Изменения в нервно мышечном аппарате в результате силовой тренировки

В. Н. Селуянов, В. А. Рыбаков, М. П. Шестаков

Глава 1. Модели систем организма

Человек выполняет физические упражнения и тратит энергию с помощью нервно мышечного аппарата.

Нервно-мышечный аппарат — это совокупность двигательных единиц. Каждая ДЕ включает мотонейрон, аксон и совокупность мышечных волокон. Количество ДЕ остается неизменным у человека (Физиология человека, 1998). Количество МВ в мышце возможно и поддается изменению в ходе тренировки, однако, не более чем на 5 % (Хоппелер, 1987). Поэтому этот фактор роста функциональных возможностей мышцы не имеет практического значения. Внутри МВ происходит гиперплазия (рост количества элементов) многих органелл: миофибрилл, митохондрий, саркоплазматического ретикулума (СПР), глобул гликогена, миоглобина, рибосом, ДНК и др. Изменяется также количество капилляров, обслуживающих МВ (Физиология мышечной деятельности, 1982).

Миофибрилла является специализированной органеллой мышечного волокна (клетки). Она у всех животных имеет примерно равное поперечное сечение. Состоит из последовательно соединенных саркомеров, каждый из которых включает нити актина и миозина. Между нитями актина и миозина могут образовываться мостики и при затрате энергии, заключенной в АТФ, может происходить поворот мостиков, т. е. сокращение миофибриллы, сокращение мышечного волокна, сокращение мышцы. Мостики образуются в присутствии в саркоплазме ионов кальция и молекул АТФ, в расслабленном мышечном волокне концентрация ионов кальция очень низкая. Увеличение количества миофибрилл в мышечном волокне приводит к увеличению его силы, скорости сокращения и размера. Вместе с ростом миофибрилл происходит разрастание и других обслуживающих миофибриллы органелл, например, саркоплазматического ретикулума.

Саркоплазматический ретикулум — это сеть внутренних мембран, которая образует пузырьки, канальцы, цистерны. В МВ СПР образует цистерны, в этих цистернах скапли-ваются ионы кальция (Са). Предполагается, что к мембранам СПР прикреплены ферменты гликолиза, поэтому при прекращении доступа кислорода происходит значительное разбухание каналов. Это явление связано с накоплением ионов водорода (Н), которые вызывают частичное разрушение (денатурацию) белковых структур, присоединение воды к радикалам белковых молекул (Меерсон Ф. З., 1965, 1975, 1981, 1988; Панин Л. Е., 1983; Hoppeler H., 1985, 1986). Для механизма мышечного сокращения принципиальное значение имеет скорость откачивания Са из саркоплазмы, поскольку это обеспечивает процесс расслабления мышцы. В мембраны СПР встроены натрий калиевые и кальциевые насосы, поэтому можно предположить, что увеличение поверхности мембран СПР по отношению к массе миофибрилл должно вести к росту скорости расслабления МВ. Следовательно, увеличение максимального темпа или скорости расслабления мышцы (интервала времени от конца электрической активации мышцы до падения механического напряжения в ней до нуля) должно говорить об относительном приросте мембран СПР.

Поддержание максимального темпа обеспечивается запасами в МВ АТФ, КрФ, массой миофибриллярных митохондрий, массой саркоплазматических митохондрий, массой гликолитических ферментов и буферной емкостью содержимого мышечного волокна и крови. Все эти факторы влияют на процесс энергообеспечения мышечного сокращения, однако, способность поддерживать максимальный темп должна зависеть преимущественно от митохондрий СПР. Увеличивая количество окислительных МВ или, другими словами, аэробных возможностей мышцы, продолжительность упражнения с максимальной мощностью растет. Обусловлено это тем, что поддержание концентрации КрФ в ходе гликолиза ведет к закислению МВ, торможению процессов расхода АТФ из за конкурирования ионов Н с ионами Са на активных центрах головок миозина (Hermansen, 1981). Поэтому процесс поддержания концентрации КрФ при преобладании в мышце аэробных процессов идет по мере выполнения упражнения все более эффективнее. Важно также то, что митохондрии активно поглощают ионы водорода (Hermansen, 1981; Holloshzy, 1971. 1975; Hoppeler, 1986), поэтому при выполнении кратковременных предельных упражнений их роль больше сводится к буферированию закисления клетки.

Митохондрии располагаются везде, где требуется в большом количестве энергия АТФ. В мышечных волокнах энергия требуется для сокращения миофибрилл, поэтому вокруг них образуются миофибриллярные митохондрии (Лениджер, 1966; Лузиков, 1980).

Ниже мы рассмотрим главные обусловленные тренировками изменения на уровне мышц и вспомогательных структур.

Интенсивность тренировки, ее продолжительность и характер работы (изометрическая, изотоническая, концентрическая или эксцентрическая и т.д.) являются инструментами, которыми тренер может выборочно в большей или меньшей степени влиять на подструктуры организма.
Построение тренировки является, по сути, комбинацией этих средств при достижении соответствующих долговременных стратегических целей.
Согласно общему правилу, упражнения, использующие максимальные моменты силы, развивают контрактильный аппарат мышцы, и упражнения ниже максимума (суб-максимальные), позволяющие действовать дольше, оказывают большее влияние на энергетику мышцы. Результаты этих двух характерных режимов тренировки частично совпадают, и тренер должен учитывать совпадающие фак-торы, как, например, общее влияние на контракционный аппарат мышцы маленьких эксцентрических моментов силы во время долгого бега. Или же влияние кратковременных сверхкрупных тяжестей на энергетику мышцы.

Несмотря на многолетний опыт, показывающий, что мышцы людей, занимающихся тяжелым физическим трудом, больше, на сегодняшний день до сих пор окончательно не ясно, на каких конкретных этапах тело толкует сигнал механической нагрузки тренировки как необходимость увеличивать мышечную массу. Для увеличения массы и объема мышц существует два пути:
• увеличить уже имеющиеся (гипертрофия);
• создать дополнительные новые мышечные клетки (гиперплазия).

Для понимания обоих вариантов необходимо знать строение мышцы. Мышца состоит из длинных параллельных мышечных волокон, или мышечных

клеток, диаметр которых вдвое меньше волоса. Длина этих необычных клеток равна длине мышцы. Внутри мышечных волокон находится от сотен до тысяч одинаковых с ними по длине, но в пару десятков раз более тонких параллельных элементов - миофибрилл. Механизм сокращения мышцы находится именно в миофибриллах. Миофибриллы называют контрактильными элементами мышцы.
Внутри этих равных по длине с мышечными клетками прячутся такие же длинные миофибриллы, которые, в свою очередь, делятся на сотни тысяч коротких секций - саркомер. В каждом саркомере находятся параллельно расположенные нитевидные белковые молекулы миозин и актин. Между этими двумя нитевидными молекулами возникают временные мостики, вытягивающиеся из миозина. Эти мостики двигаются (гуляют) по молекуле актина в результате расщепления молекул АТФ, обусловливая механическое сокращение саркомера. Это механическое сокращение передается через стенки саркомера в расположенные по соседству структуры, а оттуда дальше до несущих и пронизывающих мышцу сухожилий и систем костных рычагов.

Сила мышцы зависит от количества параллельно работающих контрактильных единиц. Следовательно, для увеличения силы мышц должны появиться дополнительные параллельно работающие миофибриллы. В молекулярной измерительной системе миофибриллы представляют собой по-настоящему большие структуры. В результате силового тренинга эти структуры прибавляются. Вместе с новыми миофибриллами к мышечной клетке добавляется и большое количество других необходимых молекул. В результате всего этого мышечная масса и наружный объем начинают расти, т.е. гипертрофироваться.

Как говорилось ранее, в настоящее время еще не существует однозначного понимания, как механическая нагрузка, например, поднятия штанги трансформируется в сигнал, руководящий добавлением миофибрилл. Одной из популярных теорий является модель мышечного повреждения, объясняющая, что гипертрофия мышцы возникает через микроповреждения миофибрилл, если к мышце применяются большие моменты силы.
Существуют также альтернативные гипотезы, но все согласны с тем, что мышечная масса более всего увеличивается под воздействием максимальных силовых упражнений.

Возникновение новых клеток называется гиперплазией. Гиперплазия мышечных клеток может происходить двумя способами: делением имеющихся клеток по длине или появлением новых клеток из клеток-сателлитов, похожих на стволовые клетки. стволовые клетки - это универсальные исходные клетки, из которых в эмбриональном возрасте в результате специализации формируются все образующие тело ткани. Часть таких клеток остается в мышцах и после рождения, являясь определенным строительным резервом внутри мышц, к примеру, для заживления мышечных повреждений.

Сравнительно долгое время бытовало мнение, что в результате тренировки новые мышечные волокна не образуются. Правильнее было бы сказать, что никто не видел прямых доказательств гиперплазии мышцы. Проблема состоит в том, что никто не хочет жертвовать своими хорошо натренированными мышцами для основательного исследования, для которого нужно практически удалить мышцы. Причем, в двуглавой мышце плеча (бицепсе), например, около 500 000 мышечных волокон, для микроскопического исследования каждого из которых потребовались бы годы.

О том, что гиперплазия имеет место в человеческом организме, говорят косвенные факты. Если сравнивать большие мышцы культуриста с мышцами человека, занимающегося обычными силовыми тренировками, бывает, что объем мышечных волокон последнего больше, чем у культуриста. И все же заметное различие в размере мышц говорит в пользу культуриста. Противоречие объясняется большим количеством мышечным волокон. Кроме того, опыты на животных указывают на наличие гиперплазии.

Из этих наблюдений вытекают два правила:
• для возникновения гиперплазии необходимы экстремальные (повреждающие мышцу) нагрузки;
• сначала гипертрофия, затем гиперплазия.
Очевидно, гиперплазия у человека происходит путем разрушения мышечных волокон. Объем мышечной клетки не может расти бесконечно. Клетки мышц питаются питательными веществами, поступающими извне, попадающими во внутриклеточные процессы через окружающую клетки мембрану. При увеличении объема мышцы возрастает расстояние между мембраной и глубинами клетки. Поскольку скорость движения питательных веществ не изменяется, то с увеличением расстояния понижается доступность питательных веществ, и в мышечной клетке появляются зоны, в которые больше не поступает достаточного количества питательных веществ и кислорода. Так гипертрофия мышцы становится мешаю-щим фактором.
При увеличении нагрузки у мышцы остается две возможности: затормозить рост мышечной массы или разрушиться. Чаще затормаживается рост мышцы, и поскольку нагрузки должны постоянно увеличиваться, здесь тоже наступает предел - спортсмен просто не может работать с большими нагрузками.
В то же время у многих культуристов замечено расщепление мышечного волокна. Этому способствуют как ориентированные на рост мышцы тренировочные нагрузки, так и сопутствующие средства восстановления. В таком случае мышечная клетка расщепляется вдоль своей длины, образуя два волокна вместо одного. Они, в свою очередь, могут увеличиться до определенного предела, что отражается на возобновлении роста внешнего объема мышцы.

Такое развитие, происходящее при согласовании с нервно-мышечным аппаратом, одинаково как у мужчин, так и у женщин, детей, взрослых и стариков. Это означает, что у представителей всех этих групп первоначальное развитие силы одинаковое.
Начиная с момента, когда определяющим становится строение новых миофиб-рилл (см. гипертрофию), мужчины превосходят другие группы. Определяющим фактором является обработка процессов синтеза белка, обеспечивающих гипертрофию, анаболическими мужскими гормонами, как тестостерон. Уровень тестостерона у мужчин, по сравнению с другими приведенными выше группами, самый высокий.

Если сравнивать спортсмена, занимающегося видом спорта на выносливость, с представителями силовых видов спорта, в глаза бросается различие в мышечной массе. Одной из причин является то, что цель тренировки выносливости не столько миофибриллы, сколько механизмы, занимающиеся энергетикой. Второй важной причиной является естественный выбор - человек устремляется к той области, в которой ему сопутствует успех. Спортивный успех базируется на наследственных предрасположенностях. Так мышцы человека, занимающегося видом спорта на выносливость, отличаются от мышц занимающегося силовым видом спорта соотношением быстрых (белых) и медленных (красных) мышечных волокон. У первых доминируют красные мышечные волокна.

Медленные мышечные волокна сокращаются почти вдвое медленнее. Они хорошо обеспечиваются кровью и содержат много миоглобина, связывающего кислород (придает мышце красный цвет). В медленных мышечных волокнах содержится больше митохондрий. Но по сравнению с быстрыми мышечными во-локнами, выше перечисленные признаки которых практически противоположны, медленные мышечные волокна нисколько не гипертрофируются. Напротив, объем белых мышечных волокон относительно быстро реагирует на тренировочную нагрузку.

При длительной мышечной работе сравнительно большая нагрузка падает на энергетические процессы мышечной клетки, самые важные из которых:
• увеличение числа воспроизводящих энергию (АТФ) митохондрий;
• увеличение числа улучшающих кровоснабжение капилляров;
• увеличение числа белковых энзимов, участвующих в энергопродуцировании.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6

Нервно-мышечная адаптация к силовой подготовке

В предыдущих главах мы обсуждали функции мышечной и нервной систем при физической нагрузке. Но как объяснить различия между фи­зически слабым человеком, весящим около 90 фунтов, и тяжелоатлетом, выступающим на Олимпийских играх? Что помогает 9-летнему мальчику поднять машину, массой 2 т? Почему спортсмены видов спорта, для которых не нужна большая сила, занимаются силовыми трениров­ками? Действительно ли достичь чего-то можно только через боль?

Не каждый может стать Арнольдом Шварце­неггером, но практически каждый может уве­личить свою силу. В этой главе мы рассмотрим, как происходит увеличение силы при силовой тренировке, обратим внимание на изменения, происходящие в самих мышцах и в нервных ме­ханизмах, которые их контролируют. Мы изу­чим явление болезненного ощущения в мыш­цах и то, как предотвратить его возникновение. Наконец, мы обсудим основные принципы орга­низации программы силовой подготовки и важ­ность их соответствия потребностям каждого человека.

Длительные нагрузки вызывают множество адаптации в нервно-мышечной системе. Степень адаптации зависит от тренировочной программы. Аэробные тренировки, например, бег трусцой или плавание, если и вызывают, то лишь незначитель­ное увеличение силы и мощности. Большинство нервно-мышечных адаптации происходит в ре­зультате силовой тренировки.

Одно время бытовало мнение, что силовая тре­нировка необходима только тяжелоатлетам, спорт­сменам силовых легкоатлетических дисциплин, а также (в ограниченном виде) — футболистам, бор­цам и боксерам. Однако в конце 60-х — начале 70-х годов тренеры и ученые установили, что си­ловая тренировка приносит пользу спортсменам, занимающимся различными видами спорта.

В настоящее время силовая тренировка — важ­ный компонент тренировочных программ боль­шинства спортсменов. Это относится и к спорт­сменкам, которых традиционно не допускали к

этому виду нагрузок. Такое изменение отноше­ния к силовой тренировке во многом обусловле­но исследованиями, показавшими ее благопри­ятное влияние, а также новшествами в трениро­вочной технике и спортивном оснащении.

Силовая тренировка рекомендуется даже для неспортсменов, которые занимаются спортом для укрепления здоровья.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

Прежде чем приступить к рассмотрению не­рвно-мышечных изменений, развивающихся в ре­зультате силовой тренировки, определим измеря­емые компоненты мышечной подготовленности.

Максимальное усилие, которое может произ­вести мышца или группа мышц, называется си­лой. Человек, способный отжать, лежа на ска­мье, массу 300 фунтов имеет в два раза большую силу, чем тот, кто может отжать 150 фунтов. В данном примере сила, или максимальная спо­собность, определяется в виде максимальной мас­сы, которую человек может поднять один раз. Это так называемый максимум одного повторе­ния или 1-ПМ.

Мощность— взрывной компонент силы, ре­зультат силы и скорости движения:

мощность = (сила х расстояние)/время. Рассмотрим пример. Два человека могут от-

Мощность является функциональным при­ложением силы и скорости. Это ключе­вой компонент большинства видов спортивной деятельности

Рис. 4.1. Мощность спортсмена А вдвое больше мощности спортсмена Б, поскольку он выполняет жим 250 фунтов, лежа на скамье, в два раза быстрее

жать, лежа на скамье, массу 250 фунтов на оди­наковое расстояние. Тот, который выполняет это в два раза быстрее, имеет в два раза большую мощ­ность. Этот принцип показан на рис. 4.1.

Хотя абсолютная сила — важный компонент физической деятельности, все же мощность, по-видимому, играет еще большую роль в большин­стве видов спорта. Например, в футболе напада­ющий, имеющий 1-ПМ 450 фунтов, вряд ли смо­жет переиграть (превзойти) защитника, имеющего 1-ПМ всего 350 фунтов, если последний спосо­бен перемещать 1-ПМ с более высокой скорос­тью. Нападающий на 100 фунтов сильнее, однако более высокая скорость защитника в сочетании с достаточной силой обеспечивают ему преимуще­ство.

В данной главе мы в основном рассмотрим аспекты мышечной силы, уделив лишь неболь­шое внимание мышечной мощности. Вспомним, что мощность включает два компонента — силу и скорость. Скорость — в большей степени врож­денное качество, незначительно изменяющееся в

результате тренировок. Поэтому увеличение мощ­ности почти исключительно зависит от развития силы.

Хотя данная глава посвящена в основном раз­витию максимальной силы и мощности, успех во многих видах спортивной деятельности зави­сит от способности мышц повторно производить и поддерживать почти максимальные или мак­симальные усилия. Такая способность выполнять повторяющиеся мышечные действия, например, поднятия туловища из положения лежа без по­мощи рук и ног либо выжимания в упоре, или статические мышечные действия на протяжении относительно длительного периода времени, на­пример, при попытке положить соперника на ло­патки (борьба), называется мышечной выносливо­стью. Ее определяют, исходя из максимального количества повторений, выполняемых при дан­ном количестве 1-ПМ. Например, если вы мо-

Спортсмен А — Боб

Спортсмен Б — Бен

Спортсмен В — Билл

200 фунтов 200 фунтов, поднятых на высоту 2 фута за 0,5 с, или 800 футов-фунт-с"' 10 повторений с массой 150 фунтов

400 фунтов' '-• 400 фунтов, поднятых на высоту 2 фута за 2 с, или 400 футов-фунт-с"' 10 повторений с массой 300 фунтов

400 фунтов 400 фунтов, поднятых на высоту 2 фута за 1 с, или 800 футов-фунт-с"' 5 повторений с массой 300 фунтов

* Силу определали на основании максимума одного повторения (1-ПМ). Мощность определяли, выполняя как можно более "взрывным" образом тест 1-ПМ.

Мощность исчисляли как произведение скорости приложения усилия (поднятая масса) для поднятия массы на данное расстояние, разделенное на время, необхъодимое для выполнения 1-ПМ. Мышечную выносливость определяли по наибольшему числу повторений, выполненных с 75 % 1-ПМ. По Уилмору, 1986 ( с изменениями).

ность определяли, выполняя, ибольшему числу повторений,

жете отжать, лежа на скамье, массу 200 фунтов, вашу мышечную выносливость можно опреде­лить, независимо от величины мышечной силы, на основании количества повторений, выполня­емых при, например, 75 % данной нагрузки (150 фунтов). Повышение мышечной выносливости осуществляется за счет увеличения мышечной силы и вследствие изменения локальных струк­тур (паттернов) обмена веществ и кровообраще­ния. Метаболические адаптационные реакции вследствие тренировок будут рассмотрены в гла­ве 7, адаптационные системы кровообращения — в главе 10.

Табл. 4.1 иллюстрирует функциональные раз­личия в силе, мощности и мышечной выносли­вости у трех спортсменов. Действительные по­казатели слегка изменены для лучшей иллюст­рации.

1. Максимальная величина усилия мышцы или группы мышц называется мышечной силой.

2. Мышечная мощность — результат силы и скорости движения. Два человека могут иметь одинаковую силу, но тот из них, которому требу­ется меньше времени для перемещения отягоще­ния одной и той же массы на одно и то же рас­стояние, обладает большей мощностью.

3. Мышечная выносливость представляет со­бой способность мышц выполнять повторяющи­еся мышечные действия или отдельное статичес­кое действие.

УВЕЛИЧЕНИЕ СИЛЫ ВСЛЕДСТВИЕ СИЛОВОЙ ТРЕНИРОВКИ

Программы силовой подготовки обеспечива­ют значительное увеличение силы. В течение 3 — 6 мес вы можете увеличить силу на 25 — 100 % и даже больше. Как стать сильнее? Какие физиоло­гические адаптации, позволяющие приложить большую силу, происходят в организме?

В течение многих лет считали, что увеличение силы — непосредственный результат увеличения размера мышц (гипертрофии). Такое предполо­жение было весьма логичным, поскольку боль­шинство регулярно занимавшихся силовыми тре­нировками были мужчины, чаще всего имевшие большие, хорошо развитые мышцы. Кроме того, иммобилизация конечности с помощью гипсовой повязки на несколько недель или месяцев приво­дила к уменьшению размера мышц (атрофии) и

почти немедленному снижению уровня силы. Увеличение размера мышц, как правило, парал­лельно увеличению силы, а уменьшение их раз­мера имеет высокую степень корреляции со сни­жением силы. Таким образом, логично сделать вывод о существовании причинно-следственной взаимосвязи размера мышц и их силы. Однако мышечная сила включает в себя значительно боль­ше аспектов, чем просто размер мышц. Рассмот­рим некоторые примеры.

Сверхчеловеческая сила

Неоднократно в средствах массовой инфор­мации появляются сообщения о проявлении сверхчеловеческих усилий под действием значи­тельных психологических стрессов. Смиритель­ные рубашки были специально созданы для того, чтобы сдерживать пациентов психиатрических больниц, которые могли внезапно прийти в не­истовство и с которыми невозможно было спра­виться. Даже спортивный мир может похвастать­ся отдельными примерами сверхчеловеческих спортивных достижений. Одним из них был пры­жок в длину Боба Бимона на 29 футов 2 1/2 дюйма на Олимпийских играх 1968 г. Предыдущий ми­ровой рекорд был сразу же улучшен почти на 2 фута! Как правило, рекорды мира улучшают на несколько дюймов, а чаще всего — на доли дюй­мов. Бимона оставался непревзойден­ным до 1991 г.

Исследования с участием женщин

Для женщин, занимающихся по одинаковым с мужчинами программам тренировок, харак­терны такие же увеличения силы, как и для муж­чин. Единственное отличие состоит в том, что для женщин характерна меньшая степень гипер­трофии мышц (см. гл. 19). Некоторые женщи­ны, например, смогли увеличить свою силу вдвое без заметных изменений размера мышц. Следо­вательно, увеличение силы не всегда требует ги­пертрофии.

Итак, что же может дать тренировка с отягощениями?

Адаптационные процессы, обусловленные тренировкой с отягощениями
Структурной и функциональной перестройке при силовых тренировках подвергаются сократительный аппарат скелетных мышц, эндокринная система, сосудистая система, повышается эффективность работы механизмов, обеспечивающих энергетическое обеспечение данного вида тренировки. Происходит гипертрофия скелетных мышц, в результате чего повышаются предельная мощность выполняемой ими работы и общая энергопродукция анаэробных систем.
Выделим основные системы, подвергающиеся адаптационным перестройкам, и укажем на изменения, происходящие в них, и на то положительное влияние, которое они оказывают для улучшения внешнего вида и здоровья вашего клиента.

1. При стрессовом характере нагрузки организм включает механизм общей адаптации, заключающийся в мобилизации энергетических ресурсов, адаптивном синтезе ферментных и структурных белков, а также активизации общих защитных способностей. Такая неспецифическая реакция повышает устойчивость центральной нервной системы (ЦНС) к внешним воздействиям, нормализует процессы управления в триаде: ЦНС — нейроэндокринная система — иммунная система.

2. Последовательная смена катаболических и анаболических процессов приводит к ускорению синтеза и обновлению разнообразных клеточных структур (мембран, органелл, ферментативных комплексов и др.), тем самым снижая вероятность появления повреждений внутри клеток, приводящих к их дисфункции — болезни.
3. Значительной перестройке подвергается и мышечная система. Происходит гипертрофия и, по некоторым данным, гиперплазия мышечных клеток. Это, в свою очередь, в положительную сторону изменяет внешние пропорции тела, а также повышает скорость основного обмена, что позволяет легче контролировать (или снижать) жировой компонент тела.
Кроме того, сильная и сбалансированно развитая мускулатура создает мышечный корсет для позвоночника, обеспечивает условия для нормального функционирования всего опорно-двигательного аппарата, снижает риски его травм и заболеваний.
4. Очень значимым результатом использования тренировок с отягощениями является повышение чувствительности мышечных клеток к инсулину. Это связано с активным использованием мышечного гликогена во время силовой тренировки. Увеличивается потребность в более эффективном депонировании глюкозы из крови в мышечные волокна, что и повышает их чувствительность к инсулину. Это улучшает контроль над жировой массой, является профилактикой инсулинрезистентности и диабета II типа (а в случае, если эти болезни уже существуют, положительно сказывается на их терапии), снижает уровень глюкозы в крови.

5. Активный приток крови к нагружаемым мышцам дает нагрузку и на сосудистую систему. Повышается эластичность магистральных и периферических сосудов. Увеличивается плотность капилляров, что приводит к улучшению обеспечения тканей кислородом, гормонами и питательными веществами.
6. Костная система и соединительно-тканные образования (СТО) при применении значительных усилий повышают свою прочность, что является профилактикой травм и заболеваний, связанных с этими системами. В частности, силовая тренировка препятствует развитию дегенеративных изменений, связанных с возрастом и гиподинамией. Повышается минерализация костной ткани и содержание кальция в организме, что препятствует развитию остеопороза.
7. Кроме того, нагрузка на мышечную систему нормализует работу самых разнообразных органов и систем организма. Это явление обусловлено наличием так называемых моторно-висцеральных рефлексов. Эти рефлексы проявляются в виде изменения деятельности внутренних органов при раздражении или сокращении скелетной мускулатуры. В результате недостаточной двигательной активности в организме человека нервно-рефлекторные связи, заложенные природой и закрепленные в процессе тяжелого физического труда, нарушаются, что приводит к расстройству регуляции деятельности сердечно-сосудистой и других систем, нарушению обмена веществ и развитию дегенеративных заболеваний (атеросклероз и др.). Тренировки с отягощением эффективно препятствуют этому.
Столь широкий диапазон различных адаптационных изменений, в значительной степени влияющих на удовлетворение основных потребностей пользователя фитнес-услуг — улучшение внешнего вида и здоровья, — несомненно, ставит тренировку с отягощениями на одно из первых мест среди разнообразных оздоровительных практик

Пособие для персональных тренеров: наука и практика.

Окончание Главы 7: ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИЛОВОЙ ТРЕНИРОВКИ

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.

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.

Как мышцы становятся сильными?

Влияние на силу мышц нервной системы

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).

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.

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.

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

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

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

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.