fbpx
ОСТАННІЙ ПОДКАСТ

Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

Читати

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Повідомлення успішно надіслано

Для пошуку
введіть назву запису
Людина — 17.06.20
ТЕКСТ: Олександр Скороход
Ілюстрації: Каталіна Маєвська
Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
Ctrl+Enter.
Згадати все

Запах хлорки такий ядучий, що залишається на рушнику та волоссі навіть після другого душу. Холодна вода. Вона немов просочується під шкіру, знерухомлюючи м’язи і паралізуючи рух крові по судинах. Доріжка басейну. Гладка, немов нескінченно довге дзеркало, яке ось-ось розлетиться мільйонами крижаних уламків.

 

Вже після перших кількох десятків метрів пливти стало важко: кожен рух давався з натугою, дихання постійно збивалося. Здавалося, що за пів року відсутності занять тіло стало неповоротким, м’язи – слабкими, а рухи – незграбними. Втім, до кінця тренування я трохи призвичаївся, і стало легше. А за якийсь тиждень м’язи немов згадали всі попередні місяці тренувань. Я знову, як і раніше, став відчувати драйв від обтікання тіла водою, плавних рухів та характерного шуму води у вухах. 

Якщо ви колись навчилися плавати, грати на скрипці, танцювати вальс або їздити на велосипеді, ви і без підручника знаєте, що таке м’язова пам’ять. Ми можемо ефективно виконувати всі ці дії, не докладаючи свідомих зусиль, навіть якщо минуло чимало часу відтоді, як робили це востаннє. Але невже наші м’язи здатні «запам’ятовувати» всі ці складні рухові навички? Чи, можливо, це все – робота мозку, який дбайливо зберігає набуті за життя рухові рефлекси, поки вони знову стануть потрібними? 

 

Думки про те, що таке м’язова пам’ять, де вона розташована і що саме ми маємо називати цим терміном, досі суперечливі.1 Адже коли ми говоримо про «м’язову пам’ять», є два різні аспекти: один з них пов’язаний з особливостями структури та росту м’язів, а інший – з виконанням ними скоординованих рухів.

 

Пам’ять і м’язи

 

ДНК – це основна молекула клітини, що забезпечує зберігання, передачу з покоління в покоління і реалізацію генетичної програми розвитку та функціонування живих організмів. Вона міститься у ядрі клітин, і в її послідовності закодована інформація про синтез РНК та білків.

 

Багатоядерний «комунізм» під мікроскопом 

 

Скелетні м’язи, чи не найбільша тканина в організмі, унікальна ще й тим, що зрілі м’язові клітини (міоцити) містять не одне, а багато ядер. Точніше, міоцити об’єднуються між собою, утворюючи особливу структуру – симпласт, який містить сотні ядер, що перебувають у «спільному користуванні».  Така велика кількість ядер забезпечує насамперед інтенсивний синтез білка,5 необхідного для створення і підтримки роботи скорочувального апарату м’язів. Адже окремі м’язові волокна можуть бути величезними і досягати довжини 60 см (наприклад, кравецький м’яз) та об’ємів, у 100 000 разів більших за типову клітину! 

 

Вражає надзвичайна пластичність м’язів: їхня маса та сила можуть значно збільшуватися у відповідь на гіпоксію, електростимуляцію, фізичні вправи або ж вплив анаболічних стероїдів.6 Однак ці самі показники швидко зменшуються за умови атрофії, викликаної голодуванням, знерухомленням, сепсисом, раковою кахексієюКахексія – клінічний синдром, стан, що супроводжується великою втратою маси тіла за рахунок зникнення маси жирової тканини та атрофії м’язів., серцевою недостатністю, діабетом абощо. Крім того, багато літніх людей страждають від саркопенії – тривалого процесу втрати м’язової маси, який зазвичай починається після 50 років і передбачає втрату близько 1% м’язової маси на рік.7

 

Як показують дослідження, уповільнення атрофії м’язів8,9 під час ракової кахексії, саркопенії та інших патологічних процесів може істотно продовжити тривалість життя.

 

Спочатку – ядра, а потім – гіпертрофія

 

Багато хто перед наближенням «пляжного сезону» йде до тренажерки, щоб скинути трохи зайвої ваги і вражати інших своїми формами. Однак якщо одного дня ви купите абонемент і почнете робити вправи, скажімо, на біцепс, не чекайте надто швидких результатів. І справа тут не так у генетиці, методиці виконання чи вашій нетренованості. Причина у тих самих ядрах м’язів. 

 

Ядра м’язів – це ключовий елемент, який забезпечує їхню пластичність і здатність кардинально змінюватися під дією навантажень чи їх відсутності. Що більше ядер у м’язовому волокні (міоциті), то більше білка воно здатне синтезувати і залучити для формування актоміозинового комплексуАктоміозиновий комплекс – білковий комплекс, що складається з актину та міозину, волокна яких розташовуються в певному порядку. Завдяки енергії, що вивільняється при розщепленні АТФ, актоміозиновий комплекс скорочується., який забезпечує м’язове скорочення. Відповідно, найперший ефект, який тренування справляють на м’язи – це не збільшення в розмірах (гіпертрофію), а утворення більшої кількості ядер. Тільки після цього вони починають рости, і результати занять у тренажерці стануть відчутними та помітними на пляжі. 

 

М’язове волокно (міоцит) — основна структурно-функційна одиниця м’яза. Ззовні міоцит вкритий мембраною (сарколемою), що стикується із волокнами сполучної тканини, а також бере участь у проведенні імпульсів скорочення волокна. Міоцити містять ядра, мітохондрії та інші органели, типові для усіх клітин, а крім того – скоротливі волокна (міофібрили), завдяки яким здійснюється рух.

 

Гіпотеза «міонуклеарного домену»

 

З ХІХ століття дослідники вважали, що одне ядро клітини може «обслуговувати» лише певний об’єм цитоплазми і стверджували, що зв’язок між вмістом ДНК та об’ємом клітин є чи не основним принципом біології.2 Цю саму модель переносили і на роботу м’язів, а панівною була гіпотеза міонуклеарного домену.3 Згідно з нею, міоцити зі збільшенням розмірів набували і більшої кількості ядер, а при атрофії, коли зменшувалися у розмірах, цих додаткових ядер позбувалися. 

 

Однак нещодавно з’ясувалося, що таке уявлення не зовсім відповідає дійсності. Справа в тому, що нові ядра не утворюються безпосередньо у м’язовій клітині шляхом поділу наявних. Вони потрапляють до м’язової клітини із клітин-супутників, які розташовані поруч із сарколемою (мембраною) міоцита. Клітини-супутники залишаються в стані спокою доти, доки їх не стимулюють або анаболічні стероїди, як-от тестостерон, або ж мікрозапалення, яке виникає внаслідок пошкодження м’яза під час вправ. Ось тоді клітини-супутники активуються, утворюють дочірні клітини, частина з яких зливається з м’язовим волокном, полегшуючи його відновлення та ріст, а інші перетворюються на супутникові або ж гинуть шляхом апоптозуАпоптоз — найпоширеніший тип запрограмованої загибелі клітини..

 

Нещодавні дослідження показують,4 що набуті після тренувань ядра можуть залишатися в синцитіях м’язів щонайменше на три місяці або навіть на все життя!

 

Це відкриття може пояснити той давно помічений феномен, що навіть після тривалої перерви ті, хто до цього тренувався, набагато швидше досягають хороших спортивних результатів порівняно із нетренованими, які починають «з нуля».

 

Вчені вважають,10 що з точки зору еволюції утримання «надлишків» ядер під час періодів низьких фізичних навантажень дає чітку перевагу для індивіда, оскільки скелетні м’язи часто проходять цикли атрофії та гіпертрофії у відповідь на умови середовища. Такий механізм дозволяє, наприклад, людям, які займалися сільським господарством протягом частини року, після зимової перерви швидко повернути м’язам потрібний тонус та силу.

 

Use it or lose it: не відкладайте тренування на завтра

 

Ріст м’язів, їхня здатність до гіпертрофії та регенерації після пошкоджень міофібрил зменшуються з віком11 значною мірою через зменшення проліфераційногоПроліферація –розростання тканини тварини завдяки поділу та росту клітин організму. потенціалу клітин-супутників.

 

Ось чому важливо давати достатнє фізичне навантаження у підлітковому віці, коли ріст м’язів підсилюється гормонами, а також є великий резерв клітин-супутників. Адже це дозволить «накопичити» ядра у міоцитах, які можуть бути залучені впродовж життя, й таким чином уповільнити наслідки старіння та, можливо, запобігти розвитку саркопенії. 

 

Згідно з рекомендаціями Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ),12 діти та підлітки віком від 5 до 17 років мають отримувати щодня принаймні одну годину фізичного навантаження помірної інтенсивності (швидка хода, прогулянка, танці, повільна їзда на велосипеді тощо).

 

Не відкладайте тренування на завтра. Це ваша інвестиція у здоров’я та довголіття вже сьогодні. Як кажуть тренери: «Use it or lose it» (з англ./укр. «Використовуй або втратиш»).

 

Антидопінгова політика

 

Набуття і збереження нових ядер після тренувань – це чудова властивість м’язів. Але у професійному спорті вона має і зворотний бік медалі. 

 

Адже не тільки тренувальні навантаження, а й стероїдні гормони здатні викликати та підсилювати ефект накопичення ядер у міоцитах. Відповідно, навіть короткотермінове вживання стероїдів, які стимулюють ріст м’язів, може мати довготерміновий ефект, зокрема після припинення прийому цих препаратів, що даватиме конкурентну перевагу порушникам. Результати експериментів на тваринах,13 які показали тривале збереження новонабутих ядер в міоцитах, уже посприяли збільшенню терміну дискваліфікації тих, хто вживав стероїдні препарати, із двох до чотирьох років. 

 

Наразі Всесвітнє антидопінгове агентство (WADA) не планує вживати жодних додаткових регуляторних заходів до остаточного підтвердження пожиттєвого збереження ядер в міоцитах людини після вживання стероїдів. Втім, якщо це трапиться, вочевидь, і санкції до порушників правил стануть ще жорсткішими. 

 

Пам’ять і мозок

 

Навіть найпростіші повсякденні дії, як-от чищення зубів, передбачають складну послідовність напруження і розслаблення багатьох різних груп м’язів. Більшість із цих дій ми неодноразово практикували протягом життя. Але це не означає, що такі дії не можна навчитися виконувати більш плавно, швидко або точно. І, що цікаво, за постійної практики з часом навіть такі досить складні рухи, як-от поїздки на велосипеді, в’язання або гра на музичному інструменті, можна навчитися виконуватися майже автоматично.

 

Під час руху активуються такі собі «міні-датчики» – пропріорецептори у наших м’язах, сухожиллях та суглобах, з яких інформація надходить до центральної нервової системи. Мозок вчиться інтерпретувати всі ці дані, а також співставляти їх із сигналами, які надходять від органів чуття. А зміни, що відбуваються в мозку під час навчання навичкам та їх запам’ятовування, змінюють і ту інформацію, яку мозок надсилає до м’язів, впливаючи на рухи.

 

І хоча певні навички, як-от їзда на велосипеді, потребують зміцнення певних груп м’язів, процеси, важливі для навчання та запам’ятовування нових рухів, відбуваються саме у нашому мозку, а не у м’язах. 

 

Від зав’язування шнурівок до керування літаком

 

Дослідники вважають, що пам’ять людини складається з безлічі різних систем, які можуть працювати майже незалежно одна від одної.14 Навчання руховим навичкам і пам’ять, яка формується внаслідок цього, досить суттєво відрізняється від інших форм пам’яті. Це так звана процедурна пам’ять – вид довготермінової пам’яті, який відповідає за процес виконання різних дій. 

 

Процедурна пам’ять формується через процедурне навчання – повторення складної послідовності дій знову і знову, поки нейросистема не сформується належним чином, після чого не вимагає свідомого контролю. За потреби процедурна пам’ять автоматично «підвантажується» і використовується для виконання складних завдань, які містять як когнітивні, так і моторні навички: від зав’язування шнурівок до читання або керування літаком. Процедурна пам’ять – критично важлива в набутті людиною рухових навичок.

 

У процес запам’ятовування рухових навичок залучені кілька важливих структур головного мозку.15 Моторна кора надсилає сигнали до м’язів тіла і відповідає за планування та виконання рухів. Базальні ганглії, розташовані глибоко всередині мозку, пов’язані з ініціацією руху. Ділянка задньої частини мозку – мозочок – безпосередньо бере участь у координації рухів.

 

Як ми запам’ятовуємо рухи?

 

Запам’ятовування моторних навичок у головному мозку супроводжується цілою низкою структурних та функційних змін, що супроводжуються підвищеною активністю всього мозку.16 Це і збільшення зв’язків між різними ділянками мозку, необхідними для формування певної навички, і зміни у самих нейронах. 

 

Так, опанування нових навичок насамперед спричиняє зміни у первинній моторній корі – ділянці моторної кори, що відповідає за ініціацію рухів. Унікальні пірамідальні нейрони цієї області (клітини Беца) встановлюють зв’язки з іншими нейронами, відростки яких контактують з м’язами тіла і викликають їхнє скорочення. Частини тіла, що розташовані поруч, як-от пальці, контролюються ділянками, близькими одна до одної в руховій корі.

 

Клітини Беца – нейрони первинної моторної кори головного мозку, одні з найбільших нейронів центральної нервової системи, діаметр яких досягає 100 мкм. Аксони клітин Беца спрямовані вниз до спинного мозку й утворюють зв’язки (синапси) з мотонейронами переднього рогу спинного мозку і нейронами рухових ядер черепних нервів, які з’єднуються з м’язами тіла.

 

Хоча зміни у первинній моторній корі є результатом багаторічної інтенсивної практики, невеликі зміни в активності цієї структури можуть відбуватися протягом набагато коротших періодів. Зміна того, як мозок «підключається» до м’язів, ймовірно, буде одним зі способів вдосконалення навичок при їхньому регулярному повторюванні. 

 

Далі, як показують дослідження,17 під час вивчення нового руху спостерігається підвищена активність по всьому мозку, але особливо в ділянці вторинної моторної кори (премоторній корі), яка відповідає за планування рухів, та у базальних гангліях, які активуються під час ініціювання руху.18 Адже для того, щоб засвоїти нову рухову навичку, кожну дію потрібно спланувати і продумати. А от після тривалої практики певних рухів чи дій, оскільки вони стають майже автоматичними, активність у премоторній корі та базальних гангліях зменшується.19

 

Інші ділянки, як-от моторна кора і мозочок, залишаються активними навіть тоді, коли рухи стають автоматичними. Щоправда, активність стає більш сфокусованою у певних зонах. 

 

Збереження рухових навичок та їх шліфування значною мірою відбувається у мозочку – одній з найбільших структур головного мозку, розташованій під потиличними частинами півкуль. Він відповідальний за координацію рухів, регуляцію рівноваги і м’язового тонусу.

 

Мозочок отримує копію інформації, що передається від спинного мозку до кори півкуль головного мозку і сигналізує про поточний стан тіла (м’язовий тонус, положення у просторі тощо). А крім того, до мозочка надходить копія інформації, яка йде від кори півкуль головного мозку до спинного мозку і дає уявлення про потрібний кінцевий стан. 

 

Можна сказати, що мозочок працює, немов своєрідний комп’ютер, який отримує інформацію як від периферійних структур, так і від кіркових рухових центрів. Після обробки великої за обсягом інформації мозочок надсилає відповідні команди до первинної рухової кори і рухових систем мозкового стовбура, а також регулює силу і ступінь рухів, бере участь у їхній підготовці, програмуванні рухової кори і навчанні.

 

Хоч мозочок і пов’язаний з корою головного мозку, його діяльність не контролюється свідомістю.

 

Поступово мозок вибудовує нейронні мережі, які дозволяють забезпечити максимально ефективні рухи, і зберігає їх у довготерміновій пам’яті. Після збереження такої інформації для повторення рухів буде залучатися набагато менше нейронів мозку, ніж на початку навчання. Це якраз той момент, коли рух починає відбуватися «природно».

 

Кількість повторів, необхідна для формування стійкої м’язової пам’яті, – досі дискусійне питання. Дехто з популярних авторів, наприклад, Малькольм Ґладвелл, заявляє, що для зміни та закріплення рухових навичок потрібно щонайменше 10 000 годин. Втім, багато дослідників стверджують, що все залежить насамперед не від кількості годин, а від їхньої якості: уважності, залученості у навчальний процес.20

 

В будь-якому разі, час починати тренуватися. Що раніше ви почнете, то краще!

 

Години повторів, але правильних!

 

Але навіть коли нові рухи успішно засвоєні, записані у довготермінову пам’ять і відчуваються природними, це, на жаль, не завжди означає, що вони виконуються найбільш оптимальним чином. Так, у випадку їзди на велосипеді справді існує лише одна методика правильного виконання. Тому щойно нейрони мозочка засвоюють цю схему, все гаразд. Однак у танцях, грі в гольф, плаванні існує дуже багато способів засвоїти не найбільш оптимальні методи виконання складних рухів. І, на жаль, єдиний спосіб їх виправити – знову витратити десятки, а то і сотні годин на перенавчання.

 

Тож якщо ми хочемо жити довго та повноцінно, дуже важливо освоювати обидва аспекти «м’язової пам’яті». Адже накопичення ядер у міоцитах забезпечує здорове фізичне довголіття, а постійне засвоєння нових рухових навичок та їх шліфування дає довголіття розумове. Не відкладайте тренування на завтра – починайте вже сьогодні! 

ТЕКСТ: Олександр Скороход
Ілюстрації: Каталіна Маєвська
Статті