|
Тренинг с отягощениями производит гипертрофию волокон и увеличивает мышечную силу как у мужчин, так и у женщин. В традиционных динамических упражнениях мышцы работают в концентрической и эксцентрической фазах. В первой мышца сокращается (вес поднимается), во второй – удлиняется (вес опускается).
Многие люди начинают тренироваться, даже не подозревая об основной цели тренировочной активности – перегрузить скелетные мышцы. Между тем, без прогрессивной перегрузки не может быть никакого роста силы и размеров. Перегрузка скелетных мышц при максимальных сокращениях повреждает волокна, что влечет за собой увеличение синтеза протеина и мышечную гипертрофию.
Один из способов достижения мышечной гипертрофии – это максимальные эксцентрические сокращения. Последние требуют выработки необычайно высоких усилий и редко присутствуют в большинстве тренировочных программ, но именно они, являясь мощным шокирующим средством для мышц, влекут за собой увеличение силы и размеров.
Лучшая стимуляция
Неудивительно, что эксцентрические сокращения требуют более интенсивных мышечных сокращений, чем концентрические. Еще в 1965 году исследователи Досс (Doss) и Карпович (Karpovich) сообщили, что максимальные эксцентрические сокращения на 13,5% интенсивнее изометрических и на 39,7% интенсивнее концентрических (1). В связи с этим возникло предположение, что эксцентрические упражнения могут быть лучшим стимулом мышечной гипертрофии, чем концентрические, потому что в этом случае повреждения получает большее количество саркомеров. Хотя точный механизм, посредством которого упражнения с отягощениями стимулируют силу и мышечную гипертрофию, пока не известен, исследования показывают, что эксцентрический компонент очень эффективно способствует гипертрофии и росту мышечной силы (2, 3). Максимальные мышечные усилия при эксцентрических сокращениях оказываются в 1,3 раза большими, чем при концентрических сокращениях, что должно вести к гипертрофии (4).
Все это означает, что вы можете опустить больший вес, чем поднять. Во время максимальных эксцентрических сокращений при том же весе отягощения активируется меньше двигательных единиц (миофибрилл) (5), что накладывает больший стресс на мышцы и может привести к повреждениям саркомера и окружающих его волокон (6, 7).
Использование эксцентрических сокращений в тренировочной программе приводит к мышечной болезненности. Хотя на начальном этапе волокна значительно повреждаются, при постоянном выполнении эксцентрических повторений организм адаптируется, и болезненность перестает проявляться (8). Не удивляйтесь, если после первого опыта с эксцентрическими повторениями вы будете ходить как 80-летний старик, позднее вы извлечете немалую пользу из данного тренировочного метода, становясь все больше и сильнее.
Повреждения, наносимые скелетным мышцам в результате выполнения максимальных эксцентрических повторений, можно разделить на две фазы: 1) первичную – повреждения сарколеммы и соединительных волокон; и 2) вторичную – высвобождение внутриклеточных протеинов и гистологических медиаторов. Вследствие интенсивных повреждений клеточных структур возрастают синтез протеина и высвобождение внутримышечных факторов роста, что влечет за собой инициацию гипертрофии волокон.
Первичная стадия: структурные нарушения
Точный механизм повреждений миофиламентов, вызываемых эксцентрическими упражнениями, еще ждет своего уточнения, но, возможно, это принудительные разрывы мостиков между актиновыми и миозиновыми филаментами. Недавно были проведены специальные исследования структурных и контрактильных свойств концентрических и эксцентрических сокращений (9). Наблюдения велись на протяжении 48 часов после того, как мужчины выполняли интенсивные сгибания рук с отягощением (8 сетов из 8 повторений с весом в 80% от максимального в одном повторении). Результаты показали, что после эксцентрических повторений наблюдались 82% повреждений бицепса, а после концентрических – лишь 33%.
В ходе последующего исследования с использованием такого же протокола (8 сетов из 8 повторений с 80% от 1ПМ) выяснилось, что тренированные атлеты не показывают такую же степень миофибриллярных повреждений после эксцентрических сокращений, как нетренированные мужчины. Опытные атлеты, следующие аналогичному экспериментальному протоколу, не демонстрируют мышечных повреждений, отличных от повреждений, получаемых в результате исключительно концентрических сокращений. Однако эксцентрическое удлинение вызывает значительные повреждения саркомеров. Соотношение поврежденных волокон и степени их повреждений позволяет тренированным атлетам меньше травмировать саркомеры, чем нетренированным. Этим можно объяснить значительную мышечную болезненность у людей, впервые приступающих к тренировкам с отягощениями. В процессе тренировок мышцы приобретают способность все больше сопротивляться повреждениям, вызываемым интенсивными сокращениями.
Вторичная стадия мышечных повреждений: гистологические активаторы
Поврежденные клетки высвобождают воспалительные энзимы, вызывающие мышечный протеолиз (распад волокон), что ведет к дальнейшим повреждениям мышц. Травмы от повторных воздействий эксцентрического упражнения могут вызвать хемотаксис иммунных модуляторов и других непрямых воспалительных медиаторов. Интенсивные эксцентрические сокращения усиливают циркуляцию внутриклеточных энзимов и инициируют ряд иммунологических событий, таких как возрастание числа циркулирующих лейкоцитов, моноцитов и нейтрофилов (11, 12). Коллектив ученых во главе с д-ром Макинтайром (Macintyre) изучили отклик нейтрофилов на эксцентрические сокращения квадрицепса у мужчин и женщин (13). В ходе эксперимента его участники эксцентрически сокращали квадрицепс одной ноги, в то время как другая нога отдыхала. Уровень нейтрофилов в тренируемом квадрицепсе значительно возрос по сравнению с нетренируемой ногой.
К тому же, увеличился уровень других воспалительных медиаторов, таких как внутриклеточный Cа+, брадикинин и интерлейкины (IL-1? и IL-6) (14,15,16), что вызвало последующие иммунологические реакции. Интерлейкин-1 (IL-1) называется «эндогенным пирогеном» и служит важным медиатором первичной реакции, включающей в себя повышение температуры и активацию гуморальных иммунных механизмов (17). Д-р Макинтайр (14) выявил тесную связь между уровнем IL-1 после упражнений и синдромом мышечной болезненности, разворачивающимся в течение 24 часов после выполнения упражнений. IL-1 служит медиатором простагландина E2, который оказывает влияние на метаболизм мышечного протеина путем усиления действия лизосом в мышцах.
Простагландины PGe2 и PGF2? увеличивают синтез и деградацию мышечного протеина соответственно (19). Группа ученых во главе с д-ром Смитом (Smith) обнаружила, что после четырех эксцентрических сетов из 12 повторений жимов лежа с нагрузкой в 100% от максимального результата в концентрическом повторении уровень простагландина E2 вместе с СК значительно увеличился к 24- и 48-часовой отметке после окончания упражнений. Противовоспалительные препараты, такие как ибупрофен и ацетоминофен, показали различное действие на синтез простагландинов. Ацетоминофен подавил PGe2 и PGF2? после 10 сетов из 10 повторений изотонических экстензий колена при нагрузке в 120% от максимума в концентрическом повторении, а ибупрофен подавил только PGF2? (20).
В последующих исследованиях с использованием того же самого протокола и противовоспалительных препаратов ибупрофен и ацетаминофен подавили послетренировочный синтез протеина, обычно наблюдаемый в течение 24 часов после упражнений (21). Основываясь на этих данных, можно предположить, что применение рецептурных противовоспалительных средств может негативно сказаться на анаболических эффектах в мышцах. Поэтому принимайте их только в случае травмы, а не для борьбы с послетренировочной мышечной болезненностью. Повреждения мышц и воспалительные процессы, по-видимому, служат важными медиаторами синтеза мышечного протеина.
После первичного воздействия эксцентрические сокращения обеспечивают защиту от дальнейших повреждений. Максимальные эксцентрические сокращения, выполняемые на нескольких следующих друг за другом сессиях, приводят к ослаблению отклика СК, IL-1? и IL-6. Исследование показало, что после первого воздействия повреждения скелетных мышц не усиливаются в результате повторных эксцентрических сокращений и сопутствующих воспалений (12). Многие атлеты считают, что отсутствие тренинга способствует восстановительным процессам. Однако исследования показали, что повторные концентрические упражнения через 3-6 дней после первой тренировки не тормозят восстановительный процесс и не ведут к дальнейшим повреждениям саркомеров (22). В целом эксперименты показали, что тренинг может ослабить симптомы мышечной болезненности, которые способны косвенно задержать процессы восстановления (23).
Также было доказано, что после интенсивных мышечных сокращений степень выработки мышцами усилий может снизиться на несколько недель после первой тренировки. В этом случае лучше тренироваться с меньшей интенсивностью, чтобы обеспечить организму более полное восстановление. Максимальные эксцентрические сокращения приводят к значительным мышечным повреждениям и воспалениям, являющимся медиаторами, стимулирующими усиление синтеза протеина.
Эксцентрические сокращения и уровень синтеза протеина
Эксперименты с участием людей и животных показали, что после эксцентрических упражнений синтез мышечного протеина возрастает в гораздо большей степени (24, 25), чем после концентрических (26). Однако концентрические сокращения должны быть максимальными, поскольку концентрические и эксцентрические сокращения при той же абсолютной рабочей нагрузке оказывают одинаковое влияние на кинетику протеина (27). По результатам своего исследования ученые Вонг (Wong) и Бут (Booth) (25, 26) сообщили, что эксцентрические сокращения обеспечивают гипертрофию, отличающуюся от гипертрофии, вызываемой концентрическим тренингом. В ходе эксперимента крысы выполняли 24 вызываемых электрическими импульсами сгибаний стопы (камбаловидная мышца) или экстензий стопы (передняя большеберцовая мышца) каждые 4 дня на протяжении 10 недель. Целью опыта ставилась оценка уровня синтеза протеина через 12-17 часов (кратковременная) и через 36-40 часов (послетренировочная) в ответ на одинаковое время концентрических и эксцентрических сокращений, а также – измерение уровня мышечной гипертрофии.
Синтез протеина в икроножной мышце в результате концентрических сокращений возрос на 38%, но послетренировочный его уровень в большей степени зависел от количества повторений, чем от сопротивления. Концентрический тренинг не обеспечил мышечной гипертрофии, несмотря на увеличение синтеза протеина и общую аккумуляцию РНК. Зато немедленной реакцией на эксцентрический тренинг стало резкое усиление синтеза протеина – на 58%.
Послетренировочный уровень синтеза протеина оставался повышенным на протяжении 36-40 часов после упражнений. Эксцентрический тренинг (в отличие от концентрического в рамках того же протокола) обеспечил мышечную гипертрофию. Уровень синтеза протеина в переднеберцовой мышце увеличился на 30% всего лишь после минуты сокращений (24 повторения), а через восемь минут (192 повторения) дошел до 45% по сравнению с контрольной группой.
|
Обобщая полученные данные, можно сказать, что при одинаковом времени концентрических и эксцентрических повторений, последние играют более важную роль в процессах мышечной гипертрофии, благодаря значительным разрушениям миофибрилл. Отсюда можно предположить, что эксцентрический тренинг может обеспечить более анаболичную среду, благодаря более мощной начальной деградации протеина с последующим быстрым подъемом его синтеза. Эксцентрический тренинг вызывает больше повреждений волокон, что влечет за собой более мощный синтез новых структур. Повреждения стимулируют иммунологические медиаторы на удаление поврежденных тканей и последующий ремонт волокон путем создания новых протеинов.
Ученые давно задавались вопросом: является ли стимулом синтеза протеина растяжка мышцы во время эксцентрических сокращений или напряжение, вырабатываемое во время этих сокращений? Группа ученых под руководством д-ра Фаулза (Fowles) (28) объявила, что пассивное напряжение не является стимулом синтеза протеина и слабо влияет на синтез протеина после упражнений. В проведенном учеными эксперименте участники были разделены на две группы: максимальной пассивной растяжки и активных изометрических сокращений. Первая группа не показала значительного подъема синтеза протеина в отличие от второй. Ученые заключили, что в числе многих стимуляторов синтеза протеина, мышечное напряжение является главным регулятором размеров мышц.
Эксцентрический тренинг и мышечная гипертрофия
Некоторые эксперименты выявили, что эксцентрический или концентрический/эксцентрический тренинг обеспечивают более активную гипертрофию, чем исключительно концентрический тренинг (3, 29, 31, 36). Однако эксцентрические сокращения важны не только для мышечной гипертрофии. Некоторые исследования указывают на их более существенную роль (3, 30, 31). Д-р Коут (Cote) с коллегами (32) наблюдал за малоактивными людьми, тренировавшимися только с использованием концентрических сокращений в рамках изокинетической силовой программы на протяжении 10 недель. Никакой заметной мышечной гипертрофии обнаружено не было. Коут сделал вывод о том, что такой результат стал следствием отсутствия в тренировочной программе эксцентрических сокращений. Он заключил также, что изокинетический силовой тренинг увеличил функциональную мощность скелетных мышц, но не имел ничего общего с мышечной гипертрофией.
Д-р Хэзер (Hather) (33) выяснил, что концентрические сокращения без эксцентрических не производят гипертрофию мышечных волокон. В организованном им эксперименте 8 мужчин выполняли экстензии одной ноги и жимы одной ногой – либо с концентрическими/эксцентрическими сокращениями, либо с концентрическими/концентрическими (выполняя в 2 раза больше концентрических сокращений), либо только с концентрическими сокращениями в 4-5 сетах из 6-12 повторений 2 дня в неделю на протяжении 19 недель. Для осуществления только концентрических сокращений было использовано особое гидравлическое устройство, позволявшее лишь поднимать вес. К девятнадцатой неделе у участников эксперимента увеличились волокна типа 2А и уменьшились волокна типа 2Б. Только в группе концентрического/эксцентрического тренинга наблюдалась гипертрофия волокон типа 1. Волокна типа 2 увеличились на 32% и 27% в группах концентрических/эксцентрических сокращений и концентрических/концентрических сокращений соответственно, но не в группе концентрических сокращений. Средний уровень гипертрофии составил 25% и 20% в группах концентрических/эксцентрических сокращений и концентрических/концентрических сокращений соответственно.
В рамках еще одного эксперимента 15 мужчин тренировались изокинетически с использованием концентрических или эксцентрических сокращений на протяжении 12 недель. Каждый из них выполнял 4-6 сетов из 8-12 повторений 3 раза в неделю. В итоге волокна типа 1 не увеличились значительно ни в одной из групп. Волокна типа 2А и 2Б значительно уменьшились в обеих группах.
В похожем исследовании (34) велось наблюдение за тренировками 16 женщин, которые выполняли либо концентрические, либо эксцентрические упражнения. Участницы эксперимента тренировались 3 раза в неделю в 3 сетах из 10 повторений на протяжении 10 недель. Поперечное сечение квадрицепса измерялось методом магнитного резонанса и больше увеличилось в группе концентрического тренинга (6,6%), чем в группе концентрического тренинга (5%). Можно предположить, что эксцентрический тренинг обеспечивает большую гипертрофию, поскольку дает больший вращающий момент, однако даже при низкой интенсивности он стимулирует гипертрофию сильнее.
Недавно был проведен опыт с применением велоэргометра, на котором участники выполняли эксцентрические сокращения в течение 8 недель с тренировочной интенсивностью, начавшейся с 54% и доведенной до 65% от максимального числа сердечных сокращений. Эксцентрический тренинг дал 53%-ное увеличение поперечного сечения мышцы за 8 недель. В этой же группе было отмечено увеличение изометрической силы на 36% к концу восьмой недели. В группе концентрических сокращений изменений поперечного сечения мышечных волокон или изометрической силы отмечено не было.
Эксцентрические сокращения и внутримышечные факторы роста
Хотя точный механизм, посредством которого максимальные эксцентрические сокращения вызывают гипертрофию, пока не известен, некоторые исследования показали, что эксцентрические сокращения: 1) больше повреждают волокна типа 2, чем волокна типа 1 (то есть именно волокна, обладающие более высоким потенциалом гипертрофии) (3, 36); 2) увеличивают синтез протеина (25, 37) и 3) значительнее активируют внутримышечные факторы роста (38, 39).
Синтез протеина возрастает больше, благодаря более значительным мышечным повреждениям и интенсивной деградации протеина. Коллектив под руководством д-ра Фрайдена (Friden) (40) отметил, что на повышенный синтез протеина в течение 3 дней после эксцентрических сокращений указывает увеличение числа рибосом в областях, примыкающих к местам повреждений мышечных волокон. Возрастание уровня воспалительных медиаторов (макрофагов и соответствующих цитокинов) может вести к увеличению активности сателлитных клеток. Сателлитные клетки во время регенерации поврежденных мышц проникают в существующие миофибриллы или сливаются друг с другом, чтобы сформировать новые миофибриллы (38, 39). Механизмы, посредством которых сателлитные клетки способствуют регенерации и мышечной гипертрофии, пока неизвестны. Стимуляторами активности сателлитных клеток служат, в том числе, перегрузка мышц и травмы.
Патология возрастной мышечной атрофии объясняется, в частности, снижением числа и активности сателлитных клеток (39). Без их активации гипертрофии в перегружаемых скелетных мышцах не происходит (41). Одним из предлагаемых способов решения проблемы наследственной мышечной дистрофии служит введение в мышцы пациентов нормальных сателлитных клеток. Сателлитные клетки помогают формировать новые мышечные волокна. Перегружающие мышцы эксцентрические сокращения увеличивают внутримышечную концентрацию IGF-1, являясь мощным стимулятором активности сателлитных клеток (4).
Д-р Бамман (Bamman) (42) был первым, кто документально подтвердил, что максимальные эксцентрические сокращения в приседаниях увеличили уровень IGF-1mRNA и снизили связывающий IGF-протеин-4. В ходе эксперимента его участники выполняли или концентрические сокращения (8 сетов из 8 повторений с нагрузкой в 85% от максимума в одном концентрическом повторении), или эксцентрические сокращения (8 сетов из 8 повторений со 110% от максимума в одном концентрическом повторении) в приседаниях. Изменения были значительными в результате эксцентрических сокращений, и незначительными – после концентрических.
Максимальные эксцентрические сокращения редко используются в традиционном динамическом тренинге с отягощениями из-за ограниченной выработки усилий в концентрических сокращениях. Основываясь на экспериментальных результатах, можно сказать, что максимальные эксцентрические сокращения обладают способностью увеличивать силу и обеспечивать гипертрофию большей, чем концентрические сокращения. Хотя регулярные максимальные эксцентрические сокращения вызывают мышечную болезненность и снижение степени вырабатываемых усилий на несколько дней, такого эффекта не наблюдается, если атлет начинает с небольших нагрузок и постепенно наращивает интенсивность и объемы эксцентрических упражнений в рамках периодизированной тренировочной программы. Таким образом, при грамотном использовании эксцентрическая перегрузка может постепенно вводиться в тренировочный протокол без сопутствующей мышечной болезненности и снижения величины вырабатываемых усилий.
Практическое применение
Возникает закономерный вопрос: как все это применить в тренировочной программе? Проблема выполнения максимальных концентрических сокращений заключается в том, что оборудование большинства спортзалов ориентировано на концентрический тренинг. Опытные атлеты находят выход в том, что выполняют, например, выпрямление ног в тренажере двумя ногами, а эксцентрическое повторение (сгибание) – одной, или прибегают к помощи напарника, например, поднимая штангу в сгибаниях рук вместе с ним, и опуская самостоятельно.
Правда, на рынке уже появилось несколько устройств, позволяющих нагружать эксцентрический компонент повторений. Надеемся, что со временем их будет больше.
Эксцентрические повторения должны выполняться вместе с напарником в любом случае, когда это возможно. Автор этой статьи выполняет, как минимум, 5 сетов тяжелых эксцентрических повторений, чередуя мышечные группы каждую неделю. Например, тренируя грудь, я нагружаю гриф весом в 80% от концентрического максимума в одном повторении и прошу напарника давить на штангу, когда я опускаю ее – и так 10 повторений. Когда я дохожу до нижней точки, мы вместе поднимаем штангу, до минимума сокращая нагрузку в концентрическом повторении.
Эксцентрические повторения нужно выполнять дозированно – они довольно травматичны и вызывают значительную мышечную болезненность. Противопоказаний по числу применений эксцентрических повторений в тренировках бодибилдеров нет. Эту технику можно использовать почти в каждом жимовом движении, например, в жимах ногами, жимах лежа, сгибаниях рук, трицепсовых жимах и так далее. Многие полагают, что замедленное движение снаряда вниз может быть таким же по эффективности, но это не так. Помните, что мышечная гипертрофия и синтез протеина стимулируются в основном напряжением, обеспечиваемым максимальными сокращениями. Будьте осторожны и умеренны при выполнении тяжелых эксцентрических повторений, и вы встанете на путь роста силы и размеров.
Робби Дьюренд (Robbie Durand)
MD
|
