Адаптационные реакции нервной системы, описанные в этом разделе играют важную роль в начальной фазе тренировочной программы ( Sale,1988), в частности, начинающих тяжелоатлетов.

Адаптационные реакции мышц

 

Увеличение мышечного размера (площади поперечного сечения) может быть обусловлено гипертрофий — увеличением плошади попереного сечения отдельных мышечных волокон — или гиперплазией — увеличением количества мышечных волокон. Согласно результатам исследований, наиболее типичная реакция испытуемых на занятия силовой направленности — гипертрофия; в то же время в определенных условиях может наблюдаться гиперплазия (А ntonio, Gonyea, 1993; Tamaki, Uchiyama, Nakano, 1992).

Степень увеличения площади поперечного сечения зависит от ряда факторов, включая начальный уровень силы испытуемого, продолжительность и метод тренировочных занятий (изометрический, динамический, эксцентрический).

2) Более того, увеличение площади поперечного сечения мышечных волокон оказывается большим при эксцентрически-концентрических сокращениях (тип 1, увеличение 14 %; тип 2, увеличение 32 %) по сравнению с концентрическими (тип 2, увеличение 27 %).

 

3) Потенциальными стимулами мышечной гипертрофии могут быть гормональные, метаболические и механические факторы (J ones еt а1., 1989). Гормональные стимулы (инсулин, гормон роста, тестостерон), вряд ли являются ключевыми для гипертрофии. В частности, введение гормона роста не стимулировало увеличение силы и размера мышц, а также содержание белков вследствие тренировок силовой направленности (Уаrasheski еl. а l.,1992). Тем не менее гормоны могут влиять на другие факторы. Так, тиреоидный гормон (Т3) оказывает значительное влияние на экспрессию тяжелых цепей миозина типа 1 и типа 2а (Caiozzo, Herrick, Baldwin, 1991, 1992).

 

 

4) Наряду с этим, как показывают наблюдения, механические стимулы играют более важную роль в гипертрофии мышц (Vandenburgh,1992). Механизм действия включает приложение механического стимула (например, растяжение, сокращение), который вызывает выделение второго, “посыльного”, и последующую модуляцию интенсивности синтеза и расщепления белков. Например, прерывистое растяжение клеток скелетной мышцы в культуре приводит к повышению синтеза различных простагландинов, модулирующих синтез и расщепление белков (Vandendurgh, Hatfaludy, Sohar, Shansky, 1990). Существует два класса вторых “посыльных”. 1) молекулы внеклеточного матрикса (протеогликаны, коллаген, ламинин, фибронектин), которые окружают клетки, передают механический стимул к поверхности клетки и влияют на ядерные процсссы и рост клеток; 2) вызванные растяжением изменения в плазме мембраносвязанных молекул (Na* = К + АТФаза, ионные каналы, фосфолипазы, G-белки) и связанные цитоплазматические вторые “посыльные” простагландины, ЦАМФ, внутриклеточный Сa2+, протеинкиназа С.

5) Установлено, что под воздействием гипертрофической силовой тренировки у мужчин увеличивается площадь поперечного сечения всех типов волокон, однако, более значительные изменения наблюдаются в волокнах II типа.

Было показано, что у нетренированных мужчин отношение площади волокон II типа к площади волокон I типа составляет от 1,1 до 1,4. У бодибилдеров-мужчин это соотношение может доходить до 1,6. У сильнейших бодибилдеров в составе мышц преобладают волокна II типа, поэтому для них характерно значительное превышение площади поперечного сечения мышц, приходящейся на волокна II типа (приблизительно 70 %), по сравнению с волокнами I типа (приблизительно 30 %) (рис. 22 А).

Установлено, что под воздействием тренировки, характерной для бодибилдинга, у женщин происходит пропорциональное увеличение площади волокон I и II типов. Для бодибилдеров- женщин характерен приблизительно одинаковый «вклад» волокон различных типов в площадь поперечного сечения двуглавой мышцы плеча (рис. 22 Б).

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что в скелетных мышцах у мужчин вследствие гипертрофической силовой тренировки отмечается значительное (70 %) преобладание площади, соответствующей волокнам II типа. «Вклад» волокон I и II типов в поперечное сечение мышц у бодибилдеров-женщин одинаков.

Установлено, что увеличение площади поперечного сечения различных типов мышечных волокон определяется методикой тренировки. Те бодибилдеры, которые в тренировке использовали небольшие отягощения при большом количестве повторений и невысокой скорости движений значительно увеличили площадь поперечного сечения волокон I типа. Применение больших отягощений при небольшом количестве повторений и высокой скорости наоборот приводит к избирательной гипертрофии мышечных волокон II типа.

До настоящего времени вопрос о превращении одного типа мышечных волокон в другой под влиянием специфической тренировки окончательно не решен. К настоящему времени установлено, что процентное содержание в мышце волокон I типа генетически детерминировано и не меняется в процессе спортивной тренировки.

Под воздействием тренировки на выносливость мышечные волокна IIВ типа приобретают свойства мышечных волокон IIА типа. Авторы объясняют такой тип превращения тем, что под воздействием тренировки на выносливость в мышечных волокнах IIВ типа индуцируется синтез медленного миозина, что приводит к изменению активности АТФ-азы миозина на основании которой определяется тип мышечных волокон. Скоростно-силовая тренировка не оказывает влияние на соотношение в мышце волокон IIА и IIВ типов. Под воздействием силовой тренировки мышечные волокна IIА типа приобретают свойства мышечных волокон IIB типа.

 

6) Другое дело в периоде отдыха после работы. Здесь, когда интенсивное расщепление источников энергии прекращается, процессы ресинтеза приобретают явный перевес, и происходит не только восстановление затраченного, но и сверхвосстановление, превышающее исходный уровень.

Эта закономерность, впервые открытая К. Вейгертом на примере ряда биологических процессов и получившая наименование закона суперкомпенсации (сверхвосстановления), явилась в области физиологии предметом исследования И. П. Павлова и его ученика Ю. В. Фольборта, а в области биохимии – Г. Эмбдена и Н. Н. Яковлева и его сотрудников.

Исследования показали, что интенсивность процессов восстановления и величина и длительность фазы сверхвосстановления зависят от интенсивности процессов расщепления. Чем интенсивнее (в известных пределах) происходит расходование, тем быстрее идет ресинтез и тем значительнее выражены явления сверхвосстановления.

Однако если интенсивность расщепления является слишком высокой или вследствие большой длительности работы того или иного вещества расходуется очень много, то ресинтез протекает более медленно и явления суперкомпенсации наступают много позднее.

Вместе с тем, если суперкомпенсация наступает быстро, достигнутый повышенный уровень гликогена в мышцах сохраняется более короткое время, чем в том случае, когда суперкомпенсация развивается более медленно.

 

 

Мышечная мощность

 

 

1) При условии адекватного нервного импульса основными детерминантами образования мощности являются количество параллельно активированных мышечных волокон и интенсивность, с которой миофиламенты превращают энергию в механическую работу. Величина силы, которую может образовать мышца, прямо пропорциональна количеству образующих силу расположенных параллельно единиц; мышечная сила возрастает с увеличением площади поперечного сечения. Мощность максимальна, когда мышечная сила равна приблизительно 1/3 максимальной (см.рис.6.24);

с увеличением силы мышцы (увеличение площади поперечного сечения) мощность повышается и, следовательно, показатель 1/3 возрастает. Это же относится к влиянию скорости мышцы на образование мощности. Максимальная скорость, с которой уменышается длина мышцы (v max), определяется ферментом миозин АТФазой, контролирующим скорость взаимодействия между актином и миозином и, следовательно, интенсивность циклов поперечного мостика. Активность миозин АТФазы изменяется при изменении уровня физической активности. Максимальная мощность наблюдается, когда скорость сокращения длины мышцы равна 1/4 vmax.

Основной источник энергии для мышцы - химическая энергия (АТФ). Однако как уже указывалось, мышца использует также механическую (упругую) энергию для выполнения положительной работы и развития мощности. Этот процесс, называемый хранением и использованием упругой энергии, имеет место во время эксцентрическо-концентрических сокращений. Если мышца выполняет эксцентрическое сокращение до концентрического, она способна выполнить больше положительной работы во время сокращения, вызывающего уменьшение длины. Частично это обусловлено способностью мышцы накапливать энергию во время растяжения (эксцентрическое сокращение) и затем использовать ее во время концентрического сокращения.

Адаптации с возрастом

 

1) Сила. Одно из значительных воздействий процесса старения на двигательную систему — неизбежное уменьшение мышечной массы и снижение силы (Doherty et al., 1993a; Schultz, 1992). Снижение силы наблюдали в множестве различных мышц (Narici, Bordini, Ceretelli, 1991).

Пожилые люди могут увеличить силовые способности посредством соответствующих тренировочных занятий, причем это увеличение частично обусловлено гипертрофией мышечных волокон типа 2 (Doherty et al., 1993 б; Keen, Yue, Enoka, 1994).

2) Утомляемость. В ряде исследований изучали влияние процесса старения на утомляемость мышц. В исследованиях, где использовали произвольную активацию мышц, не обнаружили изменений степени утомляемости с возрастом (Hicks et al., 1992).