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.

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".

"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.

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.

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.

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.