Сгибание ног сидя и лежа: выбираем тренажер по данным МРТ

Есть в каждом зале тренажер, к которому подходят с выражением лица человека, идущего к стоматологу. Сгибание ног. Лег лицом вниз, зацепил валик пятками, потянул к ягодицам. Жжет, неудобно, таз так и норовит задраться к потолку. А рядом стоит его брат-близнец, тренажер для сгибания ног сидя. Движение в колене то же самое, валик тот же. Казалось бы, какая разница, лежать или сидеть.

Разница, как выяснили японские физиологи, измеряется в процентах роста мышц, и проценты эти совсем не косметические. Тот, кто сгибает ноги сидя, за три месяца получает почти в полтора раза больший прирост объема задней поверхности бедра. А по одной из главных мышц разница оказалась больше чем двукратной.

Анатомия задней поверхности бедра и двусуставные мышцы

Чтобы понять, откуда разница, придется на минуту спуститься в анатомию. Заднюю поверхность бедра образуют мышцы, которые на сленге зала зовут «бицепсом бедра», а в учебниках подколенными сухожильными мышцами, по-английски hamstrings. В эту группу входят:

• длинная головка двуглавой мышцы бедра, самая известная и самая травмируемая;
• полусухожильная мышца, длинная и тонкая, идет по внутренней стороне бедра;
• полуперепончатая мышца, лежит под полусухожильной;
• короткая головка двуглавой мышцы бедра, единственная из группы, что не переходит через тазобедренный сустав.

Ключевое слово здесь двусуставные. Первые три мышцы начинаются на седалищном бугре таза, а крепятся ниже колена. Значит, они работают сразу на два сустава, сгибают колено и разгибают бедро. И их длина зависит от положения обоих суставов. Когда вы сидите и бедро согнуто под прямым углом, эти мышцы натянуты сверху, со стороны таза.

Когда лежите, бедро почти выпрямлено и мышцы сверху ослаблены. Тренажер сидя и тренажер лежа нагружают одни и те же мышцы в совершенно разном исходном состоянии растяжения.

«Ни один человек не ограничен».
Элиуд Кипчоге, двукратный олимпийский чемпион по марафону

Кипчоге говорил о человеческих пределах в целом. Но его слова неожиданно точно описывают и задачу тренера. Если хочешь раскрыть потенциал мышцы, сначала пойми, где тренажер ее ограничивает.

Методология исследования и и внутрисубъектное сравнение

Работу провела команда Сумиаки Маэо из Университета Рицумейкан в японском городе Кусацу. Она опубликована в журнале Medicine & Science in Sports & Exercise, одном из самых авторитетных изданий спортивной медицины, а финансировал ее спортивный фонд компании Mizuno.

Подход выбрали внутрисубъектный, когда каждый человек становится контролем сам для себя. Одна нога тренировалась сидя, другая лежа. Генетика, сон, питание и гормоны у обеих ног одни и те же, так что разница в результатах отражает только разницу в тренажере.

Еще несколько важных деталей методики:

• участвовали 20 здоровых молодых людей, которые минимум год не занимались силовыми тренировками;
• каждую ногу тренировали отдельно, по одной;
• темп задавал метроном, 2 секунды на подъем и 2 секунды на опускание;
• вес увеличивали на 5%, как только все повторения удавалось выполнить без помощи;
• 1ПМ, одноповторный максимум (наибольший вес, который можно поднять один раз), измеряли на обоих тренажерах;
• объем мышц считали по МРТ на томографе мощностью 3 тесла, а анализ проводил специалист, не знавший, какая нога как тренировалась.

МРТ здесь принципиальна. Это золотой стандарт оценки мышечного объема. Томограф делает срезы бедра каждые пять миллиметров, на каждом обводят контуры каждой мышцы, а потом складывают площади в объем. Никаких догадок по одной точке, как в ультразвуке, только полная трехмерная картина.

Морфологические результаты и разница в объеме

Через 12 недель томограф показал вот что.

Посмотрите на последнюю строку. Короткая головка двуглавой мышцы, единственная односуставная в группе, выросла почти одинаково в обоих вариантах. Ей все равно, сидите вы или лежите, она не проходит через тазобедренный сустав.

А вот двусуставные мышцы, которые в положении сидя были растянуты, ответили заметно сильнее. Длинная головка двуглавой мышцы выросла больше чем вдвое сильнее. Это почти идеальное доказательство того, что решала именно длина мышцы, а не что-то еще.

Региональный анализ, то есть замеры отдельных участков мышцы, добавил деталей:

• верхняя (проксимальная, ближняя к тазу) часть длинной головки двуглавой мышцы выросла на 20,8% сидя против 8,7% лежа;
• нижняя (дистальная, ближе к колену) часть той же мышцы прибавила 10,7% против 5,4%;
• верхняя часть полусухожильной мышцы выросла на 28,2% сидя против 21,1% лежа.

Самый мощный прирост пришелся на верх, на участок у таза. Логично, ведь именно там мышца натягивается сильнее всего, когда бедро согнуто.

И одна любопытная деталь в пользу честности. Портняжная мышца, длинная лентообразная мышца, идущая по бедру наискосок, выросла больше лежа, 11,8% против 7,8%. Она устроена иначе и в положении сидя, наоборот, укорачивается. Принцип длины мышцы сработал и здесь, просто в обратную сторону.

По силе картина ровная. 1ПМ вырос на 31,1% на тренажере сидя и на 26,6% лежа, и статистически эти приросты не различаются. Сила, как это часто бывает в первые месяцы, растет во многом за счет нервной системы, которая учится управлять мышцей, а не только за счет массы.

«Успех не случайность. Это тяжелая работа, упорство, обучение, учеба, жертвы и больше всего любовь к тому, что делаешь».
Пеле, трехкратный чемпион мира по футболу

Пеле знал о задней поверхности бедра больше, чем хотелось бы любому футболисту. Это одна из самых частых травм в спорте, и именно поэтому японцы не остановились на росте мышц, а пошли дальше.

Мышечные повреждения и эффект повторной нагрузки

Вторую часть исследования посвятили защите от повреждений. Есть известный феномен, эффект повторной нагрузки, по-английски repeated bout effect. После первой непривычной тренировки мышцы болят, отекают и теряют силу, а после следующих таких же нагрузок страдают гораздо меньше. Мышца адаптируется и учится защищаться. Вопрос был в том, дает ли тренировка в растянутом положении более сильную защиту.

Схема проверки была жесткой. Через неделю после окончания курса участники выполнили чисто эксцентрическую тренировку, где мышца только тормозит вес при удлинении. По 3 подхода по 10 повторений на 90% от 1ПМ сидя и лежа на каждую ногу. Для сравнения то же самое сделали 12 человек, которые раньше не тренировались вообще.

Повреждения оценивали двумя способами. Первый снова МРТ, но в особом режиме, где измеряют время T2-релаксации. Это сигнал, который растет при отеке и воспалении в мышце, и по нему можно увидеть повреждение без биопсии. Второй падение силы в 1ПМ через 24, 48 и 72 часа.

У нетренированных полусухожильная мышца через трое суток отекла почти на 57%. Это серьезное повреждение. У обеих тренированных групп отек был мизерным. Защита сработала превосходно, но вот разницы между вариантами сидя и лежа не нашлось ни в одной точке замера.

Вывод авторов звучит так. Защита от повреждений накапливается при любой достаточной тренировке и от длины мышцы не зависит. Для профилактики травм важнее регулярность, чем выбор конкретного тренажера.

«Я действительно думаю, что чемпиона определяют не его победы, а то, как он восстанавливается после падения».
Серена Уильямс, 23-кратная победительница турниров Большого шлема

Механизмы гипертрофии и растянутая позиция

Почему мышца растет сильнее в растянутом положении? Авторы называют несколько гипотез и честно признают, что напрямую их не проверяли:

• метаболический стресс. Растянутая мышца под нагрузкой потребляет больше кислорода и сильнее накапливает продукты обмена, а это один из сигналов к росту;
• инсулиноподобный фактор роста IGF-1. В растянутой мышце его выработка, по данным других работ, выше, а он запускает синтез белка;
• пассивное натяжение. Растянутая мышца сопротивляется не только активно, но и за счет упругости соединительной ткани, что добавляет механический стимул;
• удлинение мышечных пучков. Тренировка в растянутом положении, возможно, удлиняет пучки волокон (фасцикулы), что в теории снижает риск надрывов, но этот показатель в работе не измеряли.

Авторы делают и важную оговорку. Преимущество растянутой позиции может быть особенно заметно у новичков. Пассивное натяжение работает как мощный стимул для нетренированной мышцы, а с опытом его вклад может снижаться.

Конструкция тренажера и качество оборудования

Главный практический вывод этой работы касается не веса, не подходов и не питания. Он касается конструкции тренажера. Одно и то же движение в колене, одна амплитуда, одна нагрузка. Но угол в тазобедренном суставе, который задает сиденье, дает разницу в росте мышц почти в полтора раза. Ученые, кстати, специально модифицировали тренажер сидя, чтобы зафиксировать угол бедра в 90 градусов.

При выборе тренажера для сгибания ног стоит обратить внимание на детали:

• регулируемая спинка, которая задает угол в тазобедренном суставе и надежно держит таз;
• фиксирующий валик на бедрах сверху, чтобы таз не отрывался от сиденья и мышцы оставались растянутыми;
• регулировка рычага под длину голени, чтобы ось вращения совпадала с осью колена;
• плавный ход без рывков в нижней точке, где мышца растянута сильнее всего;
• жесткая рама и качественная обивка, которые выдерживают годы интенсивной работы.

Российский производитель Тренинг Пауэр выпускает тренажеры для сгибания ног лежа и сидя, а также и другие грузоблочные машины с продуманной биомеханикой, рамой из толстостенного профиля и регулировками под разный рост. Именно такие детали превращают общую рекомендацию «делайте сгибания сидя» в реальный рост задней поверхности бедра, который японцы увидели на МРТ.

Ограничения выборки и границы выводов

• участвовали только молодые нетренированные люди, у опытных атлетов разница может быть меньше;
• принцип проверили на одном упражнении, и переносить его на другие мышцы стоит осторожно;
• эксцентрическая нагрузка в 90% от 1ПМ, возможно, была недостаточно тяжелой, чтобы выявить разницу в защите;
• механизмы роста и длину мышечных пучков напрямую не измеряли;
• набор участников шел по принципу удобной выборки, без строгого случайного отбора;
• маркеры повреждения не равны прямому риску травмы на поле или беговой дорожке.

Практические рекомендации по данным исследования

• Ставьте сгибание сидя в приоритет. Если цель рост или сохранение задней поверхности бедра, авторы прямо рекомендуют вариант сидя.
• Не выбрасывайте вариант лежа. Он тоже дает рост и лучше нагружает портняжную мышцу. Чередование двух тренажеров вполне разумно.
• Следите за тазом. В тренажере сидя прижимайте таз к спинке и фиксируйте бедра валиком. Как только таз уезжает, мышца укорачивается и преимущество теряется.
• Работайте в полной амплитуде. В исследовании колено проходило путь от 0 до 90 градусов, от прямой ноги до прямого угла.
• Держите темп. 2 секунды на подъем, 2 секунды на опускание, без бросков веса.
• Повышайте вес ступенчато. Прибавка 5% после того, как все повторения даются чисто, проверенная схема прогрессии.
• Для профилактики травм важнее регулярность. Защита от повреждений появилась после обоих вариантов, так что главное тренировать заднюю поверхность бедра систематически.

Роль сиденья в росте мышц

Двенадцать недель, двадцать человек, сорок ног в томографе. Результат простой и почти обидный для любителей лежачего сгибания. Сидя задняя поверхность бедра растет на 14,1%, лежа на 9,3%.

Длинная головка двуглавой мышцы, главная жертва спортивных травм, прибавляет больше чем вдвое сильнее. А все потому, что сиденье тренажера сгибает бедро и растягивает двусуставные мышцы еще до начала движения.

Так что в следующий раз, когда будете выбирать между двумя тренажерами для сгибания ног, вспомните о японском томографе. И садитесь.

Источники

Maeo S., Huang M., Wu Y., Sakurai H., Kusagawa Y., Sugiyama T., Kanehisa H., Isaka T. Greater Hamstrings Muscle Hypertrophy but Similar Damage Protection after Training at Long versus Short Muscle Lengths. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2021, 53(4):825–837. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7969179/

PubMed, PMID 33009197. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33009197/

Sci-Sport. Hypertrophy and hamstring protection, seated vs prone leg curl. https://sci-sport.com/en/hypertrophy-and-hamstring-protection-seated-prone-leg-curl/