Физиология пампинга: кратковременная гипертрофия под нагрузкой

В статье рассмотрено влияние пампинга (предварительного “накачивания” мышц, который используют бодибилдеры перед выходом на сцену) на антропометрические показатели и механические свойства двуглавой мышцы плеча. Установлено, что применение пампинга позволяет в течение 15-30 минут достичь достоверного (p<0,001) увеличения обхвата плеча в состоянии максимального напряжения мышц на 1,5±0,2 см или 3,7±0,4%.

Самсонова А.В., Самсонов М.А., Воробьев Б.А. Памп-эффект как проявление кратковременной гипертрофии скелетных мышц человека под воздействием силовой тренировки // Ученые записки университета имени П.Ф.Лесгафта, 2025.- № 11.- С. 150-156.

УДК 796.015.52

Самсонова А.В., Самсонов М.А., Воробьев Б.А.

Памп-эффект как проявление кратковременной гипертрофии скелетных мышц человека под воздействием силовой тренировки

Аннотация

В статье рассмотрено влияние пампинга (предварительного “накачивания” мышц, который используют бодибилдеры перед выходом на сцену) на антропометрические показатели и механические свойства двуглавой мышцы плеча. Цель исследования – оценить влияние пампинга на изменение антропометрических показателей и механических характеристик скелетных мышц человека, а также установить длительность памп-эффекта. Методы исследования: антропометрия и методика оценки механических свойств скелетных мышц. Исследование проводилось на шести бодибилдерах среднего уровня. Результаты исследования и выводы. Установлено, что применение пампинга позволяет в течение 15-30 минут достичь достоверного (p<0,001) увеличения обхвата плеча в состоянии максимального напряжения мышц на 1,5±0,2 см или 3,7±0,4%. Через 30 минут обхват плеча возвращается к исходному уровню. До пампинга показатели упругости (E) и вязкости (V) максимально напряженной двуглавой мышцы плеча были равны: 14,9±0,7 кПа и 19,7±1,7 Па·с соответственно. Сразу после пампинга они были равны: 29,9±4,2 кПа и 45,8±7,2 Па с (p >0,05). Через 10 минут после пампинга показатели E уменьшились до 8,1±0,3 кПа (p>0,05), а V – до 12,1±0,4 Па·с (p <0,001). Через 30 минут после пампинга значения E уменьшились до 6,6±0,6 кПа (p <0,001). Таким образом, памп-эффект сохраняется в течение 30 минут. За это время обхват плеча и показатели механических свойств двуглавой мышцы плеча возвращаются к исходным значениям.

Ключевые слова

бодибилдинг, пампинг, обхват плеча, механические свойства двуглавой мышцы плеча.

Samsonova A. V., Samsonov M.A., Vorobyov B.A.

The pump effect as a manifestation of short-term hypertrophy of human skeletal muscles under the influence of strength training

Abstract

The article examines the effect of pumping (preliminary “pumping” of muscles, which is used by bodybuilders before entering the stage) on the anthropometric parameters and mechanical properties of the biceps brachii. The purpose of the study is to evaluate the effect of pumping on changes in anthropometric parameters and mechanical characteristics of human skeletal muscles, as well as to determine the duration of the pump effect. Research methods: anthropometry and methods for evaluating the mechanical properties of skeletal muscles. The study was conducted on six mid-level bodybuilders. Research results and conclusions. t was found that the use of pumping allows for 15-30 minutes to achieve a significant (p<0.001) increase in shoulder girth in a state of maximum muscle tension by 1.5 ± 0.2 cm or 3.7±0.4%. After 30 minutes, the shoulder girth returns to its original level. Before pumping, the indices of elasticity (E) and viscosity (V) of the maximally stressed biceps brachii muscle were equal to: 14.9±0.7 kPa and 19.7±1.7 Pa·s, respectively. Immediately after pumping, they were equal: 29.9±4.2 kPa and 45.8±7.2 Pa s (p >0.05). 10 minutes after pumping, E decreased to 8.1±0.3 kPa (p>0.05), and V decreased to 12.1±0.4 Pa·s (p <0.001). 30 minutes after pumping, the E values decreased to 6.6±0.6 kPa (p <0.001). Thus, the pump effect lasts for 30 minutes. During this time, the shoulder girth and the mechanical properties of the biceps brachii muscle return to their original values.

Key words

bodybuilding, pumping, shoulder girth, mechanical properties of biceps brachii.

Введение

В бодибилдинге – виде спорта, суть которого заключается в максимальной гипертрофии (увеличении объёма) скелетных мышц, спортсменам очень важно максимально эффектно выглядеть на сцене, демонстрируя различные статические позы. С целью улучшения вида мышц бодибилдерам разрешается использовать предварительное “накачивание” мышц перед выходом на сцену. Этот способ “накачивания” мышц называется пампингом (от англ. pump – “накачка”). В результате “накачивания” мышц возникает временное увеличение объёма скелетных мышц (памп-эффект). То есть, под памп-эффектом понимается физиологический феномен временного увеличения объёма мышц (кратковременной гипертрофии мышц), возникающий в результате интенсивной физической нагрузки.

Несмотря на то, что пампинг широко используется в бодибилдинге, фитнесе и спортивной реабилитации, научные исследования, посвященному этому способу кратковременной гипертрофии скелетных мышц практически отсутствуют. Одним из первых упоминаний об изменении обхвата плеча под воздействием пампинга находим у В.М. Зациорского [1], который указывает, что памп-эффект может выражаться в увеличении обхвата плеча на 2 см. Арнольд Шварценеггер и Билл Доббинс [2] считают, что пампинг является важным элементом стратегии подготовки к соревнованиям, применение этого способа (методического приема) позволяет увеличить размер мышцы от 0,5 дюйма (1,17 см) до одного дюйма (2,54 см). Также авторы указывают, что памп-эффект не сохраняется больше 45 минут.

Механизмы кратковременной гипертрофии, лежащие в основе пампинга подробно освещены в публикации Бреда Шенфилда и Бреда Контреаса [3]. Авторы указывают, что упражнения с отягощениями, которые используются при пампинге вызывают резкие изменения внутриклеточного и межклеточного водного баланса, степень которых зависит от типа упражнения и интенсивности тренировки [4]. Во время интенсивных мышечных сокращений вены, забирающие кровь из работающих мышц, сжимаются, в то время как артерии продолжают доставлять кровь в работающие мышцы, тем самым создавая повышенную концентрацию внутримышечной плазмы крови. Это приводит к просачиванию плазмы из капилляров в тканевую жидкость. Увеличение объёма тканевой жидкости вызывает увеличение внеклеточного давления, которое запускает приток плазмы обратно в мышцу [5]. Эта усиленная реперфузия (возобновление притока плазмы в мышечные волокна) приводит к явлению, обычно называемому учеными, работающими в области спортивной науки “клеточным отёком” (cellular swelling), а бодибилдерами – “памп-эффектом”, в результате чего объём мышцы увеличивается. Иными словами, памп-эффект представляет собой увеличение внутриклеточной гидратации, которая вызывает набухание мышечных волокон, в результате чего возникает кратковременная гипертрофия скелетных мышц.

Цель исследования

оценить влияние пампинга на изменение антропометрических показателей и механических характеристик скелетных мышц человека, а также установить длительность памп-эффекта.

Методы и организация исследования

Для достижения поставленной цели были использованы антропометрия и измерение механических свойств скелетных мышц человека.

Антропометрия

Основным показателем, описывающим антропометрические данные атлета после тренировки с пампинговом стиле будет являться обхват конечности. В данном исследовании изучались изменения обхвата плеча в максимально напряженном состоянии двуглавой мышцы плеча (m. biceps brachii) доминантной руки до и после пампинга в течение 30 минут.

Измерения производились с помощью сантиметровой ленты с ценой деления 1 мм. Погрешность измерения составила ±0,5 мм. Сантиметровая лента накладывалась в самом широком месте плеча. Во избежание сдвига сантиметровой ленты в последующих замерах, на плечо исследуемого во время первого замера были нанесены отметки.

Методика оценки механических свойств скелетных мышц

При проведении исследований для оценки механических свойств максимально напряженной двуглавой мышцы плеча: упругости (E) и вязкости (V) применялся аппаратно-программный комплекс Вибрационный Вискоэластометр (ВВЭМ-05) [6]. При этом вибродатчик удерживался в руке оператора перпендикулярно поверхности максимально напряженной мышцы в положениях, в которых бодибилдеры демонстрируют развитие мышц на соревнованиях в точке, соответствующей максимальному обхвату плеча.

Непосредственно перед прижатием датчика (индентера) к мышце плеча производилась его калибровка с целью установки нуля датчика статического давления. При проведении эксперимента все измерения проводились одним и тем же оператором (инженером кафедры биомеханики) с целью устранения случайных погрешностей. Для повышения достоверности сопоставления результатов разных измерений каждое измерение проводилось трижды. Для этого выполнялось несколько записей, в ходе каждой из которых выполнялось несколько кратковременных прижатий индентера к скелетной мышце.

При обмере записей определялись упругость и вязкость для каждого из прижатий отдельно. После этого все результаты сохранялись в один файл и усреднялись посредством статистического пакета STATGRAPHICS CENTURION. Это позволило при выполнении трех записей по три прижатия и последующего их усреднения уменьшить погрешность измерения средних значений упругости и вязкости двуглавой мышцы плеча.

Участники исследования

В исследовании принимали участие шесть бодибилдеров среднего уровня подготовленности (табл. 1).

Таблица 1 – Характеристики участников исследования

Примечание:  – среднее арифметическое;  – ошибка среднего арифметического

Организация исследования

Исследование проводилось в спортивном зале, оборудованном необходимыми тренажерами и отягощениями. После небольшой разминки, спортсмены выполняли серию подходов упражнения для достижения памп-эффекта. Для пампинга мышц плеча было выбрано упражнение сгибание рук со штангой на скамье Скотта.

Количество повторений упражнения составляло от 20 (в первом подходе) до 12 (в последнем). Масса отягощения определялась таким образом, чтобы в первом подходе, в котором осуществлялось 20 повторений, последние два повторения выполнялись «до отказа». Следующие подходы выполнялись с той же массой отягощения «до отказа». Отдых между подходами составлял от 30 до 40 с. Серия насчитывала пять подходов. Длительность пампинга составляла от 15 до 30 минут.

Результаты замеров заносились в протокол для каждого участника исследования. Первая запись – обхват плеча в напряженном состоянии мышц до выполнения серии подходов. Вторая запись – результат замера обхвата плеча сразу после выполнения серии подходов (на памп-эффекте), последующие записи – результаты измерений каждые 10 минут, до возвращения обхвата плеча к исходному значению.

Аналогичная процедура обработки данных выполнялась для результатов измерения механических характеристик двуглавой мышцы плеча с той лишь разницей, что измерения проводились на напряженной мышце: до пампинга, сразу после пампинга, через 10, 20, 30, 40, 50 и 60 минут после пампинга. В этих экспериментах принимал участие один бодибилдер (В-в Б.), антропометрические данные которого представлены в табл. 1.

Далее данные заносились в электронную таблицу статистического пакета STATGRAPHICS CENTURION, где подвергались дальнейшей обработке. Рассчитывались: числовые характеристики выборки (среднее арифметическое и ошибка среднего арифметического). В связи с тем, что было проведено пять измерений обхвата плеча у каждого участника эксперимента (до, в момент достижения максимального памп-эффекта; через 10, 20 и 30 минут после постижения максимального памп-эффекта), для оценки достоверности различий межlу результатами, показанными в разные временные периоды, использовался однофакторный дисперсионный анализ. В связи с тем, что результаты измерений до и после пампинга представляют собой связанные выборки, для проверки статистических гипотез использовался критерий Фридмана и апостериорный критерий Бонферрони.

Рузультаты исследования

Изменение обхвата плеча под воздействием пампинга

В табл. 2. представлены индивидуальные и статистически обработанные данные участников эксперимента. В результате однофакторного дисперсионного анализа было установлено, что обхват плеча достоверно увеличился (р<0,001) с 41,5±0,8 см (до использования пампинга) до 42,9±0,9 см (сразу после достижения максимального памп-эффекта). Это означает, что в результате пампинга обхват плеча в группе атлетов изменился в среднем на 1,5±0,2 см (табл. 2). К исходному состоянию обхват плеча возвратился через 30 минут (рис. 1).

Таблица 2 – Результаты антропометрических измерений обхвата плеча в напряженном состоянии двуглавой мышцы плеча участников эксперимента

Примечание: M – среднее арифметическое; m – ошибка среднего арифметического. * – различия статистически достоверны с показателями обхвата плеча до пампинга (p<0,001)

Следует, однако, обратить внимание на достаточно большую вариативность изменения обхвата плеча под воздействием пампинга. У спортсмена № 4 (Е-в В.) в результате пампинга обхват плеча возрос на только на 1 см (2,6%), а у спортсмена № 6 (М-в С.) – на 2,5 см (5,7%). По-видимому, это связано с различным уровнем подготовленности спортсменов. Таким образом, полученные в результате эксперимента данные хорошо согласуются с результатами В.М. Зациорского [1] а также Арнольда Шварценеггера и Билла Доббинса [2] – обхват плеча после применения пампинга возрос на 1,5±0,2 см, что составило 3,7±0,4% от исходного значения.

Нас также интересовала длительность сохранения памп-эффекта. Результаты, представленные в табл.2 и на рис. 1 свидетельствуют о том, что памп-эффект у этой группы исследуемых сохраняется в течение получаса. То есть за 30 минут обхват плеча в напряженном состоянии мышц достигает исходных значений до пампинга.

Рисунок 1 – Изменение обхвата плеча до (do), сразу после пампинга (time 0), через 10 минут (time_10), 20 минут (time_20) и 30 минут (time_30) после пампинга. Представление: где M – среднее арифметическое; m – ошибка среднего арифметического

 Изменение механических свойств мышц под воздействием пампинга

Помимо изменения обхвата плеча в настоящем исследовании изучалось изменение механических свойств напряженной двуглавой мышцы плеча под воздействием пампинга. В отличие от экспериментов по измерению обхвата плеча, измерение механических свойств двуглавой мышцы плеча после выполнения пампинга проводилось в течение 60 минут, так как предполагалось, что механические свойства двуглавой мышцы плеча будут восстанавливаться медленнее по сравнению с обхватом плеча. 

В предыдущих исследованиях механических свойств мышц было установлено [7], что показатели механических свойств напряженной мышцы после физической нагрузки уменьшаются по сравнению с исходным уровнем. В настоящем исследовании, однако установлено, что после воздействия пампинга упругость и вязкость напряженной двуглавой мышцы плеча резко возрастают по сравнению с исходным уровнем (табл. 3)

Таблица 3 – Изменение механических свойств (упругости и вязкости) максимально напряженной двуглавой мышцы плеча под воздействием пампинга (n=3)

Примечание:  – среднее арифметическое;  – ошибка среднего арифметического; * – различия статистически достоверны, по сравнению с измерениями сразу после применения пампинга, p<0,001, n – количество измерений у одного исследуемого.

Из результатов, представленных в табл. 3 следует, что до пампинга показатели упругости (E) и вязкости (V) максимально напряженной двуглавой мышцы плеча были равны: 14,9±0,7 kПа и 19,7±1,7 Па с соответственно. Сразу после пампинга они были равны: 29,9±4,2 kПа и 45,8±7,2 Па с. Несмотря на то, что показатели механических свойств двуглавой мышцы плеча после пампинга резко увеличились, статистические различия показателей упругости и вязкости до и после пампинга оказались недостоверными (p>0,05). По-видимому, это связано с недостаточной выборкой данных. Однако через 10 минут после пампинга показатели упругости двуглавой мышцы плеча уменьшились до 8,1±0,3 kПа (p>0,05), а вязкости – до 12,1±0,4 Па с (p<0,001). Через 30 минут после пампинга и показатели упругости достоверно уменьшились до 6,6±0,6 kПа (p<0,001).

Выводы

1. В результате силовой тренировки в многоповторном режиме (пампинга) за короткий промежуток времени (в течение 15-30 минут) можно достичь достоверного (p<0,001) увеличения обхвата плеча на 1,5±0,2 см или 3,7±0,4%.
2. Памп-эффект сохраняется в течение 30 минут. За это время обхват плеча и показатели механических свойств двуглавой мышцы плеча возвращаются к исходным значениям.

Авторы благодарят заведующего лабораторией кафедры биомеханики Лозянко Александра Владимировича за помощь в проведении экспериментов.

Список источников

1. Зациорский В.М. Физические качества спортсмена. Основы теории и методики тренировки. 5-е изд. стер. М.: Советский спорт, 2009. 200 с.
2. Schwarzenegger A., Dobbins B. The new encyclopedia of modern bodybuilding: the bible of bodybuilding. New York: Simon & Schuster, 1999. 832 p.
3. Schoenfeld B.J., Contreras B. The muscle pump: potential mechanisms and applications for enhancing hypertrophic adaptations // Journal of Strength and Conditioning. 2014. Vol. 36, No. 3. P. 21-25.
4. Sjogaard G. Water and electrolyte fluxes during exercise and their relation to muscle fatigue // Acta Physiologica Scandinavica. Supplementum. 1986. Vol. 556. P. 129-136.
5. Schoenfeld B.J. The mechanisms of muscle hypertrophy and their application to resistance training // Journal of Strength and Conditioning Research. 2010. Vol. 24, No. 10. P. 2857-2872.
6. Самсонова А.В., Борисевич М.А., Барникова И.Э. Изменение механических свойств скелетных мышц под влиянием физической нагрузки // Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. 2017. № 2 (138). С. 221-225.
7. Васюков Г.В. Исследование механических свойств скелетных мышц человека: автореф. дис … канд. биол. наук. М., 1967. 17 с.

References

1. Zatsiorskiy V.M. Physical qualities of an athlete. Fundamentals of theory and methods of training. 5th ed. St. M.: Soviet Sport, 2009. 200 p.
2. Schwarzenegger A., Dobbins B. The new encyclopedia of modern bodybuilding: the bible of bodybuilding. New York: Simon & Schuster, 1999. 832 p.
3. Schoenfeld B.J., Contreras B. The muscle pump: potential mechanisms and applications for enhancing hypertrophic adaptations // Journal of Strength and Conditioning. 2014. Vol. 36, No. 3. P. 21-25.
4. Sjogaard G. Water and electrolyte fluxes during exercise and their relation to muscle fatigue // Acta Physiologica Scandinavica. Supplementum. 1986. Vol. 556. P. 129-136.
5. Schoenfeld B.J. The mechanisms of muscle hypertrophy and their application to resistance training // Journal of Strength and Conditioning Research. 2010. Vol. 24, No. 10. P. 2857-2872.
6. Samsonova A.V., Borisevich M.A., Barnikova I.E. Changes in the mechanical properties of skeletal muscles under the influence of physical activity // Scientific notes of the P.F. Lesgaft University. 2017. No. 2 (138). pp. 221-225.
7. Vasyukov G.V. Investigation of the mechanical properties of human skeletal muscles: abstract. dis … kand. biol. nauk. Moscow, 1967. 17 p.

С уважением, А.В. Самсонова