Медленные или быстрые волокна?

Интерьвью с В. Селуяновым
Беседу вел: Сергей Тихонов
Источник: www.roller.ru

Вряд ли кто будет возражать, что в беге на средние и длинные дистанции необходима силовая подготовка, которая имеет свою специфику. Для ее правильного проведения надо учитывать наличие в мышцах быстрых и медленных волокон. 

Редакция предлагает читателям цикл бесед с кандидатом биологических наук, заведующим проблемной лаборатории РГАФКа Виктором Николаевичем Селуяновым, который долгое время занимается изучением свойств мышц, мышечных волокон, особенностей развития силы и в целом оригинальным подходом к тренировке бегунов на средние и длинные дистанции.

- Виктор Николаевич, хотелось бы начать разговор с основных понятий. Что такое мышечная композиция?

- Спортивный результат в беге на средние и длинные дистанции зависит от аэробных возможностей, точнее, от анаэробного порога, от мощности бега и величины потребления кислорода анаэробном пороге. Исследования показывают, что эти показатели напрямую связаны с мышечной композицией. Чем больше у спортсмена окислительных мышечных волокон, тем выше анаэробный порог.

Классифицировать мышечные волокна можно минимум двумя способами. Первый способ - по скорости сокращения мышцы. В этом случае все волокна делятся на быстрые и медленные. Это метод определяет наследственно обусловленную мышечную композицию. По ней можно определить будущую специализацию спортсмена. Как правило, бегуны на средние и длинные дистанции имеют большую долю ММВ (медленных мышечных волокон). Средневики - 50-70%, стайеры - 70% и выше. 

Существует и второй способ классификации. Если в первом случае оценка идет по ферменту миофибрилл (миозиновая АТФ-аза), то во втором - по ферментам аэробных процессов, по ферментам митохондрий. В этом случае мышечные волокна делят на окислительные и гликолитические. Те мышечные волокна, в которых преобладают митохондрии, называют окислительными. В них молочная кислота практически не образуется. 

В гликолитических волокнах, наоборот, очень мало митохондрий и при их работе образуется много молочной кислоты. Чем больше молочной кислоты, тем больше закисление, тем раньше наступает локальное утомление.

Результаты этих двух методов не обязательно совпадают. Задача тренера не переделать наследственность, а сделать так, чтобы у спортсмена стало больше окислительных МВ, что поддается изменению. При правильно построенной тренировке количество окислительных волокон у спортсмена может возрастать, так как в гликолитических МВ начинает увеличиваться масса митохондрий и они постепенно становятся более аэробными, потребляют больше кислорода и в конце концов перестают образовывать молочную кислоту. Почему это происходит? Потому что промежуточные продукты, например, пируват, не превращается в лактат, а поступает в митохондрии, где окисляется до воды и углекислого газа. Такие спортсмены показывают выдающиеся результаты, если нет других лимитирующих факторов.

- Как на практике определить мышечную композицию?

- Международный стандарт - берут кусочек мышечной ткани (как правило, из мышц бедра - наружной головки) и биохимическими методами определяют, сколько быстрых и сколько медленных волокон. Ту же самую порцию подвергают еще одному анализу, при котором определяют количество дыхательных ферментов.

В нашей лаборатории еще под руководством Ю.В. Верхошанского были разработаны опосредованные, косвенные, методы, проводимые на универсальном тензографическом стенде. Мы на нем определяли скорость нарастания силы и оказалось, что она связана с количеством быстрых и медленных волокон. Потом такие же исследования выполнил Коми в Финляндии. Он нашел корреляционную зависимость между мышечной композицией по скорости сокращения и крутизной нарастания силы. Но мы пошли дальше и разделили градиент силы на саму силу, то есть получили относительный показатель, который хорошо работает. Мало того, может быть, это более точный метод, чем биопсия, поскольку мы прямо измеряем скорость напряжения мышцы. 

Мы разделяем бегунов стайеров и бегунов на средние дистанции по этому показателю. У стайеров медленными мышцами являются как передние, так и задние мышцы поверхности бедра, а у бегунов на 800 м - мышцы передней поверхности бедра такие же медленные, а задние - быстрые, как у хороших спринтеров. Поэтому они быстро бегут 100 м с ходу, и именно эти мышечные волокна берегут до самого финиша.

-Значит, если мы берем биопсию из четырехглавой мышцы бедра, то мы можем порой ошибаться? Соотношение волокон в разных мышцах неодинаково?

- Совершенно верно. В последнее время накопилось много материалов, которые свидетельствуют, что если одна мышца медленная, скажем, прямая мышца бедра, то не обязательно, что и все остальные такие же. Интересно, что у спринтеров передняя поверхность бедра не быстрая и не медленная. Поэтому можно предположить, что у них задняя поверхность быстрая, иначе быть не может, но биопсию все равно берут из передней поверхности бедра и результаты для спринта получаются некорректные. 

- А по вашему методу?

- По нашему методу все нормально. У спринтеров и передняя довольно быстрая и очень сильная, а задняя тем более. Если же взять прыгунов, то у них до 90% быстрых волокон в передней поверхности бедра - это главная для них мышца. Но в беге все-таки более важна задняя поверхность, она и рвется поэтому.

- Если опуститься вниз на мышцы голени, каковы они?

- Спринтеры отличаются не только быстрой икроножной, но и быстрой камбаловидной мышцой. Чем длиннее дистанция тем больше там медленных волокон. Один опытный тренер мне рассказал, что в школах ищет ребят с быстрой стопой.

- Расскажите о схеме работы мышц в соревновательном беге, скажем, в беге на 800 м.

- Со старта спортсмен выходит на нужную <крейсерскую> скорость, необходимую для бега, скажем, для этого нужно 15 секунд. Бегун рекрутирует практически все волокна в рабочих мышцах, которые тратят свою АТФ и креатинфосфат. Как только он вышел на эту скорость, активность мышц снижается до величины, необходимой для поддержания нужной скорости. Следовательно, те волокна, которые отработали свое (как правило, это быстрые или гликолитические), выключаются из работы и начинают отдыхать и восстанавливать АТФ, а бегун движется 30-40 секунд за счет тех мышц, которые обеспечивает эту скорость, но у них запас АТФ также начинает снижаться, а аэробные процессы не могут обеспечить заданной мощности, и бегун начинает подключать все новые двигательные единицы. Если к 600 м у него остались в запасе еще быстрые волокна, он сможет прибавить, если он исчерпал мышечные ресурсы, то сможет только поддерживать скорость, которая начнет падать, так как он включает не только окислительные волокна, но и самые быстрые гликолитические волокна, образующие молочную кислоту, ионы водорода. Это мешает мышцам сокращаться, и как бы бегун не хотел быстро финишировать, ничего не получится - скорость будет снижаться. 

Идеальный бегун должен быть сильным и у него не должно быть гликолитических волокон. Чем выше анаэробный порог и чем ближе он к максимальному потреблению кислорода, тем выше будет результат. Ярким примером был новозеландец Питер Снелл, много использовавший в тренировке бег по холмам, что как раз наращивает количество митохондрий в гликолитических волокнах и гарантирует такой высокий уровень аэробных возможностей, что он мог не закисляться до самого финиша. Поэтому при низких скоростных способностях он умудрялся бежать в конце дистанции очень быстро.

- Значит можно сказать, что стратегия подготовки бегуна на средние дистанции с точки зрения развития мышц - это увеличение силы ММВ и перевод гликолитических в окислительные волокна.

- Да. Это не изменение наследственной мышечной композиции, а попытка увеличить массу митохондрий и поперечник ММВ. 

- Вы вспомнили Питера Снелла, но у нас сейчас есть Юрий Борзаковский, который начинает 800 м спокойно, а потом очень быстро финиширует. Можно предположить, что он тоже не закисляется.

- Видимо, это так. Я с удовольствием бы его обследовал и дал бы какие-то рекомендации. Если у человека 100% окислительных волокон, то его тактика прохождения дистанции однозначна - он разгоняется до "крейсерской" скорости и потом ее держит до конца. Но такие люди встречаются редко или, как правило, они стайеры. Если же люди достаточно сильные, но мышцы у них недостаточно проработанные и у них есть гликолитические волокна, им лучше начинать в оптимальном темпе, держать эту скорость до финиша, а там выдавать, что есть еще в быстрых волокнах. Но гликолиз работает всего 20 секунд, поэтому начало спурта должно начинаться не более чем за 150 м.

- Давайте теперь поговорим о методах силовой подготовки.

- В классической силовой работе с максимальными отягощениями используются и медленные и быстрые волокна, но тренируются только быстрые. Поскольку режим динамический (периодически с расслаблением мышц), то через окислительные мышечные волокна идет кровь, снимает оттуда ионы водорода, а без них сила именно в них не растет. Нужно слегка закислять мышцу, иначе она в силе прибавлять не будет.

- Это удивительно, что медленные волокна работают, а эффекта нет. 

- Законы физиологии требуют рекрутирования всех МВ, но другие биологические законы, связанные с синтезом миофибрилл, требуют наличия гормонов, креатина, это всегда есть, но ионы водорода открывают поры и гормонам легче поступать к ДНК. Где много кислорода, где много митохондрий, ионы водорода просто исчезают. Они образуются в быстрых волокнах, переходят в медленные и там исчезают. Поэтому главного стимулятора развития силы для медленных волокон нет в динамическом режиме.

- Тогда возникает вопрос, а как же идет развитие быстрых волокон, если ионы водорода все уйдут в медленные волокна и там исчезнут?

- Ионы водорода образуются в гликолитических (быстрых) мышечных волокнах  и могут дифундировать в соседние мышечные волокна и кровь. Поэтому  в быстрых мышечных волокнах ионы водорода есть, а в окислительных (медленных) мышечных волокнах ионы водорода превращаются в воду при участии митохондрий.

- А как тогда увеличить силу медленных мышечных волокон?

- Мы в нашей лаборатории придумали упражнения, которые назвали стато-динамические, без расслабления мышц. Например, приседания со штангой с небольшим весом, даже с грифом от штанги. Но выполнять их нужно медленно и не выпрямлять ноги до конца, не давая возможности мышцам бедра хотя бы на мгновение расслабиться. После выполнения таких приседаний уже через 30-40 секунд мышцы устают и появляется боль.

- Неужели при таком режиме быстрые волокна не включаются?

- Электромиограммы свидетельствуют, что активность мышц в таком режиме около 50%, по мере утомления к концу упражнения она увеличивается, но не достигает максимума, что говорит о том, быстрые МВ не рекрутируются.

- Но в самом начале нашего разговора вы говорили, что в медленных мышечных волокнах практически не образуется молочной кислоты. Откуда тогда это закисление? Может быть, все-таки быстрые волокна работают в таких упражнениях? 

-  Если мышца напряжена, то мышечные волокна сдавливают капилляры и по ним кровь перестает поступать в мышцу. Через несколько секунд начинается гипоксия, поэтому во всех клетках, в том числе и в окислительных мышечных волокнах, начинается анаэробный гликолиз, образуется молочная кислота.

- После таких тренировок происходит гипертрофия ММВ?

- Конечно, но нужно учитывать, что медленные волокна могут занимать всего треть мышцы, а поперечник медленных мышечных волокон на 30-40% процентов меньше быстрых. Поэтому это происходит сначала незаметно, так как растет плотность миофибрилл, за счет появления новых, потом растет и поперечник, когда вокруг новых миофибрилл появляются митохондрии. Но митохондрии занимают всего 10% общего объема мышцы. Основной рост - за счет миофибрилл. 

- Значит схема такова - сначала уплотнение, потом небольшой рост?

- На самом деле, они должны быть увеличены значительно. У бегуна площадь поперечного сечения быстрых волокон составляет 5000-6000 мкм2, а медленных - 4000. Так вот, нужно сделать медленные в поперечнике больше, чем быстрые. Его можно довести до 10 000 мкм2 и больше. Тогда силы хватит, чтобы пробежать и дистанцию 400 м, а с точки зрения физиологии, будет колоссальный прирост потребления кислорода. Но главным признаком гипертрофии является прирост силы. 

- Прибавка в максимальной силе?

- Максимальной изометрической силе. За счет увеличения силы ММВ, а сила БМВ остается прежней. Но самое полезное для бегунов, повторю, что за счет этого растет потребление кислорода.

- Как можно проконтролировать развитие силы? По вашим работам я знаю, что после этого улучшались и результаты в прыжках с места.

- Конечно, мало того, и в беге на короткие дистанции. Мы провели с Виктором Тураевым специальное исследование, где выяснили, что 50% мощности в спринте выдают медленные волокна. Оказывается, бег на короткие дистанции - не самые быстрые движения, и ММВ работают там вполне комфортно.

- Значит и в спринте они нужны?

- На самом деле - это большой резерв спринтеров, которые развивают только быстрые МВ. Хотя, конечно, результат в спринте все-таки в большей мере зависит от числа быстрых волокон.

- А не влияют ли отрицательно такие статодинамические упражнения для гипертрофии медленных волокон на силу быстрых волокон?

- Ни в коем случае. Тренировка разных волокон по отдельности не только не мешает, а взаимно помогает.