Материал: Пособие для персональных тренеров

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

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Влияние на силу мышц нервной системы

Доказано, что двигательные единицы управляются разными нейронами или интернейронами, которые могут проводить как возбудительные, так и тормозящие импульсы. Тормозящие механизмы нервно-мышечной системы предотвращают чрезмерное возбуждение мышц, перенапряжение мышцы ведет к травмам костей и соединительных тканей. На тренировочных занятиях, имеющих целью развитие гибкости, тормозящие механизмы необходимы, более того, даже полезны. Однако если вы хотите «накачаться», необходимо их заблокировать.

При регулярном выполнении силовых упражнений сухожилия становятся толще и сильнее; до того как сработает аутогенный рефлекс, они смогут передать через соединительные ткани на кости скелета большую силу. Защитный рефлекс, заставляющий мышцы расслабиться, срабатывает, когда напряжение на сухожилиях и внутренних соединительнотканных структурах превысит порог

сухожильных органов Гольджи.

Органы Гольджи – это сенсорные органы сухожилий, чувствительные к напряжению, передающемуся от мышцы. Если величина вырабатываемой силы превышает порог Гольджи (т.е. точку активизации указанных сенсорных органов), то соответствующая мышца (или мышечная группа) мгновенно расслабляется. Защитный рефлекс не дает сухожилию порваться или повредить другие мягкие ткани, составляющие мышечный комплекс.

На более высоких уровнях нервной системы инициаторами и распространителями тормозных импульсов является ретикулярная формация спинного мозга и коры головного мозга. Не исключено, что с помощью интенсивных тренировок эти тормозные импульсы можно «заглушить». Так, для сильных сухожилий порог Гольджи наблюдается на более высоком уровне. Это позволяет мышцам генерировать больше силы, что обычно и наблюдается при регулярных занятиях силовыми тренировками.

На состояние двигательной единицы (сокращение или расслабление) влияет совокупность всех полученных ею в данный момент времени импульсов. Так, если возбуждающие импульсы перекрывают тормозные, каждая двигательная единица действует по принципу «все или ничего», то двигательная единица активизируется и участвует в сокращении мышцы.

Положительный результат в деле активизации большего числа двигательных единиц связан с блокированием (сокращением) числа тормозных импульсов. Адаптация к нагрузкам проходит только с участием нервной системы, особенно на начальных этапах тренировочных занятий. Сила мышц на 75-80% увеличивается благодаря адаптации нервной системы, а на долю гипертрофии приходится лишь 25%.

Нервная адаптация к силовым нагрузкам доминирует в течение первых четырех недель тренировочных занятий. Морфологические изменения (т.е. физиологические изменения, например, гипертрофия), наблюдаются на более поздних этапах. Однако этот факт не означает, что по истечение четырех недель нервная система перестает реагировать на рост нагрузок. В сущности, все тяжелоатлеты самого высокого класса связывают свои достижения в основном с адаптацией нервной системы. В заключение скажем, что научный подход, объясняющий увеличение силы деятельностью гормонов и нервной системы, – это ключ к разгадке демонстрации нечеловеческой силы, наблюдаемой без видимой мышечной гипертрофии в отсутствии силовых тренировок.

Увеличить силу можно путем развития способностей активировать дополнительные двигательные единицы, поддерживать их в сокращенном состоянии и синхронизировать их работу. Таким образом, вы облегчаете сокращение мышцы, добившись оптимального выхода силы.

Установлено, что именно адаптация нервной системы и кривая обучения, наблюдающиеся в момент, когда вы начинаете заниматься новой деятельностью, по крайней мере, частично объясняют возможность человека поднять большой вес и увеличить мышечную силу на первых порах тренировок (в течение первых недель). Так как большинство программ рассчитаны на 8-20 недель, то можно сказать, что результаты – это в основном комбинация нервных и физиологических адаптаций.

Адаптация нервной системы к силовым упражнениям связана, с одной стороны, с увеличением числа активируемых моторных единиц, а с другой – с увеличением частоты их сокращений. Повысить число активных двигательных единиц, обусловливающих сокращение мышц, можно путем интенсификации импульсов, поступающих к мышце, и/или снятием нервного торможения. Кроме того, чтобы добиться хороших результатов, следует обратить внимание на синхронизацию работы мышц-синергистов (мышц, выполняющих общую работу в одном и том же суставе) и одновременное расслабление мышц-антагонистов (мышц, которые при сокращении вызывают противоположные движения в одном и том же суставе).

56

ГЛАВА 7. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИЛОВОЙ ТРЕНИРОВКИ

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________

Физические, или морфологические адаптации

Увеличение размеров мышц (или гипертрофия) – это наиболее очевидная адаптация к силовым тренировкам, наблюдаемая после 6-8 недель занятий.

Гипертрофированные мышечные волокна больше обычных волокон, так как содержат больше актина и миозина – сократительных мышечных протеинов. Актин и миозин (миофиламенты) организованы внутри мышечного волокна в цилиндрические единицы – миофибриллы. В результате тренировочных занятий количество и размеры миофибрилл увеличиваются; кроме того, за счет нарастания актиновых и миозиновых филаментов на периферии миофибриллы растет зона их перекрывания. Чем больше сократительных белков (актина и миозина), тем больше сцеплений, что увеличивает потенциал сокращения волокна. При регулярных тренировках с концов и боков фибриллы нарастают саркомеры – мельчайшие функциональные сократительные единицы мышцы.

При регулярных силовых тренировочных занятиях происходит количественное увеличение миофибрилл; при обычной тренировке их количество не увеличивается.

Даже если у человека и имеется место, пролонгированное делением волокон – гиперплазия, что представляется сомнительным, судя по имеющимся научным данным, самый большой вклад в увеличение размеров мышц (естественно, при регулярных силовых тренировках) вносит все-таки рост индивидуальных мышечных волокон. У натренированных мышц соединительная ткань и сухожилия – толстые и жесткие, и это в немалой степени способствует развитию мышечной силы.

До сих пор остается не ясным, каким образом силовые упражнения стимулируют синтез протеина. В настоящее время существуют лишь две гипотезы, выработанные для объяснения механизма мышечной гипертрофии.

Первая гипотеза строится на том, что напряжение, возникающее при выполнении силового упражнения, генерирует определенный сигнал, считываемый генетической матрицей клеток, что стимулирует синтез протеина. В пользу подобной гипотезы говорит тот факт, что при тренировке низкой интенсивности наблюдается лишь очень небольшая гипертрофия (или отсутствие таковой вообще).

Некоторые ученые поддерживают эту гипотезу. Они говорят, что миофибриллы утолщаются, их количество увеличивается, формируются дополнительные саркомеры – все это происходит за счет активизации синтеза протеина и уменьшения его расщепления. Первым требованием развития гипертрофии мышц является увеличение напряжения, т.е. силы, генерируемой мышцей.

Вторая гипотеза основана на теории разрушения-восстановления. Ее смысл состоит в том, что во время тренировки часть мышцы разрушается, а процесс восстановления приводит к более мощному ее росту. Эта гипотеза подтверждается исследованиями ученых, изучавших повреждение скелетной мышцы (вследствие перегрузок) посредством помеченных элементов крови.

Однако повреждение мышцы, наблюдающееся при сильных сверхнагрузках, не подразумевает отношения «причина-следствие» между выигрышем в силе и гипертрофией. Очень важно заметить, что процесс гипертрофии напрямую связан с синтезом (связыванием) клеточного материала. Это положение особенно касается актиновых и миозиновых протеиновых филаментов, составляющих функциональные сократительные элементы мышцы – саркомеры. Слово «синтез» подразумевает, что тренировка мышц – процесс позитивный. Это процесс построения (анаболический), а не разрушения (катаболический).

Некоторое разрушение мышц – это неизбежное следствие усиленной тренировки (с должной интенсивностью, позволяющей развить силу/гипертрофию). Этот факт подтверждается физиологическими исследованиями.

Основным стимулом активизации синтеза протеина и адаптации нервной системы являются нагрузки. Повреждение мышцы само по себе не является данным стимулом, это просто побочный результат интенсивных тренировочных занятий.

Так, вы можете сильно, до боли, растянуть мышцу. Такое явление называется микротравмой. Однако повреждение еще не является признаком должной нагрузки, способной стимулировать рост мышцы или адаптацию нервной системы. Кроме того, в результате микротравмы, сопровождающейся образованием рубца и, следовательно, меньшим притоком крови к месту повреждения, волокна становятся более подверженными новым травмам.

57

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

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Отметим, что силовая тренировка увеличивает локальные запасы АТФ, ФА, гликогена (локальные, т.е. в зоне тренируемой мышцы). Без сомнения, эти биохимические изменения, развивающие анаэробный метаболизм, способствуют быстрому анаэробному синтезу энергии, что необходимо при выполнении силовых упражнений. Однако увеличение числа актиновых и миозиновых нитей и энергетических составляющих (анаэробных ферментов, запасов АТФ, ФК, гликогена) при «интенсивной» тренировке (т.е. 8-12 повторов до наступления усталости) происходит без параллельного увеличения числа капилляров, общего объема митохондрий или их ферментов внутри мышечных клеток.

Уменьшение количества митохондрий и их ферментов, играющих важную роль в аэробном метаболизме, негативно сказывается на выносливости организма вследствие сокращения аэробного потенциала волокна в пересчете на единицу мышечной массы.

В целом данные рассуждения касаются лишь спортсменов высокого класса. Как правило, они пытаются оптимизировать работу лишь одной из энергетических систем. Большинство ваших клиентов, программа которых разнообразна и затрагивает большинство из многих компонентов фитнеса, добиваются приличных результатов как по кардиореспираторным показателям, так и в деле развития мышечной силы и выносливости. Вообще, если подходить к вопросу с точки зрения укрепления здоровья и физической формы, то главное добиваться результатов по всем компонентам фитнеса.

Пол и силовые тренировки

В возрасте 12-14 лет мальчики и девочки по силе примерно равны. При достижении половой зрелости мальчики мужают, это происходит вследствие выработки мужского гормона тестостерона, способствующего росту тканей. У мужчин количество этого гормона в 20-30 раз выше, чем у женщин. Следует отметить, что границы в уровне тестостерона у мужчин и женщин несколько размыты: встречаются женщины, у которых уровень этого гормона в крови чрезвычайно высок. Исследования показывают, что существует прямая связь между уровнем тестостерона в крови, размерами мышц и, следовательно, силой.

Отметим, что между размерами мышц и генерируемой ими силой зависимость непрямая. Так, доказано: при регулярных силовых тренировочных занятиях и мужчины, и женщины достигают определенных результатов, хотя мышечная гипертрофия больше свойственна мужчинам. Если ограничиться только половыми различиями, то отличия между реакцией мужского и женского организмов на силовые упражнения можно объяснить мышечной гипертрофией. Но большие и сильные мышцы вовсе не залог успеха во многих видах спорта, а уж тем более в повседневной жизни.

Исследования показывают: у девушек силы в руках и плечевых мышцах – на 50% меньше, чем у юношей, а в ногах – только на 30%, при этом у юношей количество тестостерона в крови намного выше. Возможно, существует прямая связь между уровнем тестостерона и силой: высокий уровень тестостерона – это большая мышечная масса и, следовательно, большая сила. Кроме этого, доказано: тестостерон делает человека более напористым, смелым, целеустремленным, а такие люди добиваются высоких результатов на занятиях в целом, у них меньше жировых отложений. Возможно, причина разных результатов у мужчин и женщин еще и в этом.

Известно, что у женщин в некоторых частях тела больше жира, чем у мужчин. Если рассматривать показатель силы, то у женщин более сильные ноги, хотя руки на 30% слабее. Причина примерно равной силы мышц ног у женщин и мужчин – одинаковые нагрузки на ноги у обоих полов. Возможно, более слабый «верх» у женщины объясняется ее ролью в обществе: женщина не делает работу, требующую большой силы мышц рук. Наверное, это и есть причина того, что женщины не могут добиться высоких результатов в деле тренировки мышц верхней части туловища.

Чем больше размеры мышц, тем они сильнее (центр генерации силы в мышечном волокне – место пересечения актина и миозина), и по абсолютным результатам мужчины сильнее женщин (они, например, могут поднять больший вес и т.д.). Это объясняется тем, что у мужчин больше мышечной ткани, хотя по своей структуре эта ткань ничем не отличается от мышечной ткани женщин. Росту мышечной массы способствует более высокий уровень тестостерона в мужском организме. Многочисленные физиологические исследования показали: мышечные клетки мужчин и женщин абсолютно идентичны. Быстро- и медленносокращающиеся волокна есть у обоих полов. Процент этих волокон к общему количеству мышечных клеток, характеристики обмена веществ волокон (их сократительные свойства) одинаковы и у женщин и у мужчин.

58

ГЛАВА 7. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИЛОВОЙ ТРЕНИРОВКИ

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________

Пол – это различное количество мышечной ткани, а не различное ее качество.

Эта информация поможет нам ответить на вопрос: «Следует ли женщин тренировать по другому?» Ответ: «Нет, нет и еще раз нет». Приведенные примеры показывают: существуют другие факторы, определяющие разницу в силе между мужчинами и женщинами, а также между людьми одного и того же пола, и эти факторы не связаны с размерами мышц.

Контролирование результатов

Гипертрофия мышц и адаптация нервной системы к нагрузкам способствуют развитию силы, однако результативность тренировки зависит от нескольких факторов, а именно:

характеристики программы;

потенциала мышцы к увеличению.

Высокая степень гипертрофии быстросокращающихся волокон объясняется их более

активным участием в выполнении силовых упражнений, т.е. метаболическими и физическими характеристиками, способствующими интенсификации анаэробного механизма выработки АТФ и развитию гипертрофии. Отметим, что этим волокнам свойственна и высокая степень атрофии, возникающей при длительном отсутствии нагрузок на мышцу.

Нет научных доказательств того, что силовая тренировка способствует увеличению количества быстросокращающихся волокон по сравнению с медленносокращающимися волокнами; поэтому потенциал вашего клиента в отношении гипертрофии и силы мышц предопределяется генетически, а также характером тренировки.

Исследования показывают, что гипертрофия не единственный фактор, способствующий увеличению силы мышц. Среди других важных условий выделяют адаптацию к нагрузкам соединительных тканей и нервной системы. Многие ученые придерживаются точки зрения, что определяющую роль в развитии силы мышц играют именно нервная система и соединительные ткани, а не гипертрофия.

Болезненные ощущения в мышцах

После тренировки клиенты обычно испытывают три типа болезненных ощущений в мышцах. Во-первых, это может быть «жжение», ощущаемое при высокоинтенсивных силовых или кардиореспираторных упражнениях либо во время «заминки» после интенсивной части занятия. Как правило, подобное ощущение очень быстро проходит: оно связано с аккумуляцией молочной кислоты при активизации анаэробного механизма выработки энергии. Обычно через 30-60 минут излишки молочной кислоты полностью нейтрализуются.

Отмечается, что молочная кислота не является причиной болей, дискомфорта, ощущаемых человеком в течение 24-48 часов после «обычной» тренировки. (Термин «обычная» тренировка дается в противопоставление интенсивным занятиям, связанным с длительными анаэробными нагрузками.) Вспомним о том, что молочная кислота – это просто побочный продукт анаэробного метаболизма, а не его отходы. Как только в организм начинает поступать достаточное количество кислорода, образуются соли молочной кислоты, которые затем используются в процессе выработки энергии. Однако при возникновении болей в мышцах после тренировки вы должны быть настороже: они могут сигнализировать о микротравме в соединительных тканях или мышце. Настоятельно рекомендуется чаще спрашивать клиента о его самочувствии.

Второй тип болезненных ощущений. Человек чувствует боль, затвердение в мышце и суставах в течение нескольких часов после тренировки. Боль не проходит и на следующий день. Такая ситуация может возникнуть в следующих случаях: 1) возобновление занятий после длительного перерыва; 2) введение новых элементов (этот пункт относится и к клиентам с хорошей физической формой); 3) увеличение интенсивности, частоты, продолжительности выполнения упражнений. Подобные боли называют адаптационными. Они сигнализируют, что тело адаптируется к непривычным нагрузкам.

Точные причины этого явления неизвестны. Обычно мышцы очень болезненно реагируют на эксцентрические сокращения, иногда – на изометрические. Негативные последствия эксцентрических сокращений объясняются особенностями механизма взаимодействия актиновых и миозиновых

59

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

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

протеиновых филаментов. Мышца пытается сократиться, преодолеть внешнюю силу, однако нагрузка слишком велика. Таким образом, под действием непривычно большой внешней силы длина мышцы и соответствующих соединительных тканей увеличивается, возникают большие внутримышечные силы.

Теория адаптационных болей, пожалуй, самый верный способ объяснения мышечных болей и ригидности. Их причина – микроскопические повреждения мышечного волокна, сухожилий, миофасциальной соединительной ткани, окружающей мышечные волокна и мышцу.

Если вы начинающий тренер, не включайте в программу упражнения на эксцентрические сокращения мышц. Новые упражнения вводите постепенно. То же касается интенсивности, продолжительности, частоты выполнения упражнений.

НЕКОТОРЫЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Умело составленная программа должна включать и кардиореспираторный и силовой сегменты. Диапазон интенсивности – от средней до высокой (иначе невозможно развить силу). Силовой сегмент должен стать неотъемлемой частью любой программы для взрослых. Рекомендуемый минимум: сет из 8-10 упражнений по 8-12 повторов не реже двух раз в неделю.

Эти минимальные стандарты разрабатывались с учетом двух факторов. Во-первых, продолжительность тренировки. Программы, длящиеся более 60 минут непопулярны, люди просто перестают посещать занятия. Во-вторых, разнообразие программы. Большие нагрузки, частота занятий, безусловно, залог хороших результатов, однако силовые упражнения, связанные с большим количеством повторов каждого движения, плохо разнообразят программу.

Занятия с частотой два раза в неделю по результативности мало чем уступают занятиям, проводящимся три раза в неделю (разница в результатах составляет всего лишь 20%). Непродолжительные занятия и высокие результаты непременно понравятся вашим клиентам.

Было проведено очень интересное исследование: наблюдались участники программы, занимающиеся силовыми тренировками два раза и три раза в неделю. Исследования продолжались 18 недель. В группе, занимавшейся два раза в неделю, сила мышц возросла на 21%; в группе, посещавшей клуб три раза в неделю, результат составил 28%. Иными словами, первая группа достигла 75% результата второй, более интенсивной, группы. Кроме того, было выявлено, что программы, предусматривающие один сет, вызывающий утомление мышц, ведут к прибавке в силе более, чем на 25%. Это следует учитывать, при разработке длительных программ, включающих большое количество сетов, повторов, требующих немалых затрат по времени.

Итак, подходить к тренировкам надо с умом: только таким образом вы сможете сэкономить время клиента и добиться существенных результатов в деле улучшения его здоровья и физической формы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эффективные силовые тренировки – это хорошее здоровье и отличная физическая форма. При увеличении силы мышц обычно наблюдается их гипертрофия. Признаки гипертрофии становятся заметны через шесть недель после начала занятий. Эффективность тренировки во многом зависит от выбранных нагрузок и интенсивности занятий. Необходимо продумать упражнения, как на быстро-, так и медленносокращающиеся волокна. Интенсивность работы должна быть не ниже средней. Заниматься силовыми упражнениями надо не реже двух раз в неделю.

60