Как меняются мышечные волокна в ответ на силовую тренировку

Опубликуем еще один интересный справочный материал. Для тех, кто изучает физиологию двигательной активности, будет полезно.

В эксперименте приводятся данные о том, как меняются мышечные волокна у нетренированных женщин после длительных силовых тренировок.

Идея исследования

Изучить влияние силовых тренировок на характеристики мышечных волокон у нетренированных женщин.

Испытуемые и дизайн эксперимента

• 12 нетренированных студенток приняли участие в этом эксперименте;
• Исследование включало 2 ознакомительные недели и 18 экспериментальных;
• Экспериментальные недели включали два блока силовых тренировок по 8 и 10 недель с неделей отдыха между ними.

Как тренировались

• Участницы выполняли приседания, жим ногами, разгибания и сгибания ног.
• Тренировались по два раза в неделю;
• Каждое упражнение включало 3 подхода по 6-8 повторений.

Что измеряли

• Изучались пробы мышечной ткани из правой широкой латеральной мышцы бедра.

Результаты

Состав и размер мышечных волокон

• Иерархия размеров типов мышечных волокон (МВ) до тренировки была I > IIA > IIAB = IIB, но различия были незначительными (рис. 1);
• Силовые тренировки значительно увеличили размеры мышечных волокон всех типов (рис. 1);
• Размеры МВ типа IIA и IIAB увеличились больше, чем МВ типов I и IIB, и изменили иерархию размера волокон на следующую: I = IIA > IIAB > IIB.

Рисунок 1. Изменение размера и процента распределения мышечных волокон разных типов после эксперимента.

Миофибриллы

• Тренировка значительно увеличила абсолютный объем миофибрилл в МВ типа I и IIA, но не в МВ типа IIB. Однако сам объемный процент миофибрилл не изменился (рис. 2);

Рисунок 2. Изменение абсолютного и относительного объема миофибрилл в мышечном волокне.

• После эксперимента средняя площадь миофибрилл претерпела изменения, специфичные для типа волокна (рис. 3);
• Никаких изменений не произошло в МВ типа I и IIA, но в МВ типа IIB наблюдалось уменьшение размера миофибрилл. То есть миофибриллы в волокнах IIA и I были значительно больше, чем миофибриллы в волокнах IIB даже после тренировок (рис. 3);
• Количество миофибрилл на единицу площади мышечного волокна было одинаковым между типами волокон и не изменилось после тренировки (рис. 3);

Рисунок 3. Изменение размера (в микрометрах) и плотности миофибрилл и митохондрий по типам мышечного волокна.

Митохондрии

• Размер митохондрий в волокнах типа I (рис. 3) был больше, чем в МВ типа IIB и IIAB;
• После эксперимента размер митохондрий значительно уменьшился в волокнах типа I (12%) и IIA (8%) (рис. 3);
• Абсолютный объем митохондрий различался между типами волокон. До эксперимента объем митохондрий был больше в волокнах типа I, чем в волокнах типа II (рис. 4);
• Силовые тренировки увеличили абсолютный объем митохондрий в волокнах типа I и IIA, но объем в типе I оставался значительно большим, чем во всех волокнах типа II (рис. 4);
• Абсолютный объем межмиофибриллярного пространства увеличился после тренировок. Это увеличение было значительным для всех типов МВ, кроме IIB (рис. 4);
• Процент объема межмиофибриллярного пространства не изменился и был одинаковым для разных типов волокон (рис. 4);

Рисунок 4. Изменение абсолютного и относительного объема межмиофибриллярного пространства, капель жира и митохондрий в мышечных волокнах разного типа.

• До эксперимента объемный процент митохондрий был значительно больше в волокнах типа I, чем в волокнах IIAB и IIB (рис. 4);
• После тренировок объемный процент оставался таким же, как и до для всех типов волокон, и снова был больше в типе I, чем во всех МВ типа II (рис. 4);

Внутримышечный жир

• До эксперимента абсолютный объем внутримышечного жира был больше в МВ типа I, чем IIB (рис. 4);
• Содержание жира увеличилось после тренировки, но значительно только в волокнах IIA и IIAB (рис. 4);
• Объемные проценты внутримышечного жира не различались между типами волокон и не изменились после эксперимента (рис. 4);

Капилляры

• Среднее количество капилляров на волокно различалось у разных людей и различалось между типами волокон до эксперимента;
• Волокна типа I имели 4,95 капилляров на волокно, что было значительно больше, чем у волокон типа IIB (4,16), а волокна IIA имели промежуточное значение (4,60);
• Хотя количество капилляров на волокно после эксперимента увеличилось для всех типов волокон, увеличение было значительным только для волокон типа IIB (4,84, увеличение на 16%);
• Плотность капилляров (число/мм2) не изменилась (с 522 в контроле до 492 в тренированных).

Связь между переменными

• Площадь поперечного сечения МВ, независимо от типа, имела положительную линейную связь с абсолютным объемом митохондрий (r = 0,75), миофибрилл (r = 0,98), межфибриллярным пространством (r = 0,58) и количеством капилляров на волокно (r = 0,55), но отрицательную связь с плотностью капилляров (r = - 0,73);
• Абсолютный объем митохондрий был положительно связан с абсолютным объемом миофибрилл (r = 0,7);
• Объемный процент митохондрий не коррелировал ни с количеством капилляров на волокно (r = 0,29), ни с плотностью капилляров (r = 0,27);
• Абсолютный объем капель жира не был связан ни с какими другими переменными.

Выводы

• Мышечные волокна типа IIB гипертрофировались в наибольшей степени, а также трансформировались в волокна типа IIA, что изменило состав волокон в мышце;
• Гипертрофия волокон и преобразование из типа IIB в IIA сопровождались соответствующим увеличением количества миофибрилл, митохондрий, капель жира и капилляров;
• Увеличение как клеточных компонентов, так и размера самих волокон привело к сохранению объемного процента этих компонентов;
• Анализ активности ферментов показывает, что мышца в целом может увеличить свои окислительные способности в сочетании с уменьшением процента волокон типа IIB от силовых тренировок, которые выполнялись в этом исследовании.

P.S.

Студенты тут мне задали вопрос - с какой скоростью растут мышцы? Я призадумался - готовой цифры в голове у меня не было.

Вот можно попробовать вытащить эту примерную скорость из данного материала: прирост площади поперечного сечения мышечных волокон типа I составил 19,7%, МВ типа IIА - 29%, МВ типа IIВ - 21,9% за 20 недель силовых тренировок. В этом пункте не претендуем на точность - этот вопрос надо отдельно изучить, плюс, скорее всего, эта скорость будет зависеть от возраста, пола, стажа занятий, типа программы и других факторов.

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:

Силовая тренировка и рост капилляров

Мышечная композиция и взрывная сила у разных спортсменов

Как меняются мышцы от разных тренировок. Сравнение силовой и аэробной

Рост мышц у мужчин и женщин. Есть ли разница

Источник: Wang N, Hikida RS, Staron RS, Simoneau JA. Muscle fiber types of women after resistance training--quantitative ultrastructure and enzyme activity. Pflugers Arch. 1993 Sep;424(5-6):494-502.