Мышечная память

Мышечная память — это длительная трансформация (перестройка), которая происходит в тканях и нервных клетках. Наблюдаются изменения в результате активных физических нагрузок: они способствуют быстрому и эффективному восстановлению спортивной формы после долгого перерыва. Ведь спортсмены вынуждены иногда делать паузу в тренировках (например, при травмах, беременности, рождении ребенка и другим причинам).

При длительном отсутствии нагрузки мышцы теряют форму, атрофируются — миоциты (основа мышечной ткани) уменьшаются в объеме, так как чем ниже физическая активность, тем меньше цитоплазм и органелл задействуются. Однако, если профессиональный спортсмен возвращается в спорт, физическая форма достаточно быстро восстанавливается. Для увеличения мышечной массы, восстановления силы и улучшения выносливости им нужно гораздо меньше времени, чем людям, только пришедшим в спорт.

Как устроена мышечная память?

Мышечная память функционирует следующим образом:

1. Нервные клетки организма перестраиваются.

Такое явление, как мышечная память, известно уже длительное время. В спортивной медицине его связывают с функционированием нервной системы: моторные нейроны приводятся в усиленное возбуждение, в результате формируются новые синапсы. Как итог — нервно-мышечное сопряжение становится гораздо эффективнее.

Если атлет, который тренировался много лет, после перерыва в физических нагрузках возвращается к ним, в его моторной коре рост новых сосудов происходит в ускоренном темпе. Затем в двигательные области поступает больше питания и нейротрофические факторы секретируются.

2. Мышечные клетки трансформируются.

Мышечными волокнами называют клетки, которые формируют мышечную ткань. Они очень тонкие (около 100 мкм) и достаточно длинные (примерно 20 см) — соответствуют размеру мышцы.

Согласно исследованиям норвежских ученых (руководитель проекта — Kristian Gundersen), мышечные волокна имеют свою память. Принцип ее действия основан на образовании новых ядер, которых очень много в волокнах.

Как проводилось исследование?

Биологи провели опыт на мышах. Чтобы на мышцу голени грызунов (EDL) приходилась максимальная нагрузка, им частично удалили переднюю большеберцовую мышцу. В течение длительного срока ученые наблюдали за изменениями.

Мышечные волокна EDL значительно укреплялись на протяжении 21 дня: они стали толще, в поперечное сечение увеличились на 35%. Однако эксперимент на этом не закончился. Содержание ядер в волокнах увеличилось на 54%, причем это произошло раньше, чем утолщение, — на 6-й день после силовой нагрузки. Их количество стало стабильным на 11-е сутки. Волокна начали прибавлять в толщине на 9-й день, а процесс их роста остановился на 14-й день.

Такой же эксперимент биологи проделали с другой группой мышц — наблюдения проводились в течение двух недель. Содержание ядер в мышечных волокнах увеличилось на 37% на 14-е сутки, а волокна прибавили в толщине на 35%.

Далее ученые имитировали, что тренировки прекратились — перерезали нерв, идущий к мышце. За две недели мышца атрофировалась: толщина волокон на 40% стала меньше, количество дополнительных ядер не изменилось.

В ходе эксперимента биологи выяснили: наращивание мышечной массы при активных физических нагрузках происходит из-за роста числа ядер, содержащихся в мышечных клетках. Их увеличение указывает на работающие гены, которые регулируют синтез миозина и актина — сократительных белков мышечной ткани. Эти трансформации сохраняются длительное время — стабильны даже спустя 3 месяца атрофии мышц. Такой вывод был неожиданным, так как предполагалось, что лишние ядра ликвидируются апоптозом (клеточной гибелью), чего не произошло. Ядра только стали менее активными, перешли в «режим ожидания».

Биологи сделали заключение: основу мышечной памяти, которая реализуется на клеточном уровне, составляют новые ядра. Когда нагрузка восстанавливается, дополнительные ядра переходят в фазу активного функционирования: выработка белка усиливается, активируются гипертрофические процессы, контролируемые ядерными ДНК.

В мышцах новые ядра формируются из-за соединения с клетками-миосателлитами, образованными в результате деления путем митоза. Их способность разделяться снижается с возрастом, что объясняет, почему пожилому человеку, который не тренировался в молодости, сложнее набрать мышечную массу.