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

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