публикации лицея
Факторы мышечной гипертрофии под лампой физиологии (часть 1)
Мышцы - постмитотическая ткань, которая не подвергается значительной замене клеток на протяжении всей жизни. Поэтому необходим эффективный метод для восстановления и ремонта клеток, чтобы избежать апоптоза и катаболизма скелетных мышц в течение жизни. Адаптации, вызванные сокращением в скелетной мышце, во многом определяются режимом, объемом и интенсивностью упражнений. Физическая активность приводит к множественным изменениям в скелетной мышце, включая: биогенез митохондрий, увеличение максимальной активности окислительных ферментов и способствует анаболизму миофибриллярного белка. Взаимодействие между упражнениями и питательными веществами, метаболитами, которые образовались в результате интенсивной работы, также может иметь важное значение для адаптации и ответной реакции на тренировку площади поперечного сечения волокон типа II.
Мышечная ткань - «Золотой фонд» нашего организма, - которая влияет напрямую на здоровье человека [3]. С возрастом в связи с гиподинамией человек начинает терять мышечную массу. Американский колледж спортивной медицины (АКСМ) рекомендует для сохранения/увеличения нашего «Золотого фонда» в рамках комплекса упражнений использовать 2 тренировки в день (с нагрузкой 70% от одного повторного максимума (1ПМ)) силового тренинга [4]. Однако большинство исследователей показывают, что аналогичную гипертрофию мышц можно получить и при более низких значениях нагрузки (30-50% от 1ПM) и при более высоких нагрузках (75-90% 1ПM) при условии, что упражнение выполняется до отказа мышечной деятельности [24,26, 30]. Также ограничение кровотока рабочих мышц способствует аналогичной гипертрофии этих мышц даже при низкой интенсивности занятия [11]. Анализ и обобщение научных данных позволили нам построить рабочую гипотезу и предположить, что если любые тренировочные протоколы, которые способны рекрутировать или создать энергетический дефицит во всем мышечном волокне, способны вызвать подобную мышечную гипертрофию, то местные, а не системные факторы, несут ответственность за инициирование сигнальных ответов в волокнах I и II типа в ответ на интенсивную тренировку и вызывают анаболический ответ миоцитов скелетной мускулатуры.
Факторы мышечной гипертрофии
Для синтеза миофибрилл мышечной ткани, многие исследователи выделяют ряд важных, необходимых факторов:
1. Фактор №1: наличие пула аминокислот в крови;
2. Фактор №2: повышенную концентрацию анаболических гормонов;
3. Фактор №3: наличие свободного креатина;
4. Фактор №4: повышенную концентрацию ионов Н или лактата.
Необходимо рассмотреть роль каждого фактора в гипертрофии скелетных мышц.
Фактор №1: наличие пула аминокислот в крови.
Размер мышечной ткани диктуется балансом между скоростью синтеза мышечного белка и его деградацией [34]. Большая ошибка предположить, что снижение скорости деградации всегда будет увеличивать мышечную массу, в некоторый случаях это верно, [39] однако некоторые формы деградации белка на самом деле необходимы для стимулирования мышечной гипертрофии [5]. Неоспоримый фактор мышечной гипертрофии — это необходимое наличие строительного материала или аминокислотного пула. Наличие аминокислотного пула достигается ежедневым приемом белковой пищи. Цель употребления богатой белками пищи состоит в том, чтобы индуцировать анаболическое состояние, в котором синтез мышечного белка превышает над его деградацией. Несколько недавних исследований [37] показывают, что максимальная острая стимуляция синтеза мышечных белков происходит при употреблении 20-35 г. высококачественного белка, [44] что соответствует 0,24 г/кг массы тела для здоровых молодых людей [25]. Многие исследователи утверждают, что не все аминокислоты запускают синтез мышечного белка, а именно аминокислота лейцин [6]. Теория повышенного потребления белка не сочетается со скоростью его усвоения. Если учесть, что скорость его усвоения колеблется в диапазоне 2,8 г/ч (белок яйца) до 8 г/ч (сывороточный протеин) [33], то в активную дневную фазу (16 часов) спортсмен может усвоить максимум 128 г протеина. Данная теория не совсем соответствует рекомендациям употреблять более 2 г/на кг веса тела, но объясняет почему вес от белка уменьшается. Возможно при расчетах калорийности дневного рациона на белок отводится достаточно большой процент расчетной энергии, при этом расчетная доза белка просто не усваивается, что приводит к отрицательному энергетическому балансу и пониженному весу тела.
Фактор №2: Повышенная концентрация анаболических гормонов.
Гормоны, такие как тестостерон, инсулин, соматотропный гормон (СТГ), важны для анаболизма скелетных мышц во время роста и развития организма [22]. Многие исследователи предположили, что острое повышение этих гормонов, которое происходит после выполнения интенсивных нагрузок (триумвират гормонов: тестостерон, СТГ и после приема аминокислот [2] или углеводов - инсулин), существенно влияет на прирост силы и гипертрофию мышц [17, 23]. В связи с этими предположениями тренировочные комплексы силовых атлетов были построены так, чтобы уровень этих гормонов был максимальный на тренировке и после нее [32]. В частности, было высказано предположение, что тренировки небольших мышечных групп (например, тренировка biceps brachii) неспособны вызвать значительное увеличение системных анаболических гормонов при использовании в изоляции и должны проходить одновременно с тренировками большими мышечных групп, которые способны поднять уровни анаболических гормонов [16].
Литература:
2. Мирошников А.Б., Кованова С.С., Тарасов А.В. Белковые питание при коррекции жировой ткани. Фокус на инсулин и соматотропный гормон. Терапевт. 2017. № 1. С. 36-40.
3. Мирошников А.Б., Смоленский А.В. Физическая активность при коррекции веса тела: фокус на мышцы и жировую ткань (обзор литературы). Терапевт. 2017. № 8. С. 4-9.
4. American College of Sports Medicine American College of Sports Medicine position stand. Progression models in resistance training for healthy adults. Med Sci Sports Exerc 41:2009,687–708.
5. Baehr LM, Tunzi M, Bodine SC Muscle hypertrophy is associated with increases in proteasome activity that is independent of MuRF1 and MAFbx expression. Front Physiol, 2014, 5:69.
6. Caoileann H Murphy et al. Leucine supplementation enhances integrative myofibrillar protein synthesis in free-living older men consuming lower- and higher-protein diets: a parallel-group crossover study. Am J Clin Nutr, 2016; 104:1594–606.
11. Fahs CA, Loenneke JP, Thiebaud RS et al. Muscular adaptations to fatiguing exercise with and without blood flow restriction. Clin Physiol Funct Imaging 35:2015, 167–176.
16. Kraemer WJ, Ratamess NA. Hormonal responses and adaptations to resistance exercise and training. Sports Med 35: 2005, 339–361.
17. Kraemer WJ. Endocrine responses to resistance exercise. In: Essentials of Strength and Conditioning, edited by Baechle TR, Earle RW. Champaign, IL: Human Kinetics, 2000, p. 91–114.
22. Mauras N. Growth hormone and sex steroids. Interactions in puberty. Endocrinol Metab Clin North Am 30:2001, 529–544.
23. McCall GE, Byrnes WC, Fleck SJ, Dickinson A, Kraemer WJ. Acute and chronic hormonal responses to resistance training designed to promote muscle hypertrophy. Can J Appl Physiol 24:1999, 96–107.
24. Mitchell CJ, Churchward-Venne TA, West DWD et al. Resistance exercise load does not determine training-mediated hypertrophic gains in young men. J Appl Physiol 113:2012, 71.
25. Moore DR, Churchward-Venne TA, Witard O, Breen L, Burd NA, Tipton KD, Phillips SM. Protein ingestion to stimulate myofibrillar protein synthesis requires greater relative protein intakes in healthy older versus younger men. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 70: 2015, 57–62.
26. Morton RW, Oikawa SY, Wavell CG et al. Neither load nor systemic hormones determine resistance training-mediated hypertrophy or strength gains in resistance-trained young men. J Appl Physiol Bethesda Md 1985 121: 2016, 129–138.
30. Ogasawara R, Loenneke JP, Thiebaud RS, Abe T Low-load bench press training to fatigue results in muscle hypertrophy similar to high-load bench press training. Int J Clin Med 4: 2013, 114.
32. Ratamess NA, Alvar BA, Evetoch TK, Housch TJ, Kibler WB, Kraemer WJ, Triplett NT. American College of Sports Medicine position stand. Progression models in resistance training for healthy adults. Med Sci Sports Exerc 41:2009, 687–708.
33. Rennie M.J. Control of muscle protein synthesis as a result of contractile activity and amino acid availability: implications for protein requirements. Int. J. Sport Nutr. Exerc.Metab. 2001,11: S170-S176.
34. Rennie MJ, Wackerhage H, Spangenburg EE, Booth FW Control of the size of the human muscle mass. Annu Rev Physiol 66:2004, 799–828.
37. Symons TB, Sheffield-Moore M, Wolfe RR, Paddon-Jones D. A moderate serving of high-quality protein maximally stimulates skeletal muscle protein synthesis in young and elderly subjects. J Am Diet Assoc109: 2009,1582–1586.
39. Tuvdendorj D, Chinkes DL, Zhang XJ, Suman OE, Aarsland A, Ferrando A, Kulp GA, Jeschke MG, Wolfe RR, Herndon DN Long-term oxandrolone treatment increases muscle protein net deposition via improving amino acid utilization in pediatric patients 6 months after burn injury. Surgery 149:2011, 645–653.
44. Witard OC, Jackman SR, Breen L, Smith K, Selby A, Tipton KD. Myofibrillar muscle protein synthesis rates subsequent to a meal in response to increasing doses of whey protein at rest and after resistance exercise. Am J Clin Nutr 99: 2014, 86–95.