Титин – основной белок, ответственный за адаптацию к плиометрическим упражнениям (пу).

Эластические свойства мышцы предположительно зависят от гигантского (2,5 – 3,7 МДа) цитоскелетного протеинового филамента – титина (Maruyama K, et al, 1977; Wang K, McClure J, Tu A., 1979), непрерывно простирающегося на пол-саркомера от Z-диска до М-линии. Титин функционирует как серийное эластичное соединение, проявляющее напряжение при растягивании (Linke WA, Granzier H., 1998; Linke WA, et al, 1996; Linke WA, et al, 1999). Существует множество изоформ титина, отличающихся по размеру и жёсткости, которые обуславливают эластично-жёсткостные различия между мышцами позвоночных (Cazorla O, Freiburg A, Helmes M, et al., 2000).

В поперечнополосатой мускулатуре титин выполняет множество функций:

      упорядочивает сборку саркомеров (Granzier H, Labeit S., 2002; Gregorio CC, et al., 1999).

      обеспечивает усилие, необходимое для поддержания упорядоченности саркомеров при сокращении (Granzier H, Labeit S., 2002; Gregorio CC, et al., 1999).

      экспрессия различных изоформ титина, предположительно, влияет на активное производство усилия (Cazorla O, et al., 2001; Sutko JL, Publicover NG, Moss RL., 2001), в связи с тем, что структурные свойства титина во многом определяют мышечную эластичность.

Как источник увеличения мышечной жёсткости, титин, возможно, играет ключевую роль в протективном эффекте при последующих ПУ (Reich TE, et al., 2000). Поддержкой этой идеи является факт – новые высокоинтенсивные ПС повреждают цитоскелет (Fridén, J., Lieber, R. L. 2001), включая утрату титина, в результате занятия с ПУ уменьшается содержание титина (Trappe TA, et al., 2002). По последним данным – небольшой для протеинов тепловой шок, защитил цитоскелетные структуры (такие как, титин) от значительного повышения при повторных нагрузках, включающих ПС (Koh TJ., 2002).

Проведённые исследования показали (Lindstedt SL, et al., 2002; Reich TE, et al., 2003), что наиболее крупные, но вязкие изоформы титина обнаружены у слонов, а наиболее мелкие, но жёсткие у землероек. Эти результаты свидетельствуют о тесной связи между частотой шагов и жёсткостью титина. В то же время эти результаты свидетельствуют что титин – мышечный амортизатор, который возможно, существенно и потенциально согласованно ассистирует в мышечно-сухожильной упругости. Если титин функционирует как локомоторный амортизатор, тогда он должен адаптироваться к изменениям в физиологическом запросе при упражнении или травме. Эта гипотеза нашла своё подтверждение в работе Bell SP, et al. (2002), которыми показано, что экспрессия изоформ титина определяет способность к адаптации поперечнополосатых мышц.

Механизм контроля и отличия плиометрических сокращений

Наибольший вращающий момент создаётся мышцей при ПС и он может быть увеличен применением электростимуляции. Тем не менее, электростимуляция не увеличивает вращающий момент при концентрических (КС) и изометрических (ИС) сокращениях. Это свидетельствует о том, что развиваемая при ПС сила имеет отличающийся от двух других метод контроля.

ПС отличается от других типов сокращения тем, что является ответом афферентов на раздражение. Запаздывание (уменьшение) усилия (вращающего момента) во время ПС – причина по которой не все ДЕ концентрически сокращавшиеся, включаются в ПС (Enoka, R. M. 2002).

Энока (2002) выделил следующие уникальные особенности, отличающие ПС от КС и ИС:

         Взаимодействие поперечных мостиков. Существуют две теории. Австралийский учёный Морган (1990) предположил, что, растяжение саркомеров приводит к механическому разрыву химических связей, вызывая перерастяжение саркомеров. Японский исследователь Тошио Янагида (1999), изучая особенности работы «молекулярных моторов» (сократительных белков) обнаружил, что во время удлинения головки миозина проскакивают мимо активных центров актина, провоцируя разрыв оставшихся связей, приводящих также к перерастяжению саркомеров или их половинок (Noakes, T. D., 2001)

         Активация двигательных единиц ( ДЕ). Во время ПС повышена синхронизация движения ДЕ, показывающая, что пропорциональное общее включение группы ДЕ больше во время ПС.

         Максимальная активация. Несмотря на то, что мышца генерирует большее усилие во время произвольных ПС, ЭМГ существенно меньше, чем во время КС. Это показывает невозможность максимальной произвольной активации мышцы во время ПС.

         Субмаксимальная активация. К окончанию бега вниз на тредмиле ЭМГ в мышцах ног, а также потребление кислорода повышается, в отличие от бега на горизонтальном тредмиле аналогичной интенсивности, где потребление кислорода постоянно.

         Обратная связь афферентов. Уровни обратной связи мышечных веретён повышаются при ПС.

         Рефлексы. Понижаются или ослабляются в движениях, требующих ПС

         Эффект на противоположной стороне. Наблюдается повышение максимального вращающего момента противоположной ноги, в отличие от КС.

         Повреждения мышц (DOMS) Преимущественно наблюдается в видах активности, содержащих ПС.