Материал: Пособие для персональных тренеров

ГЛАВА 7. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИЛОВОЙ ТРЕНИРОВКИ

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________

Задержка дыхания опасна для клиентов, страдающих сердечными заболеваниями и высоким кровяным давлением. Повышенное внутримышечное давление увеличивает сопротивление кровотоку. В результате нагрузка на сердце увеличивается, что приводит к учащению пульса и возрастанию потребностей в кислороде.

Короткая задержка дыхания – это нормальное явление на начальном этапе каждого силового движения, однако необходимо убедиться в том, что ваш клиент не задерживает дыхание в течение всего времени выполнения движения. С учетом этого внимательно ознакомьтесь с историей болезни вашего клиента. При возникновении каких-либо сомнений относительно здоровья человека обязательно обратитесь к врачу.

ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЬНЫХ НЕРВОВ

Когда нервная система посылает команду двигательной единице на сокращение,

одновременно реагируют все мышечные волокна данной двигательной единицы, т.е. действует закон «все или ничего».

Однако иннервация одной двигательной единицы не ведет к возбуждению всей мышцы. Если бы это было так, то мы просто не могли бы контролировать свои движения. В одной мышце – сотни двигательных единиц, иннервирующих от нескольких мышечных волокон до тысяч. Чтобы понять, почему в одном случае возникает большая сила, а в другом маленькая, важно четко разграничить понятия двигательной единицы и мышцы.

Величина силы зависит от двух факторов:

количество возбужденных двигательных единиц;

частота их возбуждения.

Двигательные единицы состоят из волокон определенного типа, для каждого из них

характерен определенный механизм обмена веществ. Помните, что каждая мышца тела – это огромное количество двигательных единиц. Если нагрузки на эти единицы окажутся недостаточными или некоторые участки мышцы останутся незадействованными, ваша программа будет неэффективной.

Двигательные единицы делятся на три типа по следующим характеристикам:

скорость сокращения;

возможная величина силы;

подверженность утомлению.

Быстросокращающиеся волокна

Быстросокращающиеся волокна способны быстро синтезировать энергию для совершения быстрых, интенсивных сокращений. Биохимические и физические характеристики этих волокон таковы, что они могут выполнять высокоинтенсивную кратковременную работу, обеспечиваемую энергией практически на 100% за счет анаэробного метаболизма. Двигательные единицы этого типа развивают большую силу, причем в два раза быстрее, чем медленносокращающиеся мышцы.

Волокна этого типа возбуждаются длинными двигательными нейронами, быстро проводящими импульс. Двигательная единица обычно включает от 300 до 500 мышечных волокон или более. В них содержится много высокоактивного аденозинтрифосфата (миозинового аденозинтрифосфата) – фермента, расщепляющего АТФ (реакция сопровождается выделением энергии, необходимой для сокращения мышцы). Другая важная составляющая – быстрое сокращение и столь же быстрое расслабление. Эти волокна имеют большие запасы АТФ и ФК, а также высокоактивных ферментов, позволяющих катализировать процесс гликолиза. Итак, указанные характеристики позволяют волокнам развивать большую силу, причем очень быстро.

У волокон этого типа, низкий аэробный потенциал, о чем свидетельствуют небольшие запасы внутримышечного триглицерида, низкая плотность капилляров и митохондрий, низкая активность аэробных ферментов. Однако их можно укрепить, сделав более выносливыми. Добиться этого можно интервальными тренировками, способствующими тренировке анаэробного механизма. В основном они работают на анаэробном источнике АТФ, у них практически не развит аэробный механизм генерации АТФ, поэтому они подвержены быстрому утомлению. Следовательно, быстросокращающиеся волокна рассчитаны на тяжелые, но кратковременные нагрузки длительностью от нескольких секунд до нескольких минут.

51

Ч А С Т Ь 2. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ФИТНЕС-ПРОГРАММЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Медленносокращающиеся волокна

Медленносокращающиеся волокна рассчитаны на продолжительные нагрузки низкой интенсивности, например бег на длинные дистанции, плавание, ходьба, многочисленные повторы (20 и более) несложных силовых упражнений.

Двигательные единицы возбуждаются короткими двигательными нейронами, медленно проводящими импульс. Данные волокна медленнее устают по сравнению с быстросокращающимися волокнами. Клетки данного типа генерируют АТФ по аэробному механизму, отличаются низким уровнем активности миозинового аденозинтрифосфата, небольшой скоростью сокращения и плохо развитым механизмом анаэробного гликолиза.

Медленносокращающиеся волокна содержат много митохондрий, отличающихся большими размерами. Митохондрии – это своеобразные «энергетические станции» мышечных клеток по выработке аэробной энергии. Большая концентрация этих органелл, высокий уровень миоглобина («мио» - мышца, «глобин» - корень, означающий, что данное вещество является «гемоглобином» мышцы, т.е. «кладовой» кислорода), наличие особых ферментов в митохондриях – основные компоненты аэробного механизма выработки энергии.

Интересно, что количество крови, поступающей к разным типам волокон, неодинаково и зависит от их окислительной способности: во время нагрузок медленносокращающиеся волокна лучше обеспечиваются кровью по сравнению с быстросокращающимися. Регулярные тренировочные занятия способствуют укреплению и разрастанию капилляров в клетках этого типа, в результате чего укрепляется аэробный механизм выработки энергии. Стабилизируется аэробный метаболизм до и после нагрузок.

Медленносокращающиеся волокна отличаются следующими характеристиками: высокая активность аэробных ферментов, большая плотность капилляров (что позволяет быстрее доставлять кислород и выводить побочные продукты метаболизма), большие запасы внутримышечного триглицерида, низкая утомляемость.

Наследственные факторы в распределении волокон по типам

Количество быстро- и медленносокращающихся волокон в организме определяется в основном его генетическими особенностями. Исследования показали, что отношение волокон обоих типов в течение жизни остается примерно одинаковым. Именно гены определяют тот максимальный предел нагрузок, который человек может вынести. Что поделаешь – родителей не выбирают.

Результаты силовых тренировок во многом определяются генетическими особенностями организма – отношением количества медленносокращающихся волокон к быстросокращающимся. Однако вы можете помочь клиенту добиться значительных результатов в деле развития силы и выносливости, если будете исходить из его начального уровня.

В научной литературе говорится о том, что волокна одного типа не могут переходить в волокна другого типа и наоборот. Но интересно заметить, что экспериментально доказывается иное: при очень интенсивных тренировках подобная конверсия возможна.

Однако данное утверждение не следует понимать буквально, т.е. в том ключе, что быстросокращающиеся волокна физически превращаются в медленносокращающиеся волокна. При регулярных тренировках изменяются лишь характеристики мышечных клеток. Так, высокоинтенсивные интервальные тренировки, силовые упражнения способствуют изменению характеристик волокон. В указанных случаях изменяются параметры, связанные с уровнем нагрузки (и типом активности), активизирующим двигательную единицу данного волокна, а также характеристики обмена веществ, скорости возбуждения двигательного нейрона.

Опытным путем доказано, что тренировка помогает изменить характеристики обмена веществ мышечных клеток. Высокоинтенсивные анаэробные упражнения развивают способность быстросокращающихся волокон адаптироваться к очень большим нагрузкам. Подобная способность выражается, например, в увеличении размера мышц и количества анаэробных ферментов. (С другой стороны, быстросокращающиеся волокна, которые способны легко адаптироваться к нагрузкам, при регулярном выполнении высокоинтенсивных кардиореспираторных упражнений приобретают такие же характеристики по утомляемости, как и медленноскоращиющиеся волокна).

Однако многочисленные повторы движений (более 20 раз), упражнения на выносливость не будут способствовать изменению характеристик быстросокращающихся волокон. Вот почему очень важно правильно составить программу, выбрав соответствующие нагрузки, рассчитанные на

52

ГЛАВА 7. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИЛОВОЙ ТРЕНИРОВКИ

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________

определенные группы мышц. Только в этом случае вы сможете помочь вашему клиенту достичь желаемых результатов.

Порядок активации волокон различных типов

Как только вы совершаете движение (прикладываете силу), сразу начинают работать волокна какого-либо одного типа (или двух). Последовательность активизации волокон различных типов зависит от типа деятельности, прикладываемых усилий, характера движения и положения вашего тела. Подобная последовательность называется «порядком последовательной активизации волокон». При мышечной деятельности, требующей незначительных усилий, работают медленносокращающиеся двигательные единицы. Если нагрузки возрастают, в работу включаются быстросокращающиеся волокна.

Чем длиннее двигательный нерв, тем труднее его стимулировать. У быстросокращающихся двигательных единиц нейроны намного длиннее, чем у медленно сокращающихся. Вследствие этого быстросокращающиеся волока активизируются последними. Например: когда вы медленно поднимаете небольшой вес, в основном работают медленносокращающиеся двигательные единицы. Если вес или скорость работы увеличиваются, на помощь медленносокращающимся единицам приходят быстросокращающиеся волокна.

Итак, при небольших, но длительных нагрузках работают медленносокращающиеся волокна; при увеличении нагрузок активизируются быстросокращающиеся клетки. Таким образом, быстросокращающиеся волокна – это своеобразный резерв организма, который используется, когда медленносокращающиеся волокна не в состоянии справиться с нагрузкой.

У обычного человека половина волокон быстросокращающиеся, а другая половина – медленносокращающиеся. Таким образом, если вы работаете с низкой интенсивностью, то активизируется лишь половина мышечных клеток. Этот момент следует учитывать при разработке как кардиореспираторных, так и силовых программ.

50% мышечной массы среднего человека можно «приучить» к большим нагрузкам, при этом, если нагрузки будут недостаточными, «привычка» не выработается.

Уровень нагрузки

Небольшие нагрузки активируют только медленносокращающиеся волокна.

При больших нагрузках включаются быстросокращающиеся волокна.

Недостаточная интенсивность упражнений, составляющих силовую программу, ведет к тому, что 50% мышечной массы тела остается незадействованной.

Если упражнения будут недостаточно интенсивными, вы никогда не достигнете больших результатов, так как в этом случае характеристики быстросокращающихся единиц, способных легко адаптироваться к большим нагрузкам, не изменятся.

На основании сказанного выше можно сделать следующие выводы:

1.Чтобы изменить характеристики быстросокращающихся волокон, нагрузки должны быть достаточно велики.

2.Порядок активизации волокон зависит от положения тела в пространстве. Если изменить положение тела, изменится и порядок активизации двигательных единиц.

Чтобы активизировать те или иные волокна, не обязательно увеличивать нагрузки – достаточно изменить положение тела.

Если речь идет о многофункциональных мышцах, порядок активизации волокон также будет зависеть от характера движения. Так, последовательность включения в работу волокон в четырехглавых мышцах при выполнении приседаний и последовательность при поднимании ног из положения сидя будут отличаться. Таким образом, результат тренировок зависит не только от нагрузок, но и от положения тела при выполнении упражнения.

53

Ч А С Т Ь 2. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ФИТНЕС-ПРОГРАММЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Порядок активизации мышц при разных положениях тела отличается. Поэтому, чтобы хорошо развить все двигательные единицы мышцы, необходимо делать на одну и ту же мышцу разные упражнения, причем нагрузки должны стимулировать активизацию быстросокращающихся волокон.

Если вы медленно поднимаете большой вес или, наоборот, быстро поднимаете легкий вес, работают в основном быстросокращающиеся мышцы. Нагрузки возрастают, когда требуется поднять большой вес медленно, сосредоточась на правильной технике движения. Отметим, что нагрузки изменяются даже тогда, когда величина поднимаемого веса остается постоянной, а меняется лишь скорость движения. Например, различная скорость при сокращении двуглавых мышц руки.

Хотя вы, безусловно, найдете огромное количество рекомендаций относительно скорости и амплитуды движений, большинство ваших клиентов получат максимальный результат, если сосредоточатся на технике выполнения упражнения, а не на нагрузках (но нагрузки должны быть достаточными по отношению к физическому уровню человека, иначе вы не добьетесь высоких результатов).

Данная информация очень полезна. Она поможет понять особые требования, предъявляемые к силовым программам, понять, как составить эти программы, чтобы достичь максимального оздоровления организма и прекрасной физической формы. Если нагрузки невелики и темп упражнений невысок, вы будете развивать медленносокращающиеся волокна, не затрагивая быстросокращающиеся волокна. Медленные длительные упражнения с многочисленными повторами не готовят организм к большим нагрузками и экстремальным условиям (например, соревнования); результаты при таком подходе не очень высоки. Отметим, что даже функциональные силовые тренировки, в которых делается акцент на мышечную выносливость, развитие равновесия и фигуру, должны включать высокоинтенсивный сегмент или упражнения на тренировку силы. Эти упражнения помогут подготовить тело к большим нагрузкам, которые нам иногда приходится испытывать в повседневной жизни (например, скольжение в гололед, падение).

КАК РАЗВИТЬ МЫШЕЧНУЮ СИЛУ И МЫШЕЧНУЮ ВЫНОСЛИВОСТЬ

У здорового человека мышцы сильные и выносливые. Сила мышцы характеризуется ее способностью вырабатывать силу для совершения движения с заданной скоростью. В зависимости от тренированности организма одна и та же работа может производиться за одно либо за несколько повторяющихся сокращений. Мышечная выносливость – это способность человека продолжительное время выполнять какую-либо работу, сопротивляясь мышечному утомлению.

Традиционно считают, что мышечная сила и мышечная выносливость связаны с анаэробными процессами, продолжительность которых составляет не более 30-90 секунд. На этом этапе мышцы устают и прекращают работу. Обычно 8-20 контролируемых повторов вполне удовлетворяют этому временному параметру.

Если вы регулярно тренируетесь, нервно-мышечная система адаптируется к нагрузкам. Безусловно, уровень адаптации будет зависеть от типа выбранной программы. Если упражнения рассчитаны на тренировку сердечно-сосудистой системы (например, ходьба, бег трусцой, плавание), то, очевидно, не следует ожидать блестящих результатов в деле развития силы мышц. В то же время растяжки, выполняемые с целью увеличения гибкости, разовьют гибкость, но никак не укрепят вашу кардиореспираторную систему.

С другой стороны, как утверждают специалисты, грамотно составленная силовая программа обеспечивает за 3-6 месяцев существенные результаты (25-100% увеличение силы мышц). Но если ваша главная цель – укрепление кардиореспираторной системы и улучшеие физической формы клиента, то вполне реально добиться увеличения максимального VO2 на 15-30% в течение первых трех месяцев. За два года интенсивных тренировок аэробный уровень может подняться на 50%.

Если вы хотите улучшить результаты лишь по какому-то одному фитнес-параметру, сосредоточьтесь именно на нем, выбрав соответствующие нагрузки.

54

ГЛАВА 7. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИЛОВОЙ ТРЕНИРОВКИ

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________

Силу мышц можно развить, лишь задавая им нагрузки, превышающие привычный уровень. Если к делу подойти с умом и нагрузки увеличивать постепенно, нервно-мышечная система, непременно к ним адаптируется. В результате человек станет сильным и выносливым.

Ориентиры для выбора правильных нагрузок: последовательность и постепенность – наращивать интенсивность следует таким образом, чтобы ощущение утомления в тренируемых мышцах возникало не раньше, чем через 30-90 секунд; при этом необходимо следить за правильной техникой выполнения упражнения.

Увеличивать нагрузки необходимо, иначе вы никогда не добьетесь положительных результатов в деле развития силы и выносливости. Делайте это постепенно, только тогда занятия будут безопасными. Помните, что мышцы должны уставать не раньше, чем через 30-90 секунд – только в этом случае результаты будут оптимальными. Программу постарайтесь составить таким образом, чтобы равномерно развивать все большие группы мышц (причем как синергисты, так и антагонисты).

Факторы, влияющие на силу мышц. Все авторы выделяют несколько факторов, влияющих на силу мышц, т.е. способность производить усилие при сокращении. Нервная реакция (торможение), число сокращающихся мышечных клеток, состояние мышечных волокон в состоянии сокращения, наличие рычага – вот, в целом, те факторы, которые определяют величину генерируемой силы.

Кроме того, ученые заметили, что «растянутая» мышца способна производить больше силы. Возможно, причиной этого служит эластическая тяга или благоприятное расположение сократительных протеинов. Однако перенапряженная мышца будет генерировать меньшую силу, так как в этом случае положение сократительных белков, актина и миозина, не самое благоприятное. На связках и прочих мягких тканях может сказываться большая нагрузка на опорно-двигательный аппарат, в частности, это наблюдается в ситуациях, когда сустав находится в крайнем положении своей амплитуды движения.

Перечисленные факторы в зависимости от пола, размеров мышц, типа мышечного волокна являются основными моментами, которые помогут понять, что же все-таки влияет на силу и выносливость мышц, и мышечную гипертрофию (т.е. увеличенные размеры мышц).

Как мышцы становятся сильными?

Вы можете услышать много разных мифов о силовых тренировках. Нередко в их основе лежат ложные представления. Но каким образом человек становится крепким и выносливым? Какие физиологические адаптации связаны с этим?

В течение многих лет считалось, что сила напрямую связана с размером мышц (их гипертрофией). На первый взгляд, это вполне логичная концепция, так как у людей, тренирующихся с гантелями или другими силовыми снарядами, мышцы всегда большие, рельефные. Более того, известно, что сломанная нога (или рука), находящаяся в гипсе, уже через несколько дней начинает «худеть», мышцы ослабевают, этот процесс называется атрофией. Таким образом, сила и размеры мышц тесно взаимосвязаны, и уменьшение размеров мышцы ведет к уменьшению ее силы.

Однако последние научные исследования показали, что зависимость размеров мышц и их силы не является прямой. Отмечается, что результаты женщин и мужчин, занимающихся по одинаковым программам, совпадают, однако у женщин гипертрофия наблюдается в меньшей степени. Кроме того, каждый из нас, наверное, слышал истории о нечеловеческих подвигах, совершаемых путем невероятного напряжения физиологических и психических сил.

Сегодня приводят множество доказательств того, что причинами увеличения силы мышц является мобилизация двигательных единиц и адаптация нервной системы к нагрузкам. Так, бывает, что сила мышцы растет, а ее размеры не увеличиваются, когда человек поднимает огромные тяжести из-за тех или иных стимулирующих обстоятельств.

Известно, что скелетные мышцы возбуждаются двигательными нейронами. Группы отдельных мышечных волокон, активизируемых одним и тем же двигательным нейроном, называют двигательными единицами. Вспомним о том, что величина силы, возникающей при сокращении мышцы, зависит от: 1) количества включившихся в работу двигательных единиц и 2) частоты сокращения двигательной единицы. Частота сокращений – это количество импульсов, которые поступают в двигательную единицу за определенный промежуток времени. Повторяющиеся импульсы увеличивают напряжение – силу, не давая мышце расслабиться.

Несмотря на вышесказанное, нельзя утверждать, что размеры мышцы не важны для развития силы мышц. Однако приведенные примеры показывают, что механизмы, рождающие силу, очень сложны и до сих пор учеными полностью не раскрыты.

55