Тип мышечных волокон - влияние на усталость

Классификация мышечных волокон по различным признакам принципиально важна для понимания адаптаций в процессе многолетней тренировки.

Мышечные волокна (МВ) обычно делят на два типа - I (медленные МВ) и II (быстрые МВ), в свою очередь мышечные волокна типа II делятся минимум еще на два подтипа - IIa и IIx (уже по способности противостоять утомлению).

У всех людей можно обнаружить оба типа МВ (как быстрые, так и медленные), но количество быстрых мышечных волокон может варьироваться от 15% до 85%.

В сегодняшней работе посмотрим есть ли отличия в скорости развития утомления и скорости восстановления после интенсивных спринтерских ускорений у преимущественно "медленных" и преимущественно "быстрых" людей.

Идея исследования

Изучить характер утомления и восстановления работоспособности после интенсивной работы у испытуемых с разной мышечной композицией.

Испытуемые и дизайн

32 мужчины-спортсмена прошли сканирование методом магнитно-резонансной спектроскопии для оценки их мышечной композиции.

На основании анализа участников разделили на две группы:

• Группа "ММВ" - преимущественно мышечные волокна I типа (медленные);
• Группа "БМВ" - преимущественно мышечные волокна II типа (быстрые).

Рисунок 1. Данные по испытуемым.

Восстановление оценивалось после повторных 30-секундных спринтерских ускорений "во всю" на велоэргометре (Вингейт - тест);

Выполнялось 3 таких ускорения с отдыхом 4 минуты между ними.

Что измеряли

• Образец капиллярной крови брали до спринтов и через 3 минуты после каждого спринта;
• Для оценки восстановления изометрическая мышечная сила оценивалась через 10, 20, 30, 50, 80, 120 и 300 минут после спринтов.

Рисунок 2. Схема эксперимента.

Результаты

• Масса тела (+13%), тощая масса тела (+11%) и скорректированная окружность (без жировой складки) четырехглавой мышцы бедра (+7%) были больше в группе "БМВ" по сравнению с группой "ММВ" (рис. 1);
• Группа "БМВ" также продемонстрировала большую изометрическую силу при разгибании колена перед экспериментом: 293 против 204 Н/м;

Утомляемость

• Утомление во время трех спринтов различалось между группами (рис. 3);
• Максимальная мощность первого спринта была значительно выше в группе "БМВ" по сравнению с группой "ММВ" (11,8±0,08 Вт/кг против 10,7±1,13 Вт/кг), однако этого уже не наблюдалось во втором и третьем спринтах (рис. 3);
• Максимальная мощность, достигнутая во время трех спринтов, коррелировала с типологией мышц (r = 0,545);
• Минимальная мощность была одинаковой в обеих группах в первом спринте, но была ниже в группе "БМВ" во втором и третьем спринтах (БМВ 4,98±0,522 против ММВ 6,19±0,876 Вт/кг и БМВ 4,12±0,808 против ММВ 5,92±1,01 Вт/кг соответственно);
• Таким образом, общее снижение мощности за три повторных спринта было значительно больше в группе "БМВ" (-61%) по сравнению с группой "ММВ" (-41%);

Рисунок 3. Изменение мощности в трех спринтах и сделанная работа.

• Общее снижение мощности также коррелировало типологией мышц (r = 0,677);
• Несмотря на различные профили утомления, общая работа, выполненная за три повторных спринта, была одинаковой в обеих группах (БМВ 729±32,5 против ММВ 746±75,8 Дж/кг, рис. 3).

Восстановление

• Полное восстановление определялось как отсутствие существенных различий параметров по сравнению исходным значением;
• Пиковый крутящий момент во время произвольного мышечного сокращения, снижался через 10 минут после трех спринтов в обеих группах (рис. 4);
• В группе "БМВ" наблюдалось значительно большее снижение (на 25%) по сравнению с группой "ММВ" (на 7%);
• Снижение крутящего момента через 10 минут также коррелировало с типологией мышц (r=0,6);

Рисунок 4. Изменение крутящего момента в изометрическом разгибании колена.

• Через 20 минут восстановление пикового крутящего момента в группе "ММВ" завершилось, тогда как в группе "БМВ" наблюдался устойчивый дефицит крутящего момента на протяжении всего периода наблюдений (не восстановился даже через 5 часов).

Показатели крови

• В ходе трех повторных спринтов в обеих группах наблюдались изменения уровня лактата и показателя pH в капиллярной крови (рис. 5);
• Уровень лактата повышался до более высокого уровня в группе "БМВ" по сравнению с группой "ММВ" только после первого спринта (БМВ 14,95±2,74 против ММВ 12,47±1,52 ммоль/л);
• В группе "БМВ" уровень лактата продолжал повышаться до 7 мин после спринтов (23,1±2,92 ммоль/л), тогда как в группе ММВ максимальный уровень лактата был достигнут уже через 3 мин после спринтов (21±2,11 ммоль/л).
• Максимальный уровень лактата существенно не различался между группами;
• Полное возвращение к исходному уровню лактата в крови наблюдалось через 2 часа в обеих группах (рис. 5);

Рисунок 5. Изменение концентрации лактата и показателя рН.

• Уровень pH снизился до более низкого значения в группе "БМВ" по сравнению с группой "ММВ" после первого, второго и третьего спринта (рис. 5);
• Самый низкий уровень показателя pH был достигнут через 3 минуты после третьего спринта в обеих группах (БМВ pH = 7,06, ММВ pH = 7,12).

Выводы

• Результаты показывают, что испытуемые с различной мышечной композицией по-разному утомляются во время трех повторных спринтерских 30-секундных тестов;
• Степень утомления во время спринтов была выше у испытуемых с "быстрыми" мышцами;
• Группа "ММВ" практически не демонстрировала накопления усталости на протяжении всех трех спринтов: максимальная мощность была одинаковой в первых двух спринтах и снизилась всего на 3,2% к третьему спринту;
• В отличие от этого, максимальная мощность группы "БМВ" снижалась с каждым последующим спринтом (на 4% от первого ко второму и на 12% от второго к третьему спринту);
• Всего 90 секунд высокоинтенсивной нагрузки вызывали длительное утомление и нарушения сократительной функции у людей с "быстрой) мышечной композицией;
• Неполное восстановление мышечной силы наблюдалось 5 часов после спринтерской нагрузки у "быстрых" людей;
• С другой стороны, максимальный крутящий момент в группе "ММВ" восстановился уже через 20 минут после спринтерской нагрузки;
• Данное исследование впервые демонстрирует, что через 2 часа после высокоинтенсивной физической нагрузки разница в восстановлении максимального крутящего момента между группами все еще составляла 11%.

В сухом остатке:

1. Метод неинвазивного определения мышечной композиции все чаще и чаще используется в исследованиях - это хорошо;
2. Авторы отмечают корреляции мышечной композиции с работоспособностью в разные периоды, но для полной красоты на графики бы взглянуть;
3. Далее надо понять - мышечная композиция, определяемая здесь по содержанию карнозина, может ли она меняться в процессе тренировок (все тот же вопрос меня мучает, что и какой степени наследуется и что тренируется). Может уже есть такие работы - посмотрим.

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. Физиология мышечной деятельности с акцентом на хоккей (3 лекции).

24. NEW! Физиология мышечной деятельности с акцентом на групповые программы (1 часть).

Дополнительные материалы по этой теме:

Мышечная композиция и рост массы

Характеристики мышечных волокон в ногах и руках тренированных лыжников

Силовая тренировка с медленным темпом. Влияние на мышечные волокна

Мышечная композиция - связь с количеством повторений

Источник: Lievens E, Klass M, Bex T, Derave W. Muscle fiber typology substantially influences time to recover from high-intensity exercise. J Appl Physiol (1985). 2020 Mar 1;128(3):648-659.