Восстановление креатинфосфата в мышцах после упражнения: влияние ограничения кровотока

Для любителей фундаментальной физиологии двигательной активности сегодня снова будет о чем подумать.

Хорошо известно, что для выполнения серии упражнений/подходов так называемый "энергетический статус" мышцы должен частично или полностью восстановиться в период отдыха.

Одним из веществ, участвующих в энергообеспечении мышечного сокращения является креатинфосфат, концентрация которого снижается при упражнении и восстанавливается после.

Авторы сегодняшнего эксперимента задались вопросом - обязателен ли доступ кислорода для восстановления депо креатинфосфата или он может восстанавливаться засчет анаэробных процессов (в частности гликолиза).

Идея исследования

Проверить, происходит ли восстановление концентрации креатинфосфата и дальнейшее снижение pH в мышцах человека в течение периода восстановления при ограничении кровотока.

Испытуемые

8 здоровых мужчин-добровольцев приняли участие в этом ксперименте (25,4 года, 176,4 см и 67,8 кг).

Протокол экспериментальных упражнений

• Общая схема эксперимента показана на рисунке 1;
• Выполнялось изометрическое напряжение икроножной мышцы при 70% и 90% от максимального произвольного напряжения в условиях ограничения кровотока с помощью внешней манжеты, надетой на бедро;
• Манжету на бедре накачивали до давления, которое обеспечивало ишемическое состояние икроножной мышцы;
• Метаболический ответ в мышце регистрировался с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР);

Рисунок 1. Общая схема эксперимента - покой с манжетой, упражнение с манжетой, восстановление с манжетой и далее обычное восстановление.

• Усилие составляло либо 70%, либо 90% от максимального произвольного сокращения и поддерживалось в течение примерно 60 и 30 секунд соответственно, что приводило к снижению содержания креатинфосфата на 40-60%;
• Примерно через 5 минут восстановления манжета была снята и восстановление далее отслеживалось еще в течение 2-5 мин (рис. 1);

Что измеряли

• Изменение содержания креатинфосфата (КрФ) и неогранического фосфата (Фн) в икроножной мышце;
• Изменение показателя рН.

Результаты

• На рисунке 2 показаны диаграммы изменения КрФ и Фн при нагрузках 70% и 90% от максимального напряжения;

Рисунок 2. Изменения мышечных метаболитов в разных состояниях.

• На рисунке 3 показаны изменения показателей КрФ, Фн, КрФ+Фн и рН у одного испытуемого во время протоколов 70% и 90%;
• В течение 5 минут при ограничении кровотока в покое не было никаких существенных изменений в спектре (рис. 2 и 3);
• Выполнение упражнения при ограничении кровотока вызвало быстрое и, по-видимому, линейное снижение концентрации КрФ и соответствующее линейное снижение показателя рН (рисунки 2 и 3);

Рисунок 3. Изменения показателей КрФ, Фн, КрФ+Фн и рН у одного испытуемого во время протоколов 70% и 90% от максимального напряжения.

• Скорость изменения наблюдаемых параметров приведены на рисунке 4;
• Скорость выражена в процентах изменения в секунду относительно индивидуального значения креатинфосфата (КрФ) в состоянии покоя;
• При нагрузке 70% от макс силы скорость снижения КрФ составляет приблизительно 1% в секунду с аналогичным значением для увеличения неорганического фосфата (Фн);
• При нагрузке 90% от макс силы скорость снижения КрФ более чем удвоилась до 2,4% в секунду, тогда как скорость увеличения Фн увеличилась только до 1,8% в секунду, что значительно отличалось от значения КрФ (рис. 4);
• Показатель pH не изменялся в течение первых 5 минут ограничения кровотока в состоянии покоя;
• Однако во время сокращения наблюдалось линейное снижение на 4,22 милли-единицы pH в секунду для 70%, а при 90% скорость снижения почти удвоилась до 8,23 милли-единиц в секунду (рис. 4);

Рисунок 4. Скорость изменения наблюдаемых параметров в покое и при нагрузке при двух уровнях напряжения.

• Видно, что уровени КрФ, Фн и pH сохраняются неизменными в течение 5 мин восстановления с манжетой (рис. 2 и 4);
• Восстановление КрФ начинается сразу(!) после снятия манжеты, предполагая линейную скорость восстановления в течение первых 40-50 сек;
• Было обнаружено, что скорость восстановления КрФ и Фн (около 1% в секунду) не отличается между нагрузками 70% и 90% от макс;
• Не было никаких существенных изменений концентрации АТФ ни в одном из экспериментов;
• В состоянии покоя при ограничении кровотока наблюдалось небольшое, но значимое снижение концентрации КрФ на 1,89 % в минуту;
• При восстановлении с манжетой в течение 30-40 секунд после упражнения с нагрузкой 70% снижение КрФ составило 1,42% в минуту. Это было ниже, чем в состоянии покоя, но все еще значительно отличалось от 0 (рис. 5);
• В течение периода ограничения кровотока в покое показатель pH немного увеличивался со скоростью 4,9 миллиединиц в минуту, но уменьшался при восстановлении на 3,14 миллиединицы также в минуту в течение 13 минут после упражнения. Обе скорости значительно отличались от 0 (рис. 5);

Рисунок 5. Изменение параметров при ограничении кровотока в покое до и после упражнения.

Выводы

• Основной вывод заключается в том, что концентрация креатинфосфата не может быть восстановлена в анаэробных условиях в скелетных мышцах человека;
• Таким образом, гликогенолиз и гликолиз контролируются некоторым фактором, связанным с самим мышечным сокращением, оставаясь почти полностью остановленными, несмотря на наличие высоких концентраций стимулирующих активаторов (АДФ, Фн и АМФ) после упражнения.

Получить доступ к неопубликованным лекциям, статьям и другим материалам, а также поддержать нашу работу можно на Boosty

Сейчас там опубликованы следующие материалы:

1. Конкурентный тренинг (лекция).

2. Весогонка в единоборствах (лекция).

3. Плиометрика в фитнесе (лекция).

4. Метаболические эффекты упражнений (доклад).

5. Зона жиросжигания - что мы о ней знаем (лекция).

6. Физиология аэробного и анаэробного порогов, МПК (лекция).

7. Все про Дроп-Сет (лекция).

8. Локальное жиросжигание (лекция).

9. Ишемический тренинг. Часть 1 и 2 (научный доклад).

10. Физподготовка в волейболе (три лекции).

11. Биоэнергетика спорта (обзорная лекция).

12. Классификация аэробных и анаэробных упражнений (лекция).

13. Статодинамика: 30 лет обсуждений Часть 1 (лекция).

14. Семинар «Физиология жиросжигания» (3 лекции по 3 часа).

15. Разное количество повторений. Обзор эффектов для массы, силы и выносливости (лекция).

16. Предпосылки для локального жиросжигания (доклад).

17. Концепция физподготовки на примере игрового вида спорта (лекция).

18. Теория и методика интервальной тренировки (лекция 2 часа).

19. Некоторые экспериментальные факты о физической подготовке боксера (доклад).

20. Дефицит калорий: диета или упражнение? (лекция).

21. NEW! Влияние физкультуры на здоровье. Новые научные данные (лекция).

22. NEW! Теория и методика силовой тренировки. (Лекция. Часть 1 и 2).

Дополнительные материалы по этой теме:

Креатинфосфат или закисление - что ограничивает работу в повторных спринтах?

Вдыхание дополнительного кислорода и повторные спринтерские ускорения

Влияние мышечного кровотока на восстановление между нагрузками

Изменение энергообеспечения после интервальной тренировки

Источник: Quistorff B, Johansen L, Sahlin K. Absence of phosphocreatine resynthesis in human calf muscle during ischaemic recovery. Biochem J. 1993 May 1;291 ( Pt 3)(Pt 3):681-6.