Отдельный интерес представляет собой изучение реакций на тренировку мышечных волокон разного типа. Если интенсивность упражнения влияет на активацию (рекрутирование) мышечных волокон, то и "клеточные сигналы" должны появляться согласно активации, то есть в мышечных волокнах, выполняющих основную работу.
Периодически попадаются работы, в которых изучаются адаптации, специфические для типа волокна. Заглянем в одну из таких.
Идея исследования
Изучить реакции сигнальных белков в мышечных волокнах разного типа в ответ на интервальную и непрерывную тренировку выносливости.
Испытуемые и дизайн эксперимента
- Исследование состояло из двух частей;
- 10 активных испытуемых (6 мужчин и 4 женщины) приняли участие в первой части эксперимента (исследование 1), в которой изучались оперативные или срочные реакции на нагрузку (рис. 1);
- 12 неактивных мужчин приняли участие во второй части эксперимента (исследование 2), в которой изучались отставленные реакции скелетных мышц на 12 недель интервальных и непрерывных тренировок (рис. 1).
Исследование 1
- Эксперимент включал два тестовых дня, разделенных неделей отдыха;
- Выполнялась биопсия из латеральной широкой мышцы бедра до упражнений;
- Затем участники выполнили назначенный тестовый протокол (непрерывную или спринтерскую работу) и сразу после нагрузки была получена вторая биопсия мышцы.
Исследование 2
- Участники тренировались 12 недель также согласно экспериментальным протоколам - НЕПРЕРЫВНАЯ работа или СПРИНТЕРСКИЕ ускорения;
- Непрерывный протокол включал 45 минут работы на велоэргометре с ЧСС ~70% от ЧСС макс;
- Интервальная работа включала 3 спринта по 20 секунд с максимальной усилием и перерывами между спринтами 2 минуты;
- Биопсии мышц в состоянии покоя были получены примерно за 1 неделю до начала эксперимента и через 96 часов после последней тренировки.
Результаты
Исследование 1
- Мощность работы в тестовых заездах составила 106±30 и 133±20 Вт для непрерывной и спринтерской работы соответственно;
- Средняя общая работа составила 300±85 кДж для непрерывной и 56±8 кДж для спринтерской работы;
Белки, реагирующие на клеточный стресс в отдельных волокнах
- Отношение фосфорилированного белка к общему содержанию белка ACC (acetyl-CoA carboxylase) увеличилось после тестовых протоколов в волокнах как типа I, так и типа IIa, без значимых различий (рис. 2);
- Отношение фосфорилированного белка к общему содержанию белка p38 MAPK (p38 mitogen activated protein kinase) также сопоставимо увеличилось для обоих тестовых протоколов (рис. 2).
Исследование 2
- Участники выполнили в общей сложности 32±1 и 31±2 непрерывных и спринтерских тренировок соответственно;
- Средняя общая работа за тренировку составила ~310 кДж для непрерывного и ~60 кДж для спринтерского протокола;
Белки - маркеры содержания митохондрий в отдельных волокнах
- В волокнах типа I наблюдались более выраженные изменения после непрерывной работы для содержания белка (Cytochrome С oxidase subunit IV) COX IV (рис. 3);
- Непрерывная работа также увеличила содержание белка (NADH:ubiquinone oxidoreductase subunit A9) NDUF A9 (рис. 3);
- В волокнах типа IIa оба тренировочных протокола увеличили содержание белков COX IV и NDUF A9 в одинаковой степени (рис. 3);
Белки - маркеры слияния митохондрий в отдельных волокнах
- Не было никаких изменений в содержании белка MFN2 (Mitofusin 2) в волокнах типа I или типа IIa после обоих тренировочных протоколов (рис. 4);
- Содержание белка OPA1 (optic atrophy 1) увеличилось после тренировки как в волокнах типа I, так и в волокнах типа IIa;
- Для белка ОPA1 в волокнах типа I после непрерывной работы наблюдалась тенденция к большему увеличению;
- Оба протокола увеличили содержание белка GLUT4 (Glucose transporter 4)в волокнах типа I и типа IIa.
Выводы
- Вопреки первоначальной гипотезе авторов, повышение уровня фосфорилирования сигнальных белков, связанных с биогенезом митохондрий, было схожим после непрерывной и спринтерской работы (исследование 1);
- Что касается хронических адаптаций (исследование 2), то только равномерная работа вызывала повышение уровня маркеров содержания митохондрий в волокнах типа I;
- В волокнах типа IIa оба тренировочных протокола вызывали аналогичные изменения маркеров содержания митохондрий;
- Изменения в белках слияния митохондрий также были схожими после обоих протоколов.
Дополнительные комментарии
Сильные стороны работы - изучение как срочных, так и отставленных сигналов не просто в целом по мышце, а в волокнах разного типа. То есть ученые пытаются объяснить механизмы сходства и различия в адаптациях после разных методов тренировок;
Ограничения работы (на наш взгляд) - интенсивность непрерывной работы задавалась по ЧСС, а, по-хорошему, надо было измерять метаболические пороги.
Есть ощущение, что нагрузку в экспериментальных методах можно было бы еще сильнее "раздвинуть" в разные стороны, чтобы с гарантией обеспечить активацию разных мышечных волокон.
По словам авторов, не получилось проанализировать изменения в самых быстрых/гликолитических волокнах типа IIx из-за малого их количества в пробах, а может быть там могли быть отличия в сигналах.
Спринтерской работы могло быть недостаточно для накопления нужного стресса (выполнялось всего три спринта).
Ну, и не приводятся тесты работоспособности - было бы интересно, хотя исследование не про это.
В итоге: после условно разных методов тренировки выносливости внутриклеточные сигналы были схожими. По маркерам митохондрий в волокнах типа I непрерывная тренировка была эффективнее (рис. 3 и 4). По острым эффектам в волокнах типа II можно визуально увидеть тенденцию в пользу спринтов (рис. 2), но авторы не отмечают статистически значимых различий.
Работа, безусловно, крутая. Но, нагрузка подобрана, на наш взгляд, не очень грамотно. Подобные исследования полезны для понимания механизмов адаптаций в ответ на разные тренировочные методы - поищем еще интересные работы.
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. Влияние физкультуры на здоровье. Новые научные данные (лекция).
22. Теория и методика силовой тренировки. (Лекция. Часть 1 и 2).
23. NEW! Физиология мышечной деятельности с акцентом на хоккей (Лекция, часть 1 и 2).
Дополнительные материалы по этой теме:
Аэробные упражнения и истощение энергии в мышцах. Сравнение разной интенсивности
Мышечная композиция - связь с количеством повторений
Мышечная композиция и взрывная сила у разных спортсменов
Вес отягощения и количество повторений. Результаты разных спортсменов
Источник: Skelly LE, Gillen JB, Frankish BP, MacInnis MJ, Godkin FE, Tarnopolsky MA, Murphy RM, Gibala MJ. Human skeletal muscle fiber type-specific responses to sprint interval and moderate-intensity continuous exercise: acute and training-induced changes. J Appl Physiol (1985). 2021 Apr 1;130(4):1001-1014.