Что такое гипертрофия мышц?
Дается определение гипертрофии скелетных мышц человека, то есть увеличение их объема под воздействием различных факторов. Также показано, чем гипертрофия отличается от атрофии и саркопении. Описаны виды гипертрофии скелетных мышц: кратковременная и долговременная, миофибриллярная и саркоплазматическая. Кратко описаны механизмы гипертрофии скелетных мышц.
Гипертрофия скелетных мышц человека
Очень часто задавая вопрос: «Что такое гипертрофия мышц?» я часто слышу в ответ что-то невразумительное. Многие думают, что это что-то связанное с заболеванием. Однако это не так.
Понятие гипертрофии скелетных мышц
Гипертрофия мышц — это увеличение их объема. Этот термин образован из греческих слов hyper – больше и trophe – питание, пища). Это именно то, что происходит с мышцами во время силовой тренировки или тренировки на выносливость. При силовой тренировке мышцы растут, увеличиваются в объеме. Вы хорошо знаете, как выглядят мышцы у спортсменов, занимающихся атлетическими видами спорта. Они большие, объемные или, другими словами – гипертрофированные.
Для тех, кто занимается фитнесом, пауэрлифтингом и другими видами атлетизма слово гипертрофия эквивалентно словосочетаниям: «накачка мышц», «рост мышц».
А вот если мышца уменьшилась в объеме — это называется атрофией мышцы. Атрофия мышцы возникает из-за целого ряда факторов, в том числе и связанных с определенными заболеваниями.
Доказано, что в пожилом и старческом возрасте скелетные мышцы людей также уменьшаются в объеме, падает их сила. Именно поэтому старики такие слабые. Для описания этого явления используется определенный термин – саркопения. То есть саркопения — это уменьшение объема мышц (атрофия мышц) у пожилых людей.
Виды гипертрофии скелетных мышц
Чаще всего гипертрофию скелетных мышц человека рассматривают как их долговременную адаптацию к физическим нагрузкам различной направленности.
Но бывает и кратковременная гипертрофия скелетных мышц – то есть изменение объема мышцы в результате одной силовой тренировки. Спортсмены, выступающие в соревнованиях по бодибилдингу или бодифитнесу хорошо знают, что объем мышц можно немного увеличить, если использовать специальный метод тренировки – пампинг.
Также различают миофибриллярную и саркоплазматическую гипертрофию. При миофибриллярной гипертрофии увеличение объема мышечных волокон происходит за счет увеличения объема и числа миофибрилл. При саркоплазматической гипертрофии увеличение объема мышечных волокон происходит за счет увеличения объема саркоплазмы.
Механизмы миофибриллярной гипертрофии скелетных мышц
В настоящее время рассматриваются (B. Schoenfeld, 2016) три механизма миофибриллярной гипертрофии скелетных мышц человека:
Механическое напряжение в скелетной мышце
Вы знаете, что кода мышца сокращается, она изменяет свою форму (ее брюшко утолщается). Это происходит из-за процессов, протекающих в мышечных волоконах. Укорочение мышечных волокон приводит к перераспределению саркоплазмы внутри мышечного волокна и оно утолщается, подобно шарику с водой, который сжимают. Изменение формы мышечных волокон приводит к возникновению механического напряжения в их оболочке. Это механическое напряжение по механизму механотрансдукции вызывает возникновение биохимических процессов внутри мышечного волокна и увеличению синтеза белка.
Метаболический стресс
Метаболический стресс связывают с накоплением в мышечных волокнах различных веществ: лактата; неорганического фосфата и ионов водорода. Накоплению метаболитов способствует выполнение работы в режиме анаэробного гликолиза и гипоксии. Оба фактора способствуют резкому снижению pH саркоплазмы и закислению мышц.
Накопление лактата вызывает отёк мышечного волокна, что приводит к возрастанию механического напряжения в его оболочке. В дальнейшем посредством механизма механотрансдукции активируются сигнальные пути, которые вызывают активацию ядер мышечного волокна (миоядер) и клеток-сателлитов. Это в итоге приводит к повышению синтеза белка.
Повышение концентрации ионов водорода (ацидоз) вызывает повреждение мембран органелл (например, саркоплазматического ретикулума), в результате чего в саркоплазму в большом количестве поступают ионы кальция. Эти ионы активируют ферменты, которые разрушают белки мышечных волокон. Описанные процессы также вызывают активацию клеток-сателлитов и миоядер, что повышает синтез белка.
Гипоксия вызывает повышение уровня свободных радикалов в мышечном волокне, что активирует перекисное окисление липидов (ПОЛ), и в конечном итоге приводит к разрушению оболочек органелл и развитию процессов, описанных выше.
Метаболический стресс способствует также повышению уровня анаболических гормонов в скелетной мышце, что вызывает активацию клеток-сателлитов и повышает транскрипцию в миоядрах. Это приводит к возрастанию количества миоядер и синтеза белка. Более подробно эти процессы описаны в моей книге «Гормоны и гипертрофия скелетных мышц». Также на этом сайте есть много записей, посвященных метаболическому стрессу.
Повреждение мышечных волокон
В настоящее время существует огромное количество фактов, доказывающих, что после физических упражнений мышечные волокна повреждаются. Фактический материал получен путем биопсии мышц — извлечения кусочка мышечной ткани с последующим исследованием под микроскопом. Это свидетельсвует о высокой степени достоверности результатов. Степень повреждений може быть различной — от небольшой (повреждение нескольких миофибрилл) до очень сильной (повреждение большого количества мышечных волокон). Более того, было обнаружено, что через некоторое время после тренировки повреждения усиливаются (это также обнаружили при помощи биопсии мышечных волокон). Было установлено, что даже однократная тренировка может привести к повреждению от 30% до 80% мышечных волокон. Также было обнаружено, что в большей степени повреждаются быстрые мышечные волокна (типа II). В учебном пособии «Гипертрофия скелетных мышц человека (А. В. Самсонова, 2018) подробно рассмотрен механизм повреждения мышечных волокон, вызывающий гипертрофию скелетных мышц под воздействием силовой тренировки.
Литература
- Самсонова А.В. Механизмы миофибриллярной гипертрофии скелетных мышц человека //Мат. 1 Всерос. Конф. С межд. Участием «Совершенствование учебного процесса в условиях современного вуза».- Белгород: БегГУ, 2012.- С. 388-395
- Самсонова, А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека: Учеб. пособие. 5-е изд. /А.В. Самсонова.- СПб: Кинетика, 2018.-159 с.
- Самсонова, А.В. Гормоны и гипертрофия скелетных мышц человека: Учеб. пособие. – СПб: Кинетика, 2019.– 204 c.: ил.
- Самсонова А.В. Типы гипертрофии скелетных мышцы человека // Труды кафедры биомеханики университета П.Ф. Лесгафта, 2020.- Вып. 14.- С. 32-39.
- Schoenfeld B.J. Potential Mechanisms for a Role of Metabolic Stress in Hypertrophic Adaptations to Resistance Training // Sports Med. 2013. Vol. 43. P. 179–194.
Если вы владеете английским языком, то рекомендую для прочтения вышедшую в 2016 году книгу Бреда Шоенфилда «Наука и гипертрофия мышц«.
С уважением, А.В. Самсонова