Adaptările neuronale ar putea explica diferențele de câștig de forță, în ciuda masei musculare similare

Un studiu recent de la Universitatea din Nebraska-Lincoln a dat un nou sens conceptului de putere a creierului sugerând că puterea fizică ar putea proveni la fel de mult din exercitarea sistemului nervos ca și mușchii pe care îi controlează.

depinde

În ultimii câțiva ani, cercetătorii au găsit dovezi că ridicarea mai multor repetări ale greutății mai ușoare poate crea masa musculară la fel de bine, precum și mai puține repetări ale greutății mai mari. Chiar și așa, cei care se antrenează cu o greutate mai mare văd încă câștiguri mai mari în forță decât cei care ridică sarcini mai ușoare.

Dar dacă forța diferă chiar și atunci când masa musculară nu, ceea ce explică disparitatea?

Este posibil ca Nathaniel Jenkins și colegii săi să fi descoperit câteva răspunsuri prin măsurarea modului în care creierul și neuronii motori - celulele care trimit semnale electrice către mușchi - se adaptează la nivelul înalt - vs. antrenament cu greutate redusă. Studiul lor sugerează că antrenamentul cu sarcină mare condiționează mai bine sistemul nervos pentru a transmite semnale electrice din creier către mușchi, crescând forța pe care acești mușchi o pot produce într-o măsură mai mare decât antrenamentul cu sarcină redusă.

Mușchii se contractă atunci când primesc semnale electrice care provin din cortexul motor bogat în neuroni al creierului. Aceste semnale coboară de la cortex la tractul spinal, accelerând prin coloana vertebrală în timp ce sare la alți neuroni motori care apoi excită fibrele musculare.

Jenkins a găsit dovezi că sistemul nervos activează mai mult din acești neuroni motori - sau îi excită mai frecvent - atunci când este supus unui antrenament cu sarcină mare. Această excitație crescută ar putea explica creșteri mai mari de forță, în ciuda creșterii comparabile a masei musculare.

"Dacă încercați să creșteți puterea - indiferent dacă sunteți Joe Shmoe, un războinic de weekend, un șobolan de gimnastică sau un atlet - antrenamentul cu sarcini mari va duce la adaptări mai mari ale forței", a spus Jenkins, profesor asistent. fiziologie de exerciții la Universitatea de Stat din Oklahoma, care a efectuat cercetarea pentru disertație la Nebraska.

Disertația a alocat în mod aleatoriu 26 de bărbați să se antreneze timp de șase săptămâni pe o mașină de prelungire a picioarelor încărcată cu 80 sau 30 la sută din greutatea maximă pe care o puteau ridica. De trei ori pe săptămână, participanții au ridicat până nu au putut completa o altă repetare. Jenkins a reușit să reproducă concluziile mai multor studii anterioare, observând o creștere similară a mușchilor între cele două grupuri, dar o creștere mai mare a forței - în valoare de aproximativ 10 lire sterline - în grupul cu sarcină mare.

Dar cercetătorii au furnizat și un curent electric nervului care stimulează mușchii cvadriceps utilizați în extensiile picioarelor. Chiar și cu un efort deplin, majoritatea oamenilor nu generează 100% din forța pe care o pot produce mușchii lor fiziologic, a spus Jenkins. Comparând forța loviturii „cele mai dure” fără asistență a unui participant cu forța maximă pe care o pot genera atunci când sunt ajutați de curent electric, oamenii de știință pot determina cât de mult din acea capacitate a atins o persoană - o măsură cunoscută sub numele de activare voluntară.

La ajustarea pentru scorurile de bază, cercetătorii au descoperit că activarea voluntară a grupului cu sarcină redusă a crescut de la 90,07 la 90,22 la sută - 0,15 la sută - pe o perioadă de trei săptămâni. Grupul cu sarcină mare a văzut activarea voluntară a crescut de la 90,94 la 93,29 la sută, o creștere de 2,35 la sută.

"În timpul unei contracții maxime, ar fi avantajos dacă activăm - sau activăm mai complet - mai multe unități motorii", a spus Jenkins. "Rezultatul ar trebui să fie o producție voluntară mai mare de forță - o creștere a puterii. Acest lucru este în concordanță cu ceea ce vedem".

Jenkins și-a testat ipoteza într-un alt mod, cerând participanților din ambele grupuri să dea afară la intervale de 10% din puterea lor de bază - de la 10% până la 100% - după trei și șase săptămâni. Dacă antrenamentul cu sarcină mare îmbunătățește eficiența musculară mai bine decât antrenamentul cu sarcină redusă, a argumentat el, atunci ridicatoarele cu sarcină mare ar trebui să folosească și o proporție mai mică din puterea lor - adică să prezinte o activare voluntară mai mică - atunci când ridică aceeași greutate relativă.

Asta arată în general datele. Activarea voluntară în grupul cu sarcină redusă a scăzut ușor, de la o medie de aproximativ 56% la momentul inițial la 54,71% după șase săptămâni. Dar a scăzut mai mult în grupul cu sarcini mari, scăzând de la aproximativ 57 la 49,43 la sută.

"Dacă vedem o scădere a activării voluntare la aceste niveluri de forță sub-maxime, asta sugerează că acești tipi sunt mai eficienți", a spus Jenkins. „Sunt capabili să producă aceeași forță, dar activează mai puține unități motorii pentru ao face.”

Plasarea de electrozi pe participanți pentru a înregistra semnăturile electrice ale cvadricepsului lor a întărit aceste rezultate. Antrenamentul cu sarcină mare a condus la o scădere substanțial mai mare a activității electrice după șase săptămâni, a raportat studiul, iar acea activitate a fost mai mică în majoritatea nivelurilor de efort.

"Din punct de vedere practic, acest lucru ar trebui să faciliteze activitățile vieții de zi cu zi", a spus Jenkins. "Dacă ridic sarcini sub-maxime, ar trebui să pot face mai multe repetări cu mai puține unități motorii active, așa că poate obosesc puțin mai încet."

Jenkins a susținut că instruirea cu sarcină redusă rămâne o opțiune viabilă pentru cei care doresc să construiască pur și simplu masă sau să evite să pună stres extrem pe articulații, o prioritate pentru adulții în vârstă și pentru persoanele care reabilitează din cauza rănirii. Totuși, a spus el, noul studiu conferă o credință și mai mare noțiunii că, atunci când vine vorba de consolidarea forței - mai ales pe fondul unui program aglomerat - mai greu este mai bine.

"Nu cred că cineva ar argumenta (cu ideea) că instruirea cu sarcină mare este mai eficientă", a spus Jenkins. "Este mai eficient din punct de vedere al timpului. Vedem adaptări de rezistență mai mari. Și acum vedem adaptări neuronale mai mari."

Jenkins și-a detaliat descoperirile în revista Frontiers in Physiology. A scris lucrarea împreună cu fostul consilier doctor Joel Cramer, profesor asociat de nutriție și științe ale sănătății; Terry Housh, profesor de nutriție și științe ale sănătății; Doctoranzii din Nebraska Amelia Miramonti, Ethan Hill, Cory Smith; și absolventă de doctorat Kristen Cochrane-Snyman, acum la Universitatea Politehnică de Stat din California.