Под воздействием тренировок с отягощением помимо самого роста мышечного волокна также происходит изменение типа волокон в той или иной степени.
Думаю многим известно разделение мышечных волокон на медленносокращающиеся (Тип I) и быстросокращающиеся (Тип IIa и Тип IIb)
Которые различаются между собой скоростью сокращения, способностью к утомлению, развитием саркоплазматического ретикулума, активностью АТФ-фазы и др.
Тип IIb (или IIх) отличаются от типа IIa более высокой скоростью сокращения и бОльшей пиковой мощностью достигаемой мышечным волокном. В свою очередь волокна типа IIa (которые еще называют переходными или окислительно-гликолитическими) характеризуются более высокими окислительными способностями и бОльшей устойчивостью к усталости по сравнению с IIb.
Целью этой статьи не является рассказать обо всех отличиях и характеристиках типов мышечных волокон. Нам нужно понимать, что наличие бОльшего количества волокон IIb, будет способствовать бОльшему проявлению мощности в динамических движениях.
Однако после силовой тренировки соотношения типов мышечных волокон может изменяться.
Для идентификации типов миофибрилл используются различные методы. Одним из распространенных методов является метод гистохимического окрашивания для определения активности АТФазы. АТФаза - это фермент, который катализирует гидролиз (расщепление) молекулы АТФ. Этот метод использовался в сочетании с физиологическими измерениями скорости сокращения. В целом, самые медленные сокращения свойственные типу I имеют самую низкая активность АТФазы, а самые быстрые, как у типа IIb - самую высокую активность АТФазы. При этом волокна типа IIа демонстрируют промежуточные значения.
В свою очередь существует сильная корреляция между активностью АТФазы и изоформой тяжелой цепи миозина - МНС (англ. myosin heavy chain).
Миозин , в отличие от актина существует в трех изоформах, являющихся, по существу, разными версиями одного и того же белка, выполняющими одну и ту же задачу.
Каждая из этих изоформ MHC, присутствующие в волокне, придает ему определенные функциональные характеристики, основной из которых является скорость сокращения. Ряд других белков вносят вклад в результат или модулируют его, но абсолютным наиболее важным фактором, определяющим скорость сокращения, является изоформа MHC.
Три изоформы тяжелой цепи миозина:MHC I, MHC IIA и MHC IIX (или IIВ, в зависимости от источника). Таким образом, мышечным волокнам разных типов соответствуют разные изоформы MHC. Тип I - MHC I, Тип IIа - MHC IIA, Тип IIb - MHC IIX/В.
Если в волокне находится только одна изоформа тяжелой цепи, то тогда она называется “чистой”. Но часто в мышцах присутствуют две изоформы. Только при обычных обстоятельствах MHC I/MHC IIA и MHC IIA/MHC IIX экспрессируются вместе в одной и той же мышечной ткани. Такие волокна называются “гибридными”.
И в результате тренировок разной направленности может происходить переход от одних изоформ миозина к другим соседним, что приводит к изменениям в соотношении типов мышечных волокон.
По результатам многих исследований, силовые тренировки ведут к сокращению доли IIb и увеличению доли IIа.При этом тип I, мало изменяется в результате силовых тренировок.
Вот как пример типичного результат в исследовании влияния силовых тренировок на тип мышечной ткани
Исследование 1.
Skeletal muscle myosin heavy chain composition and resistance training
G R Adams, B M Hather, K M Baldwin, G A Dudley
J Appl Physiol (1985) 1993 Feb;74(2):911-5. doi: 10.1152/jappl.1993.74.2.911.
Участники: 17 мужчин (ср. возраст, рост и вес в среднем составляли 36 ± 2 года, 178 ± 1 см и 89 ± 3 кг соответственно). Из них 4 человека находились в контрольной группе, остальные в экспериментальной. При чем, восемь использовали на тренировке только концентрические действия, а пять использовали как концентрические, так и эксцентрические действия.
Тренировочный протокол
19 недель тренировок с отягощением, 2 раза в неделю
Жим ногами и разгибание колена, 3-5 подходов по 6-12 повторений каждого упражнения. Нагрузка строилась так, чтобы каждый подход выполнялся до отказа. Использовались или только концентрические или эксцентрические и концентрические режимы работы в упражнениях.
Биопсию мышц брали из латеральной широкой мышцы бедра правой ноги, до и после тренировочного цикла.
Результат
Сила нижних конечностей увеличилась с 10 до 30%, а средняя площадь поперечного сечения волокон: с 7 до 20%, в зависимости от характера тренировки.
При этом заметно изменились как распределение типов мышечного волокна, так и состав изоформ MHC (таблица 1).
Доля MHC llb уменьшилась, тогда как доля MHC Ila увеличилась.
Аналогичным образом, произошло значительное снижение процентной доли волокон типа Ilb, тогда как процент волокон типа Ila увеличился. Тренировки с отягощением практически не изменили процентное содержание волокон I типа или долю МНС I.
В контрольной группе не наблюдалось изменений в составе МНС или распределении волокон по типам.
Таблица 1. Состав МНС и процентное содержание типов волокон в латеральной широкой мышце бедра до и после 19 недель интенсивных тренировок с отягощениями в экспериментальной группе
Интересно следующее исследование, в котором также смотрели изменения в типе мышечного волокна, посредством соотношения МНC, но уже сравнивали группу которая использовала только силовую тренировку с группой совмещавшей силовую и баллистическую тренировки.
Участники 24 студента мужского пола (ср. возраст, рост и вес в среднем составляли 24,5 ± 2,8 года, 183 ± 5,8 см и 81,2 ± 8 кг соответственно , имеющие опыт силовых тренировок от 3 месяцев до 5 лет.
Они были рандомизированы на две группы по 12 человек в каждой: группа использовавшая традиционную силовую тренировку, и группу использовавшую силовую тренировку в сочетании с баллистическими движениями и упражнениями с циклом растяжения-сокращения (ЦРС).
Тренировочный протокол. Тренировки проходили 3 раза в неделю в понедельник, среду и пятницу, в течении 6 недель
.В силовой группе участники выполняли жим лежа три раза в неделю. Использовали выполняли 5 подходов по 3 повторения с максимальной нагрузкой (близкой к 3ПМ, работали с определенным % от 1ПМ).
В комбинированной группе в понедельник проводилась такая же тренировка как и в силовой группе. В среду 10 баллистических жимов лежа (только концентрические движения) с 30% от 1ПМ. В пятницу 10 отжиманий с использованием ЦРС. Интервал отдыха между повторениями и между сериями составлял 3-4 с и 6 мин соответственно.
До и после тренировочного цикла проводились тестирования 1ПМ в жиме лежа и скорость выброса штанги (16,9 кг) лежа.
Биопсию длинной головки трицепса брали за 3 дня до и через 7 дней после тренировочного цикла. Помимо остальных анализов, определяли состав изоформ тяжелой цепи миозина.
Результат
1ПМ в жиме лежа увеличился в одинаковой степени для обеих групп (6,7 и 6,0% для силовой и комбинированной групп соответственно). Максимальная скорость увеличилась больше в комбинированной группе (0,10 м/с против 0,07 м/с в силовой группе, таблица 2).
Таблица 2. Тренировочные результаты после 6 недель
Так же изменения произошли в соотношении MHC.
В силовой группе наблюдалось значительное увеличение MHC2A (с 49,4 до 66,7%) и снижение MHC2X (с 33,4 до 19,5%), в MHCslow* (от 17,2 до 13,8%) были минимальные изменения (рис.1).
В комбинированной группе также наблюдалось увеличение MHC2A (с 47,7 до 62,7%,), минимальные изменения в MHC2X (с 34,1 до 28,1%), но значительное снижение MHCslow (от 18,2 до 9,2%, рис. 2).
*MHCslow - вариант MHC I.
Таким образом, следует учитывать изменения в композиции мышечных волокон в зависимости от характера тренировок. И если атлету необходимо проявлять достаточно высокий уровень мощности в своем виде спорта, включение баллистических и плиометрических упражнений позволит сохранить большее количество волокон типа 2х.
Используемая литература
Strength and Conditioning Biological Principles and Practical Applications
Edited by Marco Cardinale, Rob Newton and Kazunori Nosaka, 2011 год