Физиология силового упражнения

Силовое упражнение представляет собой повторное выполнение однообразных двигательных действий с относительно низким темпом (1 цикл за 1-5 с) и значительным внешним сопротивлением (более 30% от максимального усилия). Заметим, что понятие "упражнение" часто используется как синоним целостного двигательного действия, например, подъем штанги из исходной позы и возвращение к ней. В этом случае последовательность однотипных упражнений называют серией. В этом пособии примем следующую терминологию:

1) двигательное действие (ДД) " целенаправленное управление звеньями тела с помощью мышц из исходной позы в конечную и обратно в исходную позу;

2) упражнение, или серия, - последовательное выполнение нескольких однотипных двигательных действий;

3) серия однотипных упражнений, или суперсерия, - последовательность однотипных упражнений, или серий, с короткими (20-60с) интервалами отдыха;

4) сет - последовательное выполнение разнообразных упражнений (серий, суперсерий) с короткими (1-3 мин) интервалами отдыха;

5) суперсет - последовательное выполнение разнообразных упражнений без интервала отдыха, в которых принимают участие одни и те же мышцы, но в зависимости от вида упражнения степень их напряжения меняется.

Эмпирические исследования показали, что с ростом внешнего сопротивления уменьшается максимально возможное количество подъемов снаряда, или, как это еще называют, повторный максимум (ПМ). Внешнее сопротивление, которое в двигательном действии можно преодолеть максимум один раз, принимают как показатель максимальной произвольной силы (МПС) данной мышечной группы в данном двигательном действии. Если МПС принять за 100%, то можно построить зависимость между относительной величиной сопротивления и повторным максимумом.

Рис. 6 Взаимосвязь между относительной максимальной произвольной силой (МПС) и повторным максимумом (ПМ). Верхняя кривая соответствует атлетам со 100% содержанием окислительных мышечных волокон (ОМВ), нижняя - с 80% содержанием гликолитических мышечных волокон

При выполнении упражнения с интенсивностью 100% МПС атлет тратит в мышцах наличные запасы АТФ настолько, что для повторного двигательного действия их может не хватить. Если интенсивность снизить до 80%, то спортсмен может поднять груз 8-12 раз. В этом случае при первом двигательном действии активны все мышечные волокна, однако часть из них (20-30%) функционировали не в полную силу. Поэтому они тратят лишь малую долю энергии своих молекул АТФ. В паузе между подъемами активность мышцы снижается и, согласно правилу рекрутирования мышечных волокон, большинство мышечных волокон снижают свою активность, в них происходит частичный ресинтез истраченных запасов АТФ за счет КрФ. При повторном подъеме часть мышечных волокон, которые активировались со 100% интенсивностью теряют порядка 10% мощности, поэтому недостающую силу атлет находит в увеличении активности высокопороговых ДЕ. Раз от раза активность все более высокопороговых ДЕ растет, и в момент максимальной активизации всех ДЕ наступает ощущение невозможности подъема груза в очередной раз. В рассматриваемом случае на 8-12 подъемов тратится 25-40 с, поэтому в мышечных волокнах успевает истратиться до 50-80% КрФ. Ресинтез КрФ по ходу упражнения и в первые 90 с отдыха идет в ГМВ в основном за счет анаэробного гликолиза, т.е. с образованием лактата (La) и ионов водорода (Н⁺). Исчерпание запаса АТФ и увеличение концентрации ионов водорода являются главными причинами отказа или невозможности продолжения упражнения. Однако с помощью партнера, который будет слегка помогать поднимать штангу, атлет сможет поднять груз еще 1-2 раза. Это приведет к очень сильному психическому стрессу, натуживанию, длительной задержке дыхания, значительному снижению в мышцах запасов КрФ, а значит, к появлению большого количества свободного Кр, Н⁺, La.

Выполнение силового упражнения с интенсивностью 40-60% МПС требует выполнения 30-50 повторений заданного двигательного действия. Физиологические механизмы примерно такие же, как в уже описанном случае. Однако большая продолжительность приводит к развертыванию аэробного гликолиза в окислительных мышечных волокнах (ОМВ) и анаэробного гликолиза в гликолитических мышечных волокнах (ГМВ). Значительное накопление в мышце ионов водорода стимулирует выход из лизосом в саркоплазматическое пространство ферментов, разрушающих белки. Поэтому начинаются значительные разрушения внутренних структур, таких, как миофибриллы, митохондрии, атакже гормонов. Одновременно с этим начинают значительно интенсифицироваться дыхательные процессы и кровообращение. В экспериментах было неоднократно показано, что применение отягощений 40-60% МПС не дает какого-либо существенного эффекта в росте силы.

При выполнении упражнений с интенсивностью 70-100% МПС ведущими являются ЦНС и опорно-двигательный аппарат (ОДА). Однако имеется ряд особенностей в работе дыхательной и сердечно-сосудистой систем.

Выполнение упражнений до отказа требует особой организации дыхания. Исследования показали, что наибольшую силу атлет показывает при задержке дыхания и натуживании, меньшую силу он может продемонстрировать при выдохе, но очень трудно поднимать тяжести в момент вдоха. Поэтому в одном двигательном действии мы встречаем следующую последовательность: короткий вдох в момент удержания веса или его опускания (уступающий режим функционирования мышц), задержка дыхания в момент сокращения и преодоления самого трудного участка траектории, выдох при снижении нагрузки на мышцы.

Натуживание приводит к росту внутригрудного давления, сердце уменьшается в размерах до 50%. Это вызвано как изгнанием крови из полостей сердца, так и недостаточным ее притоком. В этот момент ЧСС растет из состояния покоя с 70 до 100 ударов - это без выполнения силового упражнения, а систолическое давление повышается до 175-200 мм рт. ст. Такое же высокое давление наблюдается сразу же после выполнения силового упражнения и относительно нормализуется через 1 -3 мин отдыха. Регулярные занятия силовыми упражнениями вырабатывают рефлексы, способствующие повышению артериального давления уже в состоянии покоя перед тренировкой и особенно перед соревнованиями, и составляют в среднем САД = 156, а ДАД = 87 мм рт. ст., причем у тяжеловесов давление может составлять САД = 170-180 мм рт. ст.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Очевидно, что силовые упражнения могут использовать в тренировке только абсолютно здоровые люди,с артериями без каких-либо признаков атеросклероза. Не трудно представить ситуацию, когда околопредельные силовые упражнения начнет выполнять человек с атеросклеротичесими бляшками. Повышение давления, увеличение скорости потока крови может привести к отрыву склеротических бляшек, продвижении» их по сосудистому руслу, закупоркой артериол. В этом месте образуется тромб, ткани, находящиеся далее по руслу, перестают получать кровь, кислород и питательные вещества. Здесь начинается некроз - омертвление тканей. Если это происходит в сердце, то случается инфаркт. Более тяжелое состояние, как правило, со смертельным исходом случается, когда вместе с отрывом склеротической бляшки происходит разрыв стенки артерии.