Долговременные адаптационные реакции

 

Принципы тренировки

 

В результате исследований нервно-механических основ мышечной силы был разработан ряд рекомендаций, которые называются принципами тренировки. Один из таких принципов — принцип перегрузки (Delorme, 1946), согласно которому, возникновение адаптационной реакции возможно только при преодолении определенной пороговой точки. Обычно эта точки выражается как процент максимального значения. Например, порог при физических нагрузках изометрического характера составляет около 40% максимума; т.е. адаптационная реакция будет иметь место только в том случае, если сила превысит 40 % максимальной. Поскольку максимальный вращающий момент, образуемый мышцей, со временем изменяется в результате колебаний уровня активности (тренировки и детренировки), точно так же  изменяется абсолютная нагрузка, превышающая пороговые изменения. Это наблюдается у регулярно тренировавшихся испытуемых, которые затем прерывали тренировки (вследствие травмы, болезни) и после восстановления уже не могли возобновить процесс тренировок на прерванном уровне активности.

Кроме того, физические тренировки для обеспечения необходимого эффекта должны соответствовать режиму тренировочных занятий. Это так называемый принцип специфичности (McCafferty, Horvath, 1977): адаптационные реакции специфичны для клеток и их структурных и функциональных элементов, которые подвергаются физическим нагрузкам.

Согласно этому принципу, изменение специфично величине нагрузки. Если, например, спортсмен занимается по программе занятий силовой направленности, то только для этого качества (сила), а не какого-то другого (например, выносливость) характерны адаптационные реакции (Во ulay еt al., 1985; Sale, MacDougall, Jacobs, Garner, 1990). Bместе с тем, некоторые ученые установили, что занятия силовой направленности вызывают адаптационные реакции, специфичные для задания, длины и скорости мышцы, характерных для тренировочного занятия (Jones, Rutherford, Parker, 1989; Sale, Ма cDougall, 1981). В то же время другие исследователи отмечали отсутствие специфичности для концентрических и эксцентрических сокращений (Ре terson еt al., 1990), а также быстрых изометрических сокращений (Behm, Sale, 1993).

Важным моментом принципа специфичности является то, что эффект тренировочных занятий зависит также от начального уровня подтотовленности испытуемого. На рис. 9.1 показано изменение результатов (поднятие веса из положения сидя) у двух групп испытуемых (спортсменов, занимающихся силовыми видами спорта и неспортсменов) в процессе программы тренировочных занятий.

Группа спортсменов была представлена культуристами и спортсменами, занимающимися пауэрлифтингом. Группа неспортсменов включала тренированных испытуемых, которые использовали упражнения силовой направленности в своей программе занятий, но не участвовали в соревнованиях по силовым видам спорта. Перед началом программы тренировочных занятий спортсмены могли поднять вес (максимальный) 1400 Н, неспортсмены — 446 Н. Как видно из рисунка у спортсменов наблюдалось более низкое абсолютное изменение, а также более низкая интенсивность изменения (наклон на графике) по сравнению с неспортсменами. Это различие было обусловлено более высоким начальным уровнем силы, а также “знакомством” с выполняемым движением у спортсменов, занимавшихся силовыми видами спорта. Начальное быстрое увеличение силы у неспортсменов отражает нервные адаптационные реакции, обусловленные программой физических занятий.

Наконец, отметим принцип обратимости, согласно которому прекращение тренировочных занятий приводит к адаптации системы к новым (пониженным) требованиям. Это так называемая детренированность (Chi еt а1., 1983). Один из примеров детренированности — адаптационные реакции организма астронавтов во время пребывания в условиях невесомости.

 

СИЛА

 

Динамические способности единой системы сустава можно охарактеризовать на основании взаимосвязи сила—скорость (см.рис.6.19). Данная взаимосвязь включает четыре аспект: а) скорость равна 0 (изометрическая или Ро); б) скорость > 0 (концентрическая); в) скорость<0(эксцентрическая); г) максимальная скорость (Vмакс). Мышечная сила определяется как величина вращающего момента, образуемого мышцей или мышцами при отдельном изометрическом сокращении неограниченной продолжительности (Аtha, 1981; Еnoka, 1988b). Согласно этому определению, существует только один тип силы — измеряемой в изометрических условиях. Следовательно, неправомерно использовать определения динамическая, изотоническая, изокинетическая или статическая сила. Традиционно,, однако, используется понятие “статическая сила” — Р0 “динамическая сила” — для измерения вращающего момента при ненулевой скорости. Мы используем только узкое определение силы, ограниченное измерением пика вращающего момента в изометрических условиях.

 

Виды тренировочных занятий

 

Согласно теории поперечных мостиков мышечного сокращения, после того как Са2+ ингибировал тормозной эффект комплекса тропонин-тропомиозин, миозиновые поперечные мостики прикрепляются к участкам на актине и подвергаются изменению, вследствие которого образуется сила. Несмотря на то, что мышечная активация обусловлена всего одним механизмом, в литературе, посвященной тренировочным занятиям силовой направленности, рассматриваются различные типы мышечных сокращений. По нашему мнению, правильнее обратить внимание на изменения взаимосвязи вращающего момента мышцы и вращающего момента, обусловленного нагрузкой, рассмотрев изометрические, концентрические и эксцентрические условия.

Изометрический метод тренировки. Изометрическое сокращение (изо — постоянная, метрик — длина всей мышцы) определяли как условие, при котором вращающий момент, обусловленный нагрузкой, соответствует врашающему моменту, образуемому мышцей, такой же величины, но действующему в другом направлении. Хотя длина всей мышцы при изометрическом сокращении не изменяется, длина волокон уменьшается. В 50-е годы ХХ ст. Hettinger, Muller (1961) популяризировали физические упражнения изометрического характера как наиболее подходящие лля поддержания высокого уровня физической подготовленности. Эти упражнения, как считалось, вызывали благоприятные гипертрофические реакции, занимали немного времени, были удобными и не требовали никаких материальных затрат. Схема, предложенная Неttinger и Мuller характеризовалась учетом пороговых точек, уровней интенсивности и систематизаци ей программы физических упражнений. Например, отмечалось, что ежедневные упражнения для сгибателей локтевого сустава порядка 40-50 % максимальной интенсивности обеспечивают увеличение силы, 20—30 % — сохранение ёе уровня, до 20 % — приводят к снижению силовых возможностей. Кроме того, указывалось, что при продолжительности физической нагрузки 1—2 ч ее интенсивность должна составлять 100 % максимальной, чтобы обеспечить достаточную нагрузку, тогда как при продолжительности 4-6 ч интенсивность должна быть меньше — 66 % максимальной. Hettinger, Muller oтмечали, что одно 4—6 секундное сокращение в день с интенсивностью 40-50 % максимальной обеспечивает увеличение силы (например, на 2 % в неделю для мышц- сгибателей локтевого сустава). Подчеркивалась необходимость периодически изменять пороговые показатели.

С упражнениями изометрической направленности связаны, как минимум, две проблемы. Во-первых, при выполнении движений преобладают концентрические и эксцентрические сокращения, при которых длина мышцы изменяется, следовательно, изометрические упражнения не специфичны целям тренировочного процесса, т.е. принцип специфичности нарушается. Например Кitai, Sale (1989) обнаружили, что увеличение силы в результате программы тренировок с использованием изометрических упражнений было характерно только для диапазона движения 0,17 рад (10°) относительно угла голеностопного сустава, при котором выполнялись упражнения. Во-вторых, когда сила, образуемая мышцей, превышает приблизительно 15 % максимальной, происходит окклюзия кровеносных сосудов и значительно увеличивается периферическое сопроливление кровотоку. В результате окклюзии повышаются частота сердечных сокращений и артериальное давление (Seals, Washburu, Hauson et al., 1983).

Пример адаптационных реакций, которые могут быть достигнуты вследствие изометрических тренировок, показан в исследовании Кitai, Sale (1989). 6 испытуемых в течение 6 недель выполняли изометрические упражнения. Они тренировались три раза в неделю, выполняя два цикла по 10 повторений. Каждое повторение представляло собой 5-секундное максимальное (100%) изометрическое сокращение мышц-сгибателей подошвы, угол голеностопного сустава между голенью и стопой был прямым. Каждую минуту выполнялось два сокращения, интервал отдыха между повторениями составлял 2 мин. В результате занятий сила увеличилась на 18% (25,5 Н-м) (максимальный изометрический вращающий момент) при “тренировочном” угле и на 17 и 14% в прилегающих (0,17 рад) углах сгибания соответственно подошвы и тыльной части. Эти результаты соответствуют наблюдавшимся в других исследованиях (Davies, Parker, Rutherford, Jones, 1988; Ctarfinkel, Cafarelli, 1992). Использовав такую же методику, Alway, MacDongall, Sale (1989) обнаружили увеличение на 44% максимального вращающего момента сгибателей подошвы в течение 16 недель тренировочных занятий.

Динамический метод тренировки. Когда вращающий момент мышцы не равен вращающему моменту, обусловленному нагрузкой, сокращения мышцы называют динамическими, поскольку её длина изменяется. Это понятие используют, как правило, для характеристики концентрических и эксцентрических условий. Наряду с этим изометрическое сокращение можно назвать статическим, поскольку система находится в равновесии, т.е. вращающий момент мышцы и вращающий момент, обусловленный нагрузкой, одинаковы. Понятие изокинетический характеризует сокращения, обеспечивающие постоянную угловую скорость конечности; обычно это достигается с помощью какого-либо приспособления (например, изокинетического тренажера).

В современной эре силовой тренировки, DeLorme (1945), пожалуй, первым стал систематически применять динамические упражнения. Его метод предполагает выполнение циклов по 10 повторений с постепенным увеличением нагрузки в каждом цикле. Максимальную нагрузку определяют методом проб и ошибок, т.е. спортсмен, используя различный вес, подбирает такую нагрузку, которую он может поднять точно 10 раз. Ее называют нагрузкой 10 MП (MП — максимальное повторение). Первый цикл 10 повторений выполняют с нагрузкой равной 1/2 10 ПМ, второй — с нагрузкой 3/4 МП и заключительный — с нагрузкой 10 МП. Первые два цикла служат в этом случае разминкой перед максимальным усилием в третьем цикле. Сушествует также Оксфордский метод (Zinovieff, 1951), в котором второй цикл выполняют с 75% 10 МП, а третий — 50% МП. Эти два метода часто называют восходящей и нисходящей пирамидальной нагрузкой (McDonagh, Davies, 1984). Сушествует множество систем, характеризующихся различной величиной нагрузок, используемых в программе занятий силовой направленности (Fleck, Кraemer, 1987); это — отдельный цикл, “от небольшой к значительной”, ‘’ от значительной к небольшой”, “суперцикл”, программа “блии” и многие другие.

Поскольку динамические упражнения включают как концентрические, так и экснентрические сокращения, было бы неправильно предположить, что нагрузка 10 МП является максимальной для всех фаз каждого повторения. На основании взаимосвязи вращающий момент-скорость (см.рис 6.19) мы знаем, что вращающий момент мышцы при эксцентрическом сохращении больше, чем при коннентрическом.

 

Поскольку при эксцентрических сокрашениях мышца образует большую силу, считается, что упражнения эксцентрического характера должны обеспечивать более значительный тренировочный импульс и, следовательно, приводить к большему увеличению силовых возможностей. Принцип увеличения нагрузки гласит, что количество стимула определяется не абсолютной величиной, а величиной силы относительно максимальной, поэтому, очевидно, эксцентрические сокращения должны вызывать более значительные алаптационные реакции, чем концентрические. Однако, как показывают результаты исследований, при использовании только концентрических или эксиентрических упражнений увеличение силы идентично. В то же время при сочетании обоих видов упражнений отмечают более значительное увеличение силовых способностей (Со lliander, Tesch, 1990; Judley, Tesch, Miller, Buchanau, 1991; Hakkinen, 1985. Например, 12-недельная программа тренировок для мышц разгибателей коленного сустава (3 раза в неделю), привела к увеличению пика вращающего момента на 18% у испытуемых, выполнявших концентрические упражнения, и на 36% у испытуемых, выполнявших и концентрические, и эксцентрические упражнения (Colliander, Tesch, 1990).

Как уже отмечалось, между концентричкими и эксцентрическими сокрашениями сушествуют большие различия: