Как тренировки увеличивают число митохондрий в мышцах

9 мин

Дата публикациии: 07.11.2025

Дата обновления: 16.11.2025

Физическая активность — ключевая составляющая здорового образа жизни, оказывающая благоприятное влияние на многие аспекты нашего здоровья: от сердечно-сосудистой системы до нервной и мышечной тканей. Но помимо того, что тренировки укрепляют мышцы, улучшают выносливость и помогают регулировать массу тела, они также играют важную роль в изменении клеточной структуры, включая увеличение числа митохондрий в клетках.

Физическая активность — это любое мышечное усилие, которое приводит к расходу энергии выше базового уровня, — например, ходьба, подъём по лестнице, занятия спортом, тренировки и др. Она является фундаментальным компонентом здорового образа жизни, влияя на сердечно-сосудистую систему, обмен веществ, состояние мышц, нервной системы и общее самочувствие.

Когда мы говорим о тренировках, часто подразумеваем регулярные, целенаправленные усилия, включая упражнения, выполняемые с учётом программы, с целью улучшения состояния тела: выносливости, силы, координации, гибкости или массы мышц.

Виды тренировок и их направленность

С точки зрения воздействия на организм можно выделить несколько основных типов тренировок:

Аэробные нагрузки: бег, плавание, езда на велосипеде, быстрая ходьба. Основная цель — улучшение работы сердечно-сосудистой системы, повышение способности мышц использовать кислород (оксидативный обмен), повышение выносливости.
Анаэробные нагрузки (силовые тренировки, сопротивления): поднятие тяжестей, упражнения с собственным весом, тренажёры. Основная цель — увеличение силы, массы и качества мышечной ткани, изменение состава волокон, укрепление суставов и костей.
Интервальные тренировки высокой интенсивности (HIIT): чередование периодов высокой нагрузки и отдыха или низкой нагрузки. Направлены на повышение максимальной мощности, улучшение метаболизма, ускорение обмена веществ.
Смешанные/комбинированные тренировки: комбинирование аэробных и силовых элементов (например, круговые тренировки, функциональные тренировки). Направлены на общее физическое состояние, как силы, так и выносливости.
Функциональные, гибкость- и баланс-тренировки: йога, пилатес, упражнения на стабилизацию. Цель — улучшение подвижности, профилактика травм, координации движений.

Каждый из видов тренировок создаёт различные виды стимулов для организма: нагрузка активирует рецепторы и сигнальные пути, приводящие к адаптациям — изменениям на уровне клетки и ткани. Адаптации могут быть связаны с ростом мышц, увеличением кровоснабжения, формированием новых капилляров, улучшением обмена веществ, а также — с увеличением количества и функционирования митохондрий в мышечных клетках. Об этом поговорим подробнее.

Строение мышечной ткани и клетки

Чтобы понять, как тренировки влияют на митохондрии в мышцах, полезно рассмотреть строение мышечной ткани и клетки.

Мышечная ткань (в частности, скелетная мышца) отвечает за движение тела, поддержание позы, уход за обменом веществ. Она состоит из множества волокон, объединённых в пучки, окружаемых соединительной тканью. Мышечное волокно — это длинная многоядерная клетка, внутри которой располагаются специализированные структуры, необходимые для сокращения и энергетического обмена.

Мышечная клетка (волокно) — основные компоненты

Сарколемма — оболочка мышечного волокна.
Саркоплазма — цитоплазма мышечного волокна: содержит органеллы, ферменты, капилляры, миоглобин, митохондрии.
Миофибриллы — тонкие цилиндрические структуры, составляющие большую часть клетки, внутри которых находятся саркомеры — базовые единицы сокращения.
Саркомер — сегмент между двумя Z-линиями; включает актиновые и миозиновые филаменты, которые скользят друг относительно друга при сокращении.
Эндоплазматический/сарколеммаль- ный континуум, т-системы — обеспечивают распространение сигнала.
Капилляры и кровеносные сосуды вокруг волокна — обеспечивают доставку кислорода, питательных веществ и удаление продуктов обмена.
Органеллы, включая митохондрии — находятся либо под сарколеммой (субсарколеммальные), либо между миофибриллами (интермиофибриллярные).

Таким образом, каждое мышечное волокно — комплексный «эндоузел» сокращения и энергетики: это клетка с активным обменом веществ, требующая гладкой работы органелл — особенно митохондрий.

Митохондрии в мышцах

Митохондрии — это мембранные органеллы, часто называемые «энергетическими станциями» клетки. В скелетной мышце они могут быть разбросаны в саркоплазме: под оболочкой волокна (субсарколеммальные) и глубокими между миофибриллами (интермиофибриллярные). Под электронным микроскопом они выглядят как овальные или удлинённые структуры с двумя мембранами: внешней и внутренней, внутренняя мембрана образует складки — кристы, внутри которых идёт цепь переноса электронов.

Что делают митохондрии

Основные функции в мышечных клетках:

Генерация АТФ посредством окислительного фосфорилирования: кислород + субстраты (глюкоза, жирные кислоты) → АТФ.
Поддержка ионного гомеостаза, в частности ионов Ca²⁺, которые важны для мышц.
Метаболическая гибкость — способность переключаться между различными источниками энергии.
Участие в процессах удаления повреждённых органелл (митофагия) и обновления митохондриального пула (митохондриальный биогенез).
Ограничение окислительного стресса, поддержание адаптации к нагрузкам.

Таким образом, митохондрии — ключевые элементы, обеспечивающие энергией мышечную клетку, особенно при длительной или интенсивной работе.

Почему и как тренировки увеличивают количество митохондрий

Когда мышцы подвергаются тренировке (особенно аэробной или высокой интенсивности), происходит изменение внутриклеточной среды: растёт потребность в АТФ, увеличивается соотношение АДФ/АТФ, активируются сигнальные пути, меняется концентрация ионов кальция, реактивные формы кислорода (ROS) служат вторичными мессенджерами.

Эти изменения запускают цепочку молекулярных реакций, вовлекающих ключевые факторы:

AMP‑активированная протеинкиназа (AMPK) — «сенсор энергии», активируется при снижении уровня АТФ/повышении АМФ.
PGC‑1α (peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1-α) — ключевой коактиватор транскрипции, запускающий синтез генов митохондриального биогенеза.
Другие сигнальные молекулы: Ca²⁺-зависимые киназы, ROS, факторы транскрипции (например, NRF1/2, TFAM) и механочувствительные пути.

Вследствие этого:

Усиливается транскрипция ядерных генов, кодирующих митохондриальные белки.
Возрастает синтез этих белков, импортируемых в митохондрии.
Увеличивается содержание митохондриальной ДНК (мтДНК), растёт число митохондрий, увеличивается их функциональная ёмкость.

Почему именно тренировочные стимулы улучшают митохондриальный пул

Аэробная нагрузка: она длительная, с относительно умеренной интенсивностью, требует длительного снабжения энергией через окислительный механизм, что делает митохондриальный биогенез критичным. Мета-анализ показал, что как интервальные, так и непрерывные выносливые тренировки значительно повышают экспрессию PGC-1α.
Силовые тренировки: хоть традиционно считается, что они меньше влияют на митохондрии, существуют данные о том, что и силовые/сопротивления-тренировки могут стимулировать митохондриальный пул, особенно если они комбинируются с аэробной нагрузкой.
Интенсивность, частота и продолжительность: высокая интенсивность создаёт больший стимул для адаптации, частые тренировки поддерживают сигналы, а длительность способствует адаптациям.

Что именно меняется в митохондриях при тренировках

Увеличивается общая митохондриальная масса (больше числа митохондрий и/или размеров).
Улучшается функциональная ёмкость: митохондрии могут окислять больше субстрата, лучше работают цепи переноса электронов. Например, комбинированные тренировки улучшили показатели OXPHOS (окислительный фосфорилирование) независимо от возраста.
Улучшается динамика митохондрий: процессы слияния и расщепления (fusion/fission) сбалансированы, наличие адекватной митофагии — удаления повреждённых митохондрий.
Снижается влияние усталости и окислительного стресса за счёт более выносливого митохондриального пула.

Почему больше митохондрий = больше энергии

Когда мышечное волокно содержит больше и/или более эффективные митохондрии, оно получает ряд преимуществ:

Большая способность производить АТФ через окислительный путь (кислород + субстрат → АТФ) и меньше перезависимость от менее эффективных путей (например, гликолиза).
Более эффективное использование жирных кислот и углеводов, что означает, что при аналогичной нагрузке меньше метаболитов, вызывающих усталость (например, лактата).
Улучшенная устойчивость к усталости: при длительной работе (выносливость) мышцы «не устают» так быстро.
Более стабильное снабжение энергией мозга и других тканей через снижение метаболического стресса.

Хотя увеличение митохондрий непосредственно не отвечает за рост объёма мышц (гигантского гипертрофического эффекта), оно создаёт метаболический фундамент, на котором мышцы могут работать эффективнее, что способствует:

улучшению восстановления после нагрузки (более быстрый ресинтез АТФ, меньше метаболического «мусора»)
улучшенному сосудистому снабжению (при аэробной нагрузке часто растёт капилляризация), что даёт лучшую доставку питательных веществ и кислорода.
лучшему метаболическому состоянию мышц — меньше хронической усталости, лучше чувствительность к инсулину, что может способствовать росту мышечной массы в сочетании с адекватным питанием и силовыми нагрузками.
комбинированные тренировки (аэробные + силовые) дают синергетический эффект.

Повышение уровня энергии в теле

Когда мышцы работают с лучшей митохондриальной базой:

Вы чувствуете себя менее уставшим после физической активности.
Уровень общего энергетического метаболизма может повыситься: больше потребление кислорода в покое и после нагрузки (что может благоприятно влиять на расход калорий).
Улучшение метаболизма углеводов и жиров снижает тяжесть ощущений «усталости» и поддерживает стабильный уровень энергии в течение дня.
В долгосрочной перспективе: защита мышечной функции с возрастом, снижение риска саркопении (потери мышечной массы при старении).

Таким образом, регулярная физическая активность — особенно аэробная или комбинированная с силовыми элементами — создаёт мощный стимул для увеличения числа и улучшения качества митохондрий в мышечных клетках. Эта адаптация обеспечивает более эффективную выработку энергии, улучшенную устойчивость к нагрузкам и способствует лучшей работе мышц. Это одна из ключевых «внутриклеточных» причин, по которым тренировки дают не только видимый прирост силы или выносливости, но и ощущение большей энергии, уменьшение утомляемости и улучшение метаболического здоровья.

Важно понимать: тренировки не только «нарастят мышцы», но и улучшат внутреннюю «энергетическую машину» ваших клеток. Соответственно — после регулярных тренировок мышцы становятся не просто больше, но и эффективнее работают; тело получает больше энергии, и вы лучше справляетесь с ежедневной нагрузкой.