — жидкость, ферменты, гликоген.
Кстати, саркоплазматическая гипертрофия, о которой так долго спорили, похоже, происходит на самом деле.
Также в мышце есть некоторые соединительные ткани — титин, десмин и пр., — которые соединяют миофибриллы разными способами. Одни проходят вдоль мышечных волокон, другие соединяют мышечные волокна друг с другом и с прочими клеточными структурами.
Как развивается сила
Мозг посылает определённые сигналы, которые проходят по двигательному нерву, пока не достигнут нейромышечного узла. Затем мышцы сокращаются, генерируя достаточное усилие (будем надеяться) для выполнения задуманного. Детали чуть дальше. Я уже писал раньше, что на развитие усилия влияет множество факторов.
Важно отметить, что большое значение имеет физиологическая площадь поперечного сечения мышц или мышечных волокон. Представьте, что вы разрезали огурец пополам, по диаметру среза можно рассчитать площадь поперечного сечения. То же и с мышцей.
Количество силы, которую мышца может развить, зависит от площади сечения и удельного напряжения, т.е. величины генерируемого усилия на единицу площади поперечного сечения.
Почему растут мышцы
Десятилетиями самые дурацкие тренировочные методики оправдывались тем, что "мы не знаем, что заставляет мышцы расти". Если вы не можете точно сказать, что именно приводит к росту, то любая тренировочная система выглядит нормальной, пока "работает".
Проблема в том, что «работает» слишком многое. Особенно тогда, когда подключают стероиды. На стероидах вообще всё работает, даже отсутствие тренировочной нагрузки. Любой маразм, которым вы страдаете в зале, работает, пока достаточно высока доза.
Это не значит, что за все эти годы не предлагались и не опровергались различные теории мышечного роста.
Наиболее распространенной была и, наверное, остаётся концепция мышечного повреждения: на тренировке мышцы получают микротравмы, а потом отстраиваются и увеличиваются. Это основано на почти полностью неверном представлении о суперкомпенсации, но сегодня не об этом.
Сюда же идея о том, что повреждение мышц само по себе является стимулом для роста, хотя многие методики приводят к гипертрофии без всякого травмирования. Более того, повреждения могут негативно сказаться на росте.
Это в некоторой степени связано с энергетической теорией роста: тренировки снижают энергетический статус скелетной мышцы (АТФ/КФ), что каким-то образом провоцирует рост. В своей первой книге The Ketogenic Diet я писал о популярной тогда теории, согласно которой тренировка истощает запас АТФ в мышцах, вызывая «ригидность» и последующие повреждения, что стимулирует рост.
Тренировочная программа Bodycontract Дэна Дучейна была основана на следующем: отказной подход из 8-12 повторений, чтобы исчерпать запас АТФ, а затем 3 более тяжёлых эксцентричных повторения, чтобы вызвать повреждения рабочих мышечных групп, когда волокна станут ригидными. Сомневаюсь, что эта модель до сих пор в моде, учитывая, что повреждение мышц не так заметно влияет на рост.
Были также идеи, связанные с ишемией/гипоксией (в основном с низким кровотоком/кислородом в крови), от которых на долгие годы отказались, но сейчас снова вспоминают. Это тоже тема для отдельной статьи, сейчас лишь скажу, что гипоксия, видимо, косвенно способствует росту, поскольку помогает включать в работу больше мышечных волокон.
Были и обратные взгляды, например, памповая теория роста. Это может иметь смысл, если принимать стероиды: при пампинге препараты дольше удерживаются в мышцах и связываются с рецепторами. Но вообще влияние пампа на рост тоже переоценено.
Уже более десяти лет существуют теории о набухании клеток, но я не встречал убедительных работ в этом направлении. Большинство исследований проводилось в клетках печени в нефизиологических условиях вроде вливания солевого раствора и т.п. Я не говорю, что это не играет никакой роли. Я говорю, что пока не убежден в решающем значении данного фактора.
Недавно вышло наитупейшее исследование с использованием «специфических саркоплазматических» тренировочных протоколов, которые привели к значительному увеличению толщины мышц сразу после тренировки из-за перемещения жидкости. Хочешь круто выглядеть в клубе несколько часов? Тогда надо до одури напампиться. Может, Арнольд был прав.
В последнее время вырос интерес к метаболитной теории роста, но вряд ли и она всё объяснит. Как и гипоксия, накопление метаболитов, вероятно, помогает набрать больше мышечных волокон к концу подхода.
Ещё была теория гормонального ответа, но в реальности всплески тестостерона или гормона роста после тренировки слишком малы. А вот инъекция супрафизиологической, т.е. превышающая физиологическую, дозы препарата, конечно, повлияет.
Последняя теория, которая, возможно, наиболее близка к истине, предложена Владимиром Зациорским. Он отметил, что при выполнении каждого подхода берётся определённое число мышечных волокон для создания силы. Но самого «включения» мышечных волокон мало, мышцы должны поработать до утомления (основано на идее, что усталость волокна сама по себе вызывает рост, а это не совсем верно). Короче, требуется взять мышечное волокно и достаточно его нагрузить, чтобы заставить адаптироваться.
Глядя на всё это многообразие теорий, легко понять, почему народ до сих пор разводит руками: «мы не знаем, что вызывает рост мышц».
Механосенсоры
Ещё в 1975-м году исследователям удалось на 90% разобраться в данном вопросе и установить, что основным фактором, вызывающим рост скелетной мышцы, было воздействие высокого уровня напряжения на мышечные волокна:
«Предполагается, что высокое напряжение (пассивное или активное) является критическим моментом в инициировании компенсационного роста».
Однако народ до сих пор повторяет любимую мантру про «мы не знаем». Что ж, пусть не знают, а физиологи, например, в курсе.
Поскольку напряжение может создаваться разными способами, коротко скажу об активном и пассивном. Пассивное напряжение — это как в исследованиях, где изверги привязывают груз к крылу несчастной перепёлки на 30 дней. Продолжительной перегрузкой мышц (пассивным напряжением) вызывается быстрый рост с увеличением количества мышечных волокон (гиперплазия). Это, кстати, не работает у людей.
Нас интересует активное напряжение, когда мы сами заставляем свои мышцы генерировать усилие. Один изящный способ, с помощью которого исследователи создают повышенное активное напряжение у животных, — так называемая «synergist ablation model» (модель абляции синергистов). За этим милым названием скрывается перерезание одной из мышц (в группе синергистов), поддерживающих сустав. Из-за чего оставшаяся нетронутой мышца за ночь перегружается до безумной степени.
И рост при этом до абсурда быстрый. Примерно на 50% у животных за несколько дней. Чтобы было понятнее, попробуйте перерезать себе камбаловидную мышцу, тогда вся нагрузка свалится на икроножную, и та быстро накачается. Некоторым людям только так и удастся увеличить икры. Шутка. Наверное, шутка.
Если вы почему-то не хотите себе ничего резать, для создания активного напряжения можно потренироваться в зале. Чтобы поднять снаряд, мышечные волокна должны развить определённое усилие, генерируя/испытывая высокое напряжение, которое, как сказано ранее, и стимулирует гипертрофию. Повторюсь, это узнали ещё в 1975 году. Хотя бы предположили. А сегодня мы уже точно знаем! Буквально любая научная работа о механизмах гипертрофии, независимо от автора и его предвзятости, упоминает напряжение, как главный фактор, инициирующий рост мышц.
А вот чего мы не знали до недавнего времени, какие биохимические пути задействованы в процессе включения синтеза белков. И теперь выяснили, что основным фактором роста мышц является так называемый mTOR, мишень рапамицина у млекопитающих.
Тренировка активирует mTOR, как и аминокислоты, особенно лейцин, из-за которого и был весь BCAA-хайп. Да, есть и иные пути/факторы — АКТ, рибосомальная активность и многие другие, — но именно mTOR является ключевым. Если заблокировать mTOR (рапамицином), то синтез белка после тренировки не запустится, что бы вы ни предприняли.
Нам не хватало понимания, как одно приводит к другому: как чисто механический сигнал (напряжение мышц/механическая работа) трансформировался в химический/биологический сигнал? Как механический процесс может активировать биологический?
Понятно, что какое-то одно биологическое изменение в мышцах (АТФ, лактат, гормоны и пр.) может быть триггером для другого. А тут именно механическое воздействие вызывает активизацию биохимического пути. Что ж там происходит?
Биоинженеры, на помощь!
Как я слышал, физиологи не смогли найти ответ и обратились к биоинженерам, чтобы те по-новому взглянули на проблему. Происходило всё это ещё до обнаружения таких вещей, как десмин и титин. Тогда ещё не задумывались, как мышечные волокна соединяются друг с другом и окружающими элементами. Просто считалось, что волокно пролегает по всей длине мышцы с сухожилиями на концах, и когда волокна сокращаются, происходит движение в суставах, к которым крепятся мышцы. И вот каким-то образом это запускает биологический процесс роста.
А биоинженеры, наверное, сказали: «Знаете, вот если б у вас была какая-то ткань, соединяющая мышечные волокна с другими структурами клетки, это могло бы объяснить, как механический сигнал превращается в биологический. Сокращение волокна натягивало б другие ткани, что влияло бы на клеточную структуру и могло трансформироваться в биологический сигнал». Так мог бы выглядеть механизм, с помощью которого мышечное напряжение запускает биохимический каскад.
Сперва, уверен, физиологи такие: «Лол, ок». Но затем, поискав и обнаружив описываемые структуры, вскрикнули «Ничоси! Они были правы!» или как-то так. А потом, наверное, и приписали себе всю славу открытия.
Может, конечно, эта история мне приснилась, но в нашем организме всё так реально и работает. В скелетной мышце имеются механосенсоры, которые при активации преобразуют чисто механический сигнал (мышечные волокна, генерирующие/подвергающиеся высокому напряжению под нагрузкой) в биологический, активирующий mTOR.
Так что же такое механосенсоры? Это так называемая FAK (Focal Adhesion Kinase, киназа фокальных контактов), активирующая mTOR. По-видимому, с помощью образования фосфатидной кислоты (Phosphatidic Acid (PA)), почему эти добавки и стали так популярны некоторое время назад. В дальнейшем я буду называть это сокращенно: FAK/PA/mTOR.
Бац, механический сигнал превратился в биологический.
Высокое напряжение активирует mTOR и стимулирует рост.
Проблема решена.