Гипертрофия мышц: обзор принципов тренировки для увеличения массы мышц. Часть 1

Тем не менее, в случае необходимости для спортсмена развивать большие усилия против внешнего сопротивления, как правило, желательно увеличение массы мышц. В действительности, поперечник конечностей у высококвалифицированных спортсменов связан с производством горизонтальной и вертикальной мощности (93). Этим фактом обосновывается развитие скелетно-мышечной системы до нервных факторов как часть «этапа потенциации в модели периодизации» (85). Поэтому во многих ситуациях увеличение мышечной массы до определённой степени способствует росту спортивных результатов.

Наряду с вопросами работоспособности, увеличение массы мышц также может понадобиться после возникновения травмы. В ходе процесса реабилитации основная проблема – атрофия мышц без нагрузки (40). В случае, когда мышечная атрофия усиливается из-за иммобилизации, рекомендуется продлевать период реабилитации (8). Поэтому восстановление мышечной ткани может стать важной целью, которую нужно достигнуть для полного восстановления функции спортсмена после травмы.

Предполагают три основных механизма, ответственных за адаптацию к тренировке: механическое напряжение, метаболический стресс и повреждения мышц (65). Механическое напряжение означает нагрузку на мышцы и предположительно нарушает структуру скелетных мышц, целостность отдельных мышечных волокон и ведёт к клеточным реакциям, путём стимуляции пути mTOR (38). Локальный метаболический стресс включает накопление побочных продуктов метаболизма, таких как лактат в крови и ионы водорода, вызванные активацией быстрого гликолиза (32, 89). Считается, что метаболические возмущения способны стимулировать анаболизм при помощи механизмов, связанных с повышением локального выделения миокинов, увеличением продукции активных форм кислорода, клеточным отёком и острой гормональной реакцией (66). Наконец, есть предположение о стимуляции гипертрофических реакций от повреждения мышц (37), при котором воспалительная реакция и усиление синтеза мышечных белков, вызванные повреждением мышц физической нагрузкой, приводят к увеличению размера мышц. Рекомендуем читателям, желающим подробнее разобраться с каждым механизмом, лежащим в основе физиологической адаптации, обратиться к работе Schoenfeld (65).

Недавно оспорены традиционные представления о наиболее эффективных стратегиях развития сухой мышечной ткани (17). В данной статье рассматриваются современные научные данные, связанные с тренировочными принципами для увеличения гипертрофии мышц у молодых здоровых взрослых людей. Это позволит тренерам адекватно интерпретировать научные дискуссии для соответствующего применения полученных результатов в практике силовой и кондиционной тренировки.

В частности, в этой статье обсуждаются следующие основополагающие факторы, влияющие на принятие решения тренером при разработке программ тренировки с отягощениями для увеличения размеров мышц:

• объём тренировки
• нагрузка
• частота тренировки
• тренировка до отказа
• варьирование упражнений
• тип сокращений
• порядок упражнений
• темп выполнения повторений
• отдых между подходами.

Будут представлены научно обоснованные рекомендации для разработки эффективных программ тренировок с отягощениями с целью увеличения у спортсмена массы скелетных мышц.

В данной статье детально не описываются физиологические механизмы увеличения массы мышц, не оцениваются научные данные, касающиеся специфических методов тренировки, направленных на увеличение гипертрофии мышц. Здесь не обсуждаются разнообразные факторы питания и образа жизни, которые важны для усиления эффекта гипертрофической тренировки (57). 

Объём тренировки

Объём тренировки с отягощениями, обычно означающий количество работы, выполненной в заданный промежуток времени, является ключевой переменной среди принципов для увеличения гипертрофии мышц. Подобно увеличению максимальной силы (44), гипертрофия мышц повышается после продолжительной программы высокого объёма, особенно при использовании не одного, а нескольких подходов в упражнении (45). Эти научные данные используются для подтверждения текущих рекомендаций Американского колледжа спортивной медицины (ACSM), согласно которым для увеличения гипертрофии мышц спортсменам продвинутого уровня предписывается несколько подходов (4). Наблюдается существенное срочное увеличение синтеза мышечного белка после тренировки высокого объёма, превышающее тренировку низкого объёма (14), что также подкрепляет рекомендации.

Срочные реакции не всегда сопровождаются долгосрочным увеличением мышечной массы (52), однако многочисленные продольные исследования показали увеличение гипертрофии мышц от тренировки высокого объёма (20, 59, 60, 63). Radaelli et al (60) с использованием ультразвука для измерения толщины сгибателей и разгибателей локтя показали существенно большее развитие мышц плеча при выполнении пяти подходов упражнения по сравнению с одним и тремя подходами, за шестимесячный период тренировок. Этот прирост мышечной массы сопровождался значительно большим увеличением пяти ПМ (повторный максимум) в жиме лёжа и вертикальной тяге после вмешательства высокого объёма (60).

В научной литературе данные о преимуществе в росте мышц при тренировке высокого объёма неоднозначны (11, 50), но в недавнем мета-анализе выявлена дозо-зависимая взаимосвязь между объёмом тренировки и гипертрофией мышц (72). Например, высокие недельные объёмы (>10 подходов на часть тела в неделю) связаны с большим приростом массы мышц, по сравнению с низкими объёмами (<5 подходов на часть тела в неделю), с размером эффекта 0,241 (72). Schoenfeld et al (72) пришли к выводу, что тренировка высокого объёма приводит к большему увеличению мышечной массы, чем тренировка низкого объёма.

Механизмы, лежащие в основе взаимосвязи между высоким объёмом тренировки и увеличением мышечной массы, потенциально связаны с длительным метаболическим стрессом (34). Большее количество подходов для части тела увеличивает общую продолжительность действия соответствующих энергетических систем и разнообразие мышечных волокон при тренировке. Тем не менее, если продолжительный метаболический стресс отвечает за увеличение гипертрофии мышц после занятий высокого объёма, тогда тренерам нужно тщательно регулировать виды упражнений, составляющих их программы, особенно при включении упражнений с высокой нагрузкой. Например, применение подходов со снижением веса может усилить накопление побочных продуктов обмена, предъявив большие требования к гликолитической энергетической системе (33). Если для увеличения объёма запланировать большое количество такого метода тренировки, спортсмен может выйти за пределы своего порога восстановления, что приведёт к снижению ответной гипертрофии (28).

Важно подчеркнуть, что взаимосвязь между объёмом и ростом мышц вряд ли линейна. Это значит, постоянное увеличение объёма тренировки неизбежно приведёт к плато в развитии мышечной массы. Данное предположение подтверждается недавними выводами Amirthalingham et al (3). В их исследовании не выявлено существенной разницы в гипертрофии мышц между испытуемыми, выполнявшими пять подходов по десять повторений или десять подходов по десять повторений за шестинедельный период (3). При составлении тренировочных программ тренерам нужно учитывать восстановительные способности каждого спортсмена, поскольку чрезмерный объём ведёт к продолжительному перенапряжению или даже синдрому перетренированности (82). Общий эффект в данном случае – уменьшение способности к анаболическим процессам, вследствие повышенного катаболического статуса и белкового обмена (46). В этом смысле взаимосвязь между тренировочным объёмом и гипертрофией предполагается в форме перевёрнутой U-образной кривой (70). Поскольку способность восстанавливаться от заданного объёма работы у каждого человека индивидуальна, тренерам по силовой и кондиционной подготовке нужно использовать соответствующие инструменты тестирования и контроля для определения пороговых значений, позволяющих максимально увеличить массу мышц наряду с сохранением здоровья.

Нагрузка

Регулирование тренировочной нагрузки при тренировке с отягощениями считается незаменимым фактором для максимальной гипертрофии мышц и обычно выражается процентом от максимальной нагрузки, возможной в данном движении (65). Вероятно, это непосредственно связано с механизмом «механического напряжения», поскольку повышение нагрузки ведёт к увеличению напряжения в мышечно-сухожильных единицах. Тем не менее, нагрузки, превышающие 85% ПМ, несмотря на увеличение механического напряжения, подвергают недостаточному стрессу систему быстрого гликолиза, из-за снижения времени под нагрузкой (61). Поэтому для компромисса между механическим напряжением и метаболическим стрессом традиционно рекомендуют нагрузки 70 – 85% ПМ (4).

Предположительно, тренировка с высокой нагрузкой (>65% ПМ) ведёт к большему приросту мышечной массы, потому что рекрутирует и утомляет высокопороговые двигательные единицы (43, 56). Этот результат желателен для спортсменов, так как гипертрофия быстросокращающихся мышечных волокон существенно выше, чем у медленносокращающихся волокон (1, 88), и быстросокращающиеся волокна сокращаются с большей скоростью (96). Fry (29) показал, что программы, включающие нагрузки выше 50% ПМ, ведут к большей гипертрофии быстросокращающихся волокон, по сравнению с медленносокращающимися волокнами. Кроме того, при кратковременных изометрических сокращениях с низкой нагрузкой (30 – 45% ПМ) не наблюдается истощение гликогена в волокнах IIX, но существенно возрастает с увеличением отягощения (90).

Хотя согласно приведённым данным, волокна II типа в большей степени стимулируются при высокой нагрузке, при тренировке с низкой нагрузкой также было показано рекрутирование быстросокращающихся волокон при условии, что подход продолжается до состояния, близкого к произвольному утомлению (15). При непосредственном сравнении тренировки с высокой и низкой нагрузкой Mitchell et al (51) не выявили существенных различий в специфичной волокнам гипертрофии. Тем не менее, предполагают недостаточную мощность этого исследования (56) из-за низкой чувствительности, не позволяющей установить различия гипертрофии разных типов волокон между вариантами нагрузки. В связи с тем, что в исследовании не обнаружено существенных различий в гипертрофии волокон I типа между тренировкой с высокой и низкой нагрузкой (17 vs 30%, соответственно) (51), возможно обнаружению различий препятствовала недостаточная статистическая мощность. Mitchell et al. (51) использовали размер выборки 12 человек в группе, что обеспечивало, основываясь на нашем post hoc анализе, низкую статистическую мощность 0,17, предполагая альфа-уровень 0,05 и размер эффекта 0,3 (d). Для тренеров важно отметить, что в этом исследовании показано очень малое различие в гипертрофии волокон II типа от тренировки с высокой или низкой нагрузкой (16 vs 18%, соответственно) (15). Необходимы дополнительные данные для уточнения возможности нагрузки определять гипертрофию разных типов волокон. Разумеется, тренерам нужно правильно оценивать важность рекрутирования широкого диапазона двигательных единиц путём планирования высоких и низких нагрузок. И действительно, увеличение поперечника мышцы, которое определяется увеличением белков миофибрилл, а значит, диаметра мышечных волокон, также зависит от гипертрофии волокон I типа. Поэтому упражнения, активирующие значительную долю волокон I типа, нужны для максимальной адаптационной гипертрофии.

Мета-анализ Schoenfeld et al (75), где рассматривалась общая мышечная гипертрофия, показал большую эффективность для увеличения массы скелетных мышц тренировки с высокой нагрузкой (>65% ПМ), чем при тренировке с низкой нагрузкой (<60% ПМ). Тем не менее, тенденция преимущества высокой нагрузки оказалась незначительной (p=0,076), что возможно обуславливается малым количеством исследований, оценивающих влияние тренировочной нагрузки на гипертрофию мышц. Применение стратегии тренировки с низкой нагрузкой поддерживает эксперимент, в котором тренировка с 30% ПМ привела к большему срочному повышению синтеза мышечных белков по сравнению с тренировкой 90% ПМ, при условии тренировки с низкой нагрузкой до отказа (15). Кроме того, Mitchell et al (51) показали аналогичный прирост общего мышечного поперечника при тренировке с низкой нагрузкой (30% ПМ), по сравнению с тренировкой 80% ПМ за десятинедельный период. Также показано аналогичное увеличение массы мышц после восьминедельного вмешательства с применением схемы со средней нагрузкой (8 – 12 ПМ) или варьирования тренировочных нагрузок (2 – 4 ПМ; 8 – 12 ПМ и 20 – 30 ПМ) в течение недельного цикла занятий (71).

Поэтому, когда тренеры подбирают тренировочный стимул для гипертрофии мышц, можно использовать высокие или низкие нагрузки. Традиционное предписание нагрузки >65% ПМ в программах для гипертрофии может и не сработать. Эта информация полезна для реабилитации после травм, где тренировка с низкой нагрузкой, по-видимому, – эффективный метод увеличения массы мышц без значительных внешних сил, свойственных интенсивной тренировке, что снижает нагрузки на суставы.

Хотя тренировки с низкой нагрузкой могут быть столь же эффективны для гипертрофии мышц, тренерам не следует упускать из виду превосходство в силовой адаптации от тренировок с высокой нагрузкой по сравнению с низкими нагрузками (10, 54, 64, 67). Эти различия объясняются принципом специфичности тренировки, согласно которому предельные усилия при тренировке с высокой нагрузкой необходимы для развития максимальной силы, тогда как тренировка с низкой нагрузкой требует лишь низких\средних усилий в состоянии утомления (18). Таким образом, тренировка с высокой нагрузкой при накоплении существенного объёма позволяет увеличивать силу мышц без значительного прироста мышечной массы. Подобная адаптация, когда одновременно увеличивается масса и максимальная сила мышц, называется функциональной гипертрофией (58).

Частота тренировки

Под частотой тренировки понимают количество тренировочных занятий в единицу времени. С точки зрения увеличения массы мышц спортсмена, частота тренировок напрямую зависит от тренировочного объёма. В ходе одного тренировочного занятия способность восстанавливаться от выполненной работы ограничена. Поэтому для достижения высокого уровня тренировочного объёма потребуется много тренировок. В связи с тем, что объём тренировок – ключевой фактор роста мышц (72), оптимизация частоты тренировок позволит выполнить максимальный объём без чрезмерного утомления.

При определении оптимальной частоты тренировок для гипертрофии мышц Wernborn et al (94) показали оптимальную частоту тренировочных занятий два-три в неделю. Это подтверждается недавним мета-анализом, выявившем существенно большее увеличение массы мышц при тренировке отдельной мышечной группы два раза в неделю по сравнению с одним и тремя занятиями в неделю (73). Приведённые данные контрастируют с традиционной для некоторых бодибилдеров практикой, которые сообщают о тренировке отдельных мышечных групп раз в неделю (36). Тем не менее, Schoenfeld et al (73) и Wernborn et al (94) включали в анализ тренированных и нетренированных людей, потенциально влияя на применимость результатов для спортсменов.

Для большинства спортсменов, тренирующихся с отягощениями, неизбежна обратная зависимость между тренировочным объёмом в занятии и частотой тренировок, поэтому увеличение частоты занятий ведёт к уменьшению объёма каждого занятия. В случае программы с высокой частотой тренировок, при которой мышечная группа тренируется несколько раз, необходимо снижать объём каждого занятия для предотвращения чрезмерного недельного объём тренировок. Для высокой частоты тренировок нужна стратегическая периодизация, чтобы обеспечить достаточное восстановление между занятиями. Фактически, тренировка той же мышечной группы до возвращения в гомеостаз белкового синтеза может нарушать процесс гипертрофии (48); поэтому для оптимизации реакции на тренировку может потребоваться 48 – 72 часов отдыха между тренировками отдельной группы мышц (73).

Общие рекомендации, вероятно, подойдут для многих спортсменов, однако недавно показана стимуляция большего прироста мышечной массы при более частой тренировке у тренированных людей (23). Поскольку тренированные люди адаптируются к долговременной тренировке с отягощениями снижением ответного синтеза белка (22), распределение тренировочного объёма с большей частотой занятий потенциально увеличивает общее время, проведённое спортсменом с положительным балансом белка (23). Такой подход требует значительного уменьшения тренировочного объёма в каждом занятии для предотвращения накопления чрезмерного утомления. Согласно Dankel et al. (23), стратегия с высокой частотой тренировок менее оптимальна для нетренированных людей, потому что последующие тренировки с отягощениями, вероятно, помешают увеличению синтеза белка в ответ на предыдущую тренировку. Эта гипотеза поддерживается механистически, хотя в настоящее время практически нет данных, подтверждающих подобную теоретическую модель и необходимы дальнейшие исследования.

Тренировка до отказа

Тренировка до отказа приводит к неспособности производить необходимое усилие для подъёма веса в концентрической фазе движения (65). При тренировке до отказа предположительно рекрутируется максимальное число двигательных единиц, и в результате наступает утомление в большем количестве мышечных волокон (16, 97), что ведёт к более выраженной гипертрофической реакции. Выполнение повторных сокращений мышц с фиксированной нагрузкой (например, подхода) до отказа связано с прогрессивным увеличением воспринимаемого усилия (5) и уровня активации мышц (полученного при помощи поверхностной ЭМГ) (86). Эти данные свидетельствуют об увеличении рекрутирования высокопороговых двигательных единиц (86). В подтверждение Burd et al (14) не обнаружили различий в адаптации мышц при стратегиях тренировки с низкой или высокой нагрузкой, при условии, что каждый подход выполняется до отказа. Тем не менее, такие выводы при разном объёме нагрузки сделать трудно.

Goto et al (34) изучали влияние тренировки до отказа на гипертрофию мышц в 12-недельном исследовании, где испытуемые выполняли аналогичный объём нагрузки и разделялись на группу тренирующихся до отказа и группу, включающую отдых в рамках подхода для предотвращения отказа. При аналогичном объёме группа, использовавшая подходы «без отдыха», достигла существенно большей гипертрофии четырёхглавых мышц наряду с большим приростом максимальной силы (34). Эти данные согласуются с результатами Schott (77), который тоже обнаружил преимущества в адаптационной гипертрофии при тренировке до отказа, по сравнению с завершением подхода до утомления.

Несмотря на положительное влияние тренировки до отказа, исходя из научных данных, при регулярном планировании подобного подхода нужно соблюдать осторожность. Согласно Sundstrup et al (86), при анализе при помощи ЭМГ для полной активации мышц не нужно доходить до концентрического отказа, плато наблюдается в последних трех-пяти повторениях при нагрузке 15 ПМ. Это важное замечание, потому что постоянное выполнение тренировки с отягощениями до отказа может вызвать симптомы перетренированности и последующие нарушения анаболического состояния спортсменов (39). В связи с тем, что многие исследования преимущества тренировки до отказа относительно кратковременные, необходимо выяснить долгосрочные последствия. Подобные результаты определены для тренировочных программ на максимальную силу (25). Поэтому практикующим рекомендуется стратегическое планирование тренировки до отказа для спортсменов, что предотвращает перетренированность.  

Продолжение здесь.