Адаптации, вызванные силовыми тренировками у детей (B-STRONG)

Тренировки с сопротивлением (ТС) у детей и подростков стали популярным занятием, и появляется всё больше доказательств, подтверждающих их эффективность. Позиционные и консенсусные заявления по ТС для детей указывают на то, что они безопасны и эффективны для увеличения мышечной силы, улучшения спортивных результатов и снижения риска травм (Behm et al., 2008; Faigenbaum et al., 2009; Lloyd et al., 2014). Несмотря на эти доказательства, остаётся много неизвестного относительно ТС у детей, включая механизмы действия, направленные на увеличение мышечной силы.

Нейронные и мышечные механизмы могут улучшать мышечную силу после ТС. Нейронные факторы включают улучшение рекрутирования и частоты разрядов двигательных единиц человека, а мышечные факторы в основном включают увеличение размера мышцы (гипертрофия; Enoka, 1988). У детей мало известно о том, как эти механизмы связаны с мышечной силой. Имеется очень мало доказательств морфологических изменений после ТС у детей. Поэтому общепринятое мнение заключается в том, что дети полагаются только на нейронные факторы для улучшения силы после ТС, возможно, из-за их более низкого уровня циркулирующих андрогенов (Granacher et al., 2011; Malina, 2006). Тем не менее, некоторые исследования предполагали индуцированную ТС гипертрофию мышц у детей (Fukunaga et al., 1992; McKinlay et al., 2018; Mersch and Stoboy, 1989) и подростков (McKinlay et al. 2018), что указывает на то, что при определённых протоколах тренировок и с более чувствительными методами исследования дети могут достичь индуцированного ТС роста мышц.

Нейронные механизмы, которые предположительно улучшают мышечную силу детей после ТС, также в значительной степени неизвестны. Ранее глобальная поверхностная электромиография (ПЭМГ) использовалась для наблюдения изменений общей мышечной активации (McKinlay et al., 2018; Ozmun and Mikesky, 1994). Однако этот метод неспецифичен и может быть подвержен влиянию нейронных и морфологических адаптаций (Škarabot et al., 2021). Недавние достижения в декомпозиции ПЭМГ — которая разделяет сигнал ПЭМГ на отдельные двигательные единицы, из которых он состоит — позволяют более специфично оценивать нейронные адаптации неинвазивным способом. На сегодняшний день этот технологический прогресс был использован только в двух исследованиях для оценки нейромышечных адаптаций к ТС у молодёжи, с противоречивыми результатами (Herda et al., 2024; MacLennan et al., 2022).

Следовательно, цель данного исследования — неинвазивно оценить механизмы индуцированного ТС увеличения силы у детей, выполняющих 12 недель ТС, по сравнению с контрольной группой без тренировок. В общих чертах, морфологические адаптации будут оцениваться с помощью ультразвуковых измерений, в то время как нейронные механизмы будут оцениваться с использованием декомпозиции ПЭМГ. Помимо этих основных результатов, будут изучены эффекты ТС у детей на сердечно-сосудистую регуляцию.

Процедуры Участникам потребуется посетить Лаборатории прикладной физиологии/симпатической нейроциркуляторной регуляции Университета Брока трижды до вмешательства, дважды в середине вмешательства и дважды после вмешательства для завершения всех процедур тестирования. Визиты в середине вмешательства будут на четвёртой и восьмой неделях (по 1 сессии каждый), а визиты после вмешательства будут в течение одной недели после завершения вмешательства (2 сессии).

Первый визит до вмешательства послужит ознакомительной сессией. Будут заполнены опросники для скрининга медицинских проблем, оценки стадии полового созревания (Tanner, 1962), спортивных тренировочных практик, менархеального статуса (только для девочек), самооценки, привычных пищевых привычек и привычной физической активности. Эти опросники будут повторены после периода вмешательства. После заполнения опросников участники ознакомятся с тестами мышечной силы/сокращения, которые будут проводиться в оставшихся сессиях тестирования.

Четыре из оставшихся сессий тестирования (1 до вмешательства, 2 в середине вмешательства и 1 после вмешательства) будут включать измерения тела и тесты мышечной силы/сокращения, которые послужат основными экспериментальными результатами. Наконец, одна из сессий до и после вмешательства будет включать оценку регуляции кровотока и давления, чтобы увидеть, как они затрагиваются ТС.

Протокол ТС будет включать два еженедельных занятия ТС в течение 12 недель с использованием тренажёров. Каждое занятие будет состоять из ~5-10 минут разминки, ~40-50 минут упражнений с сопротивлением и ~5-10 минут заминки. Программа будет в основном сосредоточена на тренажёрах для нижней части тела; однако некоторые упражнения со свободными весами и для верхней части тела будут включены для поддержания интереса участников и обеспечения тренировки всего тела. Упражнения будут выполняться с различной интенсивностью и объёмом, но обычно в пределах 60-85% от 1ПМ для ~6-15 повторений. Когда участник сможет безопасно и с правильной техникой выполнить желаемое количество повторений, интенсивность (например, вес) упражнения будет прогрессировать. Некоторые примеры упражнений, на которых будет сосредоточен тренировочный протокол, включают жим ногами, разгибание ног и сгибание ног. Перед проведением вмешательства участникам будет должным образом показано, как безопасно выполнять каждое упражнение контролируемым и безопасным образом.

Участниками предлагаемого исследования будут мальчики и девочки (~7-12 лет).