Хипертрофия Как работи изграждането на мускулите
Хипертрофия е терминът, използван за описание на увеличаването на мускулния обем или маса. Тъй като има малко доказателства, че мускулите на възрастен човек се увеличават поради увеличаване на броя на мускулните влакна (хиперплазия), увеличаването на обема на отделните влакна само по себе си се счита за основния път, по който се извършва изграждането на мускулите. И така, какво стимулира мускулните влакна да се увеличат?
Знаем, че мускулните влакна се стимулират да растат по размер след излагане на определено ниво на механично натоварване. Този стимул е приключил Механорецептори разположени близо до мембраната на всяка отделна мускулна клетка. Въпреки това, много дългосрочни проучвания, изследващи хипертрофичните ефекти от тренировките с тежести, дадоха резултати, които предполагат, че механичното натоварване може да не е единственият фактор, който води до увеличаване на мускулите. Това наблюдение накара изследователите да търсят други механизми, като например метаболитен стрес или увреждане на мускулите търсете това, което би могло да стимулира хипертрофия.
Но наистина ли са необходими подобни хипотези? Вместо това можем да се позовем на основната мускулна физиология, която идентифицира как различните тренировъчни методи влияят върху нивото и вида на механичното натоварване, изпитвано от отделните мускулни влакна?
Основна физиология на мускула
Има няколко важни характеристики и взаимоотношения във физиологията на мускулите, които влияят върху нивото на механично натоварване, което изпитват мускулните влакна по време на мускулното свиване:
- Принцип на размера
- Връзката сила-скорост
- Връзката дължина-напрежение
- изтощение
Всяко от тези явления влияе върху количеството и вида на силата, която мускулното влакно упражнява при мускулна контракция. Тази сила трябва да бъде равна и противоположна на механичното натоварване, на което е подложена, и ние знаем, че тя е основен стимул на възникващата хипертрофия.
Принцип на размера
Принципът на размера описва наблюдението, че двигателните единици, които представляват надредени структури на мускулните влакна, се набират от централната нервна система в определен ред, за да отговорят на изискванията на трудна задача.
Моторни единици контролират различен брой мускулни влакна според техния размер, а различни двигателни единици управляват мускулните влакна с различни свойства. Двигателните единици, които се набират първо, за да контролират много малък брой (дузина) мускулни влакна, които са много окислителни, докато двигателните единици, които са включени последно, регулират много голям брой (много хиляди) мускулни влакна, които са по-малко окислителни.
Структурата на моторната единица.
Моторните единици се използват за конкретни Прагови стойности на действащото натоварване активиран. Прагът за набиране на двигателна единица е нивото на сила, която мускулът произвежда по време на всеки мускулен контакт, който първо активира мускулните влакна на тази двигателна единица. Набирането на двигателни единици може да варира в зависимост от вида на свиването (ексцентрично, изометрично, концентрично) и може да се промени с изтощение. Моторните единици обаче се набират винаги в един и същ ред по размер, независимо от вида на свиването или други фактори. Устройствата с ниска прагова стойност също винаги остават включени, ако са включени и единици с по-висока прагова стойност.
В резултат на това двигателните единици с по-ниска прагова стойност, които контролират по-малък брой мускулни влакна, се набират при условия без умора, когато мускулните контракции трябва да се справят с ниски натоварвания. Единици с по-висока прагова стойност, които имат много мускулни влакна под себе си, се активират в допълнение към вече активираните двигателни единици с ниска прагова стойност, за да могат да извършват свиването с нарастващо съпротивление. Това означава, че само мускулните влакна, които могат да възприемат механично натоварване от единици с нисък праг на набиране, докато влакната, които са включени при по-високи прагове, възприемат механично натоварване само ако съпротивлението и натоварването, което трябва да бъде преодоляно, са високи.
Мускулните влакна, които се контролират от двигателни единици с нисък стимулен праг (влакна тип I), работят много по-малко окислително от мускулните влакна, които се включват при по-големи натоварвания (влакна тип II) и в същото време са по-податливи на механични стимули, които водят до хипертрофия. Тази по-висока податливост вероятно се дължи на обратната връзка между окислителния капацитет и площта на напречното сечение на едно мускулно влакно, което затруднява силно окислителните мускулни влакна тип I, които се включват при ниски натоварвания, да увеличат обема си, без да губят функцията си.
Експоненциално по-големият брой мускулни влакна, които се активират от двигателни единици с по-висок стимулов праг и са по-податливи на хипертрофия, могат да растат много по-бързо от мускулните влакна, които работят дори при ниски натоварвания. Това също обяснява защо многократните, неуморителни контракции с ниско съпротивление (например по време на аеробни тренировки) не водят до хипертрофия, като има предвид, че многократните контракции с висока устойчивост (напр. силови тренировки) водят до изграждане на мускули.
Връзката сила-скорост
Връзката между силата и скоростта е наблюдението, че мускулните влакна произвеждат повече сила, когато са в състояние да се съкращават бавно, а не бързо. Това е така, защото бавните скорости на свиване позволяват по-голям брой кръстосани мостове между актиновите и миозиновите нишки едновременно. По-бавните скорости на свиване позволяват на напречните мостове да продължат по-дълго, след като се образуват, което можем да измерим като по-бавен темп на разделяне.
Кръстосаните мостове между актин и миозин са отговорни за изразходването на сила.
Именно тези кръстосани мостове упражняват сила във всяка мускулна клетка. Така че, когато повече от тях се тренират едновременно, това води до по-голяма сила на мускулните влакна и по този начин до по-висока степен на механично натоварване, което в крайна сметка стимулира мускулния растеж. Дългосрочните проучвания за силова тренировка са открили много обстоятелства, при които връзката сила-скорост може да обясни резултатите, докато самият принцип на размера не може.
Например, тежките клекове и скоковете с леко тегло обикновено включват високи, ако не и максимални нива на набиране на двигателна единица. Това означава, че всички мускулни влакна се активират при всеки набор от упражнения, включително тези, които се контролират от двигателни единици с високи прагови стойности и реагират само на много високи натоварвания. Само че програмите за силова тренировка, които включват тежки клекове, водят до мускулен растеж. Това може да се обясни със съотношението сила-скорост: по-ниската скорост на скъсяване означава, че всяко мускулно влакно трябва да използва повече сила, което стимулира мускулните влакна, които се активират при високи прагови стойности, да растат.
Връзката дължина-напрежение
Отношението дължина-напрежение е наблюдението, че мускулните влакна произвеждат повече сила при определени дължини, отколкото при други. Тази връзка е взаимодействие на две основни, отделни отношения. The активен Дължина-напрежение и пасивен Отношение дължина-напрежение.
Мускулните влакна произвеждат повече сила, когато са опънати много далеч поради връзката пасивна дължина-напрежение. Тази връзка е продиктувана от пасивните еластични свойства на структурните елементи на мускулното влакно, като това Цитоскелетът на клетката, големи молекули като титин и колагеновият слой, заобикалящ влакното, наречен ендомизиум.
Поради активната връзка дължина-напрежение, мускулните влакна също произвеждат максимална сила, когато се свиват с оптимална дължина. Тази връзка е продиктувана от степента на припокриване между актиновите и миозиновите нишки. Когато мускулното влакно е разтегнато принудително, то прилага голямо механично натоварване на своите пасивни елементи и ги деформира Надлъжна посока. Това стимулира влакната да растат по начин, който отговаря на изискването за удължаване. Когато мускулното влакно с неговите активни елементи произвежда голяма съкратителна сила, то става по-дебело отвън поради големия брой кръстосани мостове между актина и миозина, в които се намира Напречна посока деформиран. Това стимулира влакната да растат по начин, който оправдава щама и увеличава диаметъра.
Дългосрочните проучвания за силова тренировка са открили много обстоятелства, при които връзката дължина-напрежение може да обясни резултатите. Например, упражняване с пълен обхват на движение (Обхват на движение) до хипертрофия, като същевременно увеличава дължината на фасцията в по-голяма степен. Тренировката с частичен обхват на движение, от друга страна, води предимно до увеличаване на диаметъра. Пълният обхват на движение включва разтягане на мускулните влакна в по-голяма степен от частичния обхват на движение. Водете по подобен начин изключително ексцентрично обучение и концентрично обучение само до подобно увеличаване на мускулния обем, но ексцентричната тренировка също води до увеличаване на Дължина на фасцията и концентрично обучение основно за увеличаване на Площ на напречното сечение. Ексцентричните контракции добавят по-голям стрес към пасивните елементи на мускулните влакна през целия обхват на движението на упражнението.
умора
Докато повечето хора смятат, че умората е просто субективно усещане, ние всъщност можем да я измерим от обективна гледна точка. Това е временно и обратимо намаляване на способността ни да генерираме доброволно сила с мускул поради предишни упражнения. Ние възприемаме умора в мускула, когато той произвежда по-малко сила в този момент, отколкото е успял да произведе преди началото на тренировката. В по-голямата си част няма значение дали се чувстваме уморени или не.
Умората при всеки набор от упражнения за силова тренировка се дължи на механизми в централната нервна система (централна умора) и мускула (периферна умора) вместо. Всеки вид умора влияе върху количеството механично натоварване, което тези мускулни влакна изпитват във връзка или с принципа на размера, съотношението сила-скорост или отношението дължина-напрежение.
Механичното натоварване, възприемано от мускулните влакна, изглежда се увеличава от периферната умора, а силовите тренировки с по-ниско тегло водят до хипертрофия, подобна на тази при по-високи натоварвания.
За разлика от това има централна умора вероятни отрицателни ефекти върху механичното натоварване, възприемано от мускулните влакна, които са подчинени на двигателните единици с висок праг. Той предотвратява пълното набиране на двигателни единици.
Когато е налице централизирана умора, можем да достигнем до неуспех, без да стимулираме мускулните влакна, контролирани от двигатели с висок праг. Степента на централна умора, която съществува в края на изречението, зависи от няколко фактора. Но той се контролира от по-голямото търсене на кислород и водеща обратна връзка. Това обяснява защо силовите тренировки с по-кратки периоди на почивка или много леки тежести са по-малко ефективни стратегии за мускулен растеж и също така обяснява защо упражненията, направени по-късно в тренировката, причиняват по-малко хипертрофия от тези, направени в началото на тренировката.
Какво трябва да научим от него
Хипертрофията е резултат от отделни мускулни влакна, които усещат механични натоварвания и след това увеличават обема си. Размерът и видът на механичното натоварване, възприемано от мускулните влакна, се определя от основната физиология на мускула, включително принципа на размера, отношението сила-скорост, отношението дължина-напрежение и умората. Чрез изясняване как основната мускулна физиология влияе на механичните натоварвания по време на различни видове силови тренировки, е възможно да се обяснят резултатите от повечето дългосрочни тренировъчни изследвания.