The surprising reason our muscles get tired - Christian Moro

Переводчик: Ростислав Голод Редактор: Natalia Savvidi

You're lifting weights.

Вы поднимаете гантели.

The first time feels easy,

Вначале это легко, но с каждым разом требуется всё больше усилий,

but each lift takes more and more effort until you can’t continue.

и вот вы уже не можете выполнять упражнение.

Inside your arms,

Мышцы ваших рук,

the muscles responsible for the lifting have become unable to contract.

отвечающие за поднятие тяжестей, больше не в состоянии сокращаться.

Why do our muscles get fatigued?

Но почему мышцы устают?

We often blame lactic acid or running out of energy,

Часто причинами утомления называют молочную кислоту и расход энергии,

but these factors alone don’t account for muscle fatigue.

но по отдельности эти факторы не приводят к утомлению мышц.

There’s another major contributor:

Существует ещё одна основная причина,

the muscle’s ability to respond to signals from the brain.

которая кроется в способности мышц реагировать на импульсы головного мозга.

To understand the roots of muscle fatigue,

Чтобы понять сущность мышечного утомления,

it helps to know how a muscle contracts in response to a signal from a nerve.

необходимо знать, как мышцы сокращаются под действием нервных импульсов.

These signals travel from the brain to the muscles in a fraction of a second

Сигналы от мозга к мышцам доходят за доли секунды

via long, thin cells called motor neurons.

по длинным тонким клеткам,

которые называются двигательными нейронами.

The motor neuron and the muscle cell are separated by a tiny gap,

Между двигательным нейроном и мышечной клеткой

есть микроскопический промежуток,

and the exchange of particles across this gap enables the contraction.

и сокращение происходит благодаря обмену частиц в нём.

On one side of the gap,

С одной стороны этого промежутка

the motor neuron contains a neurotransmitter called acetylcholine.

в двигательном нейроне содержится нейромедиатор под названием ацетилхолин.

On the other side,

С противоположной стороны

charged particles, or ions,

по поверхности клеточной мембраны

line the muscle cell’s membrane:

располагаются заряженные частицы, или ионы:

potassium on the inside, and sodium on the outside.

со внутренней стороны — калия, а с наружной — натрия.

In response to a signal from the brain,

Реагируя на поступающий от мозга импульс,

the motor neuron releases acetylcholine,

двигательный нейрон выделяет ацетилхолин,

which triggers pores on the muscle cell membrane to open.

который активирует ионные каналы мышечной клетки, и они открываются.

Sodium flows in, and potassium flows out.

Натрий поступает внутрь, а калий выходит наружу.

The flux of these charged particles is a crucial step for muscle contraction:

Постоянный обмен этими частицами является важным звеном в сокращении мышц:

the change in charge creates an electrical signal called an action potential

в результате изменения в заряде создаётся электросигнал, или потенциал действия,

that spreads through the muscle cell,

который распространяется по всей мышечной клетке,

stimulating the release of calcium that’s stored inside it.

стимулируя высвобождение хранящегося в ней кальция.

This flood of calcium causes the muscle to contract

Потоки кальция заставляют сокращаться мышцы

by enabling proteins buried in the muscle fibers to lock together

благодаря тому, что происходит связывание белков,

запрятанных в мышечных волокнах,

and ratchet towards each other,

и их взаимное сближение, в результате чего мышцы напрягаются.

pulling the muscle tight.

The energy used to power the contraction comes from a molecule called ATP.

Для сокращения мышц требуется энергия, которая поступает из молекулы АТФ.

ATP also helps pump the ions back across the membrane afterward,

При помощи АТФ ионы также возвращаются назад в мембрану,

resetting the balance of sodium and potassium on either side.

восстанавливая баланс натрия и калия с каждой из сторон синапса.

This whole process repeats every time a muscle contracts.

При каждом сокращении мышцы процесс повторяется.

With each contraction,

С каждым сокращением

energy in the form of ATP gets used up,

расходуется получаемая из АТФ энергия,

waste products like lactic acid are generated,

образуются конечные продукты обмена веществ типа молочной кислоты,

and some ions drift away from the muscle’s cell membrane,

часть ионов покидает мембрану мышечной клетки,

leaving a smaller and smaller group behind.

и постепенно их становится всё меньше и меньше.

Though muscle cells use up ATP as they contract repeatedly,

И хотя мышечные клетки в процессе сокращения используют АТФ,

they are always making more,

они же непрерывно воспроизводят её,

so most of the time

поэтому даже в самых уставших мышцах

even heavily fatigued muscles still have not depleted this energy source.

этот источник энергии никогда не истощается полностью.

And though many waste products are acidic,

Хотя многие конечные продукты являются кислотами,

fatigued muscles still maintain pH within normal limits,

в уставших мышцах по-прежнему сохраняется в нормальных пределах рН.

indicating that the tissue is effectively clearing these wastes.

Это означает, что из ткани в полной мере выводятся продукты выделения.

But eventually, over the course of repeated contractions

Однако постепенно, после многочисленных сокращений

there may not be sufficient concentrations of potassium, sodium or calcium ions

доступная в пределах мышечных мембран

концентрация ионов калия, натрия или кальция окажется недостаточной

immediately available near the muscle cell membrane

to reset the system properly.

для нормального перезапуска системы.

So even if the brain sends a signal,

И даже если мозг посылает импульс,

the muscle cell can’t generate the action potential necessary to contract.

то мышечная клетка не может выработать необходимый потенциал действия.

Even when ions like sodium, potassium or calcium

Но даже если вокруг мышечной клетки истощились

are depleted in or around the muscle cell,

концентрации ионов натрия, калия или кальция,

these ions are plentiful elsewhere in the body.

этих ионов ещё очень много в организме.

With a little time,

Спустя некоторое время

they will flow back to the areas where they’re needed,

они вернутся к тем мышцам, где их недостаточно,

sometimes with the help of active sodium and potassium pumps.

иногда при помощи активных натрий-калиевых насосов.

So if you pause and rest,

Если остановиться и отдохнуть, мышечное утомление спадёт,

muscle fatigue will subside as these ions replenish throughout the muscle.

поскольку мышцы пополнятся необходимыми ионами.

The more regularly you exercise,

Чем больше вы тренируетесь,

the longer it takes for muscle fatigue to set in each time.

тем дольше в мышцах не наступает мышечная усталость.

That’s because the stronger you are,

Потому что чем сильнее вы становитесь,

the fewer times this cycle of nerve signal from the brain

тем меньшее количество раз требуется повторять цикл

to contraction in the muscle has to be repeated

мозговых импульсов, направленных на сокращение мышц,

to lift a certain amount of weight.

отвечающих за поднятие определённых тяжестей.

Fewer cycles means slower ion depletion,

А чем меньше мозговых циклов, тем медленнее происходит истощение ионов,

so as your physical fitness improves,

и по мере улучшения физической подготовки

you can exercise for longer at the same intensity.

вы сможете дольше тренироваться с той же интенсивностью.

Many muscles grow with exercise,

С тренировками происходит рост многих мышц,

and larger muscles also have bigger stores of ATP

а чем крупнее мышца, тем больше в ней запасов АТФ

и тем больше у неё возможностей по удалению продуктов выделения,

and a higher capacity to clear waste,

pushing fatigue even farther into the future.

в связи с чем мышечное утомление наступает с каждым разом всё позднее.