Сергей Иванов
Долговременная адаптация к упражнениям с отягощениями разной интенсивности:
Во множестве исследований предпринималась попытка напрямую оценить долговременную адаптационную гипертрофию в рамках континуума интенсивности сила-выносливость. Результаты этих исследований неоднозначны и противоречивы.
Первое исследование темы в хорошо контролируемых экспериментальных условиях проведено Camposet al (44). Тридцать два нетренированных (Среднее ± СО; возраст 22.5 ± 5.8 лет) случайным образом выполняли один из трёх протоколов тренировки для нижних конечностей: группа с низким количеством повторений (n = 9) выполняла по четыре подхода каждого упражнения 3 – 5ПМ с отдыхом между подходами 3 минуты; группа со средним количеством повторений (n = 11) выполняла по три подхода с 9 – 11 ПМ и отдыхом между подходами 2 минуты; группа с высоким количеством повторений (n = 7) выполняла два подхода с 20 – 28 ПМ и отдыхом 1 минута. Контрольная группа (n = 5) не выполняла упражнений с отягощениями. Тренировка включала жимы ногами, приседания и разгибания голени с приблизительно равным общим объёмом. Занятия проводились 2 раза в неделю первые 4 недели и 3 раза в неделю в оставшиеся 4 недели. Отягощение прогрессивно увеличивали, ориентируясь на выполнение необходимого количества повторений во всех подходах, а все подходы выполнялись до концентрического мышечного отказа. Для оценки ППС волокон использовали биопсию латеральной широкой мышцы. Спустя 8 недель, в группах с высоким и средним количеством повторений обнаружено существенное увеличение ППС волокон типа I, IIA и IIX на 12,5%, 19,5% и 26%, соответственно. Увеличение ППС волокон в группе с высоким количеством повторений не достигла статистической значимости для любого из типов волокон, а значит, упражнения низкой интенсивности не подходят для стимуляции гипертрофии.
Campos et al (44), применили аналогичную базовую тренировочную программу, Leger et al (45) разделили 25 здоровых людей на группы с низким и высоким количеством повторений, группу со средним количеством повторений исключили. Субъекты были старше, чем в исследовании Campos et al (44), средний возраст 39 ± 4,9 лет и не тренировались с отягощениями, по крайней мере, год. Мышечные объём оценивался при помощи компьютерной томографии. После 8 недель тренировки увеличение ППС четырёхглавой мышцы на 10% обнаружили в обеих группах без существенных различий между протоколами тренировки. В следующей работе этой лаборатории (46) с демографически похожей популяцией также сообщили о 10% увеличении размеров четырёхглавой мышцы, без существенных различий между группами, которые использовали аналогичный протокол тренировки. Исследователи считают, что их результаты расходятся с данными, полученными Campos et al (44), из-за детренированности людей более старшего возраста, вследствие чего любой вид тренировки с отягощениями этой популяции способен предоставить существенный стимул для мышечного роста.
Реакцию мышц на выполнение упражнений низкой интенсивности с медленными движениями и тоническим развитием усилия, а также на традиционные упражнения высокой интенсивности у 24 нетренированных людей оценивали Tanimoto и Ishii (40). Испытуемые распределялись случайным образом для выполнения разгибаний голени с 50%ПМ и темпом 6 с (по 3 с на концентрическое и эксцентрическое сокращение) без фазы расслабления между повторениями (НМТ; n = 8) или 80%ПМ с темпом 1 с для концентрического и эксцентрического сокращения при 1 с расслабления между повторениями (ВН; n = 8). В обеих группах выполнялось примерно по 8 повторений в подходе до наступления утомления, и нагрузка прогрессивно увеличивалась на основании результатов предыдущего занятия. Третья группа (НН; n = 8) выполняла упражнения низкой интенсивности с использованием нормального темпа, который применялся в протоколе с высокой интенсивностью и, таким образом, не работала для произвольного утомления. Занятия проводили 3 раза в неделю в течение 12 недель. По окончании экспериментального периода мышечная ППС, которую определяли при помощи магнитно-резонансного изображения (МРИ), существенно увеличилась в группах НМТ и ВН (5.4 ± 3.7 % и 4.3 ± 2.1 %, соответственно), без существенных различий между группами. В группе НН не отмечали значимого увеличения массы мышц. Результаты исследования снова подтвердили необходимость тренировки до отказа для получения ответной гипертрофии при тренировке низкой интенсивности.
Следующее исследование этой лаборатории воспроизвело построение предыдущего (47), но с использованием тренировки с отягощениями для всего тела, которая включала приседания, жим лёжа, вертикальную тягу, скручивания и разгибания спины. Интенсивность была несколько выше в обеих группах (55 – 60% в группе ЛНТ и 80 – 90% в группе ВН), что обусловлено многосуставностью упражнений. И вновь существенные различия в размерах мышц были зафиксированы в группах ЛНТ и ВН (среднее ± СО; 6,8 ± 3,4% и 9,1 ± 4,2%, соответственно), без существенных различий между группами. Несмотря на интересные выводы исследований, они компрометируются влиянием темпа упражнений, различия которого не позволяют сделать окончательные выводы, как при рекомендациях с традиционной интенсивностью. Более того, хотя результаты не достигли статистической значимости в протоколе тренировки для всего тела, упражнения высокой интенсивности привели к большему абсолютному увеличению мышечной массы на 34%. Таким образом, вероятно, что небольшой размер выборки привёл к ошибке II рода (принятие ложной гипотезы).
Holm et al изучали влияние упражнений с отягощениями низкой интенсивности при тренировке 11 малоподвижных молодых людей (48). Каждый из субъектов выполнял 10 подходов разгибаний голени одной ногой с интенсивностью 70% ПМ, а другой ногой 15,5% ПМ, выбор ног осуществлялся случайным образом. Занятия проводились 3 раза в неделю в течение 12 недель. ППС четырёхглавой мышцы, оцениваемый при помощи МРИ, увеличился больше чем в три раза на ноге, которую тренировали с высокой интенсивностью. Следует отметить, что упражнения низкой интенсивности предусматривали выполнение одного повторения каждые 5 секунд на протяжении 3 минут, что ставит под сомнение достижение утомления и, таким образом, не позволяет экстраполировать выводы на тренировку низкой интенсивности до отказа. Примечательно, что следующие исследования, где применили подобный протокол для здоровых молодых людей, показали 18% повышение количества клеток-сателлитов, связанное с протоколом низкой интенсивности. Следовательно, упражнения низкой интенсивности могут оказывать положительное воздействие на ранние стадии миогенеза (49).
Вслед за их исследованием срочного тренировочного эффекта (39), которое упоминалось прежде, в лаборатории Stuart Phillips провели эксперимент с похожим протоколом для каждого субъекта, чтобы проверить гипотезу долговременного увеличения мышц, вследствие предложенного ими срочного воздействия (50). Восемнадцать нетренированных людей (среднее ± СО; возраст 21 ± 1 год) случайным образом распределялись в группы, которые выполняли разные протоколы тренировки с отягощениями, включающие разгибание голени одной ноги до концентрического утомления: три подхода упражнений низкой интенсивности с 30% ПМ; три подхода упражнений высокой интенсивности 80% ПМ; один подход с интенсивностью упражнений 80% ПМ. Занятия проводили 3 раза в неделю на протяжении 10 недель. Адаптацию латеральной широкой мышцы бедра оценивали при помощи МРИ и биопсии. В конце периода исследования в группах с низкой и высокой интенсивностью произошли существенные увеличения мышечных объёмов (среднее ± СО; 6,8 ± 1,8% и 7,2 ± 1,9%, соответственно), без существенных различий между группами. В группе, выполнявшей один подход, также зафиксировано увеличение мышц, но оно составило менее половины от гипертрофии в других группах (среднее ± СО; 3,2 ± 0,8%). Интересно, что биопсия мышечных волокон показала, что в группе низкой интенсивности большая гипертрофия наблюдалась в волокнах типа I, в то время как в группе высокой интенсивности показана большая гипертрофия волокон типа II, что подтверждает специфичность адаптивного ответа в рамках континуума сила-выносливость. Исследование ограничено использованием для тренировки разгибаний голени, не репрезентативным в отношении обычно применяемых программ, направленных на гипертрофию.
Современное исследование. Schuenke et al (51) исследовали влияние интенсивности и темпа выполнения на гипертрофию мышц. Тридцать четыре нетренированные женщины случайным образом распределялись в одну из трёх групп: традиционная силовая тренировка (СТ), которая выполняла подходы с 6 – 10 ПМ в темпе 1-2 с на концентрическую и эксцентрическую фазу упражнений; традиционная для мышечной выносливости (ТВ) – 20-30 повторений с тем же темпом, что и группа СТ; группа с медленной скоростью сокращения (МС) – 6-10 повторений в темпе 10 с –концентрическое сокращение и 4 с – эксцентрическое сокращение. В группах ТВ и МС тренировочная интенсивность составляла ~ 40-60% ПМ, в группе СТ интенсивность составила ~ 80-85% ПМ. Большая продолжительность сокращения в группе МС привела к снижению момента и, соответственно, средних усилий для выполнения повторений по сравнению с группой ТВ. Тренировка включала три подхода жимов ногами, приседаний и разгибаний голени до мышечного отказа с отдыхом между подходами ~2 минуты. Занятия проводились 2 раза в первую неделю и 3 раза в остальные 5 недель. Для оценки ППС применялась биопсия латеральной широкой мышцы бедра. Спустя 6 недель тренировок существенное увеличение поперечника волокон типа I, IIA и IIX отмечалась в группе СТ (среднее ± СО; 26.6 ± 22.7 %, 32.9 ± 20.4 % и 41.1 ± 32.7 %, соответственно), в то время как существенных ограничений в группе ТВ не наблюдали. Примечательно, что в группе МС обнаружили существенное увеличение поперечников волокон типов IIA и IIX, но увеличение было меньше половины от зафиксированного в группе СТ. Возможно, гипертрофия при низкой интенсивности упражнений проявляется медленнее, и если это так, то этого нельзя было установить из-за кратковременности исследования.
В одной из последних публикаций по теме Ogasawara et al (52) обнаружили сходное увеличение ППС большой грудной мышцы и трицепса плеча у субъектов, выполняющих жим лёжа с 75% ПМ или 30% ПМ до концентрического мышечного отказа. В исследовании девять не тренировавшихся прежде людей выполняли упражнение с высокой интенсивностью первые 6 недель, после чего следовал год детренировки и 6 недель тренировки низкой интенсивности, без случайного распределения по группам. Хотя результаты интересны, их нужно рассматривать с осторожностью в связи с возможным влиянием «мышечной памяти» путём нервного механизма и/или увеличения числа клеток сателлитов (5, 53, 54).
На основе разнородных и противоречивых результатов исследований тяжело сделать выводы вследствие различий в построении экспериментов и методов оценки. Одной из особенностей, которые следует отметить, является различие способов оценки мышечной адаптации: биопсия, МРИ, ультразвук и/или КТ. Каждая из этих техник имеет свои сильные и слабые стороны, затрудняя сопоставление результатов исследований (2).
Использование различных протоколов упражнений дополнительно усложняет сравнение. В некоторых исследованиях применялись протоколы из нескольких подходов односуставного упражнения, тогда как в других оценивалась программа, состоящая из множества подходов и сочетающая одно- и многосуставные упражнения, что более точно отражает реальную тренировку, направленную на гипертрофию. Кроме того, в одних экспериментах применяли аналогичные по объёму нагрузки, тогда как в других нет. Перечисленные трудности не позволяют точно и достоверно сравнить результаты исследований.
Ещё одним, очень важным ограничением имеющихся на сегодняшний день литературных данных является недостаточная статистическая мощность в связи с небольшим размером выборки. Современные исследования, в основном, включают ~30 испытуемых, разделённых на группы по ≤12 человек. Это существенно увеличивает возможность ошибки II рода, когда существенные различия не могут быть выявлены при их реальном существовании. Большая статистическая мощность может быть достигнута при объединении данных для анализа; тем не менее, различия методов, применявшихся в доступных исследованиях, делают мета-анализ весьма проблематичным.
И наконец, все имеющиеся исследования проведены с участием нетренированных или минимально тренированных людей. Известно, что у хорошо тренированных людей реакция существенно отличается от тех, кто имеет малый опыт тренировок (55). Эффект «потолка» постепенно затрудняет у тренированных людей дальнейшее увеличение мышечной массы, требуя применения более сложных протоколов тренировки с отягощениями для достижения ответной гипертрофии. Более того, есть данные, что систематическое выполнение упражнений с отягощениями может изменять анаболические сигнальные пути у грызунов (56) и человека (57), показывая ослабление гипертрофической реакции. Таким образом, имеющиеся данные не распространяются на популяцию хорошо тренированных людей. При проведении последующих исследований необходимо выяснить влияние интенсивности тренировки на гипертрофическую реакцию у людей с опытом регулярных тренировок с отягощениями не менее года.
Выводы:
Несмотря на существование порога минимальной интенсивности для инициации увеличения мышечной массы, точный уровень интенсивности для достижения адаптационной гипертрофии до сих пор не выяснен. Основываясь на данных современных исследований, ясно, что упражнения с низкой нагрузкой способны обеспечить прирост мышечной массы у нетренированных людей, и что это увеличение может быть функционально, метаболически и/или эстетически значимо. Тем не менее, будет ли адаптационная гипертрофия аналогична той, которая достигается при выполнении упражнений с отягощениями более высокой интенсивности (≤60% ПМ), сомнительно. Кроме того, неясно, какая (если будет вообще) гипертрофия при низкоинтенсивных упражнениях у хорошо тренированных людей, так как эксперименты по этой теме для этой популяции ограничены.
Представлены веские доказательства, что ограничение кровотока при выполнении упражнений с интенсивностью 20% ПМ не рекрутируют весь спектр ДЕ, что делает маловероятным способность упражнений аналогичной интенсивности без ограничения кровотока вызывать адаптацию, сравнимую с упражнениями высокой интенсивности. Показано, что рекрутирование БС волокон происходит при выполнении упражнений с отягощениями с ограничением кровотока при интенсивности 30%, но не аналогичное упражнениям с высокой интенсивностью (33). Интенсивность, необходимая для полного рекрутирования мышечных волокон, выше 30%. В связи с этим понятно, что если традиционные упражнения с отягощением ≤30% ПМ способствуют приросту мышечной массы, эквивалентному упражнениям высокой интенсивности, как обнаружено в ограниченном количестве исследований (45, 46, 50), различия в накоплении белков, по-видимому, обусловлены больше гипертрофией волокон типа I и, возможно, типа IIA. По-видимому, другие факторы, относящиеся к метаболическому стрессу (клеточный отёк, аутокринные/паракринные сигналы, системное повышение гормонов), создают условие для усиления адаптационных изменений. Вероятно, в случае ограничения кровотока регулярно фиксируемая гипертрофия при интенсивности ≤30% ПМ (14) преимущественно обусловлена повышенным образованием метаболитов (16, 58). Остаётся выяснить, наблюдаются ли подобные эффекты при тренировке низкой интенсивности без ограничения кровотока. Более того, некоторые упражнения могут сами по себе способствовать ограничению кровотока и, таким образом, увеличивать метаболический стресс при низких нагрузках (со стабильным моментом), в то время как другие нет (кривая вращающего момента значительно снижается в течение подъёма). Необходимы дополнительные исследования этого вопроса.
Тренировка до отказа – другой фактор, который необходимо рассмотреть при обсуждении упражнений низкой интенсивности. Предполагают, что упорные тренировки до произвольного мышечного отказа повышают риск перетренированности и психологического выгорания (59). Действительно, Izquierdo et al (60) обнаружили, что тренировка до отказа вызывает снижение уровня инсулиноподобного фактора роста в состоянии покоя в 16-недельном протоколе, указывая на то, что субъекты могли быть перетренированы к окончанию исследования. Отрицательное влияние перетренированности обычно требует время для проявления и, таким образом, может не обнаруживаться в современных исследованиях интенсивности тренировок, принимая во внимание их кратковременность (≤12 недель). На практике может потребоваться применение более частых периодов снижения нагрузки в течение программы периодизации по сравнению с упражнениями высокой интенсивности. Непонятно, как эти изменения повлияют на долговременный мышечный рост.
Исследования показывают, что средний диапазон повторений (6 – 12 ПМ) с использованием контролируемого темпа поднимания веса, возможно, оптимальный для максимальной мышечной гипертрофии (7, 61, 62), несмотря на то, что доказательства по этому вопросу не убедительны. Этот, так называемый «диапазон гипертрофии», возможно, обеспечивает оптимальное сочетание механического напряжения, метаболического стресса и повреждений мышц, тем самым формируя устойчивый анаболический отклик, который ведёт к максимальному накоплению белков (3). Независимо от существования идеального гипертрофического диапазона, есть веские основания для включения в программы тренировок для увеличения массы мышц, нагрузок разной интенсивности. Тренировка с низким количеством повторений (1 – 5 ПМ) улучшает нервно-мышечную адаптацию, необходимую для развития максимальной силы (61). Подобная адаптация позволяет использовать большие веса, и, тем самым, большее механическое напряжение при умеренной интенсивности. И наоборот, тренировка с высоким количеством повторений (15+ ПМ) может уменьшить образование лактата при выполнении упражнений (63), задерживая наступление утомления и, тем самым, привести к большим изменениям волокон при гипертрофической тренировке. Этот вариативный подход особенно важен для людей со значительным опытом тренировок, когда необходим более высокий уровень перегрузки для продолжения адаптационных изменений.
Также возможна разная реакция людей на интенсивность упражнений, основанная на индивидуальной морфологии мышц. Существуют прямые подтверждения, что мужчины и женщины по-разному реагируют на аналогичный протокол тренировок с отягощениями, при этом у некоторых людей рост мышц несущественных или вообще отсутствует, а другие демонстрируют значительное увеличение массы мышц (64, 65). Отличия могут быть отчасти обусловлены различным распределением типов волокон. Исследования показывают большую генетическую вариабельность между относительным содержанием БС и МС волокон в отдельных мышцах (66), и эти различия могут проявляться в ответ на упражнения (67). Возможно, адаптация к тренировкам с низкой и высокой интенсивностью специфична профилю волокон целевых мышц. Например, есть сведения, что камбаловидная мышца, состоящая преимущественно из МС волокон, мало отзывчива к традиционным упражнениям с отягощениями по сравнению с мышцами, где много БС волокон (латеральная широкая или двуглавая плеча) (68). Так может, принимая во внимание высокое количество МС волокон, камбаловидная мышца будет реагировать лучше на протоколы с высоким количеством повторений? Несмотря на привлекательность этой теории, планирование интенсивности упражнений на основе типов волокон не подтверждено исследованиями и, таким образом, остаётся спекулятивным. Более того, учитывая различия у одного человека распределения типов волокон в разных мышцах, может быть сложно, если вообще возможно неинвазивно определить соотношение волокон для каждой мышцы, делая подобный подход непрактичным для большинства людей.
Подводя итог, есть данные о том, что тренировка низкой интенсивности может увеличивать массу мышц у нетренированных людей. Таким образом, тренировки с низкой нагрузкой до отказа представляются эффективной стратегией для увеличения массы мышц на ранних этапах тренировки. Это может быть полезно для пожилых людей, а также для тех, кто не может выполнять упражнения с отягощениями высокой интенсивности. Тем не менее, остаётся спорной сопоставимость увеличения мышечной массы при тренировках с отягощениями низкой и высокой интенсивности. Основываясь на данных о рекрутировании, интенсивность выше 30% ПМ необходима для активации волокон типа II без использования ограничения кровотока. Кроме того, на сегодняшний день недостаточно данных о пользе подобной тренировки в отношении гипертрофии для опытных тренирующихся с отягощением. В будущем необходимо провести исследования для выяснения размеров гипертрофии в зависимости от континуума интенсивности, которая используется в реальных программах тренировки, а также уточнить эти влияния на людей с большим опытом тренировок.
Источник информации, включая список литературы: http://fitness-pro.ru (2014).
