Влияние эксцентрических упражнений на мышечную архитектуру трехглавой мышцы бедра, мышечную силу и работоспособность

Скелетные мышцы представляют собой организованные массы мышечных пучков, покрытых соединительной тканью, прикрепленные к костям обоими концами посредством сухожилий. Объем мышцы во многом определяется общим количеством саркомеров внутри этой мышцы. Саркомеры имеют диаметр около 1 мкм и длину 2–3 мкм. Эти функциональные единицы выровнены конец к концу, образуя миофибриллы, которые упаковываются параллельно, образуя мышечные волокна (диаметром около 50 мкм у человека). Параллельное соединение этих мышечных волокон образует пучки (диаметром примерно от 1 до 3 мм у человека), которые, в свою очередь, параллельно соединяются, образуя мышцы.

Архитектура мышц определяется как геометрическое расположение пучков мышечных волокон относительно оси, создающей силу. Мышцы с волокнами, идущими продольно по длине мышцы, обладают продольной мышечной архитектурой, тогда как мышцы с волокнами, идущими под определенным углом по длине мышцы и содержащими более короткие волокна, имеют перистую или многоперистую мышечную архитектуру.

Такое расположение влияет на скорость сокращения мышц, способность генерировать силу и диапазон движений, известный как «экскурсия». В перистых мышцах пучки волокон, называемые пучками, расположены наклонно и прикрепляются к апоневрозам мышц. Угол, под которым пучок прикрепляется к апоневрозу, определяет угол перистости. Расстояние между эпимизиями (поверхностными и глубокими апоневрозами при УЗИ) определяет анатомическую толщину мышц. Эти параметры архитектуры скелетных мышц измеряются посредством физиологии мышц и биомеханических исследований для определения анатомических и сократительных характеристик мышц. Типичными параметрами, включенными в архитектурный анализ, являются длина волокна, угол перистости и физиологическая площадь поперечного сечения.

Ультрасонография позволяет исследовать морфологию мышц без радиационного воздействия. Длину пучка, угол перистости и толщину мышц можно измерить in vivo с помощью двумерного (2D) ультразвукового исследования в B-режиме. При ультразвуковом исследовании нормальная мышечная ткань выглядит как структура с низкой интенсивностью эхосигнала. Поскольку эпимизий, окружающий мышцу, достаточно светоотражающий, границы мышцы четко видны.

Хотя скелетные мышцы демонстрируют значительное структурное сходство на микроскопическом уровне, мышечная архитектура является фундаментальным фактором, создающим различия в силе и функциональных возможностях. Понимание особенностей архитектуры мышц позволяет эффективно оценить и улучшить мышечную функцию. Нагрузка на мышцы приводит к адаптивному процессу, ведущему к развитию мышц. Мышечная архитектура позволяет макроскопически понять и интерпретировать этот процесс адаптации.

Хотя мышечная сила в первую очередь определяется генетической структурой, на нее также влияют такие факторы, как уровень физической активности, возраст, пол, мотивация и питание. Величина площади поперечного сечения мышцы, которая включает в себя количество задействованных фибрилл и размер этих фибрилл, определяет силу мышцы. Развития этих аспектов можно добиться с помощью упражнений.

Физические упражнения определяются как запланированная, структурированная, целенаправленная и непрерывная деятельность, направленная на улучшение физической подготовки. Силовые упражнения предназначены для увеличения мышечной силы и выносливости за счет применения сопротивления.

Один из видов упражнений — эксцентрические упражнения — предполагает движения против силы тяжести с использованием веса тела или дополнительных нагрузок. Эксцентрические упражнения используются для увеличения мышечной силы и массы. С помощью этих упражнений можно создать больше мышечной силы по сравнению с концентрическими или изометрическими упражнениями. Благодаря своим особенностям в профилактике травматизма, реабилитации и улучшении физической формы у здоровых людей эксцентрические тренировки стали довольно популярными. Однако данные о влиянии эксцентрической тренировки на m. трицепс икры противоречивы. Некоторые исследования показывают, что эксцентрическая тренировка способствует увеличению длины мышечных волокон, угла перистости и толщины мышц, в то время как другие не обнаруживают никаких изменений в этих архитектурных результатах. Это может быть связано с неравномерным распределением нагрузок между мышцами-синергистами и наблюдением различных механических нагрузок на разные компоненты m. трицепс икры. Кроме того, короткие мышечные волокна более чувствительны к повреждению мышц, вызванному эксцентрической тренировкой, по сравнению с длинными мышечными волокнами. Учитывая различия архитектурных особенностей м. сегментов трицепса голени (GM, GL, SO и PL), эксцентрические упражнения могут давать разные результаты.

Цель исследования — изучить влияние 8-недельных эксцентрических упражнений, выполняемых три раза в неделю (всего 24 занятия), на мышечную архитектуру m. трицепс голени у здоровых участниц женского пола. Ультрасонография будет использоваться для измерения длины пучка, угла перистости и толщины мышц в медиальной икроножной мышце (GM), латеральной икроножной мышце (GL), камбаловидной мышце (SO) и подошвенной мышце (PL) до и после программы упражнений. Предполагается, что 8-недельная программа эксцентрических упражнений увеличит длину пучка, угол перистости и толщину мышц m. трехглавая мышца голени. Необходимо понимать архитектурную адаптацию эксцентрических упражнений для разработки эффективных программ упражнений для улучшения мышечной силы и функционирования.