Тренировка с низкой нагрузкой и высоким количеством повторений

Ключевые моменты:

1. Тренировка с высокой (80% ПМ) и низкой (30% ПМ) нагрузкой вызывает очень похожую срочную клеточную реакцию. Однако пиковый вращающий момент после тренировки с низкой нагрузкой снижается в большей степени, и может оставаться пониженным дольше, спустя 48 часов (хотя различия становятся несущественными).
2. Затянувшееся утомление после тренировки с низкой нагрузкой и повышение p70s6k (анаболического сигнального белка), как правило, положительно связано с долей мышечных волокон II типа.
3. Кодирование мРНК белков миозина типа I, IIa и IIx повышалось в равной степени после обоих видов тренировки, а значит, у тренировки с высокой нагрузкой нет приоритета в стимулировании волокон II типа, а у тренировки с низкой нагрузкой - волокон I типа.
4. Независимо от нагрузки, гипертрофия обусловлена аналогичными клеточными сигналами; однако тренировку с низкой нагрузкой нужно применять осторожно, так как после неё дольше сохраняется снижение работоспособности.

В настоящее время у нас достаточно доказательств аналогичной гипертрофии от тренировки с высокой и низкой нагрузкой (2). Тем не менее, в результатах исследований есть пробелы в двух важных областях: механизмах и влиянии на утомление.

Понимание механизмов различий между тренировкой с низкой и высокой нагрузкой похоже на что-то интересное лишь учёным, но это важно и с практической точки зрения. Как правило, если два вмешательства приводят к одному результату при помощи разных механизмов, у них наблюдается аддитивный или синергический эффект: вы можете получить больший эффект от увеличения вмешательства А или В, но от совместного применения А и В эффект выше, чем от их независимого применения (9). В случае тренировок с высокой и низкой нагрузкой нам известно, что они работают по одному клеточному механизму, это значит, что для максимального роста мышц нет необходимости сочетать тренировки с низким (6 – 15) и высоким (15+) количеством повторений. Однако, если обнаружатся разные механизмы, вызывающие рост, это будет доказательством возможности аддитивного эффекта, и пользы тренировки в обоих диапазонах повторений (или даже необходимости) для максимального роста мышц.

Понимание нюансов в утомлении от разных подходов к тренировке необходимо для перевода результатов лабораторных исследований в реальный мир. Если два подхода ведут к аналогичному росту мышц в лаборатории при тренировке раз в неделю, но для восстановления от одного нужно два дня, а от другого пять, то первый вариант тренировки – лучший практический вариант, поскольку позволяет увеличить частоту тренировок. На сегодняшний день нет исследований, сравнивающих срочное утомление и восстановительную реакцию от тренировок с высокой и низкой нагрузкой, при использовании протоколов аналогичной сложности.

В данном исследовании 15 мужчин с небольшим опытом предшествующих тренировок выполнили два протокола: четыре подхода разгибаний голени до отказа с нагрузкой 30% ПМ и четыре подхода до отказа с 80% ПМ. Исследователи оценивали: активность четырёхглавых мышц; маркеры повреждения мышц; уровни мРНК, связанных с генами, регулирующими воспаление, рост и атрофию мышц; уровни белков, участвующих в ключевых сигнальных каскадах, ведущих к адаптации мышц; восстановление работоспособности в течение 48 часов. Единственное существенное отличие между протоколами – большая активация четырёхглавой мышцы при тренировке с высокой нагрузкой и большее срочное снижение работоспособности при тренировке с низкой нагрузкой; уменьшение работоспособности оставалось немного дольше 48 часов после тренировки с низкой нагрузкой. Аналогичные изменения в мРНК и сигнальных белках от тренировки с высокой и низкой нагрузкой означают стимуляцию мышечного роста через те же клеточные механизмы. Кроме того, спортсменам нужно разумно подходить к тренировке с низкой нагрузкой (30% ПМ) в случае её включения в программу, поскольку она дольше подавляет работоспособность, чем тренировка с высокой нагрузкой (80% ПМ).

Цели и задачи исследования

Цель исследования – сравнить срочную молекулярную, нервно-мышечную и функциональную (в течение 48 часов после упражнения) реакцию на тяжёлую (80% ПМ) и лёгкую (30% ПМ) силовую тренировку, выполненную до концентрического отказа.

Исследователи не выдвигали гипотез, но в качестве нулевой гипотезы принимали следующее: тренировка до отказа с большой и малой нагрузкой вызывает аналогичные молекулярные, нервно-мышечные и функциональные реакции в течение 48 часов после выполнения упражнения.

Испытуемые и методы

Испытуемые

Пятнадцать молодых, тренирующихся с отягощениями мужчин, возрастом 22±2 года. Условие, необходимое для участия в исследованиях – систематически тренироваться не менее трех раз в неделю в течение шести  месяцев, включая не менее одной тренировки для нижней части тела.

Обзор протокола

Протокол исследования показан на Рисунке 1. 

В эксперименте применили перекрёстный дизайн с пятью визитами, в течение двух недель для каждого испытуемого. Первое посещение включало оценку повторного максимума (ПМ) в разгибаниях голени. Во второе посещение (спустя 5 – 7 дней после первого визита) проводили первую тренировку. При выполнении подходов измеряли электрическую активность мышц (ЭМГ). До и после тренировки проводили оценку результата в разгибании и брали биопсию из латеральной широкой мышцы. До и спустя 90 минут после тренировки оценивали болезненность мышц. Забор крови осуществляли до, через 15 и 90 минут после тренировки. Спустя два дня после второго визита испытуемые посещали лабораторию в третий раз для следующей оценки результата в разгибании и пробы крови. Четвёртое посещение повторяло схему второго, а пятое (спустя 48 часов) повторяло схему третьего.

В этом исследовании все испытуемые тренировались с высокой (80% ПМ) и низкой (30% ПМ) нагрузкой. Занятия проводились в случайном порядке, так чтобы одни испытуемые во второй визит выполнили тренировку с высокой нагрузкой, а в четвёртое посещение – с низкой; тогда как другие во второй визит выполнили низкую нагрузку, а в четвёртое посещение – высокую. Обе нагрузки состояли из четырёх подходов разгибаний голени до отказа с трёхминутным отдыхом между подходами.

Измерения

В пробах крови оценивали содержание сывороточного миоглобина (признак повреждения мышц). В образце биопсии мышцы до и после тренировки оценивали соотношение типов мышечных волокон, экспрессию мРНК и уровни различных сигнальных белков. Мышечную функцию оценивали разгибанием голени в изокинетическом динамометре со скоростью 60, 180 и 300 градусов в секунду. Показатели ЭМГ фиксировали и нормализовали к уровню ЭМГ, полученному при максимальном изометрическом сокращении. Болезненность измеряли альгометрией, специальным инструментом надавливали на четырёхглавую мышцу с постепенным увеличением воздействия, пока давление не вызывало боль; фиксировали уровень усилия в точке возникновения боли (большее давление в момент появления боли означало меньшие повреждения, и наоборот).

Результаты

Объём нагрузки во всех четырёх подходах оказался удивительно похожим при обоих условиях. ЭМГ латеральной широкой мышцы, что неудивительно, значительно (р<0,05) выше во всех подходах, в начале, в середине и в конце каждого подхода при интенсивности нагрузки 80% ПМ. Во всех контрольных точках болезненность и сывороточный миоглобин в обоих условиях оказались аналогичными. Тем не менее, уровень миоглобина через 15 минут после тренировки с нагрузкой 80% оказался повышен немного больше.

Изокинетический вращающий момент значительно понижался на всех скоростях после нагрузки 30% ПМ сразу после тренировки. Но спустя 48 часов между состояниями не оказалось существенных различий изокинетического вращающего момента при любой скорости. При этом снижение вращающего момента при скорости 60 градусов в секунду, по-видимому, было немного больше (но не существенно), спустя 48 часов после тренировки с нагрузкой 30% ПМ (снижение ~17% vs ~10%).

Между группами не выявлено существенных различий в экспрессии генов во всех анализируемых РНК-последовательностях или в уровнях различных белков.

В общем, при большей доле волокон II типа работоспособность снижалась значительнее и наблюдалось большее пост-тренировочное увеличения сигнального белка p70s6k (связанного с гипертрофией). Однако не выявили ни одной существенной корреляции.

Интерпретация

Разберёмся во всех этих данных. Начнём с двух существенных различий между условиями.

1. ЭМГ латеральной широкой мышцы выше при высокой нагрузке. Этого следовало ожидать из-за большего отягощения. Тем не менее, как мы раньше обсуждали, это необязательно означает большее рекрутирование двигательных единиц при нагрузке 80% ПМ. Это означает, что происходит большее одновременное рекрутирование двигательных единиц; вполне возможно рекрутирование всех двигательных единиц в ходе каждого подхода при любой из нагрузок, с большим одновременным рекрутированием при 80% ПМ и циклическим включением двигательных единиц (с добавлением по мере утомления) при 30% ПМ.
2. Сразу после окончания последнего подхода пиковый вращающий момент на всех скоростях сокращения снижался в большей степени после тренировки с низкой нагрузкой. Это неудивительно: при низкой нагрузке испытуемые завершали подход, когда не могли больше работать с 30% ПМ, а при высокой нагрузке испытуемые завершали подход, когда не могли работать с 80% ПМ. Конечно, их способность производить вращающий момент снижалась значительнее!

Существенных различий между группами у нас немного. И я указываю на это, потому что не хочу, чтобы люди делали из этого исследования множество необоснованных выводов. По моему мнению, наиболее интересные результаты этого исследования связаны с измерениями, не выявившими различия. Возможные различия между зонами нагрузки, которыми вы можете воспользоваться из этого исследования, основываются на статистически недостаточно существенных различиях между условиями. А значит, любые выводы – предварительные.

Однако некоторые не вполне значимые тенденции и различия весьма интересны. Во-первых, повреждения мышц с большей вероятностью произойдут при высокой нагрузке, но восстановление работоспособности проходило медленнее. Сывороточный миоглобин (показатель повреждений мышц) повысился почти в четыре раза через 15 минут после тренировки с высокой нагрузкой (несущественно из-за высокой вариабельности), а вращающий момент при скорости 60 град/с оставался подавлен на 10% спустя 48 часов после тренировки с высокой нагрузкой, по сравнению с ~17% - при низкой нагрузке.

Интересно отметить, что обычно повреждения мышц мешают восстановить работоспособность. Кроме того, поскольку ЭМГ выше при тренировке с высокой нагрузкой, вполне возможны различия в центральном утомлении, с большим центральным утомлением после 80% ПМ. Авторы полагают, что большее уменьшение работоспособности через 48 часов после тренировки с низкой нагрузкой обусловлено снижением эффективности транспорта кальция и уровня гликогена (что нарушало транспорт кальция).

Кроме того, интересно отметить почти значимую связь между долей волокон II типа и: а) снижением работоспособности после тренировки с низкой нагрузкой и б) уровнями фосфорилированного p70s6k. Многие тренеры (включая меня) отметили, что у спортсменов, от природы более взрывных, приросты в начале тренировок больше, и они намного быстрее прекращают расти от наращивания тренировочного объёма. Это исследование отчасти подтверждает подобные наблюдения (по крайней мере, если предположить, что спортсмены с большей долей волокон II типа более взрывные – разумно безопасное предположение).

Наконец, давайте взглянем на показатели без различий. Уровни мРНК IL-6, TNF-α, PGC-1α, MSTN (миостатина) и всех трёх MHC после тренировки с низкой и высокой нагрузкой повышались аналогично, IL-6 и TNF-α – сигналы воспалительной реакции, PGC-1α участвует в биогенезе митохондрий, миостатин подавляет мышечный рост, МНС-I – основной сократительный белок в мышечных волокнах I типа, MHC-IIa и MHC-IIx – основные сократительные белки в мышечных волокнах II типа. Особенно интересно, что все три мРНК МНС одинаково повышались от обоих видов нагрузки. Это отвергает представление о преимущественной стимуляции тренировкой с высокой нагрузкой волокон II типа, а тренировкой с низкой нагрузкой - волокон I типа. Также интересно, по крайней мере мне, одинаковое увеличение мРНК PGC-1α после обоих видов нагрузок. Я ожидал большего увеличения от тренировки с низкой нагрузкой, объясняющее большее увеличение силовой выносливости, характерное для тренировки с низкой нагрузкой.

Но аналогичное влияние двух нагрузок наблюдалось не только на уровни мРНК, но и на уровни белков, участвующих в каскаде анаболических сигналов. Это говорит о том, что тренировка с низкой нагрузкой вызывает не «саркоплазматическую гипертрофию», а стимулирует сигнальные пути, ведущие к приросту сократительных белков в той же степени, что и тренировка с высокой нагрузкой.

В этом исследовании несколько недостатков. В эксперименте участвовали люди с опытом тренировок (что отвергает представление о росте мышц от низкой нагрузки лишь у нетренированных людей), но вряд ли у них был опыт занятий с низкой нагрузкой. Поэтому некоторые из полученных результатов, могут быть связаны с новизной нагрузки. Например, анаболические сигналы могут снижаться при повторных тренировках с низкой нагрузкой до уровня ниже, чем в тренировке с высокой нагрузкой (что, по-моему, маловероятно, поскольку в нескольких исследованиях с опытными тренирующимися наблюдали аналогичных прирост мышц после занятий с высокой и низкой нагрузкой (3, 4)). Также возможно уменьшение затянувшегося утомления от тренировки с низкой нагрузкой по мере привыкания к стимулу (что, по-моему, более вероятно).

Как и в исследовании, где мы сравнивали реакцию мужчин молодого и среднего возраста, исследователи оценивали восстановление и молекулярные реакции лишь в течение 48 часов после занятия. Однако здесь недостаток понятнее, поскольку многие измерения основаны на биопсии, а большинство людей чувствуют себя неважно, когда вы забираете у них слишком много кусков плоти. Хорошо было бы продолжать оценку вращающего момента спустя 72 и 96 часов после тренировки.

Итак, что полезного для нас в этом исследовании?

Во-первых, схожесть молекулярных реакций при тренировке до отказа с 80 и 30% ПМ. Это подтверждает результаты предыдущих исследований об аналогичной эффективности для построения мышц тренировки с низкой и высокой нагрузкой. Кроме того, подтверждаются предыдущие исследования о сходном приросте волокон I и II типа при тренировке с высокой и нагрузкой (4), и доказывает нам, что гипертрофия после тренировки с низкой нагрузкой не «саркоплазматическая».

Тем не менее, производство вращающего момента через 48 часов после тренировки подавлялось в большей степени от низкой нагрузки, а значит, нецелесообразно часто применять тренировку с низкой нагрузкой в нормальных условиях, потому что механизм её действия аналогичен тренировке с высокой нагрузкой и не окажет аддитивного эффекта на гипертрофию. Также нужно отметить, что не обнаружено существенных различий в гипертрофии в двух предыдущих исследованиях, сравнивающих сочетание тренировки с низкой и высокой нагрузкой с тренировками только высокой интенсивности (~75-80% ПМ) (5, 6). Большинство моих рекомендаций согласуются со статьёй Эрика о тренировках до отказа в прошлом месяце: используйте тренировку с низкой нагрузкой (если вообще используете) преимущественно во вспомогательных упражнениях, когда у вас есть дополнительный день-два для восстановления перед следующим занятием (например, если вы жмёте в понедельник и четверг, лучше провести тренировку с низкой нагрузкой в четверг и позволить своему телу больше восстановиться к следующему занятию), и не слишком полагаться на неё в вашей «нормальной» тренировке.

С учётом вышесказанного, тренировка с низкой нагрузкой – отличный вариант тренировки при болях. Это позволяет вам стимулировать рост мышц при меньших внешних нагрузках на суставы и мягкие ткани. Для ваших мышц это не так комфортно (7), из-за интенсивного жжения, но может дать вашим суставам и мягким тканям столь необходимый отдых. И конечно же, при ежедневных тренировках, если вам нравится накачка от тренировки с низкой нагрузкой, не стесняйтесь её делать. Просто осторожнее планируйте объём или нагружайте мышцы, которые не являются первичными движителями в ваших любимых упражнениях (например, голени или двуглавые плеча, если вы пауэрлифтер).

Следующие шаги

Мне было бы интересно увидеть будущие исследования, выясняющие, почему в большей степени снижается производство вращающего момента спустя 48 часов после тренировки с низкой нагрузкой. Кроме того, мне хотелось бы увидеть большие по размеру исследования для лучшей проверки связи между разделением волокон на типы и утомлением после разных видов тренировки. И наконец, мы все ждём дополнительных хороших исследований, сравнивающих влияние от применения сочетаний разных зон нагрузки в пределах одного занятия с распределением их в течение недели (как при ежедневной волнообразной периодизации).

Практически полезные выводы

• Тренировку с низкой нагрузкой можно использовать для стимуляции роста мышц так же эффективно, как и тренировку с высокой нагрузкой.
• Тем не менее, после тренировки с низкой нагрузкой утомление может сохраняться дольше, что ограничивает частоту занятий и, в конечном итоге, еженедельный объём нагрузки.
• Тренировка с низкой нагрузкой – полезное средство для поддержания или увеличения массы мышц, когда высокие нагрузки исключены, но вам, вероятно не нужно сильно ими увлекаться при ежедневных тренировках, исключая ситуации, когда у вас есть дополнительные день-два на восстановление или для мышечных групп, работоспособность которых не имеет для вас значения.

Обзор исследования: Molecular, Neuromuscular, and Recovery Responses to Light Versus Heavy Resistance Exercise in Young Men. Haun et al. (2017)