Современные научные основы гипертрофии (роста) мышц

Введение.

Рост мышц или мышечная гипертрофия — это развитие, а также увеличение формы и функций мышечных клеток. Такая форма адаптации позволяет мышцам справляться со стрессом, вызванным физическими упражнениями.

За счет чего растут мышцы?

Когда вы тренируетесь с отягощениями, со временем начинаете замечать, что ваши мышцы стали расти. Этот эффект называется гипертрофией, он обусловлен увеличением структурных мышечных единиц (таких как миофибриллы, соединительные ткани), а также увеличением количества воды.

Ученые часто разделяют гипертрофию на два типа:

• Саркоплазматическая гипертрофия — она увеличивает размер мышц за счет объема саркоплазматической жидкости в мышечной клетке.
• Миофибриллярная гипертрофия,  в свою очередь, увеличивает размер мышц за счет сократительных белков.

Некоторые люди в фитнес-индустрии утверждают, что бодибилдеры демонстрируют саркоплазматическую гипертрофию, и что их мышцы выглядят «опухшими»; в то время как штангисты и пауэрлифтеры демонстрируют миофибриллярную гипертрофию, и их мышцы выглядят «плотнее». Это недалеко от правды, так как действительно саркоплазматическая гипертрофия дает более быстрый прирост массы, но при этом низкую энергетическую эффективность, тогда как миофибриллярная гипертрофия дает хорошие показатели в силе, но при этом набор массы происходит дольше.

Зависимость роста и типа мышечного волокна.

Хотя рост может происходить во всех типах мышечных волокон, тем не менее разные типы волокон отличаются по своему гипертрофическому потенциалу. Так, волокна IIa и IIb типа будут расти гораздо быстрее, чем волокна I типа при схожей интенсивности силовой тренировки. Эта особенность может быть одной из причин, почему некоторые спортсмены (например, спринтеры) имеют тенденцию быть крупнее и мускулистее, чем спортсмены, специализирующиеся на выносливости, а также почему тяжелые нагрузки стимулируют больший рост мышц, чем легкие.

Рост мышц и гормоны.

Тип физических упражнений и гормональный статус влияют на распределение питательных веществ. Иными словами, гипертрофия мышц зависит от того, чем вы занимаетесь и от вашей гормональной системы, которая сообщает вашему телу куда, сколько и как распределять питательные вещества, которые вы едите.

Гормоны, которые модулируют рост мышц, включают в себя:

• гормон роста
• тестостерон
• ИФР-1
• кортизол
• гормоны щитовидной железы

Почему гипертрофия мышц так важна?

С субъективной точки зрения рост мышц улучшает внешний вид тела. Женщины, набирающие мышечную массу, остаются стройными и выглядят более подтянутыми. Мужчины, увеличивающие мышечную массу, становятся сильнее и крупнее. Мышцы метаболически активны и влияют на то, как организм обрабатывает питательные вещества. Например, люди с развитой мускулатурой гораздо реже страдают диабетом, а значит их организм лучше контролирует секрецию инсулина.

Введение как происходит рост мышц?

Иван Власов комментарий

Я не буду прибегать к описаниями различных теорий, которые бытовали среди нашего спортивного общества дабы не засорять вам, да, собственно, и себе мозг. В этом, по большому счету, нет необходимости, так как на данный момент есть те или иные научные данные, которые подтверждают тот или иной факт. Предлагаю сосредоточиться именно на них.

У нетренированных испытуемых гипертрофия мышц, то есть их увеличение, практически отсутствует на начальных этапах тренировок с отягощениями, причем большая часть прироста силы происходит в результате нейронной адаптации 124.

Однако через несколько месяцев тренировок гипертрофия начинает становиться доминирующим фактором, причем верхние конечности проявляют гипертрофию раньше нижних 124, 177.

Было показано, что генетический фон, возраст, пол и другие факторы опосредуют гипертрофическую реакцию на тренировочный процесс, влияя как на скорость, так и на общее количество прироста мышечной массы 93.

Кроме того, по мере приобретения опыта тренировок становится все труднее наращивать мышечную массу, что повышает важность грамотного подхода к организации тренировочного процесса. Хотя гипертрофия, то есть рост мышц может быть достигнут при помощью использования различных тренировочных методов, принцип специфичности диктует, что некоторые меры будут способствовать большему уровню гипертрофии, чем другие

Хотя гипертрофия, то есть рост мышц может быть достигнут при помощью использования различных тренировочных методов, принцип специфичности диктует, что некоторые меры будут способствовать большему уровню гипертрофии, чем другие.

Тем не менее, отсутствуют данные относительно наилучшего подхода к достижению данной цели, потому как чаще всего это индивидуальный параметр.

Культуристы обычно тренируются с умеренными нагрузками и довольно короткими интервалами отдыха, которые вызывают метаболический стресс.

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

Типы мышечной гипертрофии

Существует два типа:

• миофибриллярная гипертрофия. «Мио» — означает мышца, «фибрилл» — означает нитевидная клеточная структура. Миофибриллярной гипертрофией называется увеличение размеров и количества мышечных волокон, которые состоят из сократительных белков.
• саркоплазматическая гипертрофия. «Сарко» — означает плоть, тело, «плазматический» — плазма, гелеподобная субстанция в клетках, в которой содержатся различные важные для жизни вещества и частицы. Отсюда, саркоплазматическая гипертрофия — это увеличение объема жидкости и других компонентов в клетке, которые не способны к сокращению (гликоген, коллаген, вода, минералы и так далее).

Вот как это выглядит:

креатинауглеводов

1. может ли объем этой плазмы увеличиваться также быстро, как и рост миофибрилл.
2. может ли этот рост привести к долговременному увеличению объёма мышц.

Другими словами, может ли саркоплазматическая гипертрофия значительно увеличить набор мышечной массы в долгосрочной перспективе, или это всего лишь «побочный продукт» миофибриллярной гипертрофии.

Наука на этот вопрос однозначного ответа не дает. Некоторые люди указывают на различие в размерах мышц у бодибилдеров и пауэрлифтеров и тяжелоатлетов, как доказательство эффективности саркоплазматической гипертрофии.

Почему, например, 85-килограммовый атлет-пауэрлифтер приседает со штангой лучше, чем 120-килограммовый атлет-бодибилдер?

Главная цель бодибилдинга — рост объемов мышц и, по всей видимости, в мышцах этих атлетов накапливается большое количество белков, которые не способны к сокращению. Проблема состоит в том, что эта теория не доказана: атлеты в пауэрлифтинге делают приседания, становую тягу и жимы значительно чаще бодибилдеров. А ведь всем известно, что чем больше ты что-то делаешь, тем лучше у тебя это получается (переход количества в качество).

Поэтому известно множество примеров, когда бодибилдеры переходили в пауэрлифтинг и, в сжатые сроки, резко прибавляли в силе.

Несмотря на это нельзя отрицать наличие саркоплазматической гипертрофии, только потому что у бодибилдеров мышцы крупнее, но (относительно) слабее.
На самом деле, для того, чтобы накачать мышцы, не обязательно знать какую роль в этом играет саркоплазматическая гипертрофия.

Два типа мышечных волокон

Обсудим то, что науке известно наверняка.

Мышечная ткань — это сложная структура, состоящая из пучков длинных вытянутых клеток (которые называются волокнами). Они обернуты плотной соединительной тканью — перимизий. Вот так это выглядит:

Тип 1 – медленные мышечные волокна. В них много капилляров, митохондрий и миоглобина, что, как результат, делает их устойчивыми к усталости (утомлению). В тоже время они практически не растут, и их сила почти не увеличивается.

Тип 2 — известен как быстрые мышечные волокна. Быстрей растут и сокращаются, что дает им значительно больший потенциал силы и энергии. Их большим «недостатком» является то, что они намного быстрее устают. Поэтому не подходят для упражнений на выносливость.

Разные мышцы в нашем теле имеют разное соотношение волокон типа 1 и типа 2. Науке точно не известно от чего зависит это распределение. Вопрос состоит в том, почему у одних людей больше волокон первого типа, чем второго, и наоборот.

Скорей всего во всем виновата генетика. Потому что в многочисленных исследованиях доказано, что тренировки не способны превратить один тип волокон в другой.

К примеру, нет никакой разницы в соотношении мышечных волокон у совершенно не тренированных людей и профессиональных атлетов.

Но существует много доказательств того, что разные виды нагрузок по-разному влияют на волокна:

• тренировки с малым весом и большим количеством повторений преимущественно стимулируют волокна первого типа;
• тренировки с большим весом и малым количеством повторений — второго типа.

Это объясняет почему занятия с тяжелыми весами (80% от одноповторного максимума) наиболее эффективны для набора мышечной массы.

Проводилось исследование:

Разделили 34 физически активных мужчин на 2 группы.

• 1 группа тренировалась с большим количеством повторов — 4 тренировки в неделю, состоящих из 4 сетов на каждое упражнение по 10-12 повторений (70% от одноповторного максимума).
• 2 группа тренировалась с умеренным количеством повторений и высокой интенсивностью. 4 тренировки в неделю по 4 подхода на каждое упражнение. 3-5 повторений в подходе (90% от одноповторного максимума).

Обе группы выполняли одни и те же упражнения. Которые включали:

• жим лежа;
• становую тягу;
• приседания со штангой;
• армейский жим сидя.

Все они придерживались схожей диеты.

Какой же был результат? Через восемь недель тренировок в группе, которая тренировалась с более тяжелыми весами, рост мышечной массы и силы значительно превышал эти же показатели группы с большим количеством повторений в подходе.

Основные причины почему тренировка с более тяжелыми весами более эффективна, чем занятия с легкими:

1. Большее механическое усилие. С другой стороны тренировки с большим количеством повторений, вызывают более выраженный метаболический стресс.
2. Более выражена активация мышечных волокон. Включение в процесс большего процента мышечной ткани.

Источники[править | править код]

1. ↑ 1,01,11,2 Коц Я.М. Спортивная физиология Учебник для институтов физической культуры. — М.: Физкультура и спорт, 1998.
2. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник. — М.: Терра-Спорт, Олимпия пресс, 2001.
3. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник. — М.: Терра-Спорт, Олимпия пресс, 2001.
4. Kraemer, William J.; Zatsiorsky, Vladimir M. (2006). Science and practice of strength training. Champaign, IL: Human Kinetics. p. 50. ISBN 0-7360-5628-9.
5. MacDougall J.D., Sale D.G., Alway S.E., Sutton J.R. Muscle fiber number in biceps brachii in bodybuilders and control subjects // Journal Applied Physiology, 1984. V 57. № 5. P. 1399-1403.
6. Самсонова А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека: Учебное пособие. — 3-е изд. — СПб.: Политехника, 215.
7. MacDougall J. D. Hypertrophy and Hyperplasia // In: The Encyclopedia of Sport Medicine. Strength and Power in Sport. — Bodmin, Cornwall: Blackwell Publishing, 2003.
8. Gibala, M.J., MacDougall J.D., Tarnopolsky M.A., Stauber W.T., Elorriaga A. Changes in human skeletal muscle ultrastructure and force production after acute resistance exercise // Journal of Applied Physiology. — 1995. — С. 702-708.
9. MacDougall J.D., Elder G.C.B., Sale D.G., Moroz J.R. & Sutton, J.R. Effects of strength training and immobilization on human muscle fibers // European Journal of Applied Physiology. — 1980. — № 43. — С. 25–34.
10. Язвиков В.В. Влияние спортивной тренировки на состав мышечных волокон смешанных скелетных мышц человека // Теория и практика физической культуры. — 1988. — № 2. — С. 48-50.
11. Язвиков В.В., Морозов С.А., Некрасов А.Н. Корреляция между содержанием медленных волокон в наружной широкой мышце бедра и спортивными результатами // Физиология человека. — 1990. — Т. 16, № 4. — С. 167-169.
12. Goldbeig et al., 1975
13. Wong, Booth, 1990; Chcsley ct al., 1992; Biolo ct al., 1995; Philips ct al., 1997
14. Laurent et al., 1978; Wong, Booth, 1990
15. Frederickson, Sonebcig, 1993; Wada ct al., 1996
16. Biolo et al., 1997
17. Cheek, 1985; Hall, Ralston, 1989; Allen ct al., 1999
18. Goldberg et al., 1975; Cabric, James, 1983; Winchester, Gonyea, 1992; Allen et al., 1995; Kadi, 2000
19. Kadi et al., 1999а; Kadi, 2000
20. Hikida et al., 1998; Kadi, Tomcll, 2000
21. Hawke, T.J., and D. J. Garry. Myogenic satellite cells: physiology to molecular biology. Journal of Applied Physiology. 91: 534-551, 2001.
22. Egginton, 1987; Salmons, 1992
23. Basin et al., 1996
24. Powers, Florini, 1975; Rogozkin, 1979
25. Kadi et al., 1999b
26. Kadi et al., 1999b
27. Galavazi, Szirmai, 1971; Sassoon, Kelley, 1986; Joubcrt, Tobin, 1989; Joubert, Tobin, 1995
28. Kadi et al., 1999b
29. Doumit et al., 1996
30. Douglas R. Bolster, Leonard S. Jefferson and Scot R. Kimball. Regulation of protein synthesis associated with skeletal muscle hypertrophy by insulin-, amino acid- and exercise-induced signaling. Department of Cellular and Molecular Physiology, The Pennsylvania State University College of Medicine, PO Box 850, Hershey, PA 17033, USA

Еще раз о мышечной гипертрофии: обобщения

Научные данные о гипертрофии мышц весьма поверхностные. Другими словами, не существует достоверной научной модели процессов гипертрофии скелетных мышц. А что же, в конце концов, известно?

Известно, что для гипертрофии мышц за счет синтеза белка важными являются, как минимум, четыре фазы:

• тренировочный стимул гипертрофии
• деление ядер в мышечных клетках, запускающее генную программу мышечного роста
• собственно фаза мышечного роста (синтеза белка)

Утрированная модель мышечной гипертрофии

1. На тренировке мышцы получаю некую нагрузку, стимулирующую деление ядер в мышечных волокнах (новые ядра образуются с помощью миосателлитных клеток). Чтобы достичь деление клеток, требуется именно та нагрузка (речь идет о методиках тренировки), которая подходит для конкретно взятого человека.
2. Под воздействием новообразовавшихся в результате деления ядер возрастает активность и количество РНК, отвечающей за моделирование синтеза белка.
3. РНК модулирует синтез белка под воздействием миогенных факторов роста, которые активируются на тренировке
4. Активные процессы синтеза белка, то есть мышечной гипертрофии, начинаются еще на тренировке и активно продолжаются в течении нескольких часов, далее интенсивность уменьшается и продолжается в среднем в течение 24-48 часов. Однако, указанные цифры (так же как и степень интенсивности процессов мышечного роста) – слишком относительные, поскольку фактор индивидуальности в этом вопросе играет решающую роль.

Об условиях мышечной гипертрофии

На стадии стимуляции гипертрофии необходимы: по мнению одних ученых, микротравмы миофибриллярного (белкового) аппарата мышечных волокон; по мнению других ученых, интенсивная нейротрофическая активность (импульсная активность мотонейронов), по мнению третьих – метаболический стресс (резкое исчерпание и восстановление энергетических субстанций в мышечных клетках). И первое, и второе, и третье реализуется с помощью тренировок.

На стадии модуляции синтеза белка требуется экспрессия миогенных факторов роста, которая также определяется характером физической нагрузки, то есть тренировками (подробнее).

На стадии реализации синтеза белка в мышечных клетках необходим повышенный анаболический фон. Достигается он наличием анаболических гормонов, положительным азотистым балансом, то есть достаточным присутствием аминокислот (особенно лейцина и других BCAA), а также наличием гликогена, микроэлементов и витаминов, достаточной энергией (избытком калорий). При этом гормон роста, инсулиноподобный фактор роста, инсулин, пептиды отвечают за запуск мышечного роста. А тестостерон – за количество мышечного роста. На этой же стадии в мышечных клетках важным является присутствие: свободного креатина, аденозинмонофосфорной и инозиновой кислот, ионов водорода.

В любом случае, как гормоны, так и другие перечисленные вещества всего лишь реализуют модель гипертрофии, тогда как сама модель (от которой и зависит характер мышечного роста) определяется генетическими факторами. Если генетика моделирует слабый рост мышц, то сколько бы тестостерона в организме не было (по крайней мере своего – эндогенного), на синтез белка пойдет то количество, которое требует генетическая программа. Другое дело, если в организме понижен гормональный фон, который не дает возможности реализовать генетическую программу в полной мере (или же, например, гормоны плохо попадают в мышцы в связи со слабо развитой сеткой андрогенных рецепторов). В этом случае повышение гормонального фона или анаболического фона в целом дает ощутимый результат.

О неизвестном

В тоже время в ученых много остается под вопросом. Так, достоверно неизвестно, одинакова ли модель гипертрофии для различных типов мышечных волокон? Для новичков и опытных? Для эктоморфов и неэктоморфов? Не понятно, какая зависимость перечисленных фаз достижения мышечного роста и их условий от индивидуальных качеств тренирующихся? Другими словами, в чем же феномен пресловутой генетики? Собственно, важнейший вопрос об индивидуальном подходе в бодибилдинге научно вообще не раскрыт.

Бодибилдинг для хардгейнеров

Опубликовано в категории Блог Теги: Гипертрофия, Физиология