Математики описали лучший способ нарастить мышечную массу

МОСКВА, 23 авг — РИА Новости. Британские ученые из Кембриджского университета разработали математическую модель, которая предсказывает оптимальный режим упражнений для наращивания мышечной массы. Статья с результатами опубликована в журнале Biophysical Journal.

Модель основана на более раннем исследовании тех же авторов, которые обнаружили, что за генерацию химических сигналов, влияющих на рост мышц, отвечает белок титин, входящий в состав поперечно-полосатых мышц.

Ученые выяснили, что сигнальный путь клетки, ведущий к синтезу новых мышечных белков, активирует нагрузка, интегрированная со временем, и предположили, что для каждого человека, в зависимости от физиологии, существует оптимальная для быстрого наращивания мышц комбинация нагрузки и времени упражнений.

Если нагрузка недостаточна, для получения эффекта нужно многократно увеличивать время упражнений. Если она избыточна, занятия могут привести к обратному эффекту — развитию мышечной дисфункции, так как мышцы могут находиться под максимальной нагрузкой только в течение очень короткого времени.

Использовав методы теоретической биофизики, исследователи построили модель, которая может показать для каждого конкретного человека, какое усилие вызовет рост мышцы и сколько времени это займет.

"Удивительно, но очень мало известно о том, почему и как упражнения укрепляют мышцы", — приводятся в пресс-релизе Кембриджского университета слова одного из авторов статьи профессора Евгения Терентьева из лаборатории Кавендиша.

Терентьев и его коллеги несколько лет назад начали изучать механизмы механочувствительности — способность клеток воспринимать механические сигналы в окружающей их среде. В 2018 году они установили, что за передачу сигналов об изменениях приложенной силы отвечает третий по распространенности мышечный компонент, титин — гигантский белок, большая часть которого расширяется при растяжении мышцы. Но небольшая часть молекулы также находится под напряжением во время сокращения мышцы. Эта часть титина содержит так называемый домен титинкиназы, который генерирует химический сигнал, влияющий на рост мышц.

Когда эта часть молекулы находится под напряжением в течение достаточно долгого времени, она переключается в другое состояние, обнажая ранее скрытую область, которая затем связывается с небольшой молекулой, участвующей в передаче сигналов клетки. Таким образом возникает химическая сигнальная цепь, запускающая рост мышц на молекулярном уровне.

Молекула с большей вероятностью раскроется, если она будет находиться под большей силой или когда она будет находиться под той же силой дольше, считаю ученые. Оба условия увеличивают количество активированных сигнальных молекул. Эти молекулы затем вызывают синтез большего количества матричной РНК, что приводит к производству новых мышечных белков, и поперечное сечение мышечной клетки увеличивается.

"Наша модель предлагает физиологическое обоснование идеи о том, что основной рост мышц происходит при 70 процентах максимальной нагрузки, что является главной идеей тренировок с отягощениями. Ниже этого уровня скорость открытия титинкиназы резко падает и препятствует возникновению механочувствительной передачи сигналов", — отмечает Терентьев.

В конечном итоге исследователи планируют создать удобное для пользователей программное приложение, с помощью которого пользователи смогут, введя детали своей физиологии, оптимизировать индивидуальные режимы тренировок для достижения конкретных результатов.