По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 616.12-008.331.1:796.894

Факторы мышечной гипертрофии под лампой физиологии

Мирошников Александр Борисович кандидат биологических наук, доцент кафедры спортивной медицины РГУФКСМиТ, начальник отдела спортивной нутрицевтики НИИ спортивной медицины РГУФКСМиТ, е-mail: benedikt116@mail.ru
Смоленский Андрей Вадимович доктор медицинских наук, профессор, академик РАЕН, заведующий кафедрой спортивной медицины РГУФКСМиТ, е-mail: smolensky52@mail.ru

Мышцы — постмитотическая ткань, которая не подвергается значительной замене клеток на протяжении всей жизни. Поэтому необходим эффективный метод для восстановления и ремонта клеток, чтобы избежать апоптоза и катаболизма скелетных мышц в течение жизни. Адаптации, вызванные сокращением в скелетной мышце, во многом определяются режимом, объемом и интенсивностью упражнений. Физическая активность приводит к множественным изменениям в скелетной мышце, включая биогенез митохондрий, увеличение максимальной активности окислительных ферментов, и способствует анаболизму миофибриллярного белка. Взаимодействие между упражнениями и питательными веществами, метаболитами, которые образовались в результате интенсивной работы, также может иметь важное значение для адаптации и ответной реакции на тренировку площади поперечного сечения волокон типа II.

Литература:

1. Виру А. А. Гормональные механизмы адаптации и тренировки. — Л.: Наука, 1981 — 155 с.

2. Мирошников А. Б., Кованова С. С., Тарасов А. В. Белковое питание при коррекции жировой ткани. Фокус на инсулин и соматотропный гормон // Терапевт. — 2017. — № 1. — С. 36–40.

3. Мирошников А. Б., Смоленский А. В. Физическая активность при коррекции веса тела: фокус на мышцы и жировую ткань (обзор литературы) // Терапевт. — 2017. — № 8. — С. 4–9.

4. American College of Sports Medicine American College of Sports Medicine position stand. Progression models in resistance training for healthy adults // Med Sci Sports Exerc. — 2009. — Vol. 41. — P. 687–708.

5. Baehr L. M., Tunzi M., Bodine S. C. Muscle hypertrophy is associated with increases in proteasome activity that is independent of MuRF1 and MAFbx expression // Front Physiol. — 2014. — Vol. 5. — P. 69.

6. Murphy C. H. et al. Leucine supplementation enhances integrative myofi brillar protein synthesis in free-living older men consuming lower- and higher-protein diets: a parallel-group crossover study // Am J Clin Nutr. — 2016. — Vol. 104. — P. 1594–1606.

7. West D. W. D. et al. Elevations in ostensibly anabolic hormones with resistance exercise enhance neither training-induced muscle hypertrophy nor strength of the elbow fl exors // J Appl Physiol. — 2010. — Vol. 108. — P. 60–67.

8. West D. W. D., Phillips S. M. Anabolic Processes in Human Skeletal Muscle: Restoring the Identities of Growth Hormone and Testosterone // The physician and sports medicine. — 2010. — No. 3. — Vol. 38. — P. 97–104.

9. Debold E. P. Recent insights into the molecular basis of muscular fatigue // Med Sci Sports Exerc. — 2012. — Vol. 44. — P. 1440–1452.

10. Dimke H., Flyvbjerg A., Frische S. Acute and chronic eff ects of growth hormone on renal regulation of electrolyte and water homeostasis // Growth Horm IGF Res. — 2007. — Vol. 17 (5). — P. 353–368.

11. Fahs C. A., Loenneke J. P., Thiebaud R. S. et al. Muscular adaptations to fatiguing exercise with and without blood fl ow restriction // Clin Physiol Funct Imaging. — 2015. — Vol. 35. — P. 167–176.

12. Gravhølt C. H., Schmitz O., Simonsen L. et al. Eff ects of a physiological GH pulse on interstitial glycerol in abdominal and femoral adipose tissue // Am J Physiol. — 1999. — Vol. 277 (5 pt 1). — P. E848–E854.

13. Hayes L. D., Bickerstaff G. F., Baker J. S. Interactions of cortisol, testosterone, and resistance training: infl uence of circadian rhythms // Chronobiol. Int. — 2010. — Vol. 27. — P. 675–705.

14. Wee J. et al. GH secretion in acute exercise may result in post-exercise lipolysis // Growth Hormone & IGF Research. — 2005. — Vol. 15. — Iss. 6. — P. 397–404.

15. Trommelen J., Groen B. B. L., Hamer H. M. et al. Exogenous insulin does not increase muscle protein synthesis rate when administered systemically: a systematic review // European Journal of Endocrinology. — 2015. — Vol. 173. — P. R25–R34.

16. Kraemer W. J., Ratamess N. A. Hormonal responses and adaptations to resistance exercise and training // Sports Med. — 2005. — Vol. 35. — P. 339–361.

17. Kraemer W. J. Endocrine responses to resistance exercise // Essentials of Strength and Conditioning / Edit. by T. R. Baechle, R. W. Earle. — Champaign, IL: Human Kinetics, 2000. — P. 91–114.

18. Kvorning T., Andersen M., Brixen K., Madsen K. Suppression of endogenous testosterone production attenuates the response to strength training: a randomized, placebo-controlled, and blinded intervention study // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. — 2006. — Vol. 291. — P. E1325–E1332.

19. Lauver J. D., Cayot T. E., Rotarius T., Scheuermann B. W. The eff ect of eccentric exercise with blood fl ow restriction on neuromuscular activation, microvascular oxygenation, and the repeated bout eff ect // Eur J Appl Physiol. — 2017. — Vol. 117. — Iss. 5. — P. 1005–1015.

20. Lin H., Wang S. W., Wang R. Y., Wang P. S. Stimulatory eff ect of lactate on testosterone production by rat leydig cells // J Cell Biochem. — 2001. — Vol. 83. — P. 147–154.

21. Marcotte G. R., West D. W. D., Baar K. The molecular basis for loadinduced skeletal muscle hypertrophy // Calcif Tissue Int. — 2015. — Vol. 96. — P. 196–210.

22. Mauras N. Growth hormone and sex steroids. Interactions in puberty // Endocrinol Metab Clin North Am. — 2001. — Vol. 30. — P. 529–544.

23. McCall G. E., Byrnes W. C., Fleck S. J., Dickinson A., Kraemer W. J. Acute and chronic hormonal responses to resistance training designed to promote muscle hypertrophy // Can J Appl Physiol. — 1999. — Vol. 24. — P. 96–107.

24. Mitchell C. J., Churchward-Venne T. A., West D. W. D. et al. Resistance exercise load does not determine training-mediated hypertrophic gains in young men // J Appl Physiol. — 2012. — Vol. 113. — P. 71.

25. Moore D. R., Churchward-Venne T. A., Witard O. et al. Protein ingestion to stimulate myofi brillar protein synthesis requires greater relative protein intakes in healthy older versus younger men // J Gerontol A Biol Sci Med Sci. — 2015. — Vol. 70. — P. 57–62.

26. Morton R. W., Oikawa S. Y., Wavell C. G. et al. Neither load nor systemic hormones determine resistance training-mediated hypertrophy or strength gains in resistance-trained young men // J Appl Physiol Bethesda Md. — 1985. — 2016. — Vol. 121. — P. 129–138.

27. Muniyappa R., Montagnani M., Koh K. K., Quon M. J. Cardiovascular actions of insulin // Endocrine Reviews. — 2007. — Vol. 28. — P. 463–491.

28. Nalbandian M., Takeda M. Lactate as a signaling molecule that regulates exercise-induced adaptations // Biology. — 2016. — Vol. 5. — P. 38.

29. Burd N. A., West D. W. D., Churchward-Venne T. A., Mitchell C. J. Growing collagen, not muscle, with weightlifting and ‘growth’ hormone // J Physiol. — 2010. — Vol. 588.3. — P. 395–396.

30. Ogasawara R., Loenneke J. P., Thiebaud R. S., Abe T. Low-load bench press training to fatigue results in muscle hypertrophy similar to high-load bench press training // Int J Clin Med. — 2013. — Vol. 4. — P. 114.

31. Oishi Y., Tsukamoto H., Yokokawa T. et al. Mixed lactate and caff eine compound increases satellite cell activity and anabolic signals for muscle hypertrophy // J Appl Physiol Bethesda Md 1985. — 2015. — Vol. 118. — P. 742–749.

32. Ratamess N. A., Alvar B. A., Evetoch T. K. et al. American College of Sports Medicine position stand. Progression models in resistance training for healthy adults // Med Sci Sports Exerc. — 2009. — Vol. 41. — P. 687–708.

33. Rennie M. J. Control of muscle protein synthesis as a result of contractile activity and amino acid availability: implications for protein requirements // Int. J. Sport Nutr. Exerc. Metab. — 2001. — Vol. 11. — P. S170–S176.

34. Rennie M. J., Wackerhage H., Spangenburg E. E., Booth F. W. Control of the size of the human muscle mass // Annu Rev Physiol. — 2004. — Vol. 66. — P. 799–828.

35. Ronnestad B. R., Nygaard H., Raastad T. Physiological elevation of endogenous hormones results in superior strength training adaptation // Eur. J. Appl. Physiol. — 2011. — Vol. 111. — P. 2249–2259.

36. Dankel S. J., Mattocks K. T., Jessee M. B. et al. Do metabolites that are produced during resistance exercise enhance muscle hypertrophy? // Eur J Appl Physiol. — 2017. — Vol. 117. — Iss. 11. — P. 2125–2135.

37. Symons T. B., Sheffi eld-Moore M., Wolfe R. R., Paddon-Jones D. A moderate serving of high-quality protein maximally stimulates skeletal muscle protein synthesis in young and elderly subjects // J Am Diet Assoc. — 2009. — Vol. 109. — P. 1582–1586.

38. Taaff e D. R., Pruitt L., Reim J. et al. Eff ect of recombinant human growth hormone on the muscle strength response to resistance exercise in elderly men // J Clin Endocrinol Metab. — 1994. — Vol. 79 (5). — P. 1361–1366.

39. Tuvdendorj D., Chinkes D. L., Zhang X. J. et al. Long-term oxandrolone treatment increases muscle protein net deposition via improving amino acid utilization in pediatric patients 6 months after burn injury // Surgery. — 2011. — Vol. 149. — P. 645–653.

40. Vingren J. L., Kraemer W. J., Ratamess N. A. et al. Testosterone physiology in resistance exercise and training: the up-stream regulatory elements // Sports Med. — 2010. — Vol. 40. — P. 1037–1053.

41. West D. W., Kujbida G. W., Moore D. et al. Resistance exercise-induced increases in putative anabolic hormones do not enhance muscle protein synthesis or intracellular signalling in young men // J Physiol. — 2009. — Vol. 587. — P. 5239–5247.

42. Wilkinson S. B., Tarnopolsky M. A., Grant E. J., Correia C. E., Phillips S. M. Hypertrophy with unilateral resistance exercise occurs without increases in endogenous anabolic hormone concentration // Eur J Appl Physiol. — 2006. — Vol. 98. — P. 546–555.

43. Willkomm L., Schubert S., Jung R. et al. Lactate regulates myogenesis in C2C12 myoblasts in vitro // Stem Cell Res. — 2014. — Vol. 12. — P. 742–753.

44. Witard O. C., Jackman S. R., Breen L., Smith K., Selby A., Tipton K. D. Myofi brillar muscle protein synthesis rates subsequent to a meal in response to increasing doses of whey protein at rest and after resistance exercise // Am J Clin Nutr. — 2014. — Vol. 99. — P. 86–95.

45. Yarasheski K. E., Zachwieja J. J., Campbell J. A., Bier D. M. Eff ect of growth hormone and resistance exercise on muscle growth and strength in older men // Am J Physiol. — 1995. — Vol. 268 (2 pt 1). — P. E268–E276.

Мышечная ткань — «золотой фонд» нашего организма, который влияет напрямую на здоровье человека [3]. С возрастом, в связи с гиподинамией, человек начинает терять мышечную массу. Американский колледж спортивной медицины (АКСМ) рекомендует для сохранения/увеличения нашего «золотого фонда», в рамках комплекса упражнений использовать две тренировки в день [с нагрузкой 70 % от одного повторного максимума (1ПМ)] силового тренинга [4]. Однако большинство исследователей показывают, что аналогичную гипертрофию мышц можно получить и при более низких значениях нагрузки (30–50 % от 1ПM) и при более высоких нагрузках (75–90 % 1ПM) при условии, что упражнение выполняется до отказа мышечной деятельности [24, 26, 30]. Также ограничение кровотока рабочих мышц способствует аналогичной их гипертрофии даже при низкой интенсивности занятия [11]. Анализ и обобщение научных данных позволили нам построить рабочую гипотезу и предположить, что если любые тренировочные протоколы, которые способны рекрутировать или создать энергетический дефицит во всем мышечном волокне, могут вызвать подобную мышечную гипертрофию, то местные, а не системные факторы несут ответственность за инициирование сигнальных ответов в волокнах I и II типа в ответ на интенсивную тренировку и вызывают анаболический ответ миоцитов скелетной мускулатуры.

Для синтеза миофибрилл мышечной ткани многие исследователи выделяют ряд важных, необходимых факторов:

1) фактор 1 — наличие пула аминокислот в крови;

2) фактор 2 — повышенная концентрация анаболических гормонов;

3) фактор 3 — наличие свободного креатина;

4) фактор 4 — повышенная концентрация ионов Н или лактата.

Необходимо рассмотреть роль каждого фактора в гипертрофии скелетных мышц.

Размер мышечной ткани диктуется балансом между скоростью синтеза мышечного белка и его деградацией [34]. Большая ошибка предположить, что снижение скорости деградации всегда будет увеличивать мышечную массу — в некоторых случаях это верно [39], однако некоторые формы деградации белка на самом деле необходимы для стимулирования мышечной гипертрофии [5]. Неоспоримый фактор мышечной гипертрофии — это необходимое наличие строительного материала или аминокислотного пула. Наличие аминокислотного пула достигается ежедневым приемом белковой пищи. Цель богатой белками пищи состоит в том, чтобы индуцировать анаболическое состояние, в котором синтез мышечного белка превышает над его деградацией. Несколько недавних исследований [37] показывают, что максимальная острая стимуляция синтеза мышечных белков происходит при употреблении 20–35 г высококачественного белка, [44] что соответствует 0,24 г/кг массы тела для здоровых молодых людей [25]. Многие исследователи утверждают, что не все аминокислоты запускают синтез мышечного белка, а именно аминокислота лейцин [6]. Теория повышенного потребления белка не сочетается со скоростью его усвоения. Если учесть, что скорость его усвоения колеблется в диапазоне 2,8 г/ч (белок яйца) до 8 г/ч (сывороточный протеин) [33], то в активную дневную фазу (16 ч) спортсмен может усвоить максимум 128 г протеина. Данная теория не совсем соответствует рекомендациям употреблять более 2 г на 1 кг веса тела, но объясняет, почему вес от белка уменьшается. Возможно, при расчетах калорийности дневного рациона на белок отводится достаточно большой процент расчетной энергии, при этом расчетная доза белка просто не усваивается, что приводит к отрицательному энергетическому балансу и пониженному весу тела.

Для Цитирования:
Мирошников Александр Борисович, Смоленский Андрей Вадимович, Факторы мышечной гипертрофии под лампой физиологии. Терапевт. 2017;12.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: