Миофибрилите са изградени от протеините актин и миозин

Въпреки, че в тялото има различни видове мускули, като например сърдечният (гладка мускулатура), в тази статия ще се фокусираме изцяло върху другия тип мускули – скелетните (или напречно набраздена мускулатура). Скелетните мускули са съставени от подобни на влакна миофибрили и саркомери, които формират мускулните фибри – основните единици, които осъществяват съкращаването на мускулите.

Броят на скелетните мускули в тялото е 650 и те се съкращават, получавайки сигнали от мозъка чрез нервни клетки, наречени моторни неврони. Интересното е, че колкото по-добри и координирани са тези сигнали, толкова по-добре се съкращават мускулите и се увеличава тяхната сила. На тези координирани сигнали се дължи способността за вдигане на по-голямо тегло с по-малки по размер мускули – например, по-дребен човек в сравнение с някои бодибилдъри, може да вдигне дори по-голямо тегло.

Какво кара мускулите да увеличават обема си?

В човешкото тяло има голям брой мускули, чието максимално синхронизирано съкращаване увеличава значително силата

След физическа тренировка тялото ни започва да възстановява (да поправя или заменя) увредените мускулни фибри. Това възстановяване се осъществява чрез процес, протичащ в клетките, при който увредени или нови мускулни фибри се съединяват, формирайки нови мускулни протеини или цели миофибрили. Тези "поправени" миофибрили имат увеличена дебелина и брой и по този начин предизвикват мускулната хипертрофият.е. мускулен растеж. Мускулният растеж е налице винаги, когато нивата на синтез на протеини са по-високи от тези на тяхното разграждане. Този процес на изграждане на мускулните влакна – адаптация, обаче не се осъществява, когато самите мускулите се намират в напрегнато състояние (като при вдигане на тежести), а когато са в покой.

И така, как всъщност се увеличава изграждането на мускулните клетки? Тук идва ролята на мултипотентните клетки, наречени сателитни клетки. Те работят като стволови клетки в мускулите и когато се активират, придобиват потенциал да добавят допълнителни ядра в мускулните клетки и директно да допринесат за растежа на миофибрилите и следователно на самите мускулни клетки. Активирането на тези сателитни клетки в някои случаи може да даде възможност на определени хора да изградят масивна мускулатура, докато при други не се наблюдава този ефект.

Има три основни механизма, които карат мускулите да растат?

Зад процесите на естествения мускулен растеж стои способността за продължителното им подлагане на стрес. Това състояние на стрес е главен компонент, включен в хипертрофията на мускулите, който нарушава хомеостазата (баланса) в тялото. Стресът и последващото нарушение на хомеостазата водят до трите главни механизма за мускулен растеж.

1. Напрежение

За да се изградят мускулите е необходим оптимален баланс между тренировките, правилния хранителен режим и хормоналните нива

За да се осъществи растежът на мускулите е необходимо те да се натоварят в по-голяма степен от тази, с която тялото ни или самите мускули са свикнали да поемат и са се адаптирали към него. За тази цел е необходимо прогресивно увеличаване на тежестите. До тук нищо ново, но как точно се случва това? Допълнителното напрежение на мускулите спомага за химичните промени в мускулните клетки, давайки път на растежните фактори, което включва и активиране на mTOR (специфични протеини) и активиране на сателитните клетки.

Мускулното напрежение, освен това, значително повлиява и взаимодействието на моторните неврони с клетките на мускулите. Други два механизма обясняват защо определени хора са и могат да бъдат физически силни, но не толкова "големи", колкото някои други.

2. Нараняване на мускулите

Навярно всеки, който е тренирал, е усещал мускулна болка след по-интензивна тренировка. Това локализирано мускулно нараняване причинява отделяне на специфични възпалителни молекули и имунни клетките (левкоцити), които от своя страна водят до активиране на сателитните клетки и въвличането им в процесите на възстановяване и хипертрофия на мускулите. Обикновено тази мускулна болка намалява във времето и се премахва чрез други механизми.

3. Метаболитен стрес

Метаболитният стрес причинява подуване на клетките около мускулите и това от своя страна допринася за повишаване на мускулния обем, без самите мускулни клетки да са увеличили размера си. Това се дължи на гликогена, който спомага за повишаване на обема на мускулната тъкан заедно с разрастването на съединителната тъкан. Процесът е познат като саркоплазматична хипертрофия и е един от начините да се увеличат (да набъбнат) мускулите, без това реално да води до увеличаване на тяхната сила.

След като стана ясно по какъв начин растат мускулите (трите главни механизма), следващият въпрос е как хормоните влияят на мускулния растеж?

Как хормоните повлияват за увеличаването на мускулната маса?

Тестостеронът значително ускорява развитието на мускулната тъкан и улеснява изграждането на мускулитеХормоните са друг компонент, който до голяма степен е отговорен за мускулния растеж и възстановяване, тъй като имат способността да активират и сателитните клетки. Несъмнено двата най-активни механизма, които водят до растеж на мускулите са мъжкият полов хормон – тестостерон и инсулиновият растежен фактор - IGF-1.

  • Тестостеронът е главният хормон, за когото по-голямата част от трениращите мислят, когато са във фитнеса и има защо. Тестостеронът води до увеличаване на протеиновия биосинтез, инхибира (блокира) разграждането на протеините, активира сателитните клетки и също така стимулира други анаболитни хормони. Въпреки, че основната и по-голяма част от тестостерона в нашето тяло се намира в свързано състояние (до 98%) и не може да се използва в това си състояние, силовите тренировки дават възможност не само да се активира (освободи) по-голямо количество тестостерон, но също така увеличават чувствителността и афинитета на рецепторите на повърхността на мускулните клетки – т. нар. свободен тестостерон. Този хормон може да стимулира и растежния хормон чрез увеличаване количеството невротрансмитери в засегнатите увредени места на фибрите и така да активира растеж на тъканта.
  • IGF Инсулиновите растежни фактори регулират увеличаването на мускулната маса, като подобряват производството на протеини, увеличават усвояването на глюкоза, преразпределят и усвояването на аминокиселини (съставните части на протеините) в скелетните мускули и също участват в активирането на сателитните клетки, за да увеличат растежа на мускулите.

Защо бързият мускулен растеж е несигурен?

Хипертрофията на мускулите отнема време и е относително бавен процес за повечето хора. Обикновено не се забелязват видими резултати за първите няколко седмици, дори месеци, тъй като повечето начални промени дават или по-скоро увеличават възможността на нервната система координирано да активира мускулите.

Като допълнение към това е и фактът, че различните хора имат различни гени, които могат да повлияят върху всеки един процес от тялото – количеството освободени хормони, видът и броят на мускулните фибри, както и активирането на сателитните клетки – все процеси, които могат да ограничат нарастването на мускулите. За да сте сигурни, че правите всичко необходимо за растежа на мускулите си, трябва да си осигурите достатъчно протеини, за да може техният синтез да е по-интензивен, отколкото тяхното разграждане. Това изисква приема на адекватни протеинови източници (главно съдържащи есенциални аминокиселини) и въглехидрати, които да подпомогнат клетъчните процеси на преизграждане на разградената мускулна тъкан.