1.1.2. Морфофункциональные особенности воздействия различных типов упражнений

При организации занятий оздоровительной направленности можно использовать многие упражнения, хотя при различном

подборе задачи оздоровления будут решаться по-разному. В связи с этим важно определить принципиальные различия их воздействия на морфофункциональное состояние организма. С этой позиции условно можно выделить четыре типа упражне­ний: растягивающие, аэробные, силовые, смешанные.

Растягивающие упражнения

При выполнении растягивающих упражнений (так называе­мой стретч-тренировке) основному воздействию подвергаются мышцы, их оболочки (фасции), сухожилия, связки и суставные сумки. Всю эту группу для краткости назовем соединительно­тканным образованием (СТО) и отметим, что именно оно и ли­митирует гибкость человека.

СТО состоит из двух типов волокон — коллагеновых и эластовых. Их соотношение различно - именно от этого зависят эластические свойства СТО.

Строение коллагена и эластина — сходное, однако коллагеновые волокна плотно склеены водородными связями, а пучки эластовых волокон образуют сетчатую структуру.

С возрастом и при иммобилизации суставов изменяется хи­мический состав СТО, происходят кальцинация и дегидратация (потеря жидкости). Это приводит к увеличению числа водород­ных связей, т.е. к снижению эластических свойств.

Среди особенностей мышц, существенных с точки зрения применения стретч-упражнений, следует отметить их способ­ность изменять длину в покое путем увеличения или уменьше­ния числа саркомеров под воздействием этих упражнений. Важ­нейшими морфологическими элементами мышц при выполне­нии растягивающих упражнений являются проприорецепторы (внутримышечные и суставные чувствительные элементы). Сре­ди них различают: интрафузальные мышечные волокна, тельца Гольджи (сухожильные органы), тельца Паччини, Руффини, свободные нервные окончания.

Для понимания методов стретч-тренировки весьма важны сведения о механизмах функционирования ОДА и, в частности, о рефлексах спинного мозга. Важность этих сведений объясня­ется следующим.

Улучшение растяжимости СТО возможно при регулярном растягивании. Однако этому препятствует рефлекторное сокра­щение мышечных волокон, которое вызывается стретч-рефлек­сом и сопровождается болевыми ощущениями. Частичное осла­бление стретч-рефлекса возможно за счет использования таких рефлексов спинного мозга, как реципрокное (взаимосочетанное перекрестное) торможение мышц-антагонистов при активиза­ции агонистов, сгибательный (миотатический) рефлекс и гамма- регуляция тонуса интрафузальных мышечных волокон.

Иными словами, использование в тренировке рефлексов спин­ного мозга облегчает задачу растягивания СТО путем ослабления рефлекторного напряжения мышц. Это достигается с помощью:

достаточно длительного удержания мышцы в растянутом состоянии;

напряжения мышцы-антагониста во время растягивания;

поочередного напряжения и расслабления мышцы в рас­тянутом состоянии;

вибрации мышцы при ее растягивании;

произвольных усилий по расслаблению растягиваемой мышцы.

При использовании каждого из этих способов активизируют­ся те или иные механизмы ослабления стретч-рефлекса, которые лежат в основе методов стретчинга.

Срочные эффекты растягивания

Интенсивная проприорецепторная импульсация (с чувстви­тельных элементов мышц и сухожилий) приводит к повышению t опуса подкорковых образований головного мозга, вызывающих комплекс реакций в организме, сходных с теми, что возникают при выполнении различных динамических упражнений и мас­саже.

Локальное раздражение нервных окончаний способствует активизации процессов метаболизма в растягиваемых мышцах и соединительных тканях.

Стретч-тренировка (как и любая тренировка) воздействует на процессы синтеза РНК, белков и репарационные процессы в ДНК различных органов и тканей.

Если стретчинг сопровождается болевыми ощущениями или сочетается с силовыми упражнениями, то интенсивный гор­мональный ответ и выделение нейромедиаторов будет способ­ствовать мобилизации жировых депо.

Чередование напряжения и Расслабления мышц в некото­рых видах стретчинга может рассматриваться как своеобразная тренировка способности к произвольному регулированию мы­шечного напряжения и расслабления, т.е. как совершенствование координационных способностей.

Отставленные эффекты растягивания

Различают два аспекта стретч-тренировки: 1) развитие гибко­сти; 2) получение оздоровительного эффекта за счет активизации различных механизмов воздействия на организм.

Улучшение гибкости объясняется тем, что в мышечных во­локнах увеличивается число саркомеров (волокно становится длиннее) и удлиняются статические стретч-рецепторы (стати­ческие интрафузальные волокна). Растягивающее воздействие на коллаген ускоряет процесс деградации белковых молекул, из которых он состоит, и через сложную цепочку биохимических реакций воздействует на геном коллагеновых волокон, ускоряя синтезирующие процессы. Таким образом, ускорение процессов деградации и синтеза активизирует «кругооборот белка», что, как предполагается, увеличивает содержание увлажнителей и умень­шает число водородных связей — т.е. снижает степень «склеенности» коллагеновых волокон между собой. Это повышает эла­стичность (растяжимость) коллагена. Это же воздействие увели­чивает процентное содержание в мышцах и суставах эластина и уменьшает число минеральных включений (кальция) — что также повышает общую эластичность СТО.

Среди других оздоровительных эффектов растягивающих упражнений выделяют:

снятие мышечных «зажимов»;

снижение и ликвидацию мышечных болей после нагрузок и даже после травм в период реабилитации;

уменьшение болезненности менструаций;

профилактику гипокинезии у пожилых людей;

нормализацию состава и массы тела.

Аэробные упражнения

К числу аэробных могут быть отнесены разнообразные ци­клические (бег, плавание, велоезда, гребля и др.) и ациклические (танцы, спортивные игры и др.) виды упражнений, в которых энергообеспечение осуществляется в основном аэробным путем. Следует учесть, что понятие «аэробное упражнение» — весьма условно: с одной стороны, не существует упражнений, энерго­обеспечение в которых осуществляется только за счет аэробных механизмов; с другой — только в очень ограниченном количестве видов упражнений существуют условия затрудненной доставки кислорода к мышцам (это статические напряжения, упражне­ния с тяжелой штангой, некоторые действия в единоборствах). В этом смысме даже спринтерский бег, вольные упражнения в гимнастике, композиции в спортивной аэробике и другие упражне­ние несмотря на высокую интенсивность и относительную непродолжительность, могут быть отнесены к разряду аэробных, так как при их выполнении внутри мышц достаточно кислорода для нормального функционирования аэробных механизмов энергообеспечения.

Морфология и функционирование систем аэробного обеспечения

Аэробные упражнения, так же, как и другие, выполняются за счет сокращения мышц. Для этого требуется энергия, которая может поставляться двумя путями: анаэробным (все компоненты находятся внутри мышц) и аэробным (при котором требуется доставка к мышечным волокнам кислорода и энергетических субстратов — сжигаемых веществ). Таким образом, в процессе аэробного энергообеспечения участвуют системы транспорта, типизации, а также управления и обеспечения (ЦНС, гормональная, водно-солевого баланса, терморегуляции и др.).

Основными элементами системы транспорта являются легкие, сердце, сосуды, кровь, запасы гликогена в печени и жира в жировых депо; а системы утилизации — митохондрии миокарда и мышц, внутриклеточные запасы кислорода (в связи с миоглобином), гликогена, жиров.

В начале любых аэробных упражнений в качестве источника энергии используются запасы креатинофосфата (КрФ) в мыш­цах. Практически мгновенно (в течение 1—2 с) развертываются системы внутриклеточного дыхания, для которых кислород до­ставляется из миоглобина мышечных клеток и гемоглобина ка­пиллярной крови. Этих источников энергии хватает на 10—30 с; и течение этого времени — под воздействием ЦНС, гормональ­ной системы и сигналов с сосудистых хеморецепторов - посте­пенно интенсифицируется работа систем транспорта кислорода к мышцам и мобилизуются внеклеточные запасы углеводов и жиров. Таким образом, говорить о том, что в начале аэробных упражнений мышцы испытывают дефицит кислорода или суб­стратов, некорректно.

После периода врабатывания (2—4 мин), в течение которого достигаются требуемая интенсивность и сбалансированность функционирования всех систем аэробного энергообеспечения, наступает устойчивое состояние организма. Оно может под­держиваться достаточно долго, если интенсивность работы не превышает анаэробного порога (АП) — т.е., когда сохраняется баланс между скоростью продукции анаэробных метаболитов (диктата, ионов водорода) в быстрых мышечных волокнах и их удалением.

При более высокой интенсивности накопление анаэробных продуктов становится причиной возникновения утомления. В связи с этим для продолжения тренировки требуется активный отдых — временно интенсивность оказывается ниже анаэроб­ного порога. Таким образом, АП — это «водораздел» между ин­тенсивностью, с которой можно работать длительное время (как непрерывным, так и переменным методом), и интенсивностью, которая быстро приводит к утомлению.

Срочные эффекты аэробной тренировки

При интенсивности ниже АП пропорционально нагрузке уве­личиваются: легочная вентиляция, потребление кислорода, ча­стота сердечных сокращений: повышаются температура тела, ар­териальное давление, потоотделение. В кровь в небольшом объ­еме выбрасываются гормоны и нейромедиаторы симпатоадреналовой и глюкокортикоидной систем, увеличивается содержание сахара и жиров. В реакциях энергообеспечения используются в основном внутримышечные запасы энергии; жировые депо мо­билизуются незначительно.

При интенсивности выше АП наблюдаются те же явления, но они выражены гораздо сильнее. Углеводы становятся пре­имущественным источником энергообеспечения, в крови нака­пливаются молочная кислота и другие метаболиты; происходит интенсивное потоотделение, значительно возрастает легочная вентиляция — за счет увеличения частоты дыхания; ЧСС и по­требление кислорода могут достигнуть максимума.

Отставленные эффекты аэробной тренировки

За счет увеличения производительности всех звеньев системы транспорта и утилизации кислорода улучшается выносливость. При этом неверно говорить, что лимитирующим фактором вынос­ливости является центральное или периферическое звено — все компоненты системы сонастроены. В то же время дальнейшее повышение выносливости может лимитироваться — например сердцем, если оно имеет врожденные анатомические ограничения производительности. В этом случае повысить плотность капил­ляров и митохондрий в мышцах очень непросто и производи­тельность всей системы будет небольшой. Мышцы также могут лимитировать дальнейший прогресс выносливости — например, в случае недостаточной силы медленных мышечных волокон. Такие мышцы не будут создавать достаточного «кислородного запроса» и, следовательно, вся система не выйдет на индивидуальный максимальный уровень функционирования.

Пол воздействием аэробной тренировки в отдельных системах и органах могут происходить следующие перестройки.

Миокард: незначительно увеличивается объем полостей сердца: происходит гипертрофия мышечных стенок; улучшаются ионные процессы; повышается плотность митохондрий. Все это улучшает сократимость миокарда, повышает максимальный сердечный выброс и устойчивость работы сердца при длительной мышечной нагрузке — т.е. производительность сердца как насоса. Кроме того, увеличиваются просвет коронарных сосудов на плотность капилляров, снижается реактивность миокарда на действие стрессоров.

Сосудистая система: увеличиваются просвет и эластичность магистральных и периферических сосудов, а также плотность капилляров. Это способствует профилактике атеросклероза, улуч­ите I обеспечение тканей кислородом, гормонами и питательны­ми веществами.

Кровеносная система: немного увеличивается общий объем циркулирующей крови, гемоглобина и эритроцитов; улучшается кислород-транспортная функция.

Мышцы: увеличивается плотность митохондрий и капилляров, концентрация миоглобина, запасы гликогена; возникает незна­чительная гипертрофия медленных мышечных волокон. В целом такие перестройки повышают выносливость мышц при выпол­нении работы аэробного характера.

Эндокринная система: аэробные упражнения способствуют незначительному увеличению массы и функциональной мощ­ности некоторых желез, снижают их реакцию на выполнение умеренной мышечной работы; повышают способность поддер­живать высокую функциональную активность в течение длитель­ного времени; изменяют чувствительность тканей к гормонам, что способствует улучшению регуляции функций организма и обменных процессов.

Регулирующий эффект аэробных упражнений: выражается преж­де всего в экономизации деятельности организма. Это обеспечива­ется: совершенствованием окислительных процессов (увеличением количества митохондрий в различных органах и системах); регу­ляцией обмена веществ во всех участках и звеньях — от поступле­ния до утилизации и выведения продуктов метаболизма; умень­шением интенсивности ответа тканей на действие гормонов и нейромедиаторов, снижением тонуса симпатической нервной системы и, напротив, повышением тонуса парасимпатической системы.

Считается также, что аэробная тренировка имеет некоторый антисклеротический эффект, понижая уровень холестерина и улучшая соотношение липопротеинов высокой и низкой плот­ности в крови.

При оздоровительных формах занятий наблюдается незначи­тельное снижение массы тела. Большей активности этого про­цесса препятствует снижение основного обмена, повышение то­нуса парасимпатической нервной системы и снижение реактив­ности организма на гормоны.

Силовые упражнения

Силовые упражнения широко используются в оздоровитель­ной гимнастике. Существуют целые системы, построенные в основном на применении силовых действий. Наиболее известны бодибилдинг, атлетическая гимнастика, «изотон» и др. Эффект силовой тренировки зависит от ряда факторов.

Строение и функционирование нервно-мышечного аппарата

Генерацию механической силы осуществляет так называемый нервно-мышечный аппарат (НМА), в состав которого входят ней­роны двигательной зоны коры головного мозга, подкорковые образования головного мозга, нисходящие нервные пути, мото­нейронный пул в спинном мозге, двигательные нервы, иннервируемые ими мышцы, проприорецепторы, осуществляющие обратную биологическую связь. Внутри каждого мышечного волокна имеются миофибриллы-органеллы, непосредственно осуществляющие укорочение мышцы под воздействием ионов кальция в присутствии АТФ — источника энергии мышечного сокращения.

Произвольные движения начинаются при возбуждении ней­ронов головного мозга. Затем возбуждение передается мотоней­ронному пулу спинного мозга, в котором возбуждается разное количество мотонейронов — в зависимости от интенсивности возбуждающих сигналов из вышележащих отделов нервной си­стемы. Каждый мотонейрон иннервирует некоторое количество мышечных волокон (MB) определенного типа. Мелкие мотоней­роны (с низким порогом возбуждения) — медленные мышечные волокна, крупные мотонейроны (с высоким порогом возбуждения) - быстрые мышечные волокна. Такая особенность строе­ния НМА обусловливает возможность задействовать для мышеч­ного сокращения только часть волокон данной мышцы. Другими словами, если не требуется максимальная сила или скорость со­кращения, то организм «экономит» силы — движение выполня­ется за счет части имеющихся мышечных волокон, в то время как остальные остаются неактивными. При этом существует достаточно строгая закономерность: при слабых усилиях работают медленные MB; быстрые MB вовлекаются в работу только при увеличении нагрузки или наступлении утомления. Эта законо­мерность нарушается при максимально быстрых или «взрывных» движениях, когда быстрые MB могут «срабатывать» даже раньше медленных.

Таким образом, если упражнение выполняется медленно и с небольшим весом, то тренировке подвергаются в большей сте­пени медленные MB, а при быстрых движениях и максимальных нагрузках — быстрые.

Следует хорошо понимать, в чем различие между спортивной и оздоровительной силовой тренировкой.

Цель спортивной силовой тренировки (ССТ) - увеличение 1 илы мышц применительно к конкретному соревновательному упражнению как условие достижения максимального результата. А цель оздоровительной силовой тренировки (ОСТ) — создание так называемого анаболического фона в организме как условия оздоровительного эффекта. Одновременно с достижением этой цели могут решаться, например, такие задачи: повышение силы, увеличение или уменьшение массы тела, снижение жи­ровых запасов, улучшение осанки и т.д. Однако все это частные задачи — основным предназначением оздоровительной силовой тренировки является улучшение здоровья и самочувствия зани­мающихся.

В методическом аспекте имеются следующие основные раз­личия.

При ССТ величина напряжения мышц и вес отягощения составляют более 60-70% от произвольной максимальной силы (ИМ); часто используются высокая скорость или темп выпол­нения силовых упражнений. Это означает, что в большей мере по (действию подвергаются быстрые мышечные волокна, — что и требуется во многих видах спорта.

При ОСТ упражнения в большинстве случаев носят локаль­ный характер (с использованием небольшого отягощения); на­пряжение мыши не превышает 40-60% от ПМ. При правильной технике движение выполняется без расслабления мышц; соблю­дается правило продолжения подхода «до отказа» — т.е. до на­ступления интенсивных болевых ощущений и значительного психического напряжения. Движения выполняются медленно, плавно. Основная цель таких упражнений — накопление в орга­низме метаболитов и биологически активных веществ, что по­зволяет запустить описанные выше перестройки, которые спо­собствуют улучшению здоровья.

В то же время следует отметить, что в оздоровительной си­ловой тренировке развивающего характера, используемой чаще всего занимающимися молодого возраста, применяются и те и другие типы упражнений, причем в большей мере ориентация необходима на опыт спортивной силовой тренировки, которая в данном случае оздоравливает.

Срочные эффекты ОСТ

Происходит активизация симпатоадреналовой системы, которая мобилизует энергетические и пластические ресурсы ор­ганизма, в том числе подкожные и брыжеичные жировые депо.

Активизируется гипофизарно-половая система, обеспечи­вающая ускорение синтеза белков.

При правильной технике выполнения упражнения ЧСС, потребление кислорода, артериальное давление увеличиваются незначительно.

В крови, мышцах, других тканях накапливаются и длитель­но сохраняются метаболиты, гормоны, нейромедиаторы, фер­менты.

При правильной технике оказывается положительное нейрогенное и механическое воздействие на внутренние органы.

Отставленные эффекты ОСТ

Увеличиваются сила и выносливость мышц, формируется желаемое телосложение.

Улучшается деятельность ССС — в частности, совершен­ствуются сосудистые реакции, улучшается микроциркуляция.

Нормализуется работа внутренних органов.

Наблюдается долговременная психическая и нервно-мышечная релаксация.

Повышается устойчивость организма к Холодовым воздей­ствиям.

Улучшается психология личности.

Упражнения смешанного типа (УСТ)

Промежуточное положение между аэробными и силовыми упражнениями занимают упражнения смешанного типа, взятые за основу в системе «шейпинг», широко известной в России, и используемые в женской атлетической гимнастике¹.

Отличительными особенностями таких упражнений являются -высокая степень напряжения мышц, т.е. по сути это силовые упражнения, выполняемые без снарядов или с легкими отягощениями;

- высокие темп и быстрота движений; достаточно большое потребление кислорода; высокая доля уступающей работы мышц, когда мышцы на­сильственно растягиваются с высокой скоростью и остановкой движения в граничных моментах;

-высокая степень психоэмоционального напряжения, вызываемого болевыми ощущениями;

-чередование силовых и растягивающих упражнений.

Использование таких упражнений преследует основную цель - снижение массы тела за счет жирового компонента. За­метим, что в системе УСТ имеется так называемая «анаболиче­ская тренировка» для увеличения мышечной массы, но в ней ис­пользуются не основные виды упражнений шейпинга, а силовые, описанные выше. Эффект же снижения массы тела обусловлен сочетанием в одном занятии элементов аэробики, силовой тре­нировки и стретчинга.

Срочные эффекты УСТ

Большой силовой компонент упражнений, доведение мышц мо утомления и высокий эмоциональный фон активизируют симпатоадреналовую (САС) и глюкокортикоидную системы, вызывая выброс в кровь «гормонов стресса», свободных жирных кислот из депо, глюкозы из печени, а также мобилизацию ами­нокислотного пула из мышц и лимфоидной ткани, повышение лактата и ионов водорода.

Высокий энергозапрос на протяжении занятия способствует интенсивному сжиганию углеводов, белковых веществ (нейромедиаторов, ферментов, гормонов, аминокислот и др.) и в мень­шей степени - свободных жирных кислот (из-за повышенной

концентрации лактата).

Доведение мыши до утомления вызывает накопление ио­нов водорода и свободных радикалов, которые активизируют катаболические реакции внутри мышц (это - химический фактор

повреждения мышц).

Высокая доля уступающей работы мышц дополнительно активизирует САС по механизму проприорецепции и вызыва­ет интенсивное повреждение мышечных волокон (саркомеров) и соединительнотканных оболочек мышц (это - механический фактор повреждения мышц).

Использование стретчинга уже поврежденных мышц уси­ливает катаболический эффект занятия.

Интенсивная проприорецепция, высокое потребление кислорода, «закисление» мышц и крови, интенсивные болевые ощущения, высокий эмоциональный фон, натуживания и воз­можные нарушения ритма дыхания приводят к высокой степени активизации САС и других отделов гормональной системы, вы­бросу элементов белой крови и ферментов в сосудистое русло, возможному повышению артериального давления (в целом со­ставляют группу факторов усиления стрессогенности занятий упражнениями смешанного типа).

Вследствие этого возникает следующая цепочка взаимо­связанных событий. Происходит отёк мышечной ткани, ощу­щаемый как посттренировочные мышечные боли («крепатура» мышц). Мышечные боли повышают тонус САС, снижают глуби­ну релаксации и сна занимающихся - вследствие этого повыша­ется основной обмен после тренировки, ухудшаются самочувствие и аппетит, снижается поступление энергии в дни после тренировки. Если у занимающегося сильная гормональная система, интенсив­ное разрушение мышц активизирует синтезирующие процессы, ко­торые, с одной стороны, являются очень энергоемкими, а с другой стороны, используют в качестве строительного материала эндоген­ные белки (опустошая лимфоидную ткань - основной компонент иммунной системы), а в качестве источника энергии - эндогенные жиры. Эти процессы ускоряются, если тренировка сочетается с ограничениями в питании. Если ресурсов гормональной систе­мы не хватает, то происходит быстрое снижение массы и силы мышц.

Таким образом, если занятия упражнениями смешанного типа проводятся при вышеперечисленных характеристиках, то они эффективно обеспечивают катаболический эффект, приводя к уменьшению массы тела и жира. Однако следует иметь в виду, что, как было сказано выше, укреплению здоровья способствует «анаболический фон», а не катаболический. Кроме того, высокая сгрессогенность занятий и интенсивные движения на фоне воз­можного снижения ресурсов гормональной системы увеличива­ют риск перенапряжения, заболеваний и травм.

Если попытаться из упражнений смешанного типа сконстру­ировать анаболическую систему, то придется:

отказаться от методической основы ритмических упражне­ний типа «шейпинг» — комбинации в одном упражнении аэроб­ной и силовой тренировок;

растягивание выполнять по методике релаксирующего стретчинга;

минимизировать травмирующий эффект эксцентрической работы мышц;

интенсивные силовые упражнения заменить обычными.

Другими словами, нужно так модифицировать тренировку,

чтобы ликвидировать катаболические срочные эффекты. Одна­ко в этом случае она будет выглядеть как одна из разновидностей оздоровительной спортивной тренировки.