Быстрые и медленные волокна: как мышца включается и что с ней делает возраст

Чем быстрые мышечные волокна отличаются от медленных, в каком порядке мозг их подключает, почему с годами первыми уходят именно быстрые — и как их сохранить.

Мышца — не однородный «мотор». Она собрана из тысяч волокон разного типа, и в каждый момент работает только часть из них. Какая именно — решает нервная система. От того, какие волокна вы регулярно включаете, зависит, какими мышцы будут через двадцать лет.

Три типа волокон

У человека выделяют три основных типа:

I — медленные, IIa — быстрые, IIx — самые быстрые. Мощность — это сила, умноженная на скорость: по одной только силе волокна различаются мало, по мощности — в разы. «С O₂» — жиры и углеводы сгорают с кислородом; «без O₂» — гликолиз и креатинфосфат. Капилляров и митохондрий больше там, где работа идёт на кислороде.

Медленные волокна — марафонцы. В них много митохондрий и миоглобина (отсюда «красные» мышцы), они работают часами: держат осанку, несут вас на прогулке, тянут длинную пробежку.

Быстрые — спринтеры: сокращаются в несколько раз быстрее и выдают в разы больше мощности, но быстро выдыхаются. Откуда каждое берёт энергию — в статье «АТФ: валюта энергии в клетке».

Сколько у вас каких

В большинстве мышц быстрых и медленных примерно поровну, но разброс между людьми большой и во многом наследственный. У сильных спринтеров заметно преобладают быстрые волокна, у марафонцев — медленные. Мышцы тоже разные: камбаловидная в голени, которая держит нас стоя, в основном медленная.

Тренировки меняют волокна в ограниченных пределах. Самые быстрые (IIx) при любой регулярной нагрузке — и силовой, и на выносливость — становятся похожи на IIa: чуть медленнее, зато выносливее. А вот переходы между медленными и быстрыми волокнами — вопрос спорный: в части исследований многолетние тренировки на выносливость делали часть быстрых волокон медленными, обратный переход показан слабее. В любом случае сдвиг небольшой и на практике мало что решает. Гораздо сильнее меняется другое: размер волокон и то, насколько хорошо нервная система умеет их включать.

Рекрутирование: кто включается и когда

Мозг не включает всю мышцу сразу. Он подключает двигательные единицы по очереди — от маленьких к большим. Это называется принципом размера:

1. Лёгкое усилие — работают только маленькие двигательные единицы с медленными волокнами. Встать, пройтись, поднять чашку.
2. Усилие растёт — подключаются единицы покрупнее, с быстрыми волокнами IIa.
3. Тяжело или очень быстро — в работу идут самые крупные единицы с волокнами IIx. Они включаются последними и первыми отключаются.

Ниже — срез мышцы. Нажмите «Ходьба», потом «Присед с весом» — или «Нарастить усилие» и посмотрите, в каком порядке загораются волокна.

📊 Срез мышцы: какие волокна включаются — интерактивный, на странице статьи

Отсюда главный практический вывод: быстрые волокна включаются только тогда, когда без них не обойтись. Способов заставить их работать три:

• Тяжёлый вес. С весом, близким к максимальному, почти все двигательные единицы включаются с первого повтора.
• Подход близко к отказу. С лёгким весом сначала работают медленные волокна. Они устают, и мозг вынужден подключать всё новые единицы — к последним повторам в работе и быстрые. Поэтому мышцы растут в широком диапазоне повторов, если подход заканчивается недалеко от отказа (см. «Повторы и вес» и «Запас повторов и шкала RPE»).
• Скорость. Когда вы стараетесь двигаться как можно быстрее — прыжок, рывок, быстрый подъём, — порог включения быстрых единиц снижается: они срабатывают в самом начале движения, ещё до того, как сила успела вырасти. Порядок при этом тот же — от маленьких к большим.

А вот ходьба и спокойное кардио быстрые волокна почти не задействуют — разве что при очень долгой работе, когда медленные устают. Для сердца и выносливости они незаменимы, но быстрым волокнам этого мало.

Что происходит с возрастом

С годами мышцы теряют массу и силу — это называется саркопенией. Начинается он незаметно ещё в 30–40 лет, ощутимым становится после 50, а после 60–70 ускоряется. Теряются при этом не все качества одинаково (цифры — ориентир для людей за 70):

• масса мышц уходит медленнее всего — примерно 0,5–1% в год;
• сила падает в 2–5 раз быстрее массы — примерно на 1–4% в год;
• мощность — способность развить силу быстро — падает быстрее всего: в одном из исследований людей 65–89 лет — около 3,5% в год.

Причина в том, что стареют оба типа волокон, но неодинаково: сильнее всего достаётся быстрым.

1. Быстрые волокна худеют. У пожилых людей волокна типа II заметно тоньше, чем у молодых, — в исследованиях примерно на 25–30%, а медленные почти не меняются в размере. Это не значит, что медленных старение не касается: волокон обоих типов становится меньше, и вся мышца работает хуже. Но по толщине страдают в основном быстрые.
2. Гибнут двигательные нейроны. С возрастом часть нейронов, управляющих мышцами, отмирает: к 70 годам двигательных единиц в мышцах ног остаётся, по разным оценкам, на 30–60% меньше, чем в молодости. Судя по косвенным данным, чаще страдают крупные, «быстрые». Их волокна остаются без управления.
3. Осиротевшие волокна подбирают соседи. Уцелевшие нейроны — чаще «медленные» — берут брошенные волокна под своё управление, и те со временем перестраиваются в медленные. Волокна, до которых никто не дотянулся, со временем атрофируются и могут исчезать.

В итоге мышца становится и меньше, и «медленнее». А именно быстрые волокна нужны в ситуациях, от которых зависит самостоятельность: быстро переставить ногу, когда споткнулся, поймать равновесие, встать со стула, подняться по лестнице. Слабость и потеря мощности ног — один из главных факторов риска падений, а падения — частая причина тяжёлых травм у пожилых.

Как сохранить быстрые волокна

Хорошая новость: мышцы отвечают на нагрузку в любом возрасте. В исследованиях силовые тренировки увеличивали силу и объём мышц даже у людей старше 85–90 лет, а у 60–75-летних быстрые волокна за несколько месяцев становились толще на 20–25%.

1. Силовые — два-три раза в неделю, всю жизнь. Это самый доступный и управляемый способ надёжно включить быстрые волокна (спринт и прыжки тоже их включают, но подходят не всем). С чего начать — в статье «Силовые с нуля».
2. Не только лёгкие веса. Нужны подходы, которые заканчиваются недалеко от отказа, или достаточно тяжёлый вес. «Двадцать раз с килограммовыми гантелями без усталости» быстрые волокна не разбудит. Слишком лёгкий вес не спасает и отказ: при нагрузке заметно ниже 30% от максимума мышцы растут хуже.
3. Добавьте скорость. Подъём — так быстро, как позволяет техника, опускание — под контролем. Быстро встать со стула, энергично подняться по ступеням. Речь о быстром подъёме умеренного веса на тренажёре или со стула, а не о прыжках. У пожилых людей такая «силовая на скорость» улучшает повседневные возможности, по сводным данным, немного лучше обычной — преимущество небольшое, а данные пока не очень надёжные.
4. Тренируйте равновесие. Стойка на одной ноге, ходьба по линии, тайцзи. После 65 ВОЗ советует такие занятия — на равновесие вместе с силовыми — три и более дней в неделю: это снижает риск падений.
5. Белок и калории. Пожилым людям белка нужно больше обычной нормы — эксперты называют 1,0–1,2 г на килограмм веса в день, при болезни или недоедании 1,2–1,5 г (при заболеваниях почек — только по согласованию с врачом), а недоедание ускоряет потерю мышц (см. «Белок: сколько и зачем»).
6. Кардио остаётся. Оно бережёт сердце, сосуды и медленные волокна — но не заменяет силовые (см. «Кардио и пульсовые зоны»).