В идеальном мире все мышцы были бы одинаковыми. Если бы нам нужно было увеличить силу, то мы бы просто набирали мышечную массу. К сожалению, мир не идеален, и все мышечные волокна не одинаковы. Это означает, что когда речь идет о функциональной силе, размер мышц не имеет значения, а важно их качество.  

Несмотря на столетие экспериментов, эта область физиологии все еще изучается, поэтому стоит погрузиться в нее поглубже, чтобы лучше понять механику работы мышц тела. Мышцы составляют до 50 % от общего веса нашего тела. Сюда входят: сердечная мышца, которая является высокоспециализированной, гладкие мышцы, например, мускулатура кишечника и остальные — скелетные мышцы, которыми мы пытаемся управлять добровольно, с помощью физических тренировок. 

Как работают мышцы?

Хотя мы часто относимся к телу как к машине (например, называем его «адаптивной машиной») и предполагаем, что оно представляет собой биомеханическую конструкцию, через которую действуют физические силы, на самом деле мы устроены гораздо сложнее. Помимо биомеханики, благодаря которой наши мышцы действуют как рычаги, способные оказывать силу на предметы, существует биохимический и неврологический аспекты.  

Например, нетренированный человек, которого просят нанести удар, создаст лишь малую толику той силы, которая есть у тренированного человека, даже если у него больше мышц. Причина этого — неврологическая. У человека, который тренировался выполнять физические действия, например, выполнять прямые удары, в мозге формируются особые нейронные пути, которые позволяют телу задействовать больше мышечных волокон, чем у нетренированного человека, и координировать их вместе для создания максимальной силы. В мозге нетренированного человека таких неврологических путей нет, и в результате он не может задействовать достаточное количество мышечных волокон и адекватно скоординировать те, которые он может задействовать. В итоге они расходуют много энергии, но дают очень мало эффективной отдачи. Проще говоря, их мышцы работают неэффективно.

Тот же принцип применим к отжиманиям, подтягиваниям или поднятию тяжелого веса, вот почему, например, те, кто привык отжиматься, кажутся способными выполнять их так легко. Давайте рассмотрим, что происходит с мышцами в процессе их работы, используя простое отжимание в качестве примера.  

Когда мы выполняем отжимание, срабатывает несколько различных механизмов. Первый из них — биохимический, он называется системой аденозинтрифосфат - креатинфосфат (АТФ-КФ). Она использует топливо, хранящееся непосредственно в мышцах, чтобы быстро и активно реагировать на необходимость активировать мышцы.  

В тот момент, когда топливо исчерпано, в работу вступает гликолитический цикл или цикл Кребса. Цикл Кребса — это центральный метаболический путь во всех аэробных организмах. Цикл представляет собой «серию из восьми реакций, которые происходят в митохондриях. Эти реакции берут двухуглеродную молекулу (ацетат) и полностью окисляют ее до углекислого газа». Цикл Кребса отвечает за расщепление сахара или углеводов в крови через процесс гликолиза с получением аденозинтрифосфата или АТФ. Цикл Кребса является аэробным (то есть использует кислород). 

В тот момент, когда уровень сахара в крови становится недостаточным для продолжения цикла Кребса, включается окислительная (или полностью аэробная) система и катализируются запасы жира, хранящиеся в организме. Эти три энергетические системы пересекаются и даже поддерживают друг друга: окислительная система помогает циклу АТФ-КП восстанавливаться и пополняться во время тренировок, вот почему, скажем, в середине 10-километровой пробежки, когда мышцы ног чувствуют, что у них не осталось сил, мы все равно можем при необходимости перейти в спринт, даже если в начале пробежки мы исчерпали все запасы топлива в наших мышцах.

Пока все это происходит на биохимическом уровне, механическая сторона движения мышц не менее увлекательна. Чтобы мышцы пришли в движение и мы смогли выполнить одно отжимание, мозг должен дать команду группе мышечных волокон, необходимых для этого действия.  

Команда на выполнение отжимания подается мозгом и проходит по кортикоспинальному пути, чтобы достичь пучка мышечных волокон, называемого двигательной единицей. Двигательная единица — это отдельный нейрон и пучок мышечных волокон, который он активирует. В точных движениях, таких как рисование карандашом, используются двигательные единицы, где каждый нейрон активирует десятки мышечных волокон, создавая очень точные, высококонтролируемые движения. При отжимании используются двигательные единицы, где каждый нейрон активирует тысячи мышечных волокон, что приводит к взрывным и менее точным движениям. 

Мы еще вернемся к точному механизму сокращения мышц, но здесь стоит упомянуть, что для отжимания нужны не только сильные трицепсы и мощные дельтоиды. Для отжимания нужен хороший кор (чтобы держать тело прямым), сильный пресс (который активируется, когда мы поднимаем себя обратно), стабильные мышцы верхней части спины и шеи (чтобы держать голову прямо), сильные грудные мышцы, которые помогают поддерживать мускулатуру верхней части тела, сильные ягодицы и квадрицепсы (для эффекта прямой планки). Все это, работая вместе, делает отжимание плавным, легким и мощным. Очень точный контроль. Но привлечение всех этих групп мышц требует изменений в неврологической части — нейронных путях в нашем мозге, которые распознают движение и уже имеют четко определенные каналы для его выполнения без особой проработки лучшего способа сделать это.  

Сила — это не только физическая сила. Важнейшим ее компонентом является психика, поэтому функциональная сила (способность мышц координировать свои действия и работать слаженно) не зависит от размера мышц. Исследования, которые показывают, что пауэрлифтеры, например, сильнее бодибилдеров, у которых явно больше мышц, также отмечают, что пауэрлифтеры задействуют больше групп мышц, чем бодибилдеры, причем в разном порядке.

Наконец, пока все это происходит, реальную работу в мышцах выполняет ацетилхолин, который высвобождается, когда двигательная единица подает команду на выполнение отжимания в нашем примере. Ацетилхолин — это нейромедиатор, который сообщает возбуждение клеткам мышечной ткани и вызывает сокращение мышечных волокон, которые создают движение в группе мышц.  

На этом этапе мы можем еще больше углубиться и увидеть, что каждое мышечное волокно содержит клетки, называемые миофибриллами, которые и выполняют всю тяжелую работу. Каждая миофибрилла состоит из саркомеров, разделенных Z-линиями. По мере сокращения миофибриллы Z-линии становятся все ближе и ближе друг к другу. Миофибриллы сокращаются потому, что белковые цепочки, состоящие из микроскопических белковых нитей актина и миозина, скользят друг по другу.  

По сути, отжимание, которое мы выполняли, стало возможным только благодаря действию актиновых и миозиновых цепочек, но это действие было бы невозможно без других белков (тропонина и тропомиозина), ионов (натрия, кальция и калия), переносчиков энергии (АТФ) и циркуляции крови для доставки кислорода и удаления углекислого газа. 

Наращивание мышц

Теоретически, зная, как работают мышцы, мы можем лучше понять, что нужно делать, чтобы их нарастить. Мы говорим «теоретически», потому что, хотя существует множество циркулирующей в физкультурных кругах информации о тренировке мышц и их качестве, сам процесс все еще далеко не ясен.

Когда мы тренируем мышцы, мы хотим добиться сочетания трех вещей: силы, скорости и выносливости. Более сильные и быстрые мышцы, которые не так легко устают, делают нас более атлетичными и позволяют выполнять все физические действия с большей легкостью.

Однако именно здесь все становится по-настоящему интересным. Хотя мы знаем, что делать, чтобы увеличить мышцы, мы не всегда получаем в итоге более быстрые и сильные мышцы. Это потому, что когда речь идет о росте мышц, увеличение их размера, называемое гипертрофией, не всегда приводит к соответствующему увеличению мышечной силы, скорости или выносливости.

Сила, в частности, пожалуй, наиболее обманчива. Как мы уже видели, нейронная адаптация, способность мозга выделять и затем координировать большее количество групп мышц более эффективным способом, играет большую роль в развитии того, что мы называем функциональной силой. Гимнасты, артисты балета, мастера боевых искусств и боксеры могут генерировать более эффективную силу в своих действиях, чем, скажем, культуристы, у которых мышцы заметно больше и рельефнее.  

Однако для того, чтобы провести более эффективную аналогию, исследования качества мышц, которые можно нарастить, были сосредоточены на сравнении бодибилдинга с его братом — пауэрлифтингом. Как правило, бодибилдеры имеют преимущество в размерах, но пауэрлифтеры могут перемещать больший вес. Это говорит нам о том, что структура мышечных волокон не всегда одинакова и что в зависимости от типа тренировок можно добиться увеличения размера мышц без значительного прироста силы.  

Прямое доказательство этому можно найти в анналах бодибилдинга. В 1993 году Том Платц, который, как утверждают, имел самые накачанные ноги в истории бодибилдинга, участвовал в соревновании по приседаниям с Фредом Хэтфилдом, который первым выполнил присед с весом 1000 фунтов (453,59 кг).

Хотя ноги Тома Платца были намного массивнее, чем у Фреда Хэтфилда, Фред выиграл первое испытание — приседание в одно повторение с весом 855 фунтов (387,82 кг) против 765 фунтов (347 кг) у Тома. Но во втором испытании, когда они сняли часть веса со штанги и снизили нагрузку до 525 фунтов (238,14 кг) для теста на выносливость нижней части тела, Том победил Фреда, выполнив 23 повторения против 11 у Фреда.

Более научное исследование, опубликованное National Strength & Conditioning Association, подтвердило эти данные, показав, что уже тренированные люди, которые работали с небольшими нагрузками и большим количеством повторений (как это делают бодибилдеры), смогли увеличить выносливость и размер мышц, а те, кто тренировался с большими нагрузками и малым количеством повторений, стали сильнее без увеличения окружности мышц.

Если использовать отжимания в качестве примера тренировок, то десять медленных повторений, выполняемых часто в течение дня, приведут к увеличению размера мышц и улучшат способность часто выполнять медленные отжимания без усталости (выносливость). Однако пятьдесят отжиманий, выполненных за один подход, настолько быстро, насколько это возможно для человека (что приводит к высокой нагрузке на мышцы), приведут к увеличению силы без обязательного увеличения размера задействованных мышц.

Качественные мышцы

Хотя никто не хочет иметь мышцы низкого качества, представление о том, что такое качественные мышцы, субъективно и зависит от конкретного вида спорта. Например, бодибилдеры хотят, чтобы их мышцы были как можно больше, и качественная мускулатура для них равна размеру. С другой стороны, пауэрлифтерам и спринтерам нужны мышцы, которые будут генерировать большую силу в кратчайшие сроки, и для них качественные мышцы — это мышцы тяжелые и сильные, а не большие.  

Прежде чем мы перейдем к важнейшему вопросу о том, как построить действительно сильные мышцы, стоит спросить, как мышцы могут быть большими, не будучи при этом очень сильными? Здесь на помощь приходит архитектура мышц. В зависимости от вида тренинга существует три способа увеличить размер мышц без увеличения силы: 

• Воздействие на мышцы с высокой пеннацией — пеннация связана с углом, под которым растут мышечные волокна по отношению к направлению силы, прилагаемой сухожилием. Например, икроножные мышцы имеют высокую пеннацию (угол наклона). В результате только часть их силы направляется к оси сухожилия и преобразуется в полезную энергию. Остальная часть используется для плотного сжатия мышцы. Биопсия поперечного сечения мышц бодибилдеров показала, что угол сгибания их мышц больше, чем у других атлетов. Это приводит к образованию более объемных мышц, которые, однако, не обеспечивают эффективного использования силы и не дают соответствующего прироста силы.
• Воздействие на волокна медленного действия — в мышцах, которые тренировались на выносливость, много волокон медленного действия. Они, как правило, более объемные, чем более короткие, быстросокращающиеся волокна, что делает мышцы больше, но не сильнее.
• Саркоплазматическая гипертрофия — возможность увеличения несократительных элементов мышечной структуры, таких как увеличение коллагена, гликогена и других клеточных субъединиц, что приводит к большему удержанию жидкости и увеличению мышц, без какого-либо увеличения силы.  

Для мышц, которые строятся ради силы, требуется:  

• Высокая нагрузка, низкое количество повторений.
• Мышечные волокна, направленные в сторону приложения силы сухожилия (что требует баллистических движений и упражнений с отягощениями).
• Регулярное выполнение высокоинтенсивных интервальных тренировок (ВИИТ).
• Упражнения с собственным весом, поскольку они задействуют множество различных групп мышц и обеспечивают один из лучших путей к развитию функциональной силы.

Резюме

После определенного момента размер мышц и их сила становятся несовместимыми друг с другом. Тогда вам нужно тренироваться либо для одного, либо для другого, но тренироваться для обоих в одинаковой степени становится практически невозможно.  

Бодибилдеры и пауэрлифтеры, марафонцы и спринтеры — прекрасные примеры адаптивных возможностей организма. Каждый из них — идеальный образец требований своего вида спорта. Сравнивать одного с другим, чтобы определить, кто из них «лучше», непродуктивно. Это все равно что сравнивать вилочный погрузчик с болидом Формулы-1. Они оба являются четырехколесными транспортными средствами, но каждое из них было создано для выполнения чего-то очень специфического.  

Бодибилдеры и пауэрлифтеры могут извлечь пользу, используя тренировочные техники друг друга. Бодибилдеры могут добиться большего прироста силы, а пауэрлифтеры начнут выглядеть более мускулистыми.

Большинству из нас нужна функциональная сила, которая имеет сильный нейронный компонент и лучшую мышечную координацию, прежде чем мы начнем обращать внимание на размер мышц. Если нам также нужен размер, то время от времени, мы должны включать в свой режим тренировки с низкой нагрузкой и высоким числом повторений. 

Источники

The Krebs Cycle
The Sarcoplasmic reticulum
Sarcomere
Effects of different volume-equated resistance training loading strategies on muscular adaptations in well-trained men
Muscle architecture
Pennate Muscles
Skeletal muscle adaptations during the early phase of heavy-resistance training in men and women. Journal of Applied Physiology, 76, 463-475