Sức mạnh cơ bắp. Cơ chế trẻ hóa cơ thể hoạt động như thế nào?

Các cơ chế đặc biệt ở cấp phân tử giúp duy trì sức khỏe tốt và kéo dài tuổi thọ. Một trong những yếu tố chính là hoạt động của các cơ bắp. Điều gì xảy ra với cơ bắp trong quá trình tập thể thao và điều đó ảnh hưởng đến tuổi thọ như thế nào?

Trong cuộc phỏng vấn với Sputnik, các chuyên gia - nhà sinh vật học, bác sĩ và vận động viên chuyên nghiệp - trả lời câu hỏi này.

Tín hiệu về tăng trưởng

Trong quá trình tập luyện, cơ bắp chịu áp lực cơ học: chúng uốn cong và kéo căng, gây ra chấn thương vi mô. Cơ thể cố gắng chữa lành tổn thương. Ngoài ra, hoạt động thể chất kích hoạt sản xuất một số hormone, enzyme và chất dẫn truyền thần kinh.

Tất cả điều này làm tăng tổng hợp protein, giúp tăng các mô cơ và làm thay đổi cấu trúc của chúng. Tốc độ phát triển cơ bắp phụ thuộc vào loại bài tập, chế độ luyện tập và nghỉ ngơi, dinh dưỡng, cân bằng nội tiết tố và di truyền.

Tiến sĩ Y khoa Mikhail Kutushov cho biết: "Hoạt động thể chất thường xuyên, tập trung vào các bài tập sức mạnh giúp phát triển cơ bắp. Việc tập luyện như vậy kích thích các quá trình ở cấp phân tử dẫn đến sự phát triển cơ bắp. Một khía cạnh quan trọng khác là dinh dưỡng. Cần tiêu thụ đủ lượng protein - đây là nguyên liệu chính xây dựng mô cơ. Đồng thời, điều quan trọng là phải cung cấp năng lượng cho cơ thể. Và nguồn năng lượng chính là carbohydrate và chất béo".

Nhà sinh lý học thần kinh, Tiến sĩ Y khoa Yuri Koryukalov lưu ý: "Không chỉ những người tập fitness mà cả những vận động viên chuyên nghiệp cũng thường phàn nàn rằng họ không thể tăng cơ bắp. Điều này có thể là do thành phần hoá học của cơ thể. Để phát triển cơ bắp cần phải có đủ protein và vitamin trong máu - đặc biệt là các vitamin C, B và D - các nguyên tố vi lượng và hormone".

Các hormone quan trọng nhất kích thích tổng hợp protein là testosterone và somatotropin, còn được gọi là hormone tăng trưởng. Để có mức tối ưu của chúng cần phải có chế độ dinh dưỡng hợp lý và duy trì sự cân bằng giữa hoạt động thể chất và nghỉ ngơi.

Chuyên gia Kutushov nhấn mạnh: "Trong thời gian nghỉ ngơi, trong cơ bắp diễn ra các quá trình ở cấp phân tử thúc đẩy tăng trưởng và phục hồi. Nếu thiếu nghỉ ngơi và căng thẳng quá mức, quá trình tăng trưởng sẽ chậm lại".

Yếu tố di truyền cũng đóng một vai trò quan trọng. Một số người nhận di truyền dễ phát triển cơ xương hơn. Tuy nhiên, theo các nhà khoa học, nếu tuân thủ chế độ dinh dưỡng phù hợp và tập luyện phù hợp, mỗi người đều có thể phát triển cơ bắp, bất kể yếu tố di truyền.

Hai cơ chế năng lượng

Hệ cơ bắp con người bao gồm các cơ xương (cơ vân), và chúng được cấu tạo bằng một loại mô đàn hồi có thể co lại dưới tác động của các xung thần kinh. Nhiệm vụ chính của chúng là đảm bảo khả năng vận động của cơ thể.

Các sợi cơ được chia thành hai loại chính, đó là sợi cơ chậm màu đỏ được gọi như vậy vì hàm lượng myoglobin cao, và sợi cơ nhanh màu trắng. Sợi cơ chậm màu đỏ rất bền: có thể hoạt động trong một thời gian dài, nhưng không mạnh lắm. Sợi cơ nhanh màu trắng - mạnh mẽ, nhưng nhanh chóng mệt mỏi. Vận động viên chạy marathon có nhiều sợi cơ màu đỏ hơn, trong khi vận động viên cử tạ có nhiều sợi cơ màu trắng hơn. Ở người tập thể hình, sợi cơ nhanh chiếm tới 80% khối lượng cơ.

Năng lượng cho các quá trình ở cấp phân tử làm thay đổi cơ bắp được tìm thấy trong carbohydrate ở dạng glycogen. Dưới ảnh hưởng của các enzym, glycogen phân hủy thành glucose, và glucose đi qua dòng máu đến các tế bào.

Sợi cơ chậm hiệu quả hơn trong việc lấy năng lượng từ glucose, phân tách hoàn toàn thành carbon dioxide và nước. Nhưng quá trình này đòi hỏi oxy. Sợi cơ nhanh hoạt động kỵ khí trong điều kiện môi trường không có oxy, nhưng glucose trong chúng chỉ bị phân hủy thành axit lactic, gây đau cơ sau khi tập luyện sức mạnh tích cực.

Trong cả hai trường hợp, axit adenosine triphosphoric (ATP) được tổng hợp - nguồn năng lượng phổ quát cho tất cả các quá trình sinh hóa xảy ra trong cơ thể.

Trong quá trình tập luyện thể dục thể thao, những thay đổi đáng kể xảy ra không chỉ ở các cơ bắp mà còn ở các cơ quan và hệ thống cơ thể khác cung cấp năng lượng và oxy cho các cơ bắp.

"Cung lượng tim, nhịp tim và nhịp hô hấp tăng. Đồng thời, huyết áp không tăng nhiều, vì axit lactic làm giãn mạch máu, chủ yếu là mao mạch. Điều này làm tăng dòng chảy của máu cung cấp cho cơ bắp và loại bỏ các sản phẩm phân hủy. Oxit nitric NO được sản xuất trong cơ bắp trong quá trình co lại cũng đóng vai trò tương tự", - Trưởng khoa Phục hồi chức năng chỉnh hình tại Trung tâm Y tế Châu Âu (EMC), Tiến sĩ Y khoa Maxim Enikeev giải thích.

Để glucose vào các tế bào cơ khi bạn nghỉ ngơi cần phải có insulin. Nhưng, trong quá trình hoạt động thể chất, các cơ bắp bắt đầu tự "bơm" glucose từ máu. Chính vì vậy, tập thể dục đặc biệt quan trọng đối với bệnh nhân tiểu đường và những người gặp phải tình trạng tiền tiểu đường. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, chỉ trong một giờ tập thể dục, lượng đường trong máu có thể giảm 1-1,5 millimole mỗi lít (mmol/L).

Nhiều hơn và tốt hơn

Trong quá trình hoạt động thể chất, trong các mô diễn ra những thay đổi không chỉ về lượng mà cả về chất. Cơ bắp trở nên linh hoạt và dẻo dai hơn. Việc tổng hợp protein và cải thiện cấu trúc sarcomere - đơn vị cơ bản của cơ bắp - tăng sức mạnh của cơ bắp và giảm nguy cơ tổn thương.

Huấn luyện viên quyền anh, vận động viên chuyên nghiệp Artur Kalita cho biết: "Cơ bắp phát triển khi khối lượng, mật độ các mô liên kết các tế bào cơ tăng lên. Các sợi cơ mới xuất hiện do sự phân tách các sợi phì đại thành nhiều sợi mỏng, độ dày của chúng phụ thuộc vào kích thước của các myofibril".

Kết quả là, các sợi cơ trở nên lớn hơn và khỏe hơn. Các mô liên kết cũng được tăng cường - gân và dây chằng giúp các cơ bắp chịu được tải trọng cao hơn.

Chuyên gia Enikeev cho biết: "Khối lượng cơ bắp phát triển chủ yếu là nhờ các sợi cơ màu trắng. Các sợi cơ màu đỏ không có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển khối lượng cơ, nhưng chúng làm tăng số lượng ty thể (mitochondria) - những "cái vạc" nhỏ trong đó glucose được đốt cháy. Điều này có tác động tích cực đến sức bền của cơ bắp. Cần phải lưu ý rằng, ở giai đoạn đầu tiên, việc tăng cơ trong quá trình tập luyện không phụ thuộc vào sự phát triển hoặc thay đổi cấu trúc cơ bắp, mà do sự dẫn truyền thần kinh cơ được cải thiện - truyền tín hiệu từ dây thần kinh vận động đến cơ".

Các vận động viên thường thực hiện bài khởi động trước khi tập luyện nhằm mục đích tăng dẫn truyền thần kinh, cải thiện lưu thông máu trong cơ bắp.

Dự trữ ẩn của cơ thể

Tập thể dục thường xuyên giúp cơ thể trẻ hơn so với tuổi sinh học. Các nhà khoa học đã tìm thấy nhiều bằng chứng cho thấy hoạt động thể chất thực sự có thể làm chậm quá trình lão hóa.

"Hoạt động thể thao có tác động tích cực đến cơ bắp và toàn bộ cơ thể. Tập luyện kích thích quá trình chuyển hóa năng lượng, tổng hợp protein, giúp củng cố các mô liên kết và xương, tăng sức bền, cải thiện quá trình trao đổi chất. Tập thể dục giải phóng endorphin - hormone hạnh phúc giúp điều chỉnh tâm trạng, cải thiện giấc ngủ và giảm căng thẳng", chuyên gia thẩm mỹ và dinh dưỡng, bác sĩ trị liệu chống lão hóa Elena Bogatova lưu ý.

Hoạt động thể chất thường xuyên giúp điều trị tăng huyết áp hữu hiệu không cần dùng thuốc, giảm nguy cơ mắc các bệnh tim mạch, thúc đẩy sản xuất các chất chống oxy hóa giúp bảo vệ các tế bào trong cơ thể khỏi bị tổn thương do các phân tử có hại tiềm tàng gây ra được gọi là các gốc tự do, đồng thời có tác động tích cực đến hệ thống nội tiết.

Tập thể dục là cách thức hiệu quả để chống lại vấn đề tuổi tác. Mô cơ chứa nguồn cung cấp tế bào gốc trưởng thành - tế bào gốc cơ, hay còn gọi là các tế bào vệ tinh (satellite cell). Các tế bào vệ tinh tiền thân mô liên kết nằm giữa màng nền và màng bao cơ (sarcolemma) của các sợi cơ riêng. Chính các tế bào này giúp đẩy mạnh sự tăng trưởng, hồi phục các cơ bắp. Trong điều kiện bình thường, các tế bào cơ ở trạng thái "không hoạt động", nhưng để đáp ứng với tổn thương mô hoặc hoạt động thể chất, chúng bắt đầu phân chia, tái tạo và đổi mới mô cơ.