Как растут мышцы - мышечная гипертрофия

Физические упражнения способны творить с телом чудеса: бодибилдеры и пауэрлифтеры тому живое повреждение. Все знают, что от регулярных нагрузок мышцы растут. Но как это происходит? На самом деле, рост мышц (на языке ученых – «мышечная гипертрофия») – процесс довольно сложный, и в нем еще есть что изучать.

В первую очередь стоит разобраться, как устроены скелетные мышцы на микроскопическом уровне, и что именно в них растет.

Скелетная мускулатура состоит из мышечных волокон. Толщина каждого из них не больше 100 микрометров, а длина может достигать нескольких сантиметров.

Основная часть мышечного волокна – «суперклетка», которая получилась путем слияния многих обычных – до нескольких тысяч. В ней находится много ядер, но все они сдвинуты на периферию. Основной же объем занимают миофибриллы – структуры, обеспечивающие сокращения.

Каждая миофибрилла состоит из белков. За сокращения мышц отвечают два основных белка – актин и миозин. Актин образует тонкие нити, которые движутся вдоль толстых нитей миозина, и за счет этого происходит мышечное сокращение.

Рост мышц при регулярных физических нагрузках происходит в основном за счет увеличения количества белка и числа миофибрилл в этих «суперклетках».

Важную роль в этом процессе играет второй компонент мышечных волокон – стволовые клетки мышечной ткани, которые находятся рядом с «суперклеткой». Это как бы игроки, которые находятся на скамье запасных и совсем не похожи на профессиональных спортсменов, но в случае необходимости быстро переодеваются и присоединяются к команде.

Во время регулярных нагрузок стволовые клетки-спутники присоединяются к «суперклетке», становятся ее частью и дарят ей свои ядра. Чем больше ядер – тем интенсивнее синтез белка, больше миофибрилл и толще мышца.

Кроме того, стволовые клетки вырабатывают некоторые биологически активные вещества, которые способствуют регенерации и росту мышц. Эти вещества воздействуют на ДНК и активируют синтез определенных белков.

Как же физическая активность приводит к активации стволовых клеток, синтеза белка и образования новых миофибрилл? Можно выделить три основных механизма.

В первую очередь это физические нагрузки, причем, более интенсивные, чем обычно. Во время них в мышечной ткани происходят изменения на биохимическом уровне, и это приводит к выработке особых веществ – факторов роста. Они и запускают процесс мышечной гипертрофии.

Второй фактор – травма мышечной ткани. Если после тренировок вы чувствуете боли – значит, в ваших мышцах возникли микроскопические повреждения. Из-за них развивается воспаление, активируется иммунная система. Иммунные клетки выделяют вещества, которые «пробуждают» стволовые клетки.

В-третьих, к росту мышц, вероятно, приводит метаболический стресс. Во время интенсивных физических нагрузок в мышечной ткани накапливаются ионы лактата (той самой хорошо знакомой многим спортсменам молочной кислоты), фосфата, водорода и другие «отходы». Человек в это время чувствует в мышцах жжение и «заложенность», а на биохимическом уровне начинают вырабатываться сигнальные молекулы, факторы роста, анаболические гормоны. Правда, этот эффект пока изучен только в лаборатории, на образцах тканей «в пробирке». Неизвестно, происходят ли точно такие же процессы в теле живого человека.

Кстати, росту мышц способствуют не только нагрузки, но и растяжение. Когда мышца адаптируется к новой длине, миофибриллы растягиваются и растут в длину. Например, во время одного эксперимента у крыс, которые поднимались и спускались по наклонной дорожке, длина миофибрилл увеличивалось сильнее, чем у тех, которые только поднимались. Такой же эффект отмечается у человека, когда он носит гипс, и некоторые мышцы зафиксированы в растянутом, расслабленном положении.

Итак, рост мышц можно рассматривать как ответ на стресс, вызванный физическими нагрузками. А любой стресс, как известно, полезен только в умеренных дозах. Помните фразу Ницше: «то, что тебя не убивает, делает тебя сильнее». Поэтому важно не переборщить с тренировками.

Конечно же, на рост мышц влияют не только физические нагрузки. Есть и другие факторы. К ним относятся:

• Начальная мышечная масса. Если она мала, и человек начал тренироваться впервые в жизни, то увеличение мышц можно заметить только через несколько недель, а то и месяцев. Тем не менее, сила вырастет – потому что в первую очередь тренируется нервная система, она учится более эффективно управлять мышцами.

• Индивидуальная реакция на тренировки. Этот фактор был изучен в одном интересном исследовании. Его участники регулярно тренировались, а потом у них изучили реакцию мышечной ткани, и, в зависимости от ее силы, разделили на три группы. У участников в первой группе стволовые клетки активировались на 23%, а объем мышц увеличился на 58%. Во второй группе активация произошла на 19%, а объем мышц увеличился на 28%. В третьей группе стволовые клетки вообще не активировались, и объем мышц не изменился.
• Полноценный отдых. Во время тренировок кажется, что мышцы увеличиваются. На самом деле к ним просто притекает больше крови. Когда вы выполняете физические упражнения, в ваших мышцах происходит повреждение. А восстановление и рост – во время отдыха.

• Полноценное питание. Тут работает простое правило: мышцы растут, когда синтез белка в них происходит быстрее, чем его распад. А для этого в организм должны в достаточном количестве и регулярно поступать питательные вещества.
  

• Гормональный фон. В первую очередь на рост мышц влияет уровень тестостерона – мужской половой гормон является естественным анаболиком. Он усиливает синтез белка, замедляет его распад, способствует выработке молекул, передающих нервные сигналы, и активирует регенерацию нервов. Также важную роль играет инсулиноподобный фактор роста. Этот гормон синтезируется различными клетками, он активирует синтез белка, облегчает усвоение мышцами глюкозы и аминокислот.

И напоследок стоит отметить, что не всякое увеличение мышц происходит за счет «полезного объема». Иногда это просто набухание и разрастание соединительной ткани. Такое состояние называют саркоплазматической гипертрофией, и к нему часто приводит метаболический стресс. Саркоплазматическая гипертрофия тоже может усиливать рост мышц – но это не точно.