Каждый, кто пытался сделать еще одно повторение в тренажерном зале или чувствовал отчаянную слабость, возникающую, когда мышцы достигают своего предела во время бега, задавался вопросом, почему мышцы устают и как сделать их сильнее.

Популярные ответы на этот вопрос ошибочно обвиняют дефицит кислорода, истощение запасов гликогена в организме или накопление молочной кислоты, и все они неверны. Тело — это чуткая, адаптивная машина, которая использует несколько взаимодополняющих процессов для обеспечения своей физической работоспособности, и механизм, регулирующий мышечную усталость, не менее сложен и имеет как физический, так и психический компонент. 

Мышечная усталость и ионы кальция

Чтобы понять, что такое мышечная усталость во время тренировки, исследователям пришлось обратиться туда, где мышечная усталость является постоянной проблемой: к людям, имеющим болезни сердца, и тем, кто страдает Фибромиалгией. Полагая, что механизм, управляющий мышечной усталостью, одинаков, независимо от того, как он вызывается, и зная, что накопление молочной кислоты не является виновником, они искали пути к мышечной усталости, не связанные напрямую с физической нагрузкой. И они нашли их.

Проведя серию функциональных магнитно-резонансных томограмм (фМРТ) и биопсию мышц, они обнаружили, что глубоко в мышцах есть поперечные канальцы (известные как Т-тубулы), в которых находятся кальциевые каналы L-типа. Эти кальциевые каналы являются переключателями. В процессе, известном как деполяризация, они заставляют мышцы напрягаться или расслабляться.     

Когда мы долго занимаемся спортом, эти кальциевые каналы начинают пропускать ионы кальция. В этот момент в действие вступают несколько интересных вещей. Во-первых, накопление ионов кальция вызывает знакомое всем жжение в мышцах, которые продолжают тренироваться вне зоны комфорта. Во-вторых, в результате утечки ионов кальция вырабатывается фермент, который атакует и повреждает мышечную ткань. Мышечная боль, возникающая после тяжелой тренировки, в основном вызвана этим повреждением, которое организм восстанавливает в течение дня или около того. Здесь же кроется идея «измельчения мышц», о которой часто говорят культуристы и тяжелоатлеты.  

Когда ионы кальция выходят за пределы своих каналов, мышечные волокна тела больше не могут напрягаться или расслабляться так, как они должны. Это приводит к уменьшению амплитуды движения. Человек, занимающийся спортом, начинает испытывать ухудшение производительности и отдачи, несмотря на то, что он может продолжать нагружать свое тело так же сильно, как и раньше.

Мышечная усталость и разум

Исследование мышечной усталости и механизма, лежащего в ее основе, опубликованное в журнале Journal of Physiology, также выявило ментальный компонент мышечной усталости. Задолго до появления жжения наш разум осознает требуемый уровень нагрузки и генерирует сигнал общего дискомфорта или, как говорится в одном исследовании, проведенном в 2007 году: "...ощущение усталости — это сознательное осознание изменений в подсознательных системах гомеостатического контроля...".

Это означает, что ментальные «трюки», которые мы используем, такие как визуализация, ментальная фокусировка и способность двигаться к очень конкретной цели с высокой мотивацией, играют определенную роль в способности мышц работать до того момента, когда они чувствуют усталость.

Как сделать мышцы более сильными

Есть только один способ сделать мышцы сильнее: часто тренировать их до отказа. Чем чаще мышцы тренируются до состояния, когда происходит утечка кальция, тем более устойчивыми они становятся к его воздействию. По сути, организм адаптируется и перестраивается, восстанавливая повреждения, нанесенные мышцам ферментом, разрушающим мышцы, и повышая порог, при котором происходит утечка кальция, что помогает развивать не только силу, но и выносливость.

Высокоинтенсивные интервальные тренировки (ВИИТ) оказались очень эффективными в этом отношении, поскольку они обеспечивают встроенное время отдыха и восполнения энергии, что позволяет организму работать на гораздо более высоком уровне интенсивности, чем если бы он тренировался без перерывов. 

Мышечная сила и вопрос возраста

Раз уж мы заговорили о силе мышц, то следует затронуть и вопрос возраста. Правда ли, что с возрастом мышцы слабеют и становятся менее устойчивыми к усталости и восстановлению?  

Исследование 2002 года предполагает, что существуют как центральные, так и периферические факторы старения, которые способствуют снижению физических способностей. Более позднее исследование показало, что если пожилые люди выполняют физические тренировки, которые заставляют их мышцы реагировать, они могут замедлить и даже обратить вспять деградацию скелетных мышц, вызванную старением. 

Также это исследование показало, что высококачественные мышцы богаты митохондриями. Митохондрии — это клеточные органеллы, которые функционируют как электростанции внутри клетки. Подобно тому, как местная электростанция производит электричество для целого города, митохондрии отвечают за производство энергии, получаемой при расщеплении углеводов и жирных кислот. Митохондрии окисляют или «сжигают» углеводы, аминокислоты и жирные кислоты для получения энергии, вырабатывая АТФ (аденозинтрифосфат).  

Мышцы, богатые митохондриями, имеют более высокие энергетические потребности, чем мышцы, в которых их не так много. Высокоинтенсивные интервальные тренировки (ВИИТ), поднятие тяжестей, спринт и бег на длинные дистанции — вот некоторые из видов высокоинтенсивной деятельности, которые способствуют образованию большего количества митохондрий в мышцах в результате процесса, называемого биогенезом.

Помимо того, что богатые митохондриями мышцы помогают нам оставаться биологически молодыми и показывать спортивные результаты далеко за пределами нашего возраста, есть еще одно преимущество, связанное с высоким качеством мышц: С точки зрения энергозатрат их содержание значительно выше, чем мышц того же размера, но более низкого качества (с гораздо меньшим количеством митохондрий), что помогает лучше контролировать соотношение жира и мышц в организме.

Выводы

Все мышцы не одинаковы. Качественные мышцы, к сожалению, труднее построить и требуется больше времени и самоотдачи, но они медленнее стареют, устойчивы к усталости и на самом деле сильнее. Поэтому в следующий раз, когда вы почувствуете, что не можете продолжать тренировку, вспомните, для чего вы тренируетесь.

Источники

Muscle fatigue: what, why and how it influences muscle function
Cairns SP, Knicker AJ, Thompson MW, Sjøgaard G. Evaluation of models used to study neuromuscular fatigue. Exerc Sport Sci Rev. 2005;33:9–16
Effects of Resistance Training Fatigue on Joint Biomechanics
Evidence of a mitochondrial lactate oxidation complex
Training on Empty
If you "feel the burn," you need to bulk up your mitochondria