16. Рабочая гипертрофия мышц. Её виды и физиологические механизмы развития

Поскольку сила мышцы зависит от ее поперечника, увеличение его сопровождается ро­стом силы данной мышцы. Увеличение мышечного поперечника в результате физической тренировки называется рабочей гипертрофией мышцы (от греч. "трофос" − питание). Мы­шечные волокна, являющиеся высокоспециализированными дифференцированными клет­ками, по-видимому, не способны к клеточному делению с образованием новых волокон. Во всяком случае, если деление мышечных клеток и имеет место, то только в особых слу­чаях и в очень небольшом количестве. Рабочая гипертрофия мышцы происходит почти или исключительно за счет утолщения (увеличения объема) существующих мышечных волокон. При значительном утолщении мышечных волокон возможно их продольное ме­ханическое расщепление с образованием "дочерних" волокон с общим сухожилием. В процессе силовой тренировки число продольно расщепленных волокон увеличивается. Можно выделить два крайних типа рабочей гипертрофии мышечных волокон − саркоплаз­матический и миофибриллярный. Саркоплазматическая рабочая гипертрофия − это утолщение мышечных волокон за счет преимущественного увеличения объема саркоплаз­мы, т.е. несократительной их части. Гипертрофия этого типа происходит за счет повыше­ния содержания несократительных (в частности, митохондриальных) белков и метаболи­ческих резервов мышечных волокон: гликогена, безазотистых веществ, креатинфосфата, миоглобина и др. Значительное увеличение числа капилляров в результате тренировки также может вызывать некоторое утолщение мышцы. Наиболее предрасположены к сар­коплазматической гипертрофии, по-видимому, медленные (I) и быстрые окислительные (II-А) волокна. Рабочая гипертрофия этого типа мало влияет на рост силы мышц, но зато значительно повышает способность к продолжительной работе, т. е. увеличивает их выно­сливость.

Миофибриллярная рабочая гипертрофия связана с увеличением числа и объема миофи­брилл, т.е. собственно-сократительного аппарата мышечных волокон. При этом возраста­ет плотность укладки миофибрилл в мышечном волокне. Такая рабочая гипертрофия мы­шечных волокон ведет к значительному росту МС мышцы. Существенно увеличивается и абсолютная сила мышцы, а при рабочей гипертрофии первого типа она или совсем не из­меняется, или даже несколько уменьшается. По-видимому, наиболее предрасположены к миофибриллярной гипертрофии быстрые (II-B) мышечные волокна. В реальных ситуаци­ях гипертрофия мышечных волокон представляет собой комбинацию двух названных ти­пов с преобладанием одного из них. Преимущественное развитие того или иного типа ра­бочей гипертрофии определяется характером мышечной тренировки. Длительные динами­ческие упражнения, развивающие выносливость, с относительно небольшой силовой на­грузкой на мышцы вызывают главным образом рабочую гипертрофию первого типа. Упражнения с большими мышечными напряжениями (более 70% − от МПС тренируемых групп мышц), наоборот, способствуют развитию рабочей гипертрофии преимущественно второго типа. В основе рабочей гипертрофии лежит интенсивный синтез и уменьшенный распад мышечных белков. Соответственно концентрация ДНК и РНК в гипертрофирован­ной мышце больше, чем в нормальной. Креатин, содержание которого увеличивается в со­кращающейся мышце, может стимулировать усиленный синтез актина и миозина и таким образом способствовать развитию рабочей гипертрофии мышечных волокон. Очень важ­ную роль в регуляции объема мышечной массы, в частности в развитии гипертрофии мышц, играют андрогены (мужские половые гормоны). У мужчин они вырабатываются половыми железами (семенниками) и в коре надпочечников, а у женщин − только в коре надпочечников. Соответственно у мужчин количество андрогенов в организме больше, чем у женщин. Роль андрогенов в увеличении мышечной массы проявляется в следую­щем. Возрастное развитие мышечной массы идет параллельно с увеличением продукции андрогенных гормонов. Первое заметное утолщение мышечных волокон наблюдается в 6-7-летнем возрасте, когда усиливается образование андрогенов. С наступлением полового созревания (в 11-15 лет) начинается интенсивный прирост мышечной массы у мальчи­ков, который продолжается и после периода полового созревания. У девочек развитие мы­шечной массы в основном заканчивается с периодом полового созревания. Соответствую­щий характер имеет и рост мышечной силы в школьном возрасте. Даже после коррекции показателей силы с размерами тела силовые показатели у взрослых женщин ниже, чем у мужчин. Вместе с тем если у женщин в результате некоторых заболеваний, усиливается секреция андрогенов надпочечниками, то интенсивно увеличивается мышечная масса, по­является хорошо развитый мышечный рельеф, возрастает мышечная сила. В опытах на животных установлено, что введение препаратов андрогенных гормонов (анаболиков) вы­зывает значительную интенсификацию синтеза мышечных белков, в результате чего уве­личивается масса тренируемых мышц и как результат − их сила. Вместе с тем развитие ра­бочей гипертрофии скелетных мышц может происходить и без участия андрогешшх и других гормонов (гормона роста, инсулина и тироидных гормонов). Силовая тренировка, как и другие виды тренировки, по-видимому, не изменяет соотношения в мышцах двух основных типов мышечных волокон − быстрых и медленных. Вместе с тем она способна изменять соотношение двух видов быстрых волокон, увеличивая процент быстрых глико­литических (Б.Г) и соответственно уменьшая процент быстрых окислительно-гликолити­ческих (БОГ) волокон (табл. 4). При этом в результате силовой тренировки степень гипер­трофии быстрых мышечных волокон значительно больше, чем медленных окислительных (МО) волокон, тогда как тренировка выносливости ведет к гипертрофии в первую очередь медленных волокон. Эти различия показывают, что степень рабочей гипертрофии мышеч­ного волокна зависит, как от меры его использования в процессе тренировок, так и от его способности к гипертрофии. Силовая тренировка связана с относительно небольшим чис­лом повторных максимальных или близких к ним мышечных сокращений, в которых участвуют как быстрые, так и медленные мышечные волокна. Однако и небольшого числа повторений достаточно для развития рабочей гипертрофии быстрых волокон, что указы­вает на их большую предрасположенность к развитию рабочей гипертрофии (по сравне­нию с медленными волокнами). Высокий процент быстрых волокон в мышцах служит важной предпосылкой для значительного роста мышечной силы при направленной сило­вой тренировке. Поэтому люди с высоким процентом быстрых волокон в мышцах имеют более высокие потенциальные возможности для развития силы и мощности. Тренировка выносливости связана с большим числом повторных мышечных сокращений относитель­но небольшой силы, которые в основном обеспечиваются активностью медленных мы­шечных волокон. Поэтому понятна более выраженная рабочая гипертрофия медленных мышечных волокон при этом виде тренировки по сравнению с гипертрофией быстрых во­локон, особенно быстрых гликолитических (см. табл. 4).

Таблица 4