Сила мышц. Как работает внутренний механизм омоложения

МОСКВА, 9 июл — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. Сохранить здоровье надолго помогают особые молекулярные механизмы. Один из ключевых факторов — работа мышц. Что с ними происходит во время занятий спортом и как это влияет на продолжительность жизни, РИА Новости рассказали эксперты — биологи, медики и профессиональные спортсмены.

Сигнал для роста

Во время тренировок мышцы подвергаются механическому воздействию: изгибаются и растягиваются, из-за чего возникают микротравмы. Организм старается залечить повреждения. Кроме того, физические нагрузки запускают выработку определенных гормонов, ферментов и нейромедиаторов.

Все это приводит к ускоренному синтезу белков, росту мышечной ткани и изменению ее структуры. Насколько быстро будут расти мышцы, зависит от вида нагрузок, режима тренировок и отдыха, питания, гормонального баланса и генетики.

"Развитию мышц способствуют регулярные спортивные занятия с упором на силовые упражнения, — говорит кандидат медицинских наук врач Михаил Кутушов. — Такие тренировки стимулируют молекулярные процессы, приводящие к росту мышц. Еще один важный аспект — питание. Необходимо потреблять достаточное количество белков — это главный строительный материал мышечной ткани. В то же время важно обеспечить организм энергией. А для этого нужны углеводы и жиры".

© Инфографика

"Не только те, кто занимается фитнесом, но и профессиональные спортсмены нередко жалуются, что не могут набрать мышечную массу, — отмечает нейрофизиолог, кандидат биологических наук Юрий Корюкалов. — Это может быть связано с биохимией тела. Для роста мышц необходимо, чтобы в крови было достаточно белка и витаминов — особенно С, В и D — микроэлементов и гормонов".

Важнейшие гормоны, стимулирующие синтез белка, — тестостерон и соматотропин, который еще называют гормоном роста. Их оптимальный уровень достигается при правильном питании и соблюдении баланса между физическими занятиями и отдыхом.

"В период покоя в мышцах происходят молекулярные процессы, которые способствуют росту и восстановлению. При недостатке отдыха и перенапряжении рост замедляется", — подчеркивает Кутушов.

Определенную роль играют и генетические факторы. У некоторых людей от природы более высокая предрасположенность к развитию скелетных мышц. Но при правильном питании и тренировках нарастить мускулатуру могут все, независимо от генетики, считают ученые.

© Инфографика

Два энергетических механизма

Мышечный каркас человека состоит из скелетных (поперечнополосатых) мышц, а те, в свою очередь, — из упругой эластичной ткани, способной сокращаться под влиянием нервных импульсов. Их главная задача — обеспечить подвижность тела.

Мышечные волокна бывают двух типов: медленные или красные, как их еще называют из-за большого содержания миоглобина — связывающего белка красного цвета, и быстрые, белые. Первые — выносливые: способные долго работать, но не очень сильные. Вторые — сильные, но быстро устают. У марафонцев больше красных волокон, у штангистов — белых. У бодибилдеров быстрые волокна составляют до 80 процентов мышечной массы.

Энергия для молекулярных процессов, приводящих к изменениям в мышцах, содержится в углеводах в форме гликогена. Под воздействием ферментов он расщепляется до глюкозы, которая затем поступает в кровь.

Медленные волокна более эффективно получают энергию из глюкозы, расщепляя ее полностью до углекислого газа и воды. Но для этого необходим кислород. Быстрые работают анаэробно, без кислорода, однако глюкоза в них расщепляется только до молочной кислоты, которая и вызывает мышечные боли после активных силовых тренировок.

В обоих случаях происходит синтез аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) — универсального источника энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых организмах.

Во время занятий физкультурой и спортом значительные изменения происходят не только в самих мышцах, но и других органах и системах организма, обеспечивающих мускулатуру энергией и кислородом.

"Увеличивается сердечный выброс, частота сердечных сокращений, дыхания, — объясняет руководитель направления ортопедической реабилитации Европейского медицинского центра (EMC) кандидат медицинских наук Максим Еникеев. — При этом давление сильно не растет, поскольку молочная кислота расширяет сосуды, в первую очередь капилляры. Это увеличивает кровоток, улучшает снабжение мускулатуры и удаление продуктов распада. Такую же роль играет оксид азота NO, образующийся в мышцах при сокращении".

Для проникновения глюкозы в мышечные клетки в состоянии покоя нужен инсулин. А вот под нагрузкой мышцы начинаютвыкачивать" глюкозу из крови самостоятельно. Поэтому физические упражнения особенно важны для диабетиков и тех, у кого диагноз "преддиабетическое состояние". Ученые выяснили: всего за один час занятий спортом уровень глюкозы в крови можно снизить на 1-1,5 миллимоль на литр.

И больше, и лучше

При физической активности происходят не только количественные, но и качественные изменения в тканях. Мышцы становятся более гибкими и пластичными, сильнее тянутся. Активный синтез белка и улучшение структуры саркомеров — основных структурных единиц мышц — повышают их прочность и уменьшают риск повреждений.

"Мышцы увеличиваются за счет роста числа и толщины волокон, — говорит тренер по боксу, мастер спорта Артур Калита. — Новые волокна появляются в результате расщепления гипертрофированных волокон на несколько тонких, их толщина зависит от размера ядер и миофибрилл".

В итоге мышечных волокон становится больше, а сами они — прочнее. Укрепляются и соединительные ткани — сухожилия и связки, которые поддерживают мышцы и позволяют им работать с большей нагрузкой.

"Рост мышечной массы происходит в основном за счет белых волокон, — рассказывает Еникеев. — В красных увеличение объема менее заметно, но в них возрастает количество митохондрий — маленьких "котлов", в которых сжигается глюкоза. Это положительно отражается на выносливости мышц. Также следует отметить, что первичное усиление мускулатуры во время тренировок зависит не от их роста или изменения мышечной структуры, а благодаря улучшению нервно-мышечной проводимости — передачи сигнала от двигательного нерва в мышцу".

Разминка, которую делают спортсмены перед основным упражнением, как раз направлена на то, чтобы улучшить эту проводимость и кровообращение в мышцах.

Скрытый ресурс организма

Те, кто занимается спортом, как правило, выглядят моложе сверстников. Ученые находят множество доказательств того, что физическая активность действительно может замедлить старение.

"Спортивные занятия оказывают положительное влияние на мышцы и организм в целом, — отмечает врач-косметолог и нутрициолог, специалист по антивозрастной терапии Елена Богатова. — Тренировки стимулируют энергетический метаболизм, синтез белка, способствуют укреплению соединительных тканей и костей, повышению выносливости, улучшению обмена веществ. При физических упражнениях вырабатываются гормоны счастья — эндорфины, которые улучшают настроение и сон, снижают тревогу и стресс".

Регулярная физическая активность нормализует артериальное давление, уменьшает риск сердечно-сосудистых заболеваний, способствует выработке антиоксидантов, защищающих клетки от окислительного стресса и повреждений ДНК , положительно влияет на эндокринную систему.

Можно говорить и о прямом эффекте омоложения. В мышечной ткани содержится природный запас взрослых стволовых клеток — миосателлитов. Они располагаются между базальным слоем и клеточной мембраной (сарколеммой) мышечных волокон. Именно из них формируются растущие мышцы. В нормальных условиях миосателлиты находятся в "спящем" состоянии, но в ответ на повреждения тканей или физические упражнения начинают делиться, вызывая регенерацию и обновление тканей.