ВЛИЯНИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ КРОВОТОКА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ НИЗКОИНТЕНСИВНЫХ НАГРУЗОК

Актуальность. Низкоинтенсивные нагрузки с ограничением кровотока (НИНОК) – особый вид физических упражнений, сочетающий в себе нагрузки низкой интенсивности и ограничение кровотока различной степени. Интенсивность нагрузок на скелетную мускулатуру определяется таким показателем как процент от одноповторного максимума (1ПМ). 1ПМ –максимальный вес отягощения, с которым испытуемый способен выполнить 1 технически правильное повторение упражнения. Нагрузки 0,7 1ПМ и более принято считать высокоинтенсивными (ВИУ). Упражнения с отягощением 0,1-0,3 1ПМ являются низкоинтенсивными (НИУ). Высокоинтенсивные нагрузки являются признанным стандартом тренировок, ориентированных на мышечную гипертрофию и повышение мышечной силы. Основной проблемой НИУ является чрезвычайно низкая (по сравнению с ВИУ) результативность в стимуляции мышечной гипертрофии и увеличения мышечной силы. Актуальность работы заключатся в оценки влияния ограничения кровотока на эффективность НИУ.

Цель: оценить влияние ограничения кровотока на эффективность НИУ в отношении стимуляции мышечной гипертрофии и увеличения мышечной силы

Задачи.

1) Изучить метаболические изменения после НИНОК.

2) Изучить реакцию мышц на НИУ.

3) Установить эффективность НИУ в условия ограничения кровотока.

4) Сравнить ответ мышцы на НИНОК с ответом на классический тренинг.

Материалы и методы. Метод: статистический (мета-анализ). Материал: данные экспериментальных исследований о влиянии НИНОК на метаболизм и функцию скелетных мышц.         Современные сравнительные исследования низкоинтенсивных нагрузок с ограничением кровотока были выявлены с использованием двухуровневой стратегии поиска. Во-первых использовались ресурсы NCBI - PubMed Central®, Cochrane Library, ResearchGate. Критерии поиска включали «resistance exercise with vascular occlusion», «hypertrophy», «mTOR». Во-вторых, соответствующие исследования были выявлены путем ручного поиска вторичных источников- ссылкок изначально идентифицированных статьей.

Результаты и их обсуждение.

При измерении различных биологических показателей организма непосредственно после выполнения сессии НИНОК (REFR), и в контрольной группе (CTRL), в которой сессия аналогичных низкоинтенсивных нагрузок не сопровождалась сосудистой окклюзией, получены следующие данные:

1. Непосредственно после упражнения рН периферической крови испытуемых снизился одинаково как в группе НИНОК, так и в контрольной группе, однако в группе НИНОК рН возвратилась к базовому уровню медленнее. [1]

2. Концентрация лактата повысилась непосредственно после упражнения и оставалось высокой в течении 40 минут в группе НИНОК, в контрольной группе наблюдались схожие изменения, однако полученные значения были существенно ниже. [1]

3. Концентрация гормона роста (GH) плазмы крови значительно возросла спустя 10 минут после сессии НИНОК и оставалась повышенной в течение 40 минут, выявлено 10-кратное превышение пиковой концентрации GH в группе НИНОК, по отношению к контрольной. В контрольной группе уровень GH не изменился после нагрузки. (Рис. 5) [2]

Рисунок 5. Концентрация гормона роста в плазме крови

4. Фосфорилирование S6K1 (один из ключевых механизмов работы мТОРК-1) измерялось при помощи иммуноблоттинга. По результатам исследования фосфорилирование S6K1 после упражнения возросло трехкратно в группе НИНОК, а также значительно превышало аналогичный показатель в контрольной группе спустя 3 часа после нагрузки. (Рис. 6) [2]

Рисунок 6. Фосфорилирование S6K1

Для оценки прироста мышечных объемов измеряется (при помощи МРТ) костно-мышечная зона поперечного сечения (CSA), исключающая объем жировой ткани. В группе НИНОК значения CSA прогрессивно увеличивались, достигнув значимых (p<0,05) начиная с 4 дня испытаний. В контрольной группе низкоинтенсивных нагрузок без ограничения кровотока изменений мышечных объемов не наблюдалось. (Рис. 7) [3]

Рисунок 7.Изменение мышечного объёма в ответ на НИНОК

Следующим этапом исследования этого тренировочного режима, является сравнение эффективности НИНОК с высокоинтенсивными нагрузками.  Целевой мышечной группой исследования выбраны мышцы плеча: бицепс, трицепс и брахиалис, упражнение – сгибание локтевого руки в локтевом суставе с отягощением.

В большинстве рассмотренных исследований НИНОК обеспечивала сходные с ВИН темпы прироста мышечной массы (и силы), в ряде случаев даже превышая их. (Таб. 1, 2)  [4]

Таблица 1.

Процентный прирост CSA мышц плеча спустя 16 недель тренировок

Таблица 2.

Процентный прирост 1ПМ сгибателей предплечья 16 недель тренировок

Выводы.

1. Ограничение кровотока приводит к активации анаболических процессов в скелетных мышцах.

2. По сравнению с НИУ без ограничения кровотока НИНОК приводит к активной мышечной гипертрофии.

2. НИНОК обладает сходной эффективностью с традиционными высокоинтенсивными нагрузками по критерию мышечной гипертрофии и увеличению мышечной силы.

Список литературы:

1. Abe T, Kearns CF, Sato Y. Muscle size and strength are increased following walk training with restricted venous blood flow from the leg muscle, Kaatsu-walk training. Med Sci Sports Exerc 34: 364–380, 2006
2. Kraemer WJ, Adams K, Cafarelli E, Dudley GA, Dooly C, Feigenbaum MS, Fleck SJ, Franklin B, Fry AC, Hoffman JR, Newton RU, Potteiger J, Stone MH, Ratamess NA, Triplett-McBride T. American College of Sports Medicine position stand Progression models in resistance training for healthy adults. Med Sci Sports Exerc 34: 364–380, 2002.
3. 31. McCall GE, Byrnes WC, Dickinson A, Pattany PM, Fleck SJ. Muscle fiber hypertrophy, hyperplasia, and capillary density in college men after resistance training. J Appl Physiol 81: 2004–2012, 1996.
4. Satoshi Fujita, Takashi Abe, Micah J. Drummond, Jerson G. Cadenas, Hans C., Dreyer, Yoshiaki Sato, Elena Volpi and Blake B. Rasmussen. Blood flow restriction during low-intensity resistance exercise increases S6K1 phosphorylation and muscle protein synthesis. Science 207, 95–101.
5. Takashi Abe, Charles F. Kearns and Yoshiaki Sato. Muscle size and strength are increased following walk training with restricted venous blood flow from the leg muscle, Kaatsu-walk training. Med Sci Sports Exerc 34: 354–369, 2005.
6. Yudai Takarada, Haruo Takazawa, Yoshiaki Sato, Shigeo Takebayashi, Yasuhiro Tanaka, Naokata Ishii. Effects of resistance exercise combined with moderate vascular occlusion on muscular function in humans. Journal of Applied Physiology 512, 134-139.
7. Holz, M.K., Ballif, B.A., Gygi, S.P., and Blenis, J. (2005). mTOR and S6K1 mediate assembly of the translation preinitiation complex through dynamic protein interchange and ordered phosphorylation events. Cell 123, 569–580
8. Dorrello, N.V., Peschiaroli, A., Guardavaccaro, D., Colburn, N.H., Sherman, N.E., and Pagano, M. (2006). S6K1- and betaTRCP-mediated degradation of PDCD4 promotes protein translation and cell growth. Science 314, 467–471.
9. Jewell, J.L., Kim, Y.C., Russell, R.C., Yu, F.X., Park, H.W., Plouffe, S.W., Tagliabracci, V.S., and Guan, K.L. (2015). Metabolism. Differential regulation of mTORC1 by leucine and glutamine. Science 347, 194–198.