Стройная тяжёлая атлетика

Быстрые мышечные волокна помогают сбросить вес

Если основная цель занятий спортом — улучшить фигуру, поднятие тяжестей может быть не менее эффективно, чем долгие и изнурительные пробежки. Американские учёные вырастили мышей, которые это убедительно продемонстрировали.

Несмотря на все последние открытия генетики и фармакологии, все достижения диетологов и эндокринологов, физическая нагрузка остается неотъемлемой частью распорядка дня для тех, кто хочет улучшить свою фигуру, что в большинстве случаев означает «похудеть».

Однако вопрос, какая именно нагрузка лучше, до сих пор остается открытым. Традиционно считается, что идеально подходит велосипед (велотренажер), бег, лучше по пересечённой местности, ну а на крайний случай сгодится и беговая дорожка, или «эллипсоиды». Однако вы вряд ли увидите желающего сбросить лишние килограммы на силовых тренажерах или со штангой на плечах.

Причин тому несколько. Во-первых, фигура спортсменов — сравните телосложение более чем стройных бегунов на длинные дистанции и тяжелоатлетов, у которых не редкость встретить и хороший слой подкожной жировой клетчатки. Во-вторых, продолжительность занятий. Если бегать трусцой можно и полчаса, и час, то интенсивно поднимать тяжести, особенно без подготовки, так долго не получится. Отсюда создается ощущение, что при беге тратится гораздо больше энергии, а следовательно — организм избавляется от жира быстрее.

Скелетная мускулатура человека

состоит из мышечных волокон нескольких типов, отличающихся друг от друга структурно-функциональными характеристиками. В настоящее время выделяют четыре основных типа мышечных волокон.

Медленные фазические волокна окислительного типа. Волокна этого типа характеризуются большим содержанием белка миоглобина, который способен связывать молекулы кислорода (близок по своим свойствам к гемоглобину). Мышцы, которые преимущественно состоят из волокон этого типа, за их темно-красный цвет называют красными. Они выполняют очень важную функцию поддержания позы человека и животных. Предельное утомление у волокон данного типа и, следовательно, мышц наступает очень медленно, что обусловлено наличием миоглобина и большого числа митохондрий. Восстановление функции после утомления происходит быстро. Нейромоторные единицы этих мышц состоят из большого числа мышечных волокон.

Быстрые фазические волокна окислительного типа. Мышцы, которые преимущественно состоят из волокон этого типа, выполняют быстрые сокращения без заметного утомления, что объясняется большим количеством митохондрий в этих волокнах и способностью образовывать АТФ путем окислительного фосфорилирования. Как правило, число волокон, входящих в состав нейромоторной единицы, в этих мышцах меньше, чем в предыдущей группе. Основное назначение мышечных волокон данного типа заключается в выполнении быстрых, энергичных движении.

Быстрые фазические волокна с гликолитическим типом окисления. Волокна данного типа характеризуются тем, что АТФ в них образуется за счет гликолиза. Волокна этой группы содержат митохондрий меньше, чем волокна предыдущей группы. Мышцы, содержащие эти волокна, развивают быстрое и сильное сокращение, но сравнительно быстро утомляются. Миоглобин в данной группе мышечных волокон отсутствует, вследствие чего мышцы, состоящие из волокон этого типа, называют белыми.

Для мышечных волокон всех перечисленных групп характерно наличие одной, в крайнем случае нескольких концевых пластинок, образованных одним двигательным аксоном.

Тонические волокна. В отличие от предыдущих мышечных волокон в тонических волокнах двигательный аксон образует множество синаптических контактов с мембраной мышечного волокна. Развитие сокращения происходит медленно, что обусловлено низкой активностью миозиновой АТФазы. Также медленно происходит и расслабление. Мышечные волокна данного типа эффективно работают в изометрическом режиме. У человека мышечные волокна этого типа входят в состав наружных мышц глаза.

Помимо скелетной мускулатуры выделяют тонкую, выстилающую стенки сосудов, и, иногда, сердечную.

Этот стереотип в некоторой мере поддерживается и биологией. Ранее австралийские физиологи показали, что в ответственных за «бег на длинные дистанции» медленных мышечных волокнах (I типа) содержится куда больше митохондрий, нежели в быстрых (II типа), принимающих основное участие в поднятии тяжестей. Митохондрии отвечают за производство энергии в клетке, «сжигая» питательные вещества. В итоге даже специалисты рекомендуют желающим поддерживать себя в хорошей форме не забывать о пробежках и в случае регулярного посещения тренажёрного зала.

Бостонские биологи готовы оспорить эту точку зрения.

Они утверждают, что поднятие тяжестей способно подтянуть фигуру не менее эффективно, и в подтверждение своей гипотезы ученые создали линию мышей с преимущественным содержанием мышечных волокон второго типа.

У человека соотношение быстрых и медленных волокон в скелетной мускулатуре определяется генетически, и есть еще 5–10% «неопределившихся» волокон, которые можно «подтолкнуть» в ту или иную сторону с помощью соответствующих тренировок. Ученые скорректировали это соотношение у мышей, поиграв с геном Akt1, активируемым обычно при нагрузке сопротивлением, но не усталостью. И опытная, и контрольная группы содержались на богатом жирами рационе.

К удивлению скептиков, мыши не превратились в сильных и толстых сумоистов.

Более того — у мышей вместе с усилением роста мышечных волокон второго типа уменьшилась жировая клетчатка и прошел стеатоз (жировая дистрофия) печени. Эффект наблюдался на уровне всего организма — изменился метаболизм сахаров и жиров, а также активность генов в печени, играющей ключевую роль в регуляции обмена энергии.

Митохондрия

клеточный органоид, обеспечивающий клеточное дыхание, в результате которого энергия высвобождается или аккумулируется в легко используемой форме аденазинтрифосфорной кислоты (АТФ). Отсутствуют лишь у бактерий, синезелных водорослей и других прокариотов, где их функцию выполняет клеточная мембрана. Обычно концентрируются в функционально активных зонах клетки.

Округлые, палочковидные, гантелеобразные и др. образования размером обычно 0,5-1,5 мкм. Форма, число, размеры и функциональное состояние меняются в зависимости от внешних воздействий и физиологического состояния клетки, а также при различных патологических процессах. Число митохондрий в клетках разных типов различно. Так, в клетке печени крысы их около 2500; в клетках с высокой функциональной активностью (например, в мотонейронах спинного мозга, в скелетной мышце) число митохондрий особенно велико.

Биологический полупериод (обновление половины состава) митохондрий в клетках печени составляет 9,6-10,2 суток, в клетках почки – 12,4 суток. Наблюдаемое обычно на протяжении жизни клетки увеличение числа митохондрий происходит, по-видимому, в результате их деления. Внутреннее строение митохондрий единообразно. Исследования с помощью электронного микроскопа показывают, что основное вещество, или матрикс, М. окружено двойной мембраной: наружной - гладкой, и внутренней, - образующей впячивания, называется кристами.

Присутствие в митохондрии всех элементов системы биосинтеза белка (ДНК, РНК и вспомогательные вещества) обеспечивает автономный синтез по крайней мере части белков митохондрий, которые являются как бы эндосимбионтами клетки, имеющей оформленное ядро. В процессе эволюции митохондрии могли возникнуть в результате инфицирования примитивных клеток аэробными бактериеподобными организмами, которые затем приспособились к внутриклеточному существованию и взяли на себя функцию дыхания.

Хотя точный механизм эффекта пока не установлен, причина может заключаться в коэффициенте полезного действия и «питательных предпочтениях» мышц. Ведь быстрые волокна используют больше триглицеридов, образуемых из жиров, а не сахаров.

А кроме того, меньше митохондрий, значит, меньше КПД, то есть на одну и ту же работу быстрые волокна тратят больше энергии, чем медленные.

Благодаря открытию ученых, врачи теперь смогут обоснованно назначать силовые тренировки для тех, кому раньше бег трусцой был противопоказан из-за слишком большого веса. Ну а кроме того, копилка генов, способных влиять на количество жира в организме, пополнилась.