Адаптация мышц к тренировке
На свойства мышцы оказывают влияние регулярность, продолжительность и интенсивность ее деятельности.
После повреждения иннервирующих мышцу мотонейронов или прекращения нервно-мышечной передачи денервированные мышечные волокна постепенно становятся тоньше, в них уменьшается содержание сократительных белков. Такое явление называется денервационной атрофией . Атрофия может наступить, даже когда нерв не поврежден, но мышца долго бездействует, например, при иммобилизации сломанной конечности путем наложения гипса. Это иммобилизационная атрофия .
По контрасту с уменьшением мышечной массы, происходящим из-за отсутствия нервных импульсов, усиление сократительной активности, т.е. упражнение, может сопровождаться увеличением размеров (гипертрофией) мышечных волокон, а также изменениями способности мышечной ткани к образованию АТФ.
Количество волокон в мышце остается постоянным в течение всего взрослого периода жизни. Значит, изменения размеров мышц при атрофии и гипертрофии не являются результатом изменений количества мышечных волокон, а определяются уровнем метаболизма и размерами каждого отдельного волокна.
Упражнения относительно низкой интенсивности, но большой длительности (в обиходе называемые "аэробной тренировкой"), такие как бег и плавание, приводят к увеличению количества митохондрий в волокнах, вовлеченных в соответствующий вид деятельности. Кроме того, вокруг этих волокон возрастает число капилляров. Все эти явления повышают выносливость, т.е. способность к длительной мышечной активности при минимальном утомлении. (Интересно, что при этом несколько уменьшается диаметр волокон, так что тренировка на выносливость способствует небольшому снижению максимальной силы мышц.) Тренировка на выносливость сопровождается изменениями не только в скелетных мышцах, но и дыхательной и сердечно-сосудистой системах, в результате чего к мышцам поступает больше кислорода и богатых энергией соединений.
Противоположная по характеру форма тренировки - кратковременные высокоинтенсивные упражнения (в обиходе "тренировка на силу"), например, такие как поднятие тяжести. Во время сильного сокращения вовлекаются преимущественно быстрые гликолитические волокна . При этом их диаметр увеличивается (гипертрофия) вследствие повышенного синтеза актиновых и миозиновых филаментов , объединяющихся в новые миофибриллы . Одновременно возрастает гликолитическая активность благодаря усиленному синтезу ферментов гликолиза . В результате таких интенсивных упражнений мышечная сила увеличивается; у тренированного тяжелоатлета мышцы выпуклые, "накачанные". Однако такие мощные мышцы маловыносливы, быстро утомляются.
Упражнения практически не влияют на формирующиеся в волокне типы ферментов миозина и, следовательно, на соотношение быстрых и медленных волокон в мышце. Однако, в результате упражнений изменяются скорости синтеза ферментов метаболизма, вследствие чего в мышце сдвигается соотношение оксидативных и гликолитических волокон . В ходе тренировки на выносливость уменьшается количество быстрых гликолитических волокон и увеличивается количество быстрых оксидативных , поскольку возрастает их окислительная способность. Тренировка на силу сопровождается процессами противоположного характера: быстрые оксидативные волокна превращаются в быстрые гликолитические.
Пока неясно, какие именно сигналы ответственны за изменения в мышце при разных видах ее деятельности. Очевидно только, что это связано с частотой и интенсивностью сократительной активности мышечных волокон и, значит, с особенностями разрядов потенциалов действия, генерируемых в мышце в течение длительного времени.
Учитывая, что упражнения того или иного типа изменяют силу и выносливость мышц в разном направлении, следует индивидуально составлять программу регулярных упражнений для тех, кто стремится совершенствовать свою мышечную деятельность. Характер упражнений определяется тем типом мышечной деятельности, который избирает для себя человек. Поднятие тяжестей не повысит выносливость бегуна на длинные дистанции (стайера), а бег трусцой не придаст силы тяжелоатлету. Вместе с тем большинство упражнений способствуют некоторому повышению как силы, так и выносливости.
Изменения мышц в ответ на регулярные тренировки проявляются медленно, в течение недель. Если упражнения прервать, результат предшествующей тренировки постепенно исчезнет.
Максимальная сила, генерируемая мышцей, снижается на 30-40 % в возрасте между 30 и 80 годами. Это обусловлено прежде всего уменьшением среднего диаметра волокон. Отчасти ослабление связано просто с возрастным снижением физической активности, и его можно предотвратить с помощью специальных программ упражнений. Однако с возрастом уменьшается способность мышцы адаптироваться к физической нагрузке: у пожилого и молодого индивидуумов упражнения одинаковой интенсивности и продолжительности дадут разные результаты. Возрастное уменьшение способности адаптироваться к повышенной активности наблюдается у большинства органов.
Однако отмеченный эффект старения лишь частичен, так что даже пожилые люди могут достичь путем упражнений существенной адаптации. Особое внимание привлекает аэробная тренировка благодаря ее воздействию на сердечно-сосудистую систему. Вместе с тем рекомендуются и тренировки на силу (крайне умеренные); они замедляют возрастную потерю мышечной ткани, а также поддерживают костную ткань.
На следующий день после усиленного упражнения непривычного типа человек ощущает мышечную боль . Это результат небольшого воспаления поврежденной мышечной ткани. Наиболее сильное воспаление возникает после эксцентричных (удлиняющих) сокращений; следовательно, при удлинении волокон, вызываемом внешней силой, мышца повреждается значительнее, чем при изотоническом или изометрическом сокращении . Поэтому при упражнениях с постепенным опусканием штанги возникает более значительный мышечный дискомфорт, чем при поднимании эквивалентного груза.
На рост и силу скелетной мышцы оказывают влияние анаболические стероиды .
