Роль нервного стимула в регуляции мышечного сокращения

Что стимулирует гипертрофию мышц?

В основном масса мышц растёт за счёт усиления в них процессов синтеза белка. Мышечные волокна механочувствительны, то есть изменение их длины, а также, возможно, формы ядер даёт сигнал к более интенсивному производству белков.

Но одного механического воздействия, судя по всему, недостаточно: чтобы синтез белков шёл интенсивнее, мышце необходимо одновременно с пассивным растяжением получать электрические сигналы к сокращению. Именно это и происходит, когда человек выполняет упражнения с отягощениями.

Также в стимулы гипертрофии часто записывают вещества, которые образуются при работе мышц: лактат, фосфат-ионы и подобное. Однако отделить их влияние от эффектов электрических и механических импульсов пока не удаётся. Возможно, эти метаболиты как-то влияют на механотрансдукцию — преобразование сигнала о растяжении или сокращении мышечных волокон в биохимический ответ этих волокон, но как именно, ещё не известно. По имеющимся данным, непосредственно продукты мышечной работы не усиливают синтез белка.

Ещё один популярный кандидат на роль стимула гипертрофии — микроповреждения мышечных волокон, те самые, которые вызывают боль в мышцах после тренировки. Вот только выяснилось, что сами по себе они тоже не увеличивают массу мускулатуры. Синтез белка из-за микроповреждений действительно усиливается, но большая часть веществ, которая образуется при этом, идёт на восстановление целостности тканей, а не на их рост. Это показывает, например, 10-недельное исследование, участники которого минимум полгода до эксперимента не тренировались с отягощением. У них усиление синтеза белка приводило к гипертрофии мышц не на первой неделе тренировок, когда микроповреждения выражены максимально, а на третьей-десятой неделях, когда ткани уже в значительной степени восстановились.

Конечно, на практике, в тренажёрном зале, невозможно определить ни изменения концентрации метаболитов в мышцах, ни степень восстановления волокон от микроповреждений, ни частоту и амплитуду нервных импульсов (о них чуть позже). Поэтому на первый план выходят другие факторы: время отдыха между подходами, частота и порядок упражнений, амплитуда движений и т. п. Подробный обзор влияния этих переменных на мышечную гипертрофию можно прочесть здесь.

Утомление ускоряет адаптацию мышцы к нагрузке или мешает ей?

Стимулов, потенциально приводящих к увеличению мышц, немало. Учитывать их все или хотя бы часть — забота тренера. Клиент же не обязан разбираться в тонкостях тренинга, но может давать обратную связь, оценивая, например, своё утомление.

И здесь возникает интересный вопрос. Нередко фанаты фитнеса, особенно высокоинтенсивного, считают, что хорошая тренировка обязательно вызывает усталость, а если нагрузка была слишком лёгкой, то и эффекта от неё не будет. Так ли это на самом деле? Служит ли утомление стимулом к увеличению объёма и/или силы мышц?

Мышечное утомление — это временное снижение работоспособности мышцы, вызванное предшествующей нагрузкой. К нему приводят не только биохимические процессы, происходящие в самой мышце, но и утомление нервной системы, ведь это она даёт мышечным волокнам сигналы сокращаться. (Кроме того, причины утомления могут крыться и в психологическом состоянии человека.)

При утомлении нервной системы изменения могут происходить на уровне нервов и нервно-мышечных синапсов или на уровне головного и спинного мозга. При этом нарушается формирование нервных импульсов и их передача к мышце. Параллельно с этим из-за изменений в биохимии мышцы волокна начинают слабее реагировать на нервные импульсы. Всё это приводит к тому, что мышца сокращается слабее или не сокращается вовсе. Таким образом, по крайней мере в моменте усталость не делает тренировку эффективнее.

Поскольку мозг управляет всеми скелетными мышцами, утомление нервной системы может снизить работоспособность даже тех из них, которые на тренировке задействованы не были. Скажем, если выполнять изолированные упражнения одной конечностью, аналогичные мышцы другой часто тоже устают (хотя, вероятно, наличие и степень усталости в таких ситуациях будут разными для разных групп мышц).

Более того, эффект проявляется не только в одноимённых конечностях, но и в других частях тела. К примеру, утомление разгибателей голени снижает максимальную силу, развиваемую сгибателями предплечья.

На практике

Получается, что если мы заботимся об эффективности всех упражнений, не имеет смысла тренировать какую-то группу мышц (а тем более несколько групп) до полного изнеможения. После определённого порога дальнейшее увеличение нагрузки не ускорит прогресс, а возможно, даже замедлит его. Работа в состоянии усталости не позволит добиться оптимального ответа мышечных волокон, поэтому разумнее распределить тренировочный объём на несколько сессий.

Исследования, где не оценивали субъективную усталость, тоже свидетельствуют, что есть определённый тренировочный объём, оптимальный для развития мышечной силы и гипертрофии. К примеру, об этом говорят результаты работы 2017 года. В ней половина участников 6 недель по 3 раза в неделю занималась по протоколу немецкого объёмного тренинга (100 повторений на одну группу мышц за одну тренировку), а другая половина каждый раз выполняла вдвое меньше повторений. Во второй группе объем и сила мышц туловища и рук увеличились более существенно, но в случае ног разницы между группами не было.

Есть и другие данные, что избыток тренировочных объёмов тормозит прирост мышц. В частности, исследование 2018 года показало: если повышать число подходов упражнения с 10 до 20 в неделю, это стимулирует гипертрофию, но при увеличении числа подходов с 20 до 32 в неделю прирост мышц замедляется. В этом эксперименте участвовали здоровые молодые мужчины с опытом тренировок, во время исследования они дополнительно принимали протеин или углеводы (мальтодекстрин), но мышечная масса при повышенном объеме всё равно росла не так быстро.

Излишняя нагрузка не способствует и приросту силовых показателей. Более того, в работе 2025 года наибольший прирост одноповторного максимума (1ПМ) в приседаниях наблюдали у тех мужчин, кто в течение 8 недель поддерживал один и тот же тренировочный объём. У испытуемых, которые повышали объём на 30 или 60%, прирост 1ПМ был меньше. Интересно, что все режимы тренировок вызвали сравнимый прирост мышечной массы, а силовая выносливость (количество повторений до отказа с весом 70% от 1ПМ) почему-то выросла только у тех, чей тренировочный объём прирастал на 30%.

Если даже после этих аргументов тренироваться без сильной усталости слишком непривычно, а время, проведённое в зале, кажется бессмысленным, пока не наступает утомление, наука всё ещё в состоянии помочь. Например, работа 2016 года выявила, что из пяти протоколов приседаний, включавших прыжки с места, «классические» приседания в Смите, использование инерционного тренажёра и пр., максимальное мышечное утомление вызывал вариант упражнения с акцентом на негативную (эксцентрическую) фазу.

Итог

Усталость не равна эффективности. Чтобы развить гипертрофию и силу мышц, хороша не та тренировка, на которой человек очень устал, а та, на которой он выполнял посильные для себя задания. Есть предел нагрузки, после которого она начинает мешать росту мышц вместо того чтобы его усиливать. Хоть микроповреждения от большого объёма тренировок и стимулируют синтез белка, поначалу новые молекулы идут на восстановление мышечной ткани, а не на увеличение её массы. А утомление центральной нервной системы снижает восприимчивость к нагрузкам даже у тех мышц, которые на тяжёлой тренировке не нагружали.