Американские ученые показали, что упражнения с подпороговым сопротивлением в большей степени помогают развитию силы, чем с низким, за счет адаптации мотонейронов.

Эффективность физических упражнений определяется высокой адаптивностью нервномышечной системы. Наиболее известным механизмом такого приспособления выступает гипертрофия скелетных мышц: при нагрузке их клетки получают микротравмы и начинают активнее запасать гликоген, увеличиваясь в размерах. В свою очередь, сила волокон помимо уровня миозина и актина, как считается, зависит от способности мотонейронов к максимальному возбуждению. Для стимуляции последнего используется работа с высоким сопротивлением (60–85 процентов от предельного). Однако ряд исследований показали, что сопоставимую гипертрофию также могут вызывать как малые, так и экстремальные отягощения.

Чтобы прояснить противоречие, специалисты из Оклахомского государственного университета и других учреждений провели эксперимент с участием 26 мужчин в возрасте 19–35 лет. После разделения на две группы они в течение шести недель должны были трижды в неделю выполнять упражнения на растяжку разгибателей бедра с 80– или 30-процентным сопротивлением соответственно. Затем спустя три и шесть недель авторы оценивали толщину волокон в области их коленного сустава, разгибателей и квадрицепса с помощью ультразвукового исследования, силу ног посредством динамометра (с 10–100-процентным сопротивлением при ходьбе), а также возбудимость мотонейронов методом электромиографии (ЭМГ).

В период проведения эксперимента добровольцев просили ограничить повседневные нагрузки на ноги, дополнительно ученые включили в рассмотрение калорийность и состав их рациона. Анализ показал, что при сопоставимом объеме потребления углеводов и жиров и разном количестве повторений обе группы испытуемых получали примерно одинаковый объем нагрузок. Толщина мышц после тренировок также значимо не различалась. Однако уже к третьей неделе участники, которые делали растяжку с 80-процентным сопротивлением, демонстрировали прирост физической, в том числе изометрической, силы. У мужчин с 30-процентным сопротивлением увеличение показателя наблюдалось только к шестой неделе.

График изменения максимальной физической силы разгибателей (A) и средние значения показателя (B) в группах с 80-процентным (черный цвет) и 30-процентным (белый цвет) сопротивлением / ©Nathaniel D. M. Jenkins et al., Frontiers in Physiology, 2017

Пиковый крутящий момент в первой группе также превышал значение второй, хотя существенно не отличался по сравнению с базовым. Уровень максимальной произвольной активации в случае подпороговых усилий при этом увеличивался к шестой неделе. По словам авторов, полученные данные дополняют информацию в пользу гипотезы об эффективности работы с большим сопротивлением для развития силы: при 80-процентной нагрузке она возросла на 27,7 и 28 процентных пунктов через три и шесть недель. У остальных добровольцев прирост составил 9,5 и 13,4 процента. Несмотря на отсутствие различий в толщине мышц тенденция сопровождалась повышением возбудимости мотонейронов.

Подробности исследования представлены в журнале Frontiers in Physiology.