Все о мышцах. Большая история о том, как мышцы формируют нашу жизнь - Майкл Джозеф Гросс

ходе исследования, наиболее надежным прогностическим фактором прироста силы у испытуемых был исходный уровень мышечной массы, а тренировки способствовали ее увеличению. Площадь отдельных мышечных волокон и размер целых мышц увеличились на 10–15% у тех, кто тренировался и принимал добавки. В контрольной группе наблюдалось аналогичное уменьшение размеров. Обсуждая эти результаты, Фиатароне как-то заметила: «Если ничего не делать, ваши мышцы буквально тают на глазах».

Эд Розенталь не уменьшился – он вырос. Его ноги стали достаточно сильными, чтобы снова подниматься по лестнице, хотя из-за нейропатии он по-прежнему не чувствовал ступени под подошвами. Всегда стройный, он так развил мышцы груди, шеи и рук, что, когда отправился за покупкой нового костюма на бар-мицву сына директора дома престарелых, портной был поражен новыми мерками, так что снял их дважды: «Вам теперь нужен размер для плотного телосложения!»

Эстер Пепи тоже «выросла». После того как она какое-то время походила в зал, она сказала: «Тренировки с весом помогают сохранить мои мышцы живыми». Она стала достаточно сильной, чтобы более самостоятельно пересаживаться в кресло и вставать с него. Она написала стихотворение о спортзале, его повесили там на стену, и вскоре все в Hebrew Rehab стали называть зал новым именем, взятым из первой строки ее стихотворения: «Круг Фитнеса – место, где нам нужно быть».

Слоган одной из рекламных кампаний Reebok начала 1990-х гласил: «Жизнь коротка – играй жестко». Когда Мария Фиатароне увидела его, она прочла его в контексте того, что видела, наблюдая за происходящим в Круге Фитнеса, и перефразировала его так: «Жизнь длинна – играй хорошо».

Резиденты Hebrew Rehab учились «играть хорошо», потому что их мышцы учились «работать хорошо». Их мышцы учились – адаптировались к новым требованиям тренировок, – потому что это буквально заложено в природе каждой мышечной клетки.

Мышечные клетки постоянно адаптируются. Они всегда растут или уменьшаются, перестраиваются в ответ на предъявляемые (или непредъявляемые) к ним требования. Чтобы лучше понять этот адаптивный процесс – как происходит восстановление мышц, – физиологи исследуют молекулярный уровень мышечных клеток, где многое зависит от особого типа ядра.

Клетки скелетных мышц – самые крупные и длинные в человеческом теле. Кроме того, они наиболее плотно «населены» структурами, которые в школьных учебниках биологии иногда называют «мозгом клетки», клеточными ядрами. В то время как каждая клетка мозга, печени, кости или кожи имеет одно ядро, каждая клетка скелетной мышцы содержит множество ядер. Многие имеют сотни или тысячи. Этим мышечным клеткам необходимы дополнительные ядра для координации одновременной передачи сигналов от нервной системы, а также структурных изменений в мышечных волокнах, которые эти сигналы предписывают осуществлять. Различные виды ядер выполняют различные виды задач.

Среди множества ядер, расположенных вдоль мышечных клеток, есть особые, именуемые «сателлитными клетками». При повреждении стенок мышечных клеток сателлитные клетки активируются. Они прикрепляются к стенкам мышечных клеток, как к строительным лесам, пока иммунная система удаляет поврежденные компоненты. Сателлитные клетки сливаются, образуя протомышечные волокна, называемые «мышечными трубками», или миотубами, и эти миотубы производят замену поврежденным частям. Эти части включают миофиламенты – структуры, отвечающие за сокращение: молекулы актина и миозина взаимодействуют, обеспечивая сокращение мышц после завершения регенерации.

Долгое время ученые считали, что человек рождается с относительно большим количеством сателлитных клеток в скелетных мышцах – вероятно, они составляли почти треть от общего числа мышечных клеток, – но к глубокой старости все или почти все эти клетки погибают или перестают функционировать.

Эта теория была поставлена под сомнение, когда исследования Уолтера Фронтеры и Марии Фиатароне показали, что мышцы пожилых людей могут становиться больше и крепче. Когда эти старые мышцы росли, доктора стали задаваться вопросом: происходит ли по-прежнему процесс регенерации на молекулярном уровне?

До и после второго исследования в Hebrew Rehab Фиатароне брала материал для биопсии из четырехглавых мышц бедра участников из каждой группы испытуемых. Срезы этих образцов мышц были подготовлены и окрашены, а позже сфотографированы с помощью ультрамикроскопа. Фотографии показали, что все аспекты регенерации действительно могут происходить в мышцах самых пожилых людей – но только у тех, кто занимался тренировками с отягощениями.

В результатах биопсии мышц людей, занимавшихся силовыми тренировками, Фиатароне обнаружила гормон IGF–1 (инсулиноподобный фактор роста–1), который опосредует действие гормона роста, стимулируя образование мышечной ткани. Она также обнаружила увеличение объема и плотности митохондрий, клеточных структур, ответственных за мышечную силу. Она увидела крошечные отростки миотубов, ответвляющиеся от сателлитных клеток и тянущиеся друг к другу – именно так начинается процесс, ведущий к их слиянию в мышечные волокна.

При окрашивании образцов молекулы приобретали различные цвета: зеленый, пурпурный, синий. Зеленый обозначал эмбриональный миозин. Пурпурный – неонатальный миозин. До этого момента такие молекулы наблюдались только в мышцах эмбрионов и плодов, а также при восстановлении после неврологических травм. Никто не предполагал, что мышцы пожилых могут вырабатывать эти молекулы в результате силовых тренировок, тем более – на десятом десятке человеческой жизни.

Для Фиатароне эти открытия имели значение не только как научные достижения, но и как символ человеческого потенциала, а также как значимое событие для тех людей, чьи организмы стали источником материала для клеточного исследования.

Спустя почти двадцать пять лет после публикации она показывает мне электронные микрофотографии, а затем портрет Эда Розенталя. На фотографии он смотрит на свою руку, сжимающую гантель почти что в верхней точке упражнения на сгибание бицепса. «Он смотрит не на свои саркомеры, – говорит она, – он смотрит на себя как на целостную личность».

Оба этих аспекта, по ее убеждению, взаимосвязаны. Они соединяются в «идее о том, что регенерация возможна и в девяносто пять лет. Что тело не просто статично и угасает – оно способно к росту, развитию и улучшению».

* * *

В 1987 году, на той же неделе, когда исследование Уолтера Фронтеры о силовых тренировках у пожилых мужчин было принято к публикации, в телешоу Saturday Night Live дебютировали два новых персонажа – глумливые австрийские культуристы-паяцы Ханс и Франц, боготворившие Арнольда Шварценеггера и презиравшие всех остальных. Они отчаянно пытались продать свой видеоурок за 9,95 доллара под названием «Накачайся с Хансом и Францем».

Рокфеллер-плаза, 30, и лаборатория Ирвина Розенберга в Тафтсе были двумя разными вселенными. Однако и у Ханса с Францем, и у Фиатароне с Фронтерой было кое-что общее. Они все жили мышцами. Австрийские шуты и бостонские доктора демонстрировали полярно противоположные взгляды на важность мышц в человеческой жизни, хотя эти взгляды шли вразрез с принятыми в обществе. В этом состязании у актеров, игравших австрийцев, было преимущество, потому что они опирались на традицию