Текст книги "Фитнесология. Наука о фитнесе и ЗОЖ"

Напряжение.

Как оказалось, мысли о том, что «мы не знаем, что вызывает рост мышц», были неправильными с самого начала. Как бы это не было смешно, но еще в 1975 появились исследования, в которых было установлено, что основным инициирующим фактором роста скелетных мышц взрослого человека является воздействие на мышечные волокна высоких уровней напряжения, и ученые пришли к выводу: усиление напряжения (пассивного или активного) является критически важным событием в инициировании компенсаторного роста мышц. Напряжение можно генерировать по-разному: пассивно или активно. Растяжение подвергает мышцы пассивной перегрузке (напряжению) и вызывает быстрый рост наряду с увеличением количества мышечных волокон (гиперплазия) у животных. Но на людях это не работает (хотя при приеме стероидов некоторые исследования показывают, что можно достичь ~5%). Активное напряжение – это когда мышца вынуждена активно генерировать силу, например, при поднятии тяжестей, чтобы выполнить движение. Эта генерация силы подвергает мышцы высокому напряжению, что является инициирующим фактором роста. Как я уже сказал, мы знали об этом в 1975 году или, по крайней мере, начали подозревать, что это так. И как показали современные исследования – это действительно так. О чем мы действительно не знали до недавнего времени (я имею в виду примерно 20 лет назад) так это о биохимических путях, которые вовлечены во включение синтеза белка. И теперь мы знаем, что основным опосредующим фактором для роста мышц является то, что называется mTOR (мишень рапамицина). Тренировки активируют mTOR, а также аминокислоты, особенно лейцин. Да, существуют другие пути и факторы, такие как AKT и рибосомная активность и многие другие, но mTOR является своего рода ключевым или конечным путем (сигнальный путь PI3K/AKT/mTOR – внутриклеточный сигнальный путь, центральными компонентами которого являются ферменты фосфоинозитид-3-киназа (PI3K), киназы AKT и mTOR. Это один из универсальных сигнальных путей, характерных для большинства клеток человека. Он отвечает за уход от апоптоза, рост, пролиферацию клеток, метаболизм). Если вы блокируете mTOR (до пустим в лабораторных условиях), синтез протеина после тренировки блокируется, что бы вы ни делали. Поэтому вы можете думать о mTOR как о конечном пути для всего этого. Ученым понадобилось время, чтобы понять, как чисто механический сигнал (напряжение мышц / механическая работа) переводится в химический/ биологический сигнал.

Биоинженеры приходят на помощь.

Было обнаружено, что в скелетных мышцах есть механосенсоры, которые при активации преобразуют механический сигнал (при н а груз к ах с вы со ким н а пр яжением) в биологический, активацию mTOR. Так что же такое механосенсоры? Они называются фокальные контакты и активируют mTOR и это опосредованно образованием фосфатидной кислоты. В дальнейшем я просто сокращу этот процесс как FAK / PA / mTOR. Механический сигнал преобразуется в биологический. Перегрузка от напряжения активирует mTOR и стимулирует рост. Задача решена. Есть интересный момент, что после некоторого количества стимулов напряжения высокой силы, организм становится невосприимчивым к дальнейшей стимуляции. То есть, стимул имеет свой максимум за тренировку или за день. Но на данный момент никто не знает, сколько сокращений требуется для каждого подхода или всей тренировки. Но что мы знаем точно это то, что одно максимальное ежедневное сокращение не влияет на рост, и даже 5 максимальных сокращений дважды в неделю не дают роста, поэтому нужно явно нечто большее, чем просто короткое высокое напряжение. Как мы уже поняли, высокое мышечное напряжение обязательно требуется, но его недостаточно, чтобы стимулировать рост. Без стимула с высоким напряжением рост не включается. И обратите внимание, что я не сказал «много нагрузки», а сказал «высокое напряжение», чуть позже мы коснемся этого момента. Есть много факторов которые играют второстепенную роль в росте при наличии механического напряжения. Объем является одним из них. Вам нужно некоторое количество сокращений в условиях высокого напряжения, чтобы включить рост. Точное число неизвестно, но мы можем предположить, что оно индивидуально для каждого человека и сильно зависит от уровня подготовки (прошлых стимулов). Именно к этой системе напряжения относится модель роста Зациорского, которую я упоминал выше. Он выразил это с точки зрения вовлечения волокон и их утомления, но это неполная картина. Просто разового высокого напряжения и утомления недостаточно, чтобы вызвать рост. Для активации каскада FAK / PA / mTOR требуется некоторое количество сокращений. Высокое напряжение по-прежнему является ключевым фактором, поэтому бег и другие виды деятельности с низкой интенсивностью не приводят к увеличению мышечной массы хотя и создают высокое утомление. Ну ладно, надо признать, это не совсем так, если вы новичок, то даже эта активность низкой интенсивности, вероятно, на некоторое время создаст напряжение и перегрузку. Но после определенного момента эти действия не будут увеличивать мышечную массу. И сейчас у многих может возникнуть вопрос: как генерировать высокое напряжение в мышцах?

Волокна

По сути, есть два способа, которыми тело может заставить мышцы генерировать силу. Первый заключается в рекрутинге (вовлечении, включении), который заставляет активироваться необходимые мышечные волокна в нужном количестве, чтобы генерировать силу. Второй – через скоростное кодирование, скорость, с которой сигналы посылаются по моторным нервам к тем самым волокнам, которые необходимо включить. Сочетание этих двух факторов определяет выходную силу мышц, и тело имеет разные «стратегии» по использованию того или иного способа в зависимости от ситуации.

Следует отметить, что существует два основных типа мышечных волокон: тип I (медленный, окислительный) и тип II (быстрый, гликолитический). Есть также несколько типов подволокон, таких как IIa, IIb, IIx и некоторые гибриды. Но для простоты я буду говорить только про Тип I и Тип II. Тип I, как правило, меньше, сокращается немного медленнее, генерирует меньше силы, более аэробен и очень медленно утомляется, то есть хорош для выносливости. Тип II обычно больше, сокращается немного быстрее, генерирует больше силы, более гликолитичен и быстрее утомляется, то есть он лучше для интенсивной деятельности. Волокна типа II имеют немного больший потенциал роста. Во время тренировок мышечные волокна включаются упорядоченным образом от меньшего (тип I) к большему (тип II) в зависимости от требований к силе в соответствии с так называемым принципом размера Хенеммана. Тип I включается первым, а Тип II – постепенно. Существует также взаимосвязь по их работе связанная с ростом интенсивности.

Примерно 20% от максимальной силы (1ПМ), то есть преимущественно при аэробной работе с небольшой интенсивностью, требуются только волокна типа I. Такая нагрузка может продолжаться в течение длительных периодов т.к. волокна типа I высокоаэробные и не образуют много продуктов распада (лактат, ионы водорода и т.д.) в процессе своей работы. В таком темпе вы можете тренироваться пока не надоест или пока не наступит обезвоживание. Например, бегуны на длинные дистанции, которые бегут со скоростью до 4—5 км. в час (быстрый шаг), легко могут пройти сотню километров в этом темпе.

По мере роста требований к силе, то есть при увеличении интенсивности, волокна типа II начнут активно подключаться в движение. Таким образом, когда вы переходите к более быстрому бегу, то начинаете задействовать волокна типа II. Но Тип II может быть достаточно аэробен при средней интенсивности (до 40% от ПМ). Таким образом, вы все еще не устаете очень быстро, например, при езде на велосипеде со средней скоростью вы смогли бы продержаться 5—6 часов. Когда вы поднимете интенсивность еще немного, до уровня, который вы могли бы поддерживать в течение часа, то задействуете еще больше волокон типа II. Все еще не все, но большее их количество. Продуктов распада в мышцах будет все больше, но они не будут накапливаться быстро, то есть вы можете почувствовать боль в мышцах, но всё ещё можете продолжать движение. Если вы начнете двигаться на пределе, например спринт, то продукты распада начнут накапливаются быстро, и вы устанете за 45—90 секунд.

Итак: при низ кой интенсивности организму нужны только волокна с низким порогом типа I, а волокна с более высоким порогом постепенно задействуются с увеличением интенсивности. По крайней мере, до момента, когда вы достигните максимума вашей интенсивности.

Что это за точка? В силовые тренировки максимальная точка находится на уровне ~80—85% от 1ПМ (при изометрическом сокращении). На этом уровне включаются практически все мышечные волокна. Помимо этого, тело начинает генерировать больше силы с помощью скорости кодирования и других сложных нервных процессов, так как больше нет волокон, которые можно было бы активировать.

Существует миф, что организм может задействовать лишь не большую часть мышечных волокон, но это в корне неверно. Используя технику, называемую Interpolated Twitch Technique (ITT), было обнаружено, что при высокой интенсивности люди могут использовать 98—99% волокон в небольших мышцах, например бицепсах. И чуть меньше в крупных мышцах, например, 88—90% мышечных волокон в четырехглавых мышцах. Это достигается при пороге работы ~80—85% от 1ПМ. При работе с этими процентами человек в среднем может выполнить 5—8 повторений в упражнении прежде, чем наступит мышечный отказ. Выполнение меньшего числа повторений 1—5, то есть еще большее увеличение рабочего веса (нагрузки), не приведет к задействованию большего числа волокон, т.к. все они уже задействованы. Ваша сила уже будет зависеть от нейронных паттернов – скорости кодирования и тому подобного.

Интересный факт: все вышеупомянутое относится только к крупным мышцам, таким как бицепсы, квадрицепсы, грудные мышцы и др. В более мелких мышцах, таких как мышцы глаз и пальцев, рекрутинг волокон происходит примерно до 50—60% от максимума, после чего доминирует скорость кодирования. Это обеспечивает более тонкий контроль мышц для мелкой моторики. Сейчас вы скорее всего думаете, что тренировки на интенсивности 80—85% это вероятно наиболее эффективный подход для роста мышц, но нет, делать такой вывод еще рано.

Два пути к высокому напряжению.

Теоретически, если бы нам пришлось выбирать только один диапазон повторений из всех возможных, то работа с 80—85% от 1ПМ на 5—8 повторений это лучший выбор. Мы получим полное включение волокон с перво го повторения и до последнего. При этом их будет достаточно для того, чтобы спровоцировать гипертрофию, т.к. мы знаем, что нам нужны сокращения для нее. Возможно, у вас возник вопрос – «Почему больший вес хуже для гипертрофии?». Потому что мы отнимаем у себя объем. Допустим, вы делает 8 повторений в подходе со 100 кг., тогда ваш объем равен 100х8=800 кг., если же вы сделаете 3 подхода с весом 130 кг., то ваш объем будет равен 130х3=390 кг., что в два раза меньше. Здесь важно учитывать, что и в том, и в том случае мы задействуем все мышечные волокна, но во втором случае получаем меньше сокращений и общего времени под нагрузкой (мы еще коснемся этой темы). Помимо этого, с точки зрения качества техники и скорости поднятия веса порог в 80—85% тоже лидирует.

Теперь давайте зададимся вопросом, как будет выглядеть процесс включения волокон, если мы начнем тренироваться с весом ниже 80—85% от максимального? Допустим, мы начнем работать с 70% от 1ПМ, что в среднем позволит нам сделать 12—15 повторений прежде, чем наступит отказ. Теперь организму не нужно включать все мышечные волокна сразу, так как требований к необходимой силе для подъема веса стало меньше. Но поскольку подход продолжается, некоторые из первоначально задействованных волокон начнут утомляться. Когда это произойдет, тело будет задействовать новые волокна, чтобы поддерживать силу и продолжать подход. Соответственно к концу подхода будет задействовано больше волокон, чем в начале. И этот процесс будет происходить до тех пор, пока в какой-то момент не произойдет активация всех доступных волокон. И эта активация будет поддерживаться до тех пор, пока подход не будет прекращен либо из-за остановки спортсмена, либо из-за мышечной недостаточности (отказа). Итак, теоретически, скажем, вы начинаете работать с 75% от максимума, что даст нам около 10—12 повторений или около того. В течение первых 5—6 повторений вы не достигнете полной активации волокон, так как организм и так может генерировать достаточно силы, не задействуя все мышечные волокна. По мере утомления волокон тело будет задействовать больше волокон, и к последним 3 – 5 повторениям вы получите полную активацию. Это означает, что только в течение последних 3—5 повторений активируются волокна с самым высоким порогом – тип II, они начинают подвергаться высокому напряжению и активируется каскад FAK / PA / mTOR.

Все это поднимает вопрос – «Когда именно все волокна полностью активируются?». Разберем два исследования на эту тему. В одном исследовании мужчины с опытом тренировок выполняли упражнение «жим ногами» до отказа на уровне 90% от 1ПМ и 70% от 1ПМ. Для определения активации мышечных волокон использовали метод исследования ЭМГ (электромиография). В среднем испытуемые выполнили 8 повторений при 90% и 18 повторений при 70%. В итоге исследования обнаружили, что количество пиковых значений ЭМГ при 70% совпали с 90%. То есть при работе с 90% во всех подходах была максимальная активация, а при 70% последние 8 повторений из 18 повторений были с максимальной активацией. То есть и в том, и в том случае испытуемые выполнили равное количество повторений (по 8) с максимальной активацией. Аналогичное исследование было проведено среди нетренированных женщин. В исследовании была рассмотрена активация волокон во время 3х и 15ти повторений. В итоге было обнаружено, что полная активация была достигнута с первого повторения, когда женщины выполняли 3 повторения, как и следовало ожидать. При 15ти повторениях полная активация была достигнута лишь на последних 3—5 повторениях, что тоже следовало ожидать. Веса аналогично были на уровне 90% и 70% от 1ПМ. Думаю, все это поможет вам ответить на популярный вопрос – «Почему в огромном количестве исследований разные диапазоны повторений приводят примерно к одинаковым результатам в гипертрофии?». Какой бы не был диапазон, все в конечном итоге сводится к перегрузке мышечных волокон напряжением, отличаются лишь пути достижения этого. И да, все это не значит, что вам не нужны тренировки с меньшим или большим диапазоном повторений. А метаболические (высокоповторные) тренировки помогают в росте митохондрий, учат тело выводить продукты распада, улучшают VO 2 max (способность поглощать и усваивать кислород) и т. д. Все это косвенно способствует мышечному росту, т.к. улучшает вашу способность эффективно тренироваться и восстанавливаться и про это нельзя забывать. Вы должны помнить о всестороннем развитии и что прогресс складывается и максимизируется множеством факторов.

Эффективные повторения

Суть эффективных повторений вращается вокруг того, что общее количество подходов и общее количество повторений не имеет значения. Вы можете сидеть за столом и поднимать вилку, а затем стакан ко рту пару сотен раз за присест в трех подходах на завтрак, обед и ужин, но ваш бицепс от этого не вырастет, а все, потому что эти повторения не эффективны, то есть не создают перегрузку.

Мы не можем сказать точно, сколько эффективных повторений необходимо для оптимальной активации пути FAK / PA / mTOR. Исследования показывают, что для одного человека хватит 20, а другому понадобится 40 эффективных повторений на мышечную группу за тренировку. Возможно вы где-то посередине, вам нужно поэксперементировать и найти свой диапазон, который дает вам отклик в росте и не приводит к переутомлению.

Но мы можем сказать точно, что есть разные способы получить одинаковое количество эффективных повторений. Итак, рассмотрим парня, который делает несколько подходов по 8 повторений, скажем, 4X8 с 2мя минутами отдыха. Допустим, он оставляет 2 повторения в запасе (2 RIR) перед тем, как наступит отказ, то есть останавливается чуть раньше, по факту он работает, держа в голове 10 повторений, но для экономии силы завершает подход до того, как наступит полное утомление. На первом подходе он скорее всего получит пару эффективных повторений с полной активации волокон. В каждом последующем подходе, предполагая, что интервал отдыха не слишком велик для полного восстановления, так как усталость накапливается и подход приближается к отказу, количество повторений с полной активацией будет увеличиваться. Если в цифрах, то подход 1 имеет значение 2 RIR (как мы отметили выше), подход 2 имеет значение 1—2 RIR, подход 3 имеет значение 1RIR, а подход 4 имеет значение 0 RIR (то есть последний подход полностью в отказ). Таким образом, в подходе 1 может быть 1—2 эффективных повторения, в подходе 2 – 2—3, в подходе 3 – 4, а в подходе 4 – 4. Это 11—13 эффективных повторений суммарно за 4 подхода. Сделав тоже самое со вторым упражнением на ту же группу мышц, он получит уже 20—26 эффективных повторений. Это один из способов получить много эффективных повторений: не которое количество подходов с не полным восстановлением, которое приводит к накоплению количества эффективных повторений за подход за тренировку, так как полная активация начинается раньше в каждом подходе. Этой схемы придерживается большинство спортсменов.

Теперь давайте рассмотрим различные подходы с паузой для отдыха, такие как Myo-Reps или Doggcrapp. Здесь вы начинаете с тяжелого подхода который еще называется – подход для активации. Идея заключается в том, чтобы начать с достаточно тяжелого подхода (70—80% от максимума) и подойти близко к отказу, чтобы получить полную активацию волокон в этом первом подходе. После чего отдыхаете 15 секунд, чтобы немного восстановиться, но не полностью. Теперь после отдыха выполняете еще 2—3 повторения, которые, вероятно, все еще принесут полную активацию т.к. вы не восстановились полностью, поэтому он и считаются эффективными повторениями (то есть вам не потребуется выполнять повторения с неполной активацией прежде, чем вы дойдете до эффективных повторений). Отдохните 15 секунд, и выполните еще 1—2 эффективных повторения. Отдохните ещё 15 секунд и выполните еще 1 эффективное повторение. В итоге это 8—9 эффективных повторений в одном единственном подходе с паузой отдыха. Если вы сделаете два таких подхода, то получите 16—18 полных эффективных повторений, а если три, то 24—27. Сравните это с прошлым примером, где парню пришлось выполнить 8 подходов, чтобы достичь меньшего числа эффективных повторений.

Все это не значит, что вам надо работать до отказа или обязательно использовать сложные методы тренировок по принципу пауза для отдыха. Мы просто должны сделать вывод, что разные подходы к тренировкам могут генерировать совершенно разное количество эффективных повторений за подход, тренировку, день или неделю. Вы можете совершать больше подходов и повторений, но, если они неэффективны с точки зрения достижения полной активации для достаточной перегрузки, они будут приносить меньше пользы, чем меньшее количество сложных подходов. И опять же вы не должны забывать про такие факторы как-время под напряжением и метаболический стресс и некоторые другие, которые тоже играют важную роль в гипертрофии. Они также должны регулироваться вашей тренировочной программой.

Что еще влияет на мышечное напряжение?

Да, мы можем при помощи веса регулировать нагрузку для создания напряжения, чтобы достичь эффективных повторений раньше или позже в рамках подхода, но, что еще могло бы нам помочь? Как на счет активации мышц мозгом для большего напряжения, это миф или реальность?

Думаю, что вы уже много раз слышали про то, что мы должны концентрироваться во время выполнения упражнений на мышцах для того, чтобы максимально вовлечь их в работу. Это еще называется «связь мозг-мышцы». И да, это абсолютная правда, десятки исследований показывают, что при выполнении движений с обычным темпом наша внутренняя концентрация на рабочих мышцах действительно помогает задействовать больше мышечных волокон.

Но, хочу обратить ваше внимание, что я написал «обычный темп», то есть тот темп, который мы можем контролировать. А что, если речь пойдет о взрывных движения? Взрывные движения – это такие движения, когда мы пытаемся дать максимальное ускорение снаряду с которым мы работаем. Другими словами, например, когда мы пытаемся максимально быстро выжать штангу, гантели и т. д. Для примера, одно исследование, в котором при помощи электромиографии (ЭМГ) оценили активацию мышц при выполнении взрывных движений и при подконтрольных подъемах с концентрацией у спортсменов, чей стаж тренировок варьировался от 1 года до 12 лет. Вот какие результаты были получены:

▫ Концентрация на мышцах в среднем вовлекает на 4—6% больше мышечных волокон (в эксперименте жим штанги лежа), чем если выполнять движения, не фокусируясь на рабочих мышцах.

▫ Дополнительная концентрация при взрывных движениях не помогла активировать больше мышечных волокон.

▫ Но, что самое важное – взрывные движения всегда превосходили по числу задействованных мышечных волокон обычные подконтрольные подъемы и не важно концентрировались испытуемые во время выполнения упражнений или нет.

Как вывод – максимизация концентрической скорости во время выполнения упражнений вовлекает большее число двигательных единиц (волокон). Это можно использовать, чтобы достичь эффективных повторений раньше, если мы работаем с весом менее 80—85% от 1ПМ.

Итак, пока на время закончим разбирать вопрос напряжения и перейдем к физике.

Крутящий момент и производство силы.

Сейчас нам нужно сосредоточиться на двух силах: силе, создаваемой мышцам и, приводящей суставы в движение, и силе, необходимой для перемещения объекта, создающего сопротивление (вес).

Большинство движений, которые мы выполняем в тренажерном зале, вынуждают нас полагаться исключительно на гравитацию, например, при работе со штангами и гантелями мы противодействуем их силе тяжести, я которая направлена вниз, но есть исключения, к ним относятся различные тросовые тренажеры или тренажеры с собственной осью движения.

Ключевым моментом для нас в любом случае остается то, что куда бы не была направлена внешняя сила сопротивления, сила, которую должны генерировать мышцы, чтобы выполнить движение, напрямую зависит от силы, которая противостоит им. Таким образом, если сила, необходимая для поднятия веса, составляет N произвольных единиц, ваши мышцы должны генерировать, по крайней мере, столько же сил, чтобы выполнить повторение. И это верно независимо от того, как создается сопротивление. Подъем 100 кг. требует больше мышечной силы для движения, чем подъем 70 кг.