Как повысить митохондрии в мышцах ног
Что такое митохондрии и как они нам помогают? Митохондрии-специализированные структуры, обнаруженные в клетках. Они участвуют во многих клеточных процессах, но их важнейшей функцией является извлечение энергии, которая хранится в химических связях питательных веществ (в форме электрически заряженных частиц, называемых электронами), и преобразование ее в форму энергии, которую клетки могут использовать для питания своей деятельности.
Эта форма энергии молекула вызванная ATP (от трифосфата аденозина) и процесс вызван клетчатым дыханием. Поскольку митохондрии производят около 90 процентов всего АТФ, вырабатываемого в нашем организме, они известны как “электростанция клетки».
Когда митохондрии работают оптимально, клетки заправлены топливом эффективно и биологические тропы бегут ровно. Но когда митохондрии дисфункциональны, они начинают накапливать повреждения и клеточные процессы начинают постепенно нарушаться. Митохондриальная дисфункция, вызванная накоплением повреждений, на самом деле является одним из признаков старения.
Почему важно увеличить количество митохондрий в мышцах?
Дисфункции в механизмах продукции АТФ в наших митохондриях, особенно в вызванном цепью перехода электрона, увеличивают продукцию вызванных субпродуктов реактивным видом кислорода который может повреждать митохондрии на высокой концентрации. Митохондриальная дисфункция создает снежный ком повреждения, которые могут постепенно расти, чтобы повлиять на все биологические процессы в нашем организме.
Это происходит естественно с возрастом, но улучшение митохондриальной пригодности, их эффективности в производстве энергии и их способности избежать или восстановить повреждение их биохимического оборудования может способствовать более здоровому процессу старения.
10 Способов увеличить количество митохондрий в мышцах
1. Ограничение калорий
Снижение потребления калорий (через диеты натощак, например) является наиболее успешным подходом к увеличению продолжительности жизни. Этот успех можно объяснить, по крайней мере частично, увеличением биоэнергетической эффективности митохондрий.
Ограничение калорий действует как сигнал стресса, который вызывает ряд адаптаций в митохондриях:
- улучшает активность цепи переноса электронов, регулирует выработку АФК и окислительный стресс
- он поддерживает митохондриальные механизмы контроля качества, ответственные за предотвращение и / или восстановление повреждений
- способствует обновлению митохондриальной сети за счет элиминации поврежденных митохондрий (аутофагия) и продуцирования новых митохондрий (биогенез)
2. Физические нагрузки
Физические нагрузки требует много энергии для питания наших мышц. Это накладывает нагрузку на митохондрии мышц, которые сигнализируют об этом энергетическом спросе на остальную часть клетки. Мышечные клетки отвечают, производя больше митохондрий и больше митохондриальных ферментов. Это увеличивает дыхательную способность мышц, т. е. их способность производить АТФ из питательных веществ для сокращения мышц.
Это адаптация наших мышечных клеток к физическим нагрузкам и одна из причин, почему эффективность упражнений улучшается с тренировкой. Физические нагрузки также является одним из лучших способов улучшить митохондриальный биогенез и функцию в стареющих мышцах, помогая отсрочить возрастное снижение митохондриальной активности и здоровья мышц.
3. Митохондриальные питательные вещества
Есть много питательных веществ, которые могут помочь митохондриям делать свою работу и поддерживать свою физическую форму. Митохондриальные питательные вещества обеспечивают субстраты и кофакторы, которые поддерживают и/или стимулируют активность митохондриальных ферментов; они усиливают клеточную антиоксидантную защиту; они поглощают свободные радикалы и защищают митохондрии от окисления; и они защищают и восстанавливают митохондриальные мембраны.
Митохондриальные питательные вещества включают витамины группы В, минералы, полифенолы и другие питательные вещества, такие как L-карнитин, альфа-липоевая кислота, коэнзим Q10, пирролохинолин хинон и креатин, например. Их можно принять как дополнения или их можно найти в естественной необработанной еде: фруктах и овощах, семенах, морепродуктах, и мясе.
4. Сон
Человеческий мозг требует много энергии, и из-за своей высокой скорости метаболизма. Во время сна мозг избавляется от продуктов, которые могут быть токсичными для митохондрий.
Примером может служить молекула бета-амилоида. В норме бета-амилоид защищает нейроны и поддерживает их активность. Однако, когда он накапливается чрезмерно, бета-амилоид становится вредным для нейронов, в частности для их митохондрий, что может вызвать нейродегенеративные процессы.
Поскольку нейрональные митохондрии питают каждую функцию мозга, очень важно избегать накопления токсичных отходов. Плохой сон повреждает митохондрии, но хороший ночной сон помогает мозгу сохранить митохондрии здоровыми.
5. Релаксация
Психологический стресс влияет на физическое здоровье, и митохондрии играют ключевую роль в этом влиянии. Стресс может изменять структуру и функционирование митохондрий посредством гормонов стресса и других сигналов стресса, которые воспринимаются митохондриями.
Хронический стресс может вызывать митохондриальные дисфункции и изменять клеточные и биологические процессы. Стресс-индуцированные митохондриальные дисфункции могут быть особенно вредны для нервной, эндокринной и иммунной систем, от чего может развиться генерализованное негативное воздействие на наш организм.
Таким образом, практики, которые помогают справиться со стрессом — медитация, йога, тай — чи или дыхательные упражнения, например-может помочь предотвратить последствия стресса.
6. Солнечный свет
Не забывая о том, что чрезмерные незащищенные солнечные ванны могут быть очень вредными, важно помнить, что правильное количество солнца имеет основополагающее значение для нашего здоровья. Известным эффектом солнечного света является выработка витамина D в нашей коже.
Оказывается, витамин D необходим для митохондриальной активности и что добавление витамина D у взрослых с дефицитом витамина D улучшает окислительную способность митохондрий в мышцах. Кроме того, исследования показали, что витамин D способствует митохондриальному биогенезу и увеличивает окислительную способность митохондрий в мышцах.
7. Терапия красного цвета / близко-инфракрасного света
Красный и близко-инфракрасный свет может прорезать кожу и подействовать на митохондриях через стимулирование вызванной молекулы оксидазой цитохрома C. Эта молекула является частью митохондриальной цепи переноса электронов, которая производит АТФ. Красный и ближний инфракрасный свет повышают эффективность митохондриальной электронной транспортной цепи и производства энергии.
8. Холодная выдержка
Когда нам холодно, два типа тканей немедленно реагируют, выделяя дополнительное тепло. Скелетная мышца и бурая жировая ткань.
Дрожь выпускает жару в процессе горящих топлив и использования ATP, для того чтобы привести сужение в действие мышцы. Дрожь, таким образом, рекрутирует митохондрии, чтобы косвенно генерировать тепло. Бурая жировая ткань, в отличие от других тканей, имеет молекулу, которая может отделить дыхание от производства АТФ и использовать его вместо этого, чтобы активно производить тепло. Таким образом, бурая жировая ткань использует митохондрии для непосредственного получения тепла.
Как в скелетной мышце, так и в бурой жировой ткани, холод стимулирует увеличение в митохондриальной деятельности и митохондриальном биогенезе. Таким образом, холодное воздействие в виде холодного душа или криотерапии может увеличить митохондрии, чтобы держать нас в тепле.
9. Тепловое воздействие
Жара может также вызвать полезные биологические реакции. Жара действует как слабый сигнал усилия и вызывает реакции клетки которые повышают приспособление.
Одним из основных агентов этой адаптации являются митохондрии, так как было показано, что тепловой стресс вызывает благоприятный адаптационный ответ в митохондриях, которые увеличивают их функциональную способность.
Эти влияния были показаны в скелетной мышце и в сердечной мышце, например. Это соответствует исследованиям, показывающим, что регулярное посещение сауны может улучшить выносливость и снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний, например.
10. Поддержка НАД
НАД (от динуклеотида аденина никотина никотинамида) молекула выведенная от витамина B3 найденного в каждой одиночной клетке в нашем теле. НАД играет ключевую роль в митохондриальной функции: он является основным ответственным за доставку электронов, которые извлекаются из пищи в электронную транспортную цепь для производства АТФ. Поэтому НАД так же важен для клеток, как и сам АТФ. Следовательно, НАД имеет важное значение для поддержания здоровья.
Уровни НАД уменьшаются естественно по мере того как мы стареем. Это уменьшение может также способствовать процессу старения. Тем не менее мы можем повысить уровень НАД, поставляя клеткам питательные вещества, которые могут помочь им оптимизировать метаболизм НАД. Это может уравновесить возрастное снижение НАД и помочь поддержать митохондриальную функцию, защитить от возрастных заболеваний и поддержать долголетие.
Последняя мысль
Митохондрии поддерживают человеческую жизнь, потому что они генерируют энергию, которая питает наши клетки. Поддерживая митохондриальную форму, мы поддерживаем оптимальное функционирование практически каждой клетки и системы в нашем теле. Увеличение количества митохондрий в мышцах может помочь нам жить долгой и здоровой жизнью.
Теория и методика подтягиваний, Кожуркин А. Н.
Предыдущие главы: Увеличение количества миофибрилл в быстрых мышечных волокнах
Особенности различных типов мышечных волокон
Изменения в мышечных волокнах под влиянием различных тренировочных воздействий.
Изменение величины силы в фазе подъёма
7.3.3 Увеличение количества митохондрий в быстрых мышечных волокнах
Хотя под воздействием силовой тренировки можно добиться очень высокой площади поперечного сечения быстрых мышечных волокон, однако в циклических видах спорта гипертрофия быстрых волокон важна только как условие высокой мощности и ёмкости аэробных процессов энергообеспечения.
Это означает, что увеличение силовых способностей при подтягивании не является конечной целью – это всего лишь средство для последующего наращивания аэробных возможностей мышц. Поэтому мы сейчас будем говорить о повышении окислительного потенциала быстрых мышечных волокон за счёт увеличения объёма и числа митоходрий.
Увеличение числа и объёма митохондрий сопровождается изменением соотношения активности различных ферментов, выражающемся в повышении эффективности окислительного метаболизма. Оба эти явления – гипертрофия и гиперплазия митохондрий и изменение состава ферментативных систем приводят к увеличению окислительного потенциала как медленных так и быстрых мышечных волокон на 100-200%.
Изменение активности ключевых ферментов под воздействием соответствующей тренировки изменяет метаболический профиль мышечного волокна (определяемый по соотношению кислительных и гликолитических ферментов), что даёт основание говорить о превращении быстрых гликолитических волокон в быстрые окислительно-гликолитические.
При увеличении массы митохондрий повышается кислородный запрос мышц. В связи с тем, что содержание кислорода в единице объёма крови находится в жёстких пределах, единственной возможностью увеличения количества кислорода, доставляемого к работающим мышцам, является усиление их кровообращения.
Хроническая недостаточность в снабжении мышечной ткани кислородом может вызвать специфическое приспособление сосудистой системы, которое проявляется в увеличении числа кровеносных сосудов, особенно капиллярной сети.
Повышение окислительной способности быстрых мышечных волокон приводит к снижению уровня лактата в мышечной ткани.
Дело в том, что накопление лактата и ионов водорода в мышечной ткани является разницей между скоростью их продукции, обусловленной массой и степенью активизации ключевых ферментов гликолиза и скоростью удаления, определяемой скоростью потребления пирувата митохондриями, скоростью удаления из мышечной клетки и степенью буферизации.
Высокая капилляризация облегчает выход лактата в кровь, а повышенное количество митохондрий более активно использует лактат в качестве субстрата окисления, следовательно, два фактора уменьшения продукции лактата из трёх обусловлены аэробными способностями мышечных волокон (третий – степенью их гипертрофии).
Какие же упражнения ведут к увеличению массы митохондрий и повышению окислительного потенциала быстрых мышечных волокон?
По мнению Селуянова — при выполнении таких упражнений должны соблюдаться два простых условия: интенсивное функционирование митохондрий и относительно невысокая степень закисления цитозоля мышечных волокон, в которых митохондрии функционируют.
Для обеспечения рекрутирования быстрых окислительных мышечных волокон подтягивания нужно выполнять либо без отягощения, либо с небольшим отягощением, а для предотвращения чрезмерного закисления темп подтягиваний должен быть значительно ниже соревновательного.
1 Подтягивание со спрыгиванием.
Спортсмен выполняет одиночное подтягивание, затем разжимает ладони и спрыгивает с перекладины, после чего встряхивает руками (или оставляет их поднятыми вверх – что более сложно), а затем снова фиксирует хват и выполняет второе подтягивание, снова срыгивает с перекладины и так далее. Упражнение выполняется в темпе примерно 1 раз в 6 секунд в течение 5-10 минут, т.е. за время подхода производится от 50 до 100 подтягиваний.
В таком упражнении большая сила одиночного сокращения в фазе подъёма включает в работу быстрые волокна, а низкий темп выполнения упражнения даёт возможность образующейся молочной кислоте частично окислиться в медленных мышечных волокнах, а частично уйти в кровь и окислиться в миокарде и медленных мышечных волокнах менее активных скелетных мышц. Следовательно, упражнение может выполняться достаточно долго без выраженного закисления, что и подтверждается на практике.
Упражнение можно усложнить, постепенно переходя к выполнению сдвоенных, строенных и т.д. подтягиваний между спрыгиваниями, либо выполняя одиночные подтягивания с небольшим отягощением.
2 Подтягивание в сверхнизком темпе.
Выполняется подтягивание без отягощения в очень низком темпе (от 5 до 10 подтягиваний в минуту) но в течение длительного (более 2,5 минут) времени.
При этом существуют как минимум две разновидности упражнения. В первом случае используется обычный вариант хвата, и тогда это упражнение полностью совпадает с тем, которое описано в главе 6 в качестве упражнения для развития статической выносливости мышц-сгибателей пальцев. При этом параллельно с развитием статики будет происходить повышение окислительного потенциала быстрых окислительных волокон мышц, выполняющих подъём/опускание туловища.
Во втором случае для увеличения длительности подхода используется хват в облегчённых условиях. В качестве облегчения могут использоваться клеящие вещества, нанесённые на гриф, или какой-либо вариант тягового замка. Как пример можно привести петлю из прочного материала, подобно той, которую используют гимнасты (рисунок 7.9). Для предотвращения травм рекомендуется дополнительно наматывать на кисти рук мягкий (боксёрский) бинт (рис 7.9, поз.4) и выполнять подтягивания на перекладине, до грифа которой можно дотянуться, стоя на полу.
Рисунок 7.9 Простейший вариант тягового замка.
1 – капроновая лента, сшитая в виде петли
2, 3 – последовательность действий при фиксации хвата с помощью тягового замка
4 – тяговый замок в комбинации с боксёрской лентой (для предотвращения травм)
Постепенное увеличение темпа подтягиваний при отсутствии выраженного закисления динамически работающий мышц также будет способствовать увеличению окислительного потенциала быстрых мышечных волокон.
3 «Лесенки» и «пирамиды».
При использовании «лесенки» выполняется серия подходов таким образом, что количество подтягиваний в каждом последующем подходе увеличивается на некоторое число, в простейшем случае – на единицу, относительно первого подхода серии, число подтягиваний в котором может также может быть равно единице (обычно от 1 до 5). Таким образом, в случае «лесенки» серия подходов может выглядеть как 1, 2, 3, …N, где N – наибольшее количество подтягиваний, выполняемых в последнем подходе.
После каждого подхода спортсмен спрыгивает с перекладины и делает небольшую паузу отдыха, которая может увеличиваться от подхода к подходу вместе с ростом числа повторений в подходе.
Чем большее количество подтягиваний будет выполняться в подходе, тем в большей степени будут рекрутироваться более высокопороговые мышечные волокна, а ресинтез АТФ в мышцах всё больше будет смещаться в сторону анаэробного гликолиза.
Механизм аэробного окисления, функционирующий в паузах отдыха между подходами, постепенно увеличивает мощность энергопродукции, а когда все окислительные мышечные волокна (и быстрые и медленные) оказываются вовлечены в работу, выходит на свой максимальный уровень.
Подключение к работе быстрых гликолитических волокон по мере нарастающего утомления приводит к тому, что, начиная с некоторого подхода (в зависимости от уровня тренированности спортсмена) количество производимого в мышцах лактата начинает превышать возможности организма по его утилизации, в связи с чем начинается закисление рабочих мышц.
Для спортсмена важно не пропустить этот момент и прервать серию – в случае использования «лесенки», либо начать уменьшение количества подтягиваний в последующих подходах – при достижении пика «пирамиды».
Уменьшение количества подтягиваний в подходах на нисходящей части «пирамиды» не обязательно будет происходить с тем же шагом, что и на её восходящем участке.
Шаг снижения нагрузки должен соответствовать скорости нарастания утомления и обеспечивать работу мышц в условиях относительно небольшого их закисления при интенсивном функционировании митохондрий, поскольку в противном случае будут развиваться не окислительные, а гликолитические возможности (в ущерб окислительным).
Рукопашный бой в Москве на Кунцевской.
Содержание книги
Теория и методика подтягиваний, Кожуркин А. Н.
Предыдущие главы: Увеличение количества миофибрилл в медленных мышечных волокнах
Параллельное увеличение количества митохондрий и миофибрилл в быстрых мышечных волокнах
Увеличение количества митохондрий в быстрых мышечных волокнах
Увеличение количества миофибрилл в быстрых мышечных волокнах
7.3.6 Увеличение количества митохондрий в медленных мышечных волокнах
Задача повышения силовых или анаэробных способностей будет являться корректно поставленной только в том случае, если она является составной частью аэробной подготовки или по крайней мере не противоречит ей .
Следовательно, конечной целью гипертрофии медленных мышечных волокон будет являться не столько увеличение их силы, сколько увеличение их окислительного потенциала (за счёт увеличения объёма и количества митохондрий, повышения активности окислительных ферментов, увеличения степени капилляризации мышц), производимое на базе увеличения объёма сократительных структур.
Наиболее очевидным признаком повышения дыхательных способностей мышц является увеличение объёма и числа митохондрий, которые могут составлять до 13% объёма медленных мышечных волокон.
Для того чтобы в подтягивании участвовали, в основном, медленные мышечные волокна, нужно выполнять упражнение в существенно облегчённых условиях, причём настолько облегчённых, чтобы спортсмен без труда мог подтягиваться в заданном темпе не менее 10 минут.
Подтягивание в облегчённых условиях.
Выполняется подтягивание на перекладине с переброшенным через блок грузом, либо тяга верхнего блока к груди на тренажёре.
В условиях тренажёрного зала подтягивание в облегчённых условиях также можно выполнять на специально предназначенном для этого тренажёре «Гравитрон».
Длительность подхода и количество подтягиваний в подходе зависят от величины облегчения (силы сопротивления механизма тренажёра).
Поскольку в соответствии с «правилом размера» Э. Хеннемана самые медленные двигательные единицы (состоящие из ММВ) активны при любом напряжении мышцы, в то время как быстрые двигательные единицы активны лишь при сильных мышечных напряжениях, считается, что окислительные возможности медленных мышечных волокон будут развиваться при выполнении любой силовой нагрузки не максимальной мощности.
Это означает, что подтягиванию в облегчённых условиях в тренировке квалифицированных спортсменов не следует уделять слишком много времени.
В тоже время подтягивание в облегчённых условиях идеально подходит для разминки перед соревнованиями. В этом случае при подтягивании на низкой перекладине или шведской стенке облегчение веса можно создать за счёт того, что ноги спортсмена в процессе подтягиваний не отрываются от пола (или ступеней шведской стенки).
Также подтягивание с облегчением подходит для начинающих спортсменов (при условии постепенного уменьшения величины облегчения), которые пока не в состоянии подтянуться ни одного раза. Правда в этом случае в работу будут задействованы не только медленные мышечные волокна, но и быстрые, поэтому силовые и аэробные возможности мышц будут, вероятно, развиваться параллельно.
Рукопашный бой в Москве на Кунцевской.
Содержание книги