Как влияют добавки креатина на увеличение силы и мышечной массы при постоянных и уменьшающихся интервалах отдыха

Источник: ncbi.nlm.nih.gov
Перевод Сергей Струков

Сочетание приёма добавок креатина и тренировок с отягощением демонстрируют положительное синергическое влияние в отношении гипертрофии мышечных волокон (1,2) и поперечника мышцы (1). В нескольких исследованиях показано, что потребление добавок креатина приводило к увеличению сухой мышечной массы, силы, мощности мышц, а также их гидратции (3- 7). Kilduff et al. (8) продемонстрировали большее увеличение максимальной силы при сочетании тренировки с отягощением и приёма креатина, чем при тренировке без потребления добавки. Jonhson et al. (9) изучали влияние загрузки креатином (20г/день в течение 6 дней) на работоспособность 18 мужчин и женщин при выполнении билатерального разгибания ног (концентрические и эксцентрические сокращения мышц) до произвольного утомления. Обнаружено соответственно 25%-ное и 14%-ное увеличение для доминирующей ноги у мужчин и женщин. Huso et al. (10) установили, что 12 недель употребления добавок креатина в сочетании с силовой тренировкой увеличивает мышечную и общую массу тела больше, чем тренировка сама по себе.

Обновлено 08.04.2015 17:04

Установлено, что потребление креатина действует несколькими путями. Во-первых, если концентрация креатинфосфата (КрФ) в скелетных мышцах увеличивается, КрФ может использоваться при рефосфориллировании АДФ в АТФ для обеспечения кратковременной активности высокой интенсивности, путём креатинкиназной реакции. Это относится, прежде всего, к повторным интенсивным нагрузкам с короткими интервалами отдыха (11- 13). Примерами подобной активности являются спринты, прыжки и поднимание тяжестей (14). Во-вторых, потребление КрФ может увеличивать скорость диффузии высокоэнергетической фосфатной группы между митохондриями и головками миозина, способствуя, таким образом, лучшему протеканию «цикла поперечных мостиков» и поддержанию (мышечного) напряжения (11). В-третьих, дополнительно потребляемый Кр может улучшать клеточный гомеостаз, препятствуя изменению рН (развитию ацидоза), путём поглощения ионов водорода во время реакции рефосфориллирования АДФ в АТФ. В-четвёртых, понижение уровня КрФ в клетке увеличивает количество АДФ для рефосфориллирования, что может стимулировать фосфофруктокиназу – фермент, определяющий скорость протекания гликолиза, таким образом, увеличивая гликолитическую продукцию АТФ (11).

Промежутки отдыха между подходами – ключевая характеристика в тренировке с отягощениями и потребление Кр может позволить уменьшить отдых, увеличив способность восстанавливать концентрацию клеточного АТФ между подходами мышечных сокращений до утомления.

Следовательно, увеличив способность к восстановлению, приём Кр может препятствовать понижению работоспособности (повторений в подходе), что зачастую связывают с уменьшением отдыха между подходами в тренировке с отягощениями. Способность выполнить определённый объём тренировки с меньшими интервалами отдыха между подходами позволяет увеличить эффективность тренировки при дефиците времени. Тем не менее, на сегодняшний день не существует исследований изменений максимальной силы и массы мышц вследствие программ тренировок с отягощениями, включающих различные по продолжительности интервалы отдыха и одновременного потребления добавок Кр (15). Таким образом, целью эксперимента является сравнение изменений максимальной силы и гипертрофии в результате выполнения программ с постоянным отдыхом (2 мин.) между подходами (ПО) и программ с постепенно уменьшающимся отдыхом (с 2 мин. до 30 сек.) между подходами (УО), продолжительностью 8 недель, выполняемыми тренированными мужчинами на фоне приёма добавок креатина.

Методология исследования

Объекты
22 тренированных мужчины (рекреация), разделённых на две группы:
1 группа (ПО) n=11, в среднем 22 года, масса тела 78 кг, рост 180 см, РМ в жиме лёжа 1,2 массы тела и 1,4 в приседаниях.
2 группа (УО) n=11, в среднем 22 года, масса тела 76 кг, рост 179 см, РМ в жиме лёжа-1,22 и 1,45 в приседаниях.
Условия включения в экспериментальную группу: а) не менее года тренировок с отягощением с частотой 4 раза в неделю; б) без ограничений по состоянию здоровья; с) не использующие эргогенные субстанции (ААС и т.д.).

Процедуры тестирования
Оценка 1РМ в приседаниях и жимах лёжа производилась два раза - до и после выполнения программы. Упражнения выбраны, в том числе, из-за того, что выполнялись испытуемыми до эксперимента. Протокол оценки РМ подробно описан в (16). Между оценочными подходами отдых 5 минут, между упражнениями – минимум 10 минут. Первым выполнялся жим.
Через 72 часа после оценки 1РМ при помощи МРТ до и после эксперимента измеряли поперечник мышц бедра и плеча согласно описанию (15) (рисунок 1), затем оценивали максимальный вращающий момент для флексоров и экстензоров колена с помощью изокинетического динамометра Cybex 6000 на скорости 600с-1, в соответствии с протоколом, описанным (17). Для сравнения изменений использовали лучший результат, показанный на динамометре, и снимки срезов МРТ изображений одного уровня (середина бедра и середина плеча ниже прикрепления дельтовидной мышцы).

Тренировочная программа
Программа для обеих групп продолжалась 8 недель, занятия проводились 6 раз в неделю, 4 подхода в каждом упражнении с отягощением 8 – 10 РМ.
Понедельник, четверг: жим лёжа, жим под углом, тяга верхнего блока, горизонтальная тяга.
Вторник, пятница: жим стоя, отведения стоя, бицепс со штангой стоя, Бицепс с гантелями попеременно, трицепс в тренажёре с v-образной рукоятью, французский жим лёжа.
Среда, суббота: приседания, разгибание голени в тренажёре, сгибание голени в тренажёре, скручивания.
Группа ПО тренировалась с постоянным, 2-минутным отдыхом между подходами. В группе УО первые 2 недели отдых составлял 2 минуты, затем уменьшался каждую неделю на 15 секунд (1,2 неделя - 120 сек., 3 неделя – 105 сек., 4 неделя – 90 сек., 5 неделя – 75 сек., 6 неделя – 60 сек., 7 неделя - 45 сек., 8 неделя – 30 сек.).
Перед каждым занятием испытуемые обеих групп выполняли разминку, состоящую из 2 подходов в 20 повторениях с 50% от отягощения, используемого в первом упражнении тренировки.
Выполнение программы контролировали опытные тренеры. В частности, отслеживалось выполнение подходов «до отказа». Тренировочная нагрузка увеличивалась, чтобы оставаться в пределах 8 – 10РМ. Скорость движения не контролировалась. Все субъекты выполнили тренировочную программу в полном объёме. Использовались тренажёры Life Fitness. Недельный объём нагрузки контролировали по жиму лёжа и приседаниям: сумма поднятых кг умножалась на общее количество повторений (рисунки 2 и 3).

Потребление креатина
Капсулы креатина принимались с применением загрузочной фазы (7 дней 20 г Кр + 20 г мальтодекстрина, четыре эквивалентные дозы в течение дня), остальные 35 дней исследования креатин (5 г) и мальтодекстрин (5 г) потреблялись однократно, непосредственно после тренировки, в соответствии с рекомендациями Volek et al. (2).
Режим питания не контролировали во время исследования. Испытуемым рекомендовалось поддерживать «нормальный» режим на протяжении эксперимента.

Рис. 1. Магнитно-резонансное изображение правого бедра и верха плеча одного из субъектов до и после тренировок.

Рис 2. Общий объём жима лёжа в каждую тренировочную неделю (среднее ± СО) CI (ПО) – группа с постоянным интервалом отдыха, DI (УО) - группа с прогрессивно уменьшающимся интервалами отдыха, * - существенные отличия между группами, # = существенные отличия от первой недели, + - существенные отличия от второй недели, §- существенные отличия от третьей недели, @ - существенные отличия от четвёртой недели.

Рис 3. Общий объем приседаний в каждую тренировочную неделю (среднее ± СО) CI (ПО) – группа с постоянным интервалом отдыха, DI (УО) - группа с прогрессивно уменьшающимся интервалами отдыха, * - существенные отличия между группами, # = существенные отличия от первой недели, + - существенные отличия от второй недели, § - существенные отличия от третьей недели, @ - существенные отличия от четвёртой недели.

Таблица 1.
Величина максимального отягощения (средняя ± СО) и размер эффекта в жиме лёжа и приседаниях

РЭ – размер эффекта, ПО – группа с постоянным интервалом отдыха, УО - группа с прогрессивно уменьшающимся интервалами отдыха, * - статистически значимые различия (р ≤0,0001) между значениями до и после тренировки.

Таблица 2.
Изокинетический максимальный вращающий момент разгибателей и сгибателей колена (Н м) (среднее ± СО) и размер эффекта

РЭ – размер эффекта, ПО – группа с постоянным интервалом отдыха, УО- группа с прогрессивно уменьшающимся интервалами отдыха, * - статистически значимые различия (р ≤0,0001) между значениями до и после тренировки.

Таблица 3.
Площадь поперечного сечения мышц верха плеча (ППСП) и правого бедра (ППСБ)
(среднее ± СО) и размер эффекта

РЭ – размер эффекта, ПО – группа с постоянным интервалом отдыха, УО - группа с прогрессивно уменьшающимся интервалами отдыха, * - статистически значимые различия (р ≤0,0001) между значениями до и после тренировки: 0,2, 0,6 и 1,2 для малого, среднего и большого.

Обсуждение результатов
Наиболее важные обнаруженные явления: 1) сочетание приёма Кр и структурированной тренировки с отягощениями увеличивает мышечную силу, изокинетический вращающий момент и поперечник мышцы независимо от величины отдыха между подходами; 2) постепенное сокращение интервалов отдыха между подходами не влияет негативно на адаптационные изменения в результате тренировки (поперечник мышц и силу), существенно уменьшает количество повторений в подходах, больше для верхней части тела; 3) не подтвердилось предположение, что приём Кр позволит сохранить объём нагрузки при прогрессивном снижении интервалов отдыха между подходами. Тем не менее, данные нашей группы позволяют предположить, что потребление Кр оказывает положительное действие. Размер влияния приёма креатина на объём нагрузки по сравнению с тренировкой без добавок предстоит выяснить в будущих исследованиях.

В предыдущем эксперименте нашей исследовательской группы (15) сравнивалось влияние 8-недельной силовой тренировки с ПО и УО. Не было обнаружено существенных различий в изменении поперечника мышц, 1РМ и крутящего момента. Так же, как и в настоящем исследовании, протокол УО показал большую эффективность, чем ПО для увеличения максимальной силы и поперечника мышц.

Мышечная масса важна для здоровья и поддержания «качества жизни» (7). Тренировка с отягощениями является незаменимым компонентом общей фитнес-программы для людей с различными тренировочными целями (19). Изменение характеристик нагрузки (интенсивность и объём) зависит от целей тренировки, индивидуальных особенностей и содержания двигательной активности в повседневной жизни (20, 21). Продолжительность интервалов отдыха оказывает существенное влияние на восстановление источников энергии (АТФ и КрФ), буферирования и выведения веществ, вызывающих утомление (например, ионы водорода), а также восстановления способности к производству усилия (22).

Применение эргогенных средств совместно с занятиями позволяет достигнуть больших адаптационных изменений, чем тренировка сама по себе. В отношении фосфагенной энергетической системы, потребление Кр показало существенные преимущества в увеличении силы / мощности, спринтерской способности и / или при работе с максимальными мышечными сокращениями, выполняемой во множестве подходов (1,2, 23 - 25). Улучшение работоспособности связано с увеличением общего содержания Кр и КрФ, таким образом, повышается ресинтез КрФ, улучшается метаболическая эффективность и / или «качество» тренировки, что приводит к более выраженной нервно-мышечной адаптации,

Увеличение мышечной силы и способности к подъёму веса при тренировке одновременно с потреблением Кр происходит посредством следующих механизмов: большее увеличение сухой массы тела (2) и повышение интенсивности каждого занятия, вследствие лучшей способности удовлетворять потребности в энергии во время упражнений (26). Мы (авторы исследования) полагаем, что положительное влияние Кр на людей, прошедших «фазу загрузки», по сравнению с субъектами, принимающими плацебо, является способность тренироваться с большей рабочей нагрузкой, как было показано ранее (27, 28). Тем не менее, наше исследование показывает, что в отличие от выполнения фиксированных промежутков отдыха, в случае существенного уменьшения отдыха между подходами общий объём нагрузки уменьшается независимо от потребления Кр.

Отсутствие контрольной группы в исследовании не позволило оценить влияние потребление Кр на выполнение нагрузки с постепенно уменьшающимся отдыхом. Возможно, для спортсменов, использующих Кр для увеличения силы и массы мышц, важнее, что результативность тренировки не изменилась в группе УО, хотя объём нагрузки был существенно меньше, чем в группе ПО (в группе ПО объём нагрузки был выше на 22,9% в жиме лёжа и на 14,6% в приседаниях). Таким образом, увеличение силы от приёма Кр проявляются в группе УО даже при существенном понижении объёма нагрузки. Следует провести долговременные исследования для выяснения влияния потребления Кр на параметры объёма нагрузки, силу и массу мышц по сравнению с тренировкой без добавок.

В продолжительных исследованиях тренирующиеся субъекты, потреблявшие креатин, увеличивали массу тела и / или сухую массу примерно вдвое больше (дополнительно 2 – 4 фунта в период с 4 по 12 недели) по сравнению с людьми, принимавшими плацебо (29, 30). Этот эффект был обусловлен улучшением способности выполнять упражнения высокой интенсивности путём увеличения доступности КрФ и повышения синтеза АТФ, тем самым, позволяя спортсменам тренироваться тяжелее, что способствовало большей мышечной гипертрофии за счёт увеличения экспрессии тяжёлых цепей миозина, возможно, вызванной повышением миогенных регуляторных факторов: миогенина и MRF-4 (31 - 33). В настоящем исследовании мы отметили снижение объёма тренировки в группе УО.

Мы полагаем, что поскольку нагрузка в эксперименте была 8 – 10РМ, произошло существенное включение анаэробного гликолиза для производства АТФ. Когда промежутки отдыха в группе УО прогрессивно уменьшились, сократилось время для ресинтеза КрФ и для эффективного возмещения потребностей в энергии потребовался быстрый гликолиз. Следовательно, приём креатина может быть более эффективным для поддержания объёма нагрузки при высокой интенсивности и малом количестве повторений в подходе (1 – 6 РМ). Несмотря на это, субъекты группы УО показали схожее увеличение силы и поперечника мышц, в сравнении с группой ПО. Вероятно, общая перенесённая нагрузка и интенсивность играют существенную роль в адаптационных процессах, а не просто абсолютный объём. Несмотря на существенное снижение объёма нагрузки, различий в адаптационных изменениях между группами аналогичны (см. таблицы 1 и 2).

Согласно рекомендациям Международного Общества Спортивного Питания (ISSN), в настоящее время моногидрат креатина является наиболее эффективной эргогенной добавкой, доступной к применению у спортсменов в отношении увеличения способности выполнять упражнения высокой интенсивности увеличивать сухую массу тела во время тренировки (4). На сегодняшний день проведено несколько сотен хорошо контролируемых исследований, показавших эффективность потребления Кр для увеличения физической работоспособности. Около 70% этих исследований обнаружили существенное влияние, остальные отмечали статистически не значимые улучшения (34).

Arciero et al. (35) сравнивали увеличение 1РМ после 4 недель приёма Кр с тренировками или без них. Результат в жиме лёжа и жиме ногами увеличился на 8 и 16% в группе, принимавшей креатин, и на 18 и 42% в группе, тренировавшейся и потреблявшей креатин, соответственно. Это исследование обнаружило 40%-ное увеличение силы за 4 недели тренировок совместно с потреблением Кр. Влияние приема Кр на производство усилия на 60% обусловлено механизмами, не зависящими от способности тренироваться с большими нагрузками. Syrotuik et al. (36) сообщили, что при эквивалентном объёме нагрузки субъекты, принимавшие Кр или плацебо, демонстрировали сходное увеличение мышечной силы и способности к подъёму веса после 8 недель тренировок с отягощениями. Таким образом, вероятно, люди принимающие креатин в период тренировок, могут выполнить большую работу (32, 33). Снова отметим, что продолжительность отдыха была неизменной, в отличие от нашего эксперимента.
Larson-Meyer et al. (27) выполнили плацебо-контролируемое исследование с двойным слепым контролем, в котором участвовали 14 женщин-игроков одного футбольного дивизиона на протяжении 13 недель тренировки с отягощениями в межсезонье. Семь женщин принимали креатин с фазой загрузки (7,5 г дважды в день в течение 5 дней) и поддерживающей фазой (5 г в день до окончания исследования). В ходе повторного измерения результатов 1РМ в жиме лёжа и приседаниях обнаружено большее увеличение в группе, потреблявшей креатин, по сравнению с плацебо. Различий в изменениях сухой массы тела между группами, измеряемой при помощи двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA), не выявлено.

Настоящее исследование - первое, в котором сравнивалось влияние хронического приёма Кр на тренировку с уменьшающимся и неизменными интервалами отдыха. При тренировках, направленных на увеличение силы, рекомендуют отдыхать между подходами 2 – 5 минут, что позволяет поддерживать заданное число повторений без значительного снижения отягощения (37 - 40). При тренировках, направленных на увеличение массы мышц, рекомендуют отдыхать 30 -90 секунд, что недостаточно для поддержания нагрузки и / или повторений в последовательно выполняемых подходах (41, 42). Наши исследования показывают, что, несмотря на потребление Кр, уменьшение интервалов отдыха ниже 105 секунд (неделя 4, 90 секунд) существенно понижают физическую работоспособность (по крайней мере, в жиме лёжа).

Необходимость увеличения интервалов отдыха для увеличения силы поддерживается Princivero et al. (43), где изокинетическая тренировка выполнялась с отдыхом между подходами 40 или 160 секунд. Одна конечность каждого субъекта оценивалась в течение 4 недель, три раза в неделю выполнялся протокол изокинетических сокращений, включавший эксцентрические и концентрические движения в коленном суставе при скорости 900 с-1. Группа, отдыхавшая 160 секунд, показала существенно большее увеличение максимального крутящего момента, создаваемого квадрицепсом или мышцами задней поверхности бедра (600 с-1), средней мощности (600 с-1) и общей работы (1800 с-1).

В настоящей работе, несмотря на уменьшение объёме тренировочной нагрузки в группе УО, в обеих группах обнаружено значительное увеличение максимального крутящего момента сгибателей и разгибателей колена за период тренировки. Существенных различий в величине максимального крутящего момента между группами УО и ПО при угловой скорости (600 с-1) не обнаружено.

В эксперименте Robinson et al. (37) получены данные для тренировки со свободными отягощениями, согласующиеся с работой Princivero et al. (43). В этом исследовании сравнивалось влияние трёх интервалов отдыха (3 минуты, 90 и 30 секунд) на максимальную силу в приседаниях. Тридцать три средне-тренированных мужчины студенческого возраста выполняли программу тренировок со свободным отягощением 4 дня в неделю в течение 5 недель. Группа, отдыхавшая 3 минуты между подходами, добилась значительно большего увеличения максимальной силы в приседаниях по сравнению с двумя другими группами.
Willardson and Burkett (44) сравнивали увеличение максимальной силы и характеристики объема в приседаниях со свободным весом у 15 мужчин, занимающихся по рекреационным программам. Каждая группа выполняла аналогичную программу тренировок, различия заключались в отдыхе между подходами – 2 и 4 минуты. Приседания выполнялись дважды в неделю, варьировались: размер отягощения, количество подходов и повторений в подходе (нелинейная периодизация). В результате группа, отдыхавшая по 4 минуты, выполнила существенно больший общий объём нагрузки во время занятий высокой интенсивности. Тем не менее, увеличение максимальной силы в приседаниях в обеих группах были аналогичным. Этот эксперимент показывает, что существует «пороговый» объём нагрузки, необходимый для увеличения силы. Подобные данные получены в настоящем исследовании для групп ДО и УО.

Приём креатина оказывает многочисленные метаболические эффекты и, вероятно, влияет на гормональный ответ вследствие упражнений и последующую гипертрофию (7). Это может объяснить обнаруженное нами увеличение силы и поперечника мышц, несмотря на уменьшение объёма нагрузки в группе УО. Ahtiainen et al. (45) показали, что гормональный ответ и адаптационная гипертрофия не изменяются при 2- и 5-минутных интервалах отдыха у 13 мужчин, занимающихся по рекреационной программе (опыт силовых тренировок, в среднем, 6,6 лет). В этом исследовании обе группы тренировались по 3 месяца с каждым вариантом отдыха. Максимальная сила разгибания голени и поперечник квадрицепса измерялись до и после периода тренировок. Также оценивались элекромиографическая активность разгибателей ноги, концентрация общего и свободного тестостерона, кортизола, гормона роста и лактат крови. В обоих случаях острая реакция и хроническая адаптация были аналогичны в отношении концентрации гормонов, развития силы и увеличения поперечника квадрицепса. Ahtiainen et al. (45) продемонстрировали, что отдых 5 минут позволил поддерживать более высокую интенсивность тренировки (на 15%), тем не менее, для получения эквивалентного объёма тренировки, группа, отдыхавшая 2 минуты, выполняла дополнительные подходы. Таким образом, сила и гормональный ответ проявляют некоторую независимость от интенсивности, когда объём выполненной нагрузки эквивалентен.
Buresh et al. (46) также сравнили долговременный эффект 10-ти недельной силовой тренировки с разными интервалами отдыха между подходами. Двенадцать нетренированных мужчин выполняли программу тренировок с отдыхом 1 или 2,5 минуты, с нагрузкой до утомления только в третьем подходе каждого упражнения. До и после 10-ти недельной программы измеряли состав тела, «непрямой» поперечник бедра и плеча, а также размер отягощения 5РМ в приседаниях и жиме лёжа. Существенные аналогичные изменения в силе приседаний и жимов с отягощением 5РМ, поперечнике бедра и плеча, а также сухой массе тела обнаружены в обеих группах. Тем не менее, при отдыхе 1 минуту зафиксирован больший гормональный ответ во время первой недели тренировок, чем при отдыхе 2,5 минуты, но различие исчезло после 10 недель тренировок. Эти данные свидетельствуют о том, что острый гормональный ответ не может использоваться для предположения о возможной гипертрофии у нетренированных мужчин после 10 недель тренировки (46). Основываясь на имеющихся данных, можно предположить, что множество факторов могут влиять на развитие силы и вызывать гипертрофию, включая, но, не ограничиваясь субъективными ощущениями развиваемых усилий, интенсивность и объём тренировки, метаболические изменения, связанные с восстановлением, а также острый и хронический гормональный ответ.

Выводы
Важно отметить, что размер эффекта для поперечника верха плеча и правого бедра имеет большую величину в группе УО. Эти данные подтверждают большую эффективность снижения продолжительности отдыха в сравнении с неизменными интервалами для стимуляции гипертрофии. Тем не менее, требуются дополнительные исследования в этой области для выяснения специфической представленности каждого компонента. Подводя итог, мы сообщаем, что сочетание потребления креатина и тренировки с отягощениями может увеличивать мышечную силу, изокинетический максимальный крутящий момент и мышечный поперечник независимо от продолжительности интервалов отдыха. Когда отдых между подходами сокращается, не влияя отрицательно на мышечную силу, наблюдается существенное снижение физической работоспособности, независимо от приёма креатина. Дальнейшие исследования с привлечением контрольной группы, не потребляющей креатин, но прогрессивно уменьшающей отдых между подходами, необходимы для выяснения, может ли приём креатина позволять выполнить больший объём нагрузки.

Использованные ресурсы:

Гипертрофия, Научные исследования, Питание, Силовые тренировки, Специализированные пищевые добавки, Тренировки с отягощениями