Какая сила таится в мышцах?

      
      
      В мужской компании принято хвалиться мышцами и меряться силой: два человека, упираясь в стол локтями, схватывая друг друга за кисти, пытаются свалить руку соперника на стол. Сейчас это называется новомодным английским словом «армрестлинг». По армрестлингу даже проводятся соревнования. Как ни странно, побеждает в них не всегда тот, у кого мощнее мускулатура. В чем же секрет силы?
      Эту проблему исследуют ученые-физиологи. Если им удастся раскрыть механизмы развития мышечной силы, спортсмены смогут добиваться невиданных доселе результатов! И не только спортсмены. Значительно увеличить свою физическую силу сумеет любой желающий. А кто из мужчин не хочет стать Геркулесом?
      В лабораториях, где изучают механизмы развития мышечной силы, используются высокоточные приборы, снабженные мудреной электроникой. С их помощью измеряется та сила, которую при максимальном напряжении может развить человек. Лицо испытуемого искажает гримаса, он кричит
      (совсем как штангист, поднимающий вес). Экспериментаторы тоже кричат: «Давай, давай, ну еще!» «Все! Больше не могу. Это предел!»
      Предел? А есть ли вообще предел? И если есть, то чем он измеряется?
      Принято считать, что чем больше развита мускулатура, чем больше размеры и масса соответствующих мышечных групп, тем большую силу способны они развивать. Это верно, хотя дело не только в размерах мышц. Ту силу, которую мы развиваем, напрягая мышцы максимальным волевым настроем, исследователи называют максимальной произвольной силой — МПС. Зависит она не только от мышечной массы, но и от того самого «волевого настроя», иначе говоря, от нервных механизмов управления мышцей. Значения этой силы напрямую связаны с тем, насколько мы сумеем настроиться и управлять нашими движениями, мо-билизовывать свои резервы. Ведь мышца состоит из мышечных волокон, каждое из которых управляется нервными клетками спинного мозга (мотонейронами), причем на один мотонейрон приходится несколько мышечных волокон.
      По команде мотонейрона (который, в свою очередь, получает команды из высших отделов нервной системы) все подведомственные ему волокна максимально сокращаются. По мере нарастания интенсивности сигнала(«Давай, давай, ну еще!»), все больше мотонейронов (и соответственно волокон) включается в работу, все большее их количество развивает максимальное усилие. Но есть и такие волокна, которые быстро утомляются и отключаются от работы. Таким образом, наша максимальная произвольная си-ла будет определяться тем, как много волокон мы сумеем мобилизовать и с какой силой мы заставим их сокращаться.
      Мой первый учитель, известный физиолог, профессор Яков Михайлович Коц более 20 лет назад придумал метод, позволяющий выявить силовые возможности мышц человека. Если поставить стопу на педаль динамометра, а на болыиебер-цовый нерв, который проходит близко к коже в подколенной ямке, положить электроды и включить ток соответствующей величины, то все волокна мышц голени будут сокращаться с максимальной силой. Для испытуемого процедура малоприятная, но она дает представление о его максимальных возможностях. Оказывается, мышцы голени могут развить силу, процентов на 30-40 большую, чем при максимальном произвольном усилии. Так, если максимальная произвольная сила икроножной группы мышц составляет около 50 кг, то при электрически вызванном сокращении максимальное значение силы может возрасти до 70 кг. На 40% больше! Эта разница называется силовым дефицитом. У спортсменов за счет постоянных тренировок силовой дефицит со временем может уменьшиться до 15-10%. Так, совершенствуя свое умение управлять мышечным сокращением, мобилизовать мышечные резервы, человек может значительно повысить свои силовые возможности.
      Но это еще не все. Можно измерить максимальную силу отдельного мышечного волокна. Для того чтобы понять, как это делается, вспомним школьный курс анатомии и физиологии. Вот нервный импульс пришел к мышечному волокну, чтобы заставить его сократиться. В результате почти мгновенной работы многих сложных механизмов в цитоплазму мышечного волокна выбрасывается огромное количество ионов кальция. Эти ионы, играя роль пускового сигнала, и приводят к сокращению миофибрилл (внутриклеточных мышечных моторов). Именно этот кальциевый механизм и используют ученые для исследования мышечной силы. Как это делается?
      Сначала нужно получить мышечные волокна. Шведский исследователь Бергштрем изобрел биопсий-ную иглу для получения тканевых проб из мышц человека. В толще мышц у млекопитающих отсутствуют болевые окончания. Если с помощью элементарной подкожной инъекции новокаина или лидокаина обеспечить обезболивание кожи и поверхностной фасции (соединительно-тканной оболочки мышцы), то с помощью иглы Бергштрема можно почти безболезненно для человека проникнуть в толщу мышцы и захватить небольшой ее кусочек массой примерно 30-40 мг. Это очень простая операция, не требующая ни наложения швов, ни какой-либо специальной обработки. После нее обследуемый спортсмен может немедленно приступить к тренировке, вплоть до выполнения максимальных нагрузок. Мышечные пробы, полученные таким путем, направляются на биохимические, гистохимические, электронно-микроскопические и биофизические исследования. Такие методы получения мышечных проб мы используем и в нашей лаборатории.
      Теперь эти волокна надо обработать так, чтобы их внутриклеточные моторы стали доступны для раствора, содержащего высокую .концентрацию кальция. Для этого достаточно с помощью специальных реагентов всего лишь повысить проницаемость клеточных мембран для ионов кальция. Теперь готовое волокно под микроскопом (ведь волокно — это всего лишь большая многоядерная клетка) закрепляем на штативе и присоединяем к датчику силы. Затем удаляем из ванночки с волокном нейтральный раствор и запускаем раствор с максимальной концентрацией кальция. Волокно сокращается, а мы регистрируем его силу. У здорового молодого человека волокно камбаловидной мышцы (одной из икроножных мышц) демонстрирует силу до 50-60 мг. В группе икроножных мышц человека более миллиона волокон, и их общая сила могла бы составить около 70 кг. Это примерно соответствует тем значениям силы, которые могут быть получены при электрически вызванном сокращении.
      Такую силу мышца может развить при двух важнейших условиях: во-первых, максимально возможное усилие должны развивать все мышечные волокна, а во-вторых, их усилия не должны ослабляться в течение всего времени активации. Таковы мышечные резервы нашей силы, но они, скорее всего, никогда не. будут полностью реализованы. Дело в том, что многие волокна быстро утомляются и заменяются другими — теми, которые не удалось активировать сразу. Максимальное сокращение каждого волокна тоже не может быть достигнуто, так как для этого требуется такой нервный импульс, который не может быть генерирован нашей нервной системой.
      Как же реализовать свои максимальные силовые возможности или хотя, бы приблизиться к ним? Если
      вы хорошо научились управлять своими силовыми возможностями, дальнейшее наращивание силы может быть достигнуто только за счет увеличения мышечной массы. И для тех, кто желает сберечь свое здоровье и не пользуется гормональными стимуляторами, это можно сделать лишь одним способом — с помощью интенсивной силовой тренировки. На этом пути можно добиться значительных результатов. Только не переусердствуйте — польза от наращивания мыши имеет свои пределы.
      У спортсменов-силовиков толщина мышечных волокон увеличена в 2-2,5 раза по сравнению с нетренированными людьми. Можно ли наращивать ее с помощью тренировок дальше? Исходя из общих соображений, гигантские размеры мышечных волокон могут быть сопряжены с массой неприятностей. Замедляется внутриволоконный транспорт кислорода и других веществ, затрудняется кровообращение, ухудшается координация движений. Вообще наращивание мышечной массы может сопровождаться нежелательными изменениями в организме — повышением давления в мышечных сосудах, уменьшением содержания так называемого «полезного» холестерина, избыточней выработкой половых, гормонов...
      А если вы, как многие культуристы, решили «помочь» своей мускулатуре приемом гормональных стимуляторов, то будьте готовы к поражениям печени и сердца, уменьшению активности половых желез и — увы! — снижению потенции. Впрочем, это вещи хорошо известные. Как хорошо известно и то, о чем на каждой пачке сигарет пре-дупреждает Минздрав. Но, очевидно, ссылки на науку и статистику еще никого не убеждали. Если нельзя, но очень хочется... Неужели ученые не могут придумать ничего, столь же эффективного, как гормональные стимуляторы, но только безвредного? Такой вопрос часто задают спортивные функционеры и культуристы.
      Во все века люди жаждали чуда. Дайте нам золото из камня, силу из. волшебной таблетки. В адрес ученых звучит не просьба, не мольба, а требование и приказ: сделайте так, чтобы наши олимпийцы побеждали!
      И ученые ищут новые пути. В 1999 году было обнаружено, что при делеции(выпадении)одного из генов у животных резко увеличивается рост мышечной массы, причем происходит это настолько интенсивно, что мышь приобретает размеры крысы, а бык становится просто монстром. Оказалось, что у этих мутантов отсутствует один из важнейших регуляторов роста — мио-статин, который вырабатывается мышечными волокнами и по мере развития мышц все более и более препятствует их росту. Было замечено, что при мышечной нагрузке содержание миостатина несколько уменьшается, благодаря чему мышечная масса растет. Однако этот регулятор никогда не исчезает полностью (разве что у мутантов), и даже при недостаточном содержании он постоянно тормозит синтез мышечных белков. Вот и приоткрылась завеса тайны над одним из механизмов ограничения мышечного роста. Если бы удалось заблокировать миостатиновый механизм, то запредельный рост рекордов в спорте стал бы реальностью. Да и фантастический привес в мясном
      животноводстве был бы возможен.
      Как это сделать, научная литература рецептов не дает. А рынок пищевых добавок дает не только рецепты, но и сами препараты. Недавно один такой препарат появился на рынке. Реклама со ссылками на новейшие научные данные сообщает, что это вещество блокирует миоста-тин и позволяет быстро и эффективно наращивать мышечную массу. Значит, проблема решена? Боюсь, что нет. На этикетке мелким шрифтом написано: «Препарат не проходил экспертизы FDA (американского ведомства по фармпрепаратам и пищевым продуктам) и не может распространяться на территории США». Следовательно, лабораторные испытания не производились. Может быть, у создателей препарата просто не хватило на них денег. Но как бы там ни было, без фармакологической экспертизы доверять препарату нельзя — опасно.
      Так что пока чудо не произошло. Кстати, не надо забывать, что ника-кие чудо-препараты не отменят тренировку. Они смогут укреплять мышцы при одном условии: если человек тренируется серьезно, по специальной программе. Старая добрая штанга по-прежнему в почете.
      А тем, кто жаждет рецептов, могу дать совет. Во многих лабораториях мира, и в нашем Институте тоже, проверено и доказано: пищевые добавки, содержащие креатин, весьма эффективны при силовой тренировке, они позволяют нарастить мышечную массу и увеличить силу на 15-20 %. Принимая их, надо тренироваться не менее 10 недель на силовых тренажерах. А схему применения пищевой добавки и программу тренировки можно найти в специальных руководствах по бодибилдингу. К счастью, креатин безвреден и не является допингом.
      Все эти советы больше всего касаются спортсменов, но они пригодятся и тем, кто поставил перед собой цель стать чудо-богатырем. А таких у нас в стране тоже немало.
      
      
      


Вернуться к оглавлению