»Наша цель — баланс между возможностями сердца и мышцами«
Заведующий лабораторией фундаментальных проблем теории физической и технической подготовки спортсменов высшей квалификации Российской государственной академии физической культуры; профессор кафедры естественнонаучных дисциплин и информационных технологий РГАФК.
«Эмпирический путь развития теории спортивной тренировки исчерпал себя еще 20-30 лет назад. Попытки преодоления эмпиризма были неудачными по причине отсутствия алгоритма построения теоретического знания в науковедческой литературе. С начала 90-х годов появился четкий алгоритм построения развитого теоретического знания, который позволил в основном построить теорию физической подготовки спортсменов с использованием математического моделирования»
Спортивная тренировка это комплексный процесс, требующий учета всех сторон подготовки.
Наша цель — баланс между возможностями сердца и мышцами.
У спортсменов высокой квалификации, как правило, наблюдается баланс между производительностью сердца и возможностями мышц по потреблению кислорода.
Новичкам необходимо.
1.Нарастить мышцы, чтобы был запас. Эта дополнительная мышечная масса должна до конца исчерпывать кислород в крови, и при этом не очень сильно закисляться.
2.Размеры сердца при правильной тренировке можно увеличить, ударный объем сердца можно повысить почти в два раза.
Баланс достигнут, что дальше? Если достигнут баланс, то начинать надо с сердца. Потому что без увеличения размеров левого желудочка сердца ничего не получится. Нужно искать резервы в том, чтобы расширить сердце еще дальше.
Скелетные мышцы всегда можно увеличить, у любого человека можно мышцы нарастить. Посмотрите на штангистов — нет проблем. Как увеличить производительность сердца, как его растянуть?
Давайте будем рассуждать так: надо увеличить ударный объём сердца, скажем, на 20%. Сколько нужно для этого тренироваться? По некоторым нашим данным получается: Если нужно увеличить на 20%, то надо тренироваться хотя бы 3-4 раза в неделю по 2 часа (на пульсе 120-130 уд/мин, при котором достигается максимальный ударный объем). · Если нужно 50-60% прибавить, тогда надо тренироваться 2 раза в день по 2 часа, хотя бы 3-4 дня в неделю. · Чтобы 100% гипертрофию получить, то есть сделать сердце в 2 раза больше, то уже необходимы очень большие объёмы. Это каждый день по 4, по 5 часов. · А если нужно супер атлета сделать, то тогда надо тренироваться по 5-8 часов каждый день. Такие тренировки нужно продолжать в течение примерно 4-5 месяцев. После этого у человека будет просто растянутое сердце. Причем, поддерживаться это состояние будет достаточно легко, а вот чтобы сердце на всю жизнь таким осталось, этого не произойдет. Если перестать тренироваться, то сердце будет постепенно уменьшаться. У бывших олимпийских чемпионов за 10 лет сердце уменьшается в объеме на 60-80%, хотя масса сердца почти не изменяется.
Пределы человеческих возможностей.
Существуют наследуемые пределы. Один из них — это количество клеток в сердце, которое наследуется. Одному дано заведомо маленькое сердце, а другому заведомо большое. Можно, конечно, и маленькое сердце очень сильно растянуть, но если у другого большое сердце, то его в растягивании левого желудочка догнать трудно. И тут уже возникает проблема отбора.
С точки зрения мышц тоже существует наследуемый фактор. Во-первых, это число мышечных волокон. Рост мышц идет за счет внутренних структур МВ, а не за счет увеличения их числа. (Гиперплазия, то есть увеличение числа мышечных клеток — это очень редкое явление, не превышающее 5%, и то у представителей силовых видов спорта). Во-вторых, это биохимические характеристики мышечных волокон. Уже всеми доказано, что существует наследование АТФ-азной активности мышц и скорости сокращения. Есть гипотеза, что фермент анаэробного гликолиза, превращающего пируват в лактат, называемый ЛДГ-мышечного типа, тоже наследуется. То есть наследуется способность мышц становиться гликолитическими. А чтобы превратить мышечные волокна в окислительные, надо просто тренироваться. При этом синтезируется другой фермент — ЛДГ-сердечного типа. ЛДГ-мышечного типа и ЛДГ-сердечного типа не просто должны быть в равенстве, ЛДГ-сердечного типа должно быть намного больше. Но у одного переделка МВ получается быстро и легко, потому что ему по наследству досталось мало ферментов гликолитического характера. А другому человеку их досталось огромное количество, и превратить его в аэробного человека очень тяжело. Например, одаренный человек может достичь предельного насыщения мышц митохондиями (состояния пика спортивной формы) примерно за 100-дневный срок. А неодаренному потребуется гораздо больше времени. Когда у тебя всего 20% окислительных МВ, то остальные 80% превратить в окислительные, да еще бороться против природы человека — очень тяжело.
Планирование физической подготовки юношей — девушек.
Спортсмены 14-15 лет находятся в стадии пубертатного или постпубертатного физического развития. В этот момент происходит интенсивный рост частей тела, гипертрофия мышц из-за высокой концентрации гормонов в крови. Развитие сердечно-сосудистой системы и, прежде всего, миокарда отстает от развития опорно-двигательного аппарата. Эта особенность онтогенеза накладывает свой отпечаток на планирование нагрузок юношеского возраста. Из тренировочного процесса следует полностью исключить нагрузки, вызывающие увеличение ЧСС более170-190 уд/мин длительностью более 30с. Применение такого рода средств даже один раз в неделю будет приводить через 1-2 месяца регулярных занятий к дистрофическим явлениям в миокарде, снижению аэробных возможностей. Поэтому разумно было бы минимизировать объем «жестких» средств, специальной физической подготовки и включить в нее строго регламентированные упражнения, выполнение которых гарантирует как рост аэробных возможностей ГМВ, так и исключение из тренировочного процесса неадекватных гликолитических нагрузок.
Силовая подготовка.
Вопрос об интервале отдыха между днями силовой тренировки связан со скоростью реализации и-РНК в органеллы клетки, в частности, в миофибриллы. Известно, что сама и-РНК распадается в первые десятки минут после упражнения, однако структуры, образованные на их основе, синтезируются в органеллы в течение 4 -7 дней (очевидно зависит от объема образованной за тренировку и-РНК). В подтверждение можно напомнить данные о ходе структурных преобразований в мышечных волокнах и согласующихся с ними субъективных ощущениях после работы мышцы в эксцентрическом режиме, первые 3-4 дня наблюдаются нарушения в структуре миофибрилл (около Z-пластинок) и сильные болевые ощущения в мышце, затем МВ нормализуется и боли проходят. Можно привести также данные собственных исследований, в которых было показано, что после силовой тренировки концентрация мочевины в крови утром натощак в течение 3-4 дней находится ниже обычного уровня, что свидетельствует о преобладании процессов синтеза над деградацией. Из описания механизма синтеза миофибрилл должно быть ясно, что ММВ и БМВ должны тренироваться в ходе выполнения разных упражнений, разными методиками.
Гиперплазия миофибрилл в быстрых мышечных волокнах.
Для активации БМВ необходимо выполнять упражнения с максимальной или околомаксимальной интенсивностью. В этом случае согласно «правилу размера» Ханнемана, будут функционировать ММВ и БМВ. Если сокращение мышц будет сочетаться с расслаблением, с таким их функционорованием, которое не вызывает остановки кровообращения, то воздействие упражнения будет направлено в основном на БМВ. Для достижения максимального эффекта тренировки необходимо соблюсти ряд условий:
—упражнение выполняется с максимальной или околомаксимальной интенсивностью
—упражнение выполняется «до отказа», то есть до исчерпания запасов КрФ, образования высокой концентрации Кр
— интервал отдыха 5 или 10 мин 5 мин — активный отдых, выполняются упражнения с мощностью АэП (ЧСС 100-120 уд/мин), это значительно ускоряет процесс «переработки» молочной кислоты 10 мин — относительно малоактивный отдых , ресинтез КрФ идет преимущественно в ходе анаэробного гликолиза с накоплением в БМВ ионов Н и La
—количество повторений за тренировку: 5-7 с пассивным отдыхом, 10 — 15 с активным отдыхом
—количество тренировок в день: одна, две и более, в зависимости от тренированности
—количество тренировок в неделю — после предельной по продолжительности (объему) тренировки следующая может повториться только через 7-10 дней, именно столько времени требуется для синтеза миофибрилл в мышечных волокнах.
Гиперплазия миофибрилл в медленных мышечных волокнах.
Методика гиперплазии миофибрилл в ММВ похожа на ранее описанную методику для БМВ. Основным отличительным условием является требование выполнять упражнение без расслабления тренируемых мышц. В этом случае напряженные и утолщенные МВ пережимают капилляры, вызывают окклюзию (остановку кровообращения). Нарушение кровообращения ведет к гипоксии МВ, т.е. интенсифицируется анаэробный гликолиз в ММВ, в них накапливается лактат и Н. Очевидно, что создать такие условия можно при работе против силы тяжести или тяги резинового амортизатора.
Приведем пример такого упражнения. Выполняются приседания со штангой 30 — 70% ПМ. Спортсмен из максимально глубокого приседа встает до угла в коленных суставах 90 -110 град.:
—интенсивность 30 — 70%
—продолжительность упражнения 30 — 60 с (отказ из-за болей в мышце)
—интервал отдыха между подходами к снаряду 5 — 10 мин (отдых должен быть активным)
—число подходов к снаряду 7 -12
—количество тренировок в день: одна, две и более
—количество тренировок в неделю: упражнение повторяется через 3-5 дней.
Правила могут быть обоснованы следующим образом.
Интенсивность упражнения выбирается такой, чтобы были рекрутированы только ММВ. Продолжительность упражнения не должна превышать 60 с, иначе накопление Н может превысить оптимальную концентрацию для активации синтеза белка. Для увеличения времени пребывания в ММВ Кр и Н следует выполнять упражнение в виде серии подходов, а именно первый подход не до отказа (секунд 30), затем интервал отдыха 30 с. Так повторяется три или пять раз, затем выполняется длительный отдых или упражняется другая мышца. Преимущество такого упражнения (в культуризме его называют «суперсерией») заключается в том, что Кр и Н присутствуют в ММВ как в ходе упражнения, так и в паузах отдыха. Следовательно, суммарное время действия факторов (Кр,Н), вызывающих образование и-РНК, значительно увеличивается в сравнении с ранее описанными вариантами тренировки.
Следует сделать одно важное замечание. Тренировки, направленные на увеличение синтеза белка, необходимо проводить в конце тренировочного занятия аэробной направленности и желательно на последней вечерней тренировке. Дело в том, что в ответ на силовую тренировку образуются белковые молекулы, накапливаются гормоны в тканях. Если же после силовой тренировки будет выполнена длительная и с высоким потреблением кислорода тренировка, то при исчерпании запасов гликогена будут интенсивно метаболизироваться белки, что в конечном итоге приведет к снижению эффективности тренировки.
1.Упражнение выполняется с интенсивностью 70-90%МПС, количество повторений 6-12 в одном подходе. Длительность выполнения упражнения составляет 30-70 с. В этом варианте повторяется правило, изложенные выше для случая увеличения количества миофибрилл в БМВ и означает, что эффективно то упражнение, которое выполняется до отказа, вызывающее предельное расщепление КрФ и стрессовое состояние. Для увеличения этого эффекта следует придерживаться принципа вынужденных движений. Наибольший эффект достигается при выполнении последних 2-3 повторений, которые могут выполняться даже с помощью партнеров. Этот принцип лишь уточняет принцип качества усилия, т.е. необходимо добиваться максимального расщепления КрФ, чтобы свободный Кр и Н стимулировали синтез РНК, а предельное психическое напряжение вызывало выход в кровь гормонов из гипофиза, а затем из других желез эндокринной системы.
2. Упражнение выполняется с интенсивностью 30-70%МПС, количество повторений 15-25 в одном подходе. Длительность выполнения упражнения составляет 50-70 с. В этом варианте каждое упражнение выполняется в статодинамическом режиме, т.е. без полного расслабления мышц по ходу выполнения упражнения. Напряженные мышцы не пропускают через себя кровь и это приводит к гипоксии, нехватке кислорода, разворачиванию анаэробного гликолиза в активных мышечных волокнах. В данном случае это медленные мышечные волокна. После первого подхода к снаряду возникает лишь легкое локальное утомление. Поэтому через короткий интервал отдыха (20-60 с) следует повторить упражнение. После второго подхода появляется чувство жжения и боли в мышце. После третьего подхода эти ощущения становятся очень сильными — стрессовыми. Это приводит к выходу большого количества гормонов в кровь, значительному накоплению в медленных мышечных волокнах свободного Кр и ионов Н.
Принцип интуиции. Каждый спортсмен должен опираться в тренировке не только на правила, но и на интуицию, поскольку имеются индивидуальные особенности адаптационных реакций. Спортсмен должен регулярно поднимать предельные веса, для оценки состояния, уровня тренированности. Эти показатели являются главным критерием эффективности тренировочного процесса.
Принцип непрерывности. Увеличение продолжительности интервала отдыха или снижение количества тренировочных занятий в единицу времени приводит к снижению эффективности тренировочного процесса. Это относится ко всем физиологическим системам.
Принцип цикличности. Тренировочный процесс должен строиться с учетом одновременного развития всех основных систем организма, при некотором преобладании в развитии какой-либо избранной системы, необходимой для данного вида спорта. Например, для скоростно-силовых видов спорта следует стремится к опережающему развитию миофибрилл в мышцах, а для выностливостных видов спорта — митохондрий мышц. В оздоровительной физической культуре ставится задача удержания повышенной гиперплазии миофибрилл и митохондрий, при максимальной гипертрофии и гиперплазии клеток желез эндокринной и иммунной систем. Поэтому необходимо планировать последовательность применения различных тренировочных средств в рамках определенного цикла (микроцикла). Этот цикл должен характеризоваться синергичным взаимодействием процессов восстановления после тренировок различной направленности. Он должен приводить к положительным и заданным сдвигам в системах и органах человека.
Принцип экономии гормонов. Адаптационные перестройки, связанные с усилением процесса синтеза белка в клетках, зависят от концентрации гормонов в крови и тканях. Следовательно, надо учитывать два явления: больше гормонов выделяется в состоянии предельного напряжения — стресса, а именно, при максимальной интенсивности или болевых ощущениях, связанных с локальным или общим закислением выполнение упражнений с высоким потреблением кислорода, при недостатке глюкозы в крови, повышении концентрации ионов водорода субстратом для метаболизма становятся белки, в том числе, гормоны. Следовательно, после тренировки, стимулирующей выделение большого количества гормонов, нельзя продолжительно тренироваться с интенсивностью вызывающей максимальный метаболизм в организме, т.е. на уровне АнП и выше.
Стретчинг в тренировке спортсмена.
В подготовке спортсмена имеет важное значение подвижность в суставах, иначе говоря, гибкость. Гибкость определяют как физическое качество человека характеризующее подвижность в суставах. Атлеты с высокой подвижностью в суставах легче выполняют технические действия и, как показала практика применения упражнений на гибкость, существенно меньше получают травмы. В связи с этим на западе стали широко применять во многих видах спорта и, упражнения на растяжения мышц, которые получили название — стретчинг. В переводе с английского это слово означает растяжение.
Степень растяжения тканей, ограничивающих подвижность в суставе зависит от:
силы тяги мышц, сгибающих сустав, от степени расслабления мышц антагонистов, длины миофибрилл волокон мышц антагонистоы, длины волокон тинтина, длины связок, суставных костных ограничений, Эти факторы, как правило, ограничивают подвижность в связи с указанной последовательностью. Наибольшие проблемы возникают у бегунов при развитии подвижности в тазобедренных и голеностопных суставах. Поэтому для оценки гибкости человека используют тест — наклон вперед с прямыми ногами. По глубине наклона оценивают гибкость человека. Однако, подвижность в других суставах может существенно отличаться от той, которую принято оценивать в общепринятом тесте.
Физиологические механизмы растяжения (стретчинга)
Растяжение мышцы вызывает возбуждение проприорецепторов: мышечных веретен и сухожильных органов. При возбуждении этих рецепторов электрические импульсы поступают в спинной мозг и усиливают активность мотонейронов спинного мозга той мышцы, которую растягивают. Этот безусловный рефлекс назывется рефлексом на растяжение. Чем сильнее мышцу растягивают тем больше она возбуждается, увеличивает силу тяги. С большой долей вероятности можно утверждать, что этот рефлекс был закреплен в ходе естественного отбора. При отсутствии такого физиологического механизма человек не мог бы быстро взаимодействовать с опорой при спрыгивании в глубину.
Возбуждение мышц синергистов приводит к торможению моторных нейронов мышц антагонистов (реципрокное торможение).
Таким образом, если растягивать мышцу быстро, то эта мышца будет сопротивляться согласно рефлексу на растяжение, а через 50-100 мс будет расслабляться из-за реципрокного торможения, так как мышцы антагонисты сокращаются для растяжения мышц синергистов. Следовательно, если растягивать мышцы синергисты короткими по продолжительности и амплитуде рывками, то можно добиться максимально возможного растяжения мышцы. В предельно растянутой мышце нарушается кровообращение, возникает гипоксия, разворачивается анаэробный гликолиз — мышца закисляется. Если этот процесс длится достаточно долго 10-30 с, то после прекращения растяжения мышцы ионы водорода выходят из нее, взаимодействуют с буферными основаниями крови, что приводит к выделению углекислого газа. СО2 действует на хеморецепторы сосудов и вызывает расслабление мышечных волокон артериол. В расширенные сосуды устремляется кровь — мышца разогревается. Этот эффект можно существенно усилить, если после предельного растяжения мышцы и фиксации этого состояния активизировать — «сократить» ее. В этом случае кровоснабжению будет нарушено более значительно, вплоть до полной остановки. При предельном растяжении мышцы, когда дальнейшее удлинение ограничивают отдельные самые короткие миофбриллы активных мышечных волокон растягиваемой мышцы, возникают болевые ощущения. Если боль преодолеть, то короткие миофибриллы можно разорвать, а значит увеличить гибкость.
Замечание.Если длительное время выполнять упражнения с ограниченной амплитудой, то в мышечных волокнах вновь образуются относительно короткие миофибриллы. Поэтому необходимо регулярно выполнять упражнения на гибкость с максимально возможной амплитудой движения в суставах.
По мере увеличения гибкости предел растяжения может быть связан с титином — колагеновыми нитями спиралевидной формы, идущими вдоль миофибрилл. Разрушение их также может привести к увеличению гибкости. Растяжение связок и суставных сумок нельзя признать положительным явлением.
Растяжение мышц усиливает процесс синтеза в них, поэтому в последнее время ведутся исследования эксцентрических упражнений. Можно предположить, что растяжение мышц увеличивает поры в мембранах, а через них начинают быстрее проходить гормоны и другие вещества необходимые для синтеза органелл в мышечных волокнах. Есть мнение, что обломки разорванных компонентов мышечного волокна стимулируют синтез в нем. Таким образом, корректное использование физиологических механизмов может обеспечить: эффект разминки, привести все миофибриллы к одной длине, а значит увеличить прочность мышц на растяжение, активизировать процесс синтеза в мышечных волокнах.
Методика стретчинга.
Стретчинг может использоваться как элемент разминки, упражнение развивающее гибкость, для усиления эффекта силовой тренировки.
Стретчинг в разминке. Цель разминки — увеличить температуру и кислотность тканей до уровня оптимального для активности работы ферментов, а также для повышения тонуса мелких мышц, отвечающих за фиксацию суставов.
Для повышения температуры тела в разминку следует включать упражнения построенные по принципу круговой тренировки или аэробный бег (ЧСС 100-130 уд/мин) длительностью 5-10 мин, или ускорения по 3-5 секунд с интенсивностью, для начала 30%(3-5 раз), а затем 50-70%(5-10 раз). Включение в двигательную активность больших мышечных масс приводит к большим энергетическим затратам как на мышечное сокращение, так и на повышение температуры тканей и крови.
После разогрева необходимо направить кровь в большинство еще не открытых артериол. Для открытия их необходимо вызвать закисление основных мышечных групп. Стретчинг выполняется в виде повторных коротких по времени и амплитуде рывков с достижением к 10-30с предельного растяжения мышцы (группы мышц). Для достижения предельного растяжение можно использовать внешние предметы, силу тяжести тела, помощь партнера. После появления легкой болезненности растянутую мышцу следует активировать и удерживать в этом состоянии 10-30с. После интервала отдыха 30-60с следует вернутся к растяжению этой же мышцы. Серия из трех подходов может повторяться с интервалом: 3-5 мин. В разминке бегунов может быть использован следующий набор упражнений организованный в пары:
1. Серия. Растяжений мышц сгибателей тазобедренного сустава, сгибателей голеностопного сустава.
1.1. Выпад одной ногой вперед.
1.2. Выпад другой ногой вперед.
2. Серия. Растяжение мышц приводящих бедро.
2.1. Шаг в сторону.
2.2. Шаг в другую сторону.
3. Серия. Растяжение мышц спины задней поверхности бедра и приводящих мышц.
3.1. Сидя, одна нога прямая вперед, другая в сторону, согнута — «барьерный шаг», Выполняются покачивания, носок выпрямленной ноги тянут на себя руками.
3.2. Положение тоже, только производится смена положений ног.
После стретчинга в разминку следует включать суставную гимнастику.
Стретчинг в основной части тренировочного занятия. В основной части стретчинг используется для усиления эффекта скоростно-силовых и силовых упражнений. После выполнения прыжков, спринтерского бега или силовых упражнений психическое напряжение вызывает выход гормонов гипофиза а затем и других желез эндокринной системы. Гормоны стимулируют синтез органелл в мышечных волокнах, а для облегчения их прохождения через мембраны рекомендуется выполнять растяжение мышц — стретчинг. В этом случае выполняется стретчинг по возможности при полном расслаблении растягиваемых мышц.
Стретчинг может выполняться для увеличения подвижности в суставе — развития гибкости. В этом случае, как правило, используют внешние силы (например, вес партнера или тренера). Растяжение выполняется до предела, до боли и удерживается эта поза 1-5 мин. По ходу растяжения производятся кратковременные с небольшой амплитудой дополнительные воздействия на растягиваемую мышцу.
Вывод. Стретчинг одна из основных методик, решающих проблемы профилактики травматизма, поддержания гибкости и скоростно-силовой подготовленности.
Еще Гиппократ утверждал, что в нем первопричина всех болезней. Сегодня редкий человек не знаком с болями в спине.
