Наш вид — чрезвычайно интересный вид, который может доминировать не только над окружающей средой, но и над собственным телом благодаря своим высокоуровневым когнитивным функциям. Соответственно, люди, испытавшие (осознанно или неосознанно) динамику мышечной биологии, поняли, что они могут развивать примерно 650 скелетных мышц в своем теле, напрягая их различными способами. Таким образом, появились такие виды физической активности, как упражнения и бодибилдинг.
Когда человек хочет двигать одной из своих произвольных мышц, то есть одной из мышц, которыми он может управлять по своей воле, сигнал от его мозга достигает этих мышц почти мгновенно и заставляет мышцу сокращаться благодаря химическим веществам, которые она распространяет. к мышцам. Подробности этого процесса вы можете узнать из нашей статьи здесь. В этой статье мы рассмотрим, как мышцы развиваются в результате этого сокращения и его эволюционное значение.
Эволюционное значение наращивания мышечной массы
Мышцы, которые развиваются у людей в результате упражнений или мышечной работы, соответствуют типу биологических изменений, известных как модификации. То есть мышцы развиваются при физическом напряжении, но если эту деятельность остановить достаточно долго, мышцы также вернутся в свое естественное состояние, определяемое генами (или со временем придут к нему). В этом изменении нет генетического смысла; Другими словами, ребенок того, кто наращивает мышцы, не рождается более мускулистым.
Следовательно, такие модификации, как наращивание мышечной массы, не могут напрямую влиять на ход эволюции; но, конечно, быть в форме в дикой природе может иметь косвенные преимущества. Точно так же, если противоположный пол выбирает партнеров на основе количества мышц, мускулистость может иметь эффект, повышающий репродуктивный успех. Это само по себе не может привести к эволюционным изменениям; Однако, поскольку количество мышц, которые могут развиться у людей, определяется генами, которые они унаследовали от своих родителей, если существует серьезное давление полового отбора, направленное на то, чтобы быть мускулистыми, люди с генетическим фоном, более восприимчивым к росту мышц, будут легче размножаться, и соответственно родится более склонный к развитию мышц.
Здесь происходит не то, что люди, которые наращивают мускулы, передают свои мускулы следующему поколению, а то, что те, у кого генетический фон позволяет производить более крупные мускулы по сравнению со средними показателями вида, получают преимущество в отборе, производя эти мускулы. Однако в истории человечества нет никаких доказательств того, что большие мышцы были сексуальны выгодны и отбирались в течение длительных периодов времени. Использование мышц в качестве сексуального сигнала — это поведение человека, которое началось относительно недавно. Поэтому трудно сказать, что на наши гены, связанные с производством мышц, оказывается значительное давление отбора.
Тем не менее, его безумие способно производить достаточно мышц, чтобы оставаться в использовании, пока они не дети. Это были возможности дополнительной тренировки мышц, в изощренности доступные только в работах, дополненные их обширными общими возможностями. Это план; Пределы плана мышц неоднозначны: мышцы планируется развивать только до такой степени, которая ограничивает их запланированное движение (оно, вероятно, отмирает) и будущее. Так что максимальная сократимость нормальной гелевой мышцы очень и очень велика. Таким образом, под давлением отбора максимальное развитие мышц с нормальными мышцами также следовало бы дальше.
Поэтому, следуя правильным упражнениям и правилам питания, люди могут значительно превзойти тот уровень мышечной массы, который у них был бы в противном случае. По этой причине человек, который будет развивать тело, должен сначала определить свои собственные пределы и выбрать, какое тело у него будет. После этого составляются планы согласно этой цели.
Как развиваются наши мышцы? Как формируются новые мышцы?
Этот вопрос давно озадачивал ученых, и, честно говоря, четкого ответа на него до сих пор нет. Однако имеющиеся у нас гипотезы дают нам очень большие возможности, особенно благодаря достижениям в области методов визуализации. Таким образом, мы можем дать более четкие ответы о том, как производятся мышцы каждый день.
Мышцы имеют два основных типа сокращения: изометрическое сокращение и изотоническое сокращение. Например, допустим, вы пытаетесь поднять груз массой 40 кг. В начале подъема ваши мышцы сокращаются до тех пор, пока вы не сместите вес; но без смещения. Сокращение в этом процессе называется изометрическим сокращением. Затем, когда мы придаем достаточное усилие, масса начинает двигаться, и наши мышцы сокращаются, применяя ту же силу (или увеличивая силу). Мы называем это изотоническим сокращением.
Постоянное повторение этого процесса, то есть постоянная стимуляция определенных мышц, приводит к постоянному накоплению питательных веществ и белка в этих мышцах. По этой причине клетки здесь будут больше развиваться и увеличиваться в объеме. Так развиваются наши существующие мышцы. Вот почему, когда вы идете в спортзал и тренируетесь около 2 часов, ваши мышцы чувствуют себя «раздутыми». Это вздутие живота возникает из-за постоянной стимуляции ваших мышечных клеток, что приводит к увеличению объема и не имеет значимой стойкости. Считается даже, что основной причиной увеличения мышц в самый ранний период (в первые 1-3 недели начала тренировки) может быть вызванный отеком мышечный отек, а потому не может быть истинным увеличением мышц. линейная зависимость от мышечной массы, которую вы в конечном итоге приобретете, и ее нельзя использовать для предсказания будущего.
Следовательно, потребуется гораздо больше тренировок, чтобы это чувство стало постоянным и привело к значительному росту мышц. Ниже мы рассмотрим причины и механизмы этого.
Мышечная математика
Есть несколько очень простых фактов о развитии мышц, настолько простых, что мы можем почти сказать «мышечная математика». Мы можем собрать их в 3 основных предмета:
Развитие мышц зависит от баланса между разрушением мышц и наращиванием мышц. Чтобы мышцы развивались, наращивание мышечной массы должно быть выше, чем разрушение мышц. Это возможно, потому что синтез белка выше, чем распад белка. Таким образом, наращивание мышечной массы где-то основано на белковой математике.
Как синтез белка, так и расщепление белка контролируются посредством клеточных механизмов, связанных с этими процессами. Поэтому крайне важно понимать эти клеточные механизмы, чтобы увеличить синтез белка и уменьшить деградацию белка.
Упражнения с сопротивлением (недогрузка) значительно увеличивают рост мышц. Однако постоянный рост мышц — относительно медленный и длительный процесс; поэтому неизбежно работать стабильно, по крайней мере, в течение нескольких месяцев. Напротив, даже одно мышечное упражнение повышает синтез белка в течение 2-4 часов после этого упражнения и, согласно некоторым исследованиям, может занять до 24 часов.
Влияние упражнений с мышечным сопротивлением на синтез белка намного выше, чем на его расщепление; поэтому основным источником мышечной работы, вызывающей постоянное наращивание мышечной массы, является ее влияние на синтез белка.
Мышечная биология
В конце статьи мы обобщим то, что мы узнали в свете теорий развития мышц, которые мы скоро увидим, и вы найдете аккуратную информацию с точки зрения биологии мышц; однако, прежде чем мы перейдем к теориям, мы считаем полезным дать некоторую основную информацию.
Практически все исследования показывают, что мышцы мужчин и женщин, находящихся под нагрузкой, реагируют на эту нагрузку практически одинаково. Разница обусловлена общими различиями между полами: размером тела, составом тела и уровнем гормонов. В результате у мужчин в среднем увеличивается мышечная масса. Хотя биологические пределы увеличения мышц точно не известны, считается, что площадь поперечного сечения мышц может быть увеличена на 30-70% естественным путем.
Изменения происходят в мышечных клетках из-за старения. Одним из них является саркопения (атрофия мышц). Исследования показывают, что регулярные мышечные упражнения могут в значительной степени остановить саркопению. Кроме того, укрепляя соединительную ткань, он позволяет уменьшить последствия физической травмы, которая является одной из основных причин смерти в более позднем возрасте. Более того, физические упражнения повышают успешность физической реабилитации, если это необходимо.
Конечно, генетика также играет роль в развитии мышц. Во-первых, генетика определяет верхний предел, при котором могут развиваться мышцы (хотя этот предел определить достаточно сложно). Но что более важно, мышцы типа 1 («тонические мышцы» или «медленные мышцы» или «медленные окислительные волокна» и мышцы типа 2 («фазовые мышцы» или «быстрые мышцы» или «быстрые гликолитические мышцы») в организме человека Более того, гены могут влиять на соотношение мышечных волокон типа 2а (или «быстрых окислительных гликолитических мышц») и мышечных волокон типа 2b («быстрые гликолитические мышцы»), которые также известны как подгруппы мышц типа 2. Камбаловидная мышца, также известная как как «ногтевая мышца», содержит на 25-40% больше волокон типа 1, в то время как трицепсы содержат на 10-30% больше волокон типа 2, чем другие мышцы рук, что является одной из основных причин, почему этот диапазон варьируется от человека к человеку. это генетика, а другой - условия окружающей среды, такие как питание и физические упражнения.
Как происходит формирование новой мышечной массы?
Прежде всего, мы должны понять, что новые мышцы не могут быть сформированы в человеческом теле посредством мышечной работы. Только существующие мышцы развиваются и становятся сильнее. Однако интересно, как именно работает этот механизм наращивания мышечной массы, еще предстоит выяснить. Однако на сегодняшний день разработано множество различных объяснений. Понимание этого может помочь вам понять, где мы находимся в научном решении этой тайны.
Гипотеза молочной кислоты
Эта гипотеза, разработанная в 1960-х годах, предполагала, что молекулой, ответственной за развитие мышц, является молочная кислота, и что по мере накопления молочной кислоты в мышцах мышцы становятся сильнее и крупнее. Сегодня эта гипотеза полностью фальсифицирована и опровергнута.
Однако важная деталь, которую мы можем извлечь из этой гипотезы, — это роль молочной кислоты: во время интенсивных упражнений расход энергии в наших мышцах быстро увеличивается. В общем, наш метаболизм склонен потреблять источники энергии, произведенные с использованием кислорода (поэтому сахар может сгорать очень быстро). Это так называемые аэробные методы. Однако, если упражнения продолжаются интенсивно, к мышцам может не поступать достаточное количество кислорода. В этом случае возможен переход на анаэробные энергетические методы, не потребляющие кислород.
Анаэробная энергия получается путем преобразования глюкозы (основной молекулы сахара, потребляемой нашим организмом) в пируват посредством процесса, называемого гликолизом. В то время как в организме обычно много кислорода, пируват может расщепляться на дополнительные субъединицы и использоваться для производства большего количества энергии. Но когда кислород ограничен, организм превращает пируват в другое химическое вещество, называемое лактатом (или молочной кислотой), а лактат расщепляет глюкозу, позволяя нам продолжать вырабатывать энергию. Таким образом, наши мышцы могут продолжать производить энергию в течение 1-3 минут даже при кислородном голодании. Однако за это время в мышцах накапливается лактат и это начинает повреждать ткани.
По мере увеличения количества лактата в организме повышается кислотность наших мышц (снижается значение pH). Соответственно, метаболиты, участвующие в нормальных рабочих процессах организма, начинают не функционировать должным образом в этой очень кислой среде. Даже химические пути, вызывающие накопление лактата с самого начала, не могут продолжать действовать в этой среде. В результате энергопродукция мышц быстро снижается и выполняемая работа (например, поднятие тяжестей) больше не может продолжаться. Вот почему вы не можете поднимать вес вечно, и какими бы сильными ни были ваши мышцы, всегда будет предел.
Эта петля обратной связи приводит к расслаблению мышц, и можно вернуться к адекватному уровню кислорода по мере снижения расхода энергии. Таким образом, расщепляется накопленный лактат и восстанавливаются мышцы. Однако это происходит не сразу и может занять несколько дней после тренировки. Вот почему так важно отдыхать после тренировок, как мы увидим позже. Кроме того, молекула, вызывающая мышечную боль, представляет собой не лактат, а другие метаболиты, образующиеся вместе с лактатом; однако точно неизвестно, какой из этих метаболитов вызывает мышечную боль.
