Утомление мышц значение тренировки мышц
Основными показателями, характеризующими деятельность мышц, являются их сила и работоспособность.
Сила мышц. Сила — мера механического воздействия на мышцу со стороны других тел, которая выражается в ньютонах или кг-силах. При изотоническом сокращении в эксперименте сила определяется массой максимального груза, который мышца может поднять (динамическая сила), при изометрическом — максимальным напряжением, которое она может развить (статическая сила).
Одиночное мышечное волокно развивает напряжение в 100-200 кг-сил во время сокращения.
Степень укорочения мышцы при сокращении зависит от силы раздражителя, морфологических свойств и физиологического состояния. Длинные мышцы сокращаются на большую величину, чем короткие.
Незначительное растяжение мышцы, когда напрягаются упругие компоненты, является дополнительным раздражителем, увеличивает сокращение мышцы, а при сильном растяжении сила сокращения мышцы уменьшается.
Напряжение, которое могут развивать миофибриллы, определяется числом поперечных мостиков миозиновых нитей, взаимодействующих с нитями актина, так как мостики служат местом взаимодействия и развития усилия между двумя типами нитей. В состоянии покоя довольно значительная часть поперечных мостиков взаимодействует с актиновыми нитями. При сильном растяжении мышцы актиновые и миозиновые нити почти перестают перекрываться и между ними образуются незначительные поперечные связи.
Величина сокращения снижается также при утомлении мышцы.
Изометрически сокращающаяся мышца развивает максимально возможное для нее напряжение в результате активации всех мышечных волокон. Такое напряжение мышцы называют максимальной силой. Максимальная сила мышцы зависит от числа мышечных волокон, составляющих мышцу, и их толщины. Они формируют анатомический поперечник мышцы, который определяется как площадь поперечного разреза мышцы, проведенного перпендикулярно ее длине. Отношение максимальной силы мышцы к ее анатомическому поперечнику называется относительной силой мышцы, измеряемой в кг/см2.
Физиологический поперечник мышцы — длина поперечного разреза мышцы, перпендикулярного ходу ее волокон.
В мышцах с параллельным ходом волокон физиологический поперечник совпадает с анатомическим. У мышц с косыми волокнами он будет больше анатомического. Поэтому сила мышц с косыми волокнами всегда больше, чем мышц той же толщины, но с продольными волокнами. Большинство мышц домашних животных и особенно птиц с косыми волокнами перистого строения. Такие мышцы имеют больший физиологический поперечник и обладают большей силой (рис. 83 ).
А Б В Г
Рис. 83. Анатомический (а-а) и физиологический (б-б) поперечники мышц с разным расположением волокон:
А — параллельноволокнистый тип; Б — одноперистый; В — двуперистый; Г — многоперистый.
Наиболее сильными являются многоперистые мышцы, затем идут одноперистые, двухперистые, полуперистые, веретенообразные и продольноволокнистые.
Много, -одно, -и двухперистые мышцы имеют большую силу и выносливость (мало утомляются), но ограниченную способность к укорачиванию, а остальные виды мышц хорошо укорачиваются, но быстро утомляются.
Сравнительным показателем силы разных мышц является абсолютная мышечная сила — отношение максимальной силы мышцы к ее физиологическому поперечнику, т.е. максимальный груз, который поднимает мышца, деленный на суммарную площадь всех мышечных волокон. Она определяется при тетаническом раздражении и при оптимальном исходном растяжении мышцы. У сельскохозяйственных животных абсолютная сила скелетных мышц колеблется от 5 до 15 кг-сил, в среднем 6-8 кг-сил на 1см2 площади физиологического поперечника. В процессе мышечной работы поперечник мышцы увеличивается и, следовательно, возрастает сила данной мышцы.
Работа мышц. При изометрическом и изотоническом сокращении мышца совершает работу.
Оценивая деятельность мышц, обычно учитывают только производимую ими внешнюю работу.
Работа мышцы, при которой происходит перемещение груза и костей в суставах называется динамической.
Работа (W) может быть определена как произведение массы груза (Р) на высоту подъема (h)
W= P·h Дж (кг/м, г/см)
Установлено, что величина работы зависит от величины нагрузки. Зависимость работы от величины нагрузки выражается законом средних нагрузок: наибольшая работа производится мышцей при умеренных (средних) нагрузках.
Максимальная работа мышцами выполняется и при среднем ритме сокращения (закон средних скоростей).
Мощность мышцы определяется как величина работы в единицу времени. Она достигает максимума у всех типов мышц так же при средних нагрузках и при среднем ритме сокращения. Наибольшая мощность у быстрых мышц.
Утомление мышц. Утомление — временное снижение или потеря работоспособности отдельной клетки, ткани, органа или организма в целом, наступающее после нагрузок (деятельности). Утомление мышц происходит при их длительном сокращении (работе) и имеет определенное биологическое значение, сигнализируя о истощении (частичном) энергетических ресурсов.
При утомлении понижаются функциональные свойства мышцы: возбудимость, лабильность и сократимость. Высота сокращения мышцы при развитии утомления постепенно снижается. Это снижение может дойти до полного исчезновения сокращений. Понижаясь, сокращения делаются все более растянутыми, особенно за счет удлинения периода расслабления: по окончании сокращения мышца долго не возвращается к первоначальной длине, находясь в состоянии контрактуры (крайне замедленное расслабление мышцы). Скелетные мышцы утомляются раньше гладких. В скелетных мышцах сначала утомляются белые волокна, а потом красные.
Из различных представлений о механизме утомления одной из наиболее ранних теорий, объясняющих утомление, была теория истощения, предложенная К. Шиффом. Согласно этой теории причиной утомления служит исчезновение в мышце энергетических веществ, в частности гликогена. Однако, детальное изучение показало, что в утомленных до предела мышцах содержание гликогена еще значительно. В дальнейшем Е. Пфлюгером была выдвинута теория засорения органа продуктами рабочего распада (теория отравления). Согласно этой теории, утомление объясняется накоплением большого количества молочной, фосфорной кислот и недостатком кислорода, а так же других продуктов обмена, которые нарушают обмен веществ в работающем органе и его деятельность прекращается.
Обе эти теории сформулированы на основании данных, полученных в экспериментах на изолированной скелетной мышце и объясняют утомление односторонне и упрощенно.
Дальнейшим изучением утомления в условиях целого организма установлено, что в утомленной мышце появляются продукты обмена веществ, уменьшается содержание гликогена, АТФ, креатинофосфата. Изменения наступают в сократительных белках мышцы. Происходит связывание или уменьшение сульфгидрильных групп актомиозина, в результате чего нарушается процесс синтеза и распада АТФ. Нарушения в химическом составе мышцы, находящейся в целостном организме, выражены в меньшей степени, чем в изолированной благодаря транспортной функции крови.
Исследованиями Н.Е. Введенского установлено, что утомление прежде всего развивается в нервно-мышечном синапсе в связи с низкой его лабильностью.
Быстрая утомляемость синапсов обусловлена несколькими факторами.
Во-первых, при длительном раздражении в нервных окончаниях уменьшается запас медиатора, а его синтез не поспевает за расходованием.
Во-вторых, накапливающиеся продукты обмена в мышце понижают чувствительность постсинаптической мембраны к ацетилхолину, в результате чего уменьшается величина постсинаптического потенциала. Когда он понижается до критического уровня, в мышечном волокне не возникает возбуждения.
И.М.Сеченов (1903), исследуя на сконструированном им эргографе для двух рук работоспособность мышц при поднятии груза, установил, что работоспособность утомленной правой руки восстанавливается полнее и быстрее после активного отдыха, т.е. отдыха сопровождаемого работой левой руки. Подобного же рода влияние на работоспособность утомленной руки оказывает сочетающееся с отдыхом раздражение индукционным током чувствительных (афферентных) нервных волокон кисти другой руки, а также работа ногами, связанная с подъемом тяжести, и вообще двигательная активность.
Таким образом, активный отдых, сопровождающийся умеренной работой других мышечных групп, оказывается более эффективным средством борьбы с утомлением двигательного аппарата, чем простой покой.
Причину наиболее эффективного восстановления работоспособности двигательного аппарата в условиях активного отдыха Сеченов с полным основанием связывал с действием на центральную нервную систему афферентных импульсов от мышечных, сухожильных рецепторов работающих мышц.
В организме в различных звеньях рефлекторной дуги утомление в первую очередь наступает в нервных центрах, особенно в клетках коры больших полушарий.
В настоящее время установлено, что функциональное состояние мышц находится под влиянием центральной нервной системы и прежде всего коры больших полушарий. Это влияние осуществляется через соматические нервы, вегетативную нервную систему и железы внутренней секреции.
По двигательным нервам к мышце поступают импульсы из спинного и головного мозга, вызывая ее возбуждение и сокращение, сопровождающиеся изменением физико-химических свойств и функционального состояния мышцы.
Импульсы, поступающие по симпатическим волокнам в мышцу, усиливают процессы обмена веществ, кровоснабжения и работоспособность мышцы. Такое же действие оказывают и медиаторы симпатической системы — адреналин и норадреналин.
Однако единой теории, объясняющей причины утомления, сущность утомления до настоящего времени нет, т.к. в естественных условиях утомление двигательного аппарата организма является многофакторным процессом.
Наступление утомления мышц можно задержать с помощью тренировки. Она развивает и совершенствует функциональные возможности всех систем организма: нервной, дыхательной, кровообращения, выделения и т.д.
При тренировке увеличивается объем мышц в результате роста и утолщения мышечных волокон возрастает мышечная выносливость. В мышце повышается содержание гликогена, АТФ и креатинфосфата, ускоряется течение процессов распада и восстановления веществ, участвующих в обмене. В результате тренировки коэффициент использования кислорода при работе мышц повышается, усиливаются восстановительные процессы вследствие активизации всех ферментативных систем, уменьшается расход энергии. При тренировке совершенствуется регуляторная функция центральной нервной системы, и в первую очередь, коры больших полушарий.
Этот метод тренинга заключается в предварительном утомлении целевой мышцы (группы мышц) с помощью изолирующего упражнения, после чего следует быстрый переход к выполнению базового упражнения. Например, вы делаете легкие кроссоверы, стараясь, чтобы нагрузка полностью приходилась именно на пекторальные мышцы, а затем переходите к выполнению достаточно тяжелых жимов лежа. Еще одна комбинация: разгибания ног и приседания со штангой на плечах (жимы ногами).
В теории — неплохо. На практике выходит далеко не всегда так. Вообще-то этот метод лучше всего действует на ту группу мышц, которая является очень сильной и которую одним только базовым движением «пробить» весьма сложно. Гораздо хуже подходит он в том случае, когда ни базовое, ни изолирующее упражнения не могут направить нагрузку точно в нужное место.
Одной из вариаций метода предварительного утомления можно считать «двойной сплит» — такой подход к построению тренировочной программы, когда целевая группа мышц подвергается нагрузке, будучи уже утомленной. Чарлз Поликвин утверждал, что наибольший эффект дает тренировка одной и той же группы мышц дважды в один день (утром и вечером), либо два дня подряд. Опыт прибалтийской школы бодибилдинга говорит о том же — еще во времена существования Советского Союза атлеты из Прибалтики обзаводились огромными руками, тренируя их именно два дня подряд.
В этом случае, действительно, за счет высокого предварительного утомления удается вовлечь в работу большее количество мышечных волокон. Однако и здесь лучший «отклик» будет у тех групп мышц, которые отстающими назвать нельзя. Нам же нужно найти что-то такое, что позволило бы задействовать большее количество мышечных волокон в том числе (или в первую очередь) и в отстающих мышцах.
Статья из Железный мир 2013 №12
Тренировочная нагрузка лишь тогда стимулирует рост мышечных клеток, когда она способствует образованию в них определенных биологических факторов. Это накопление свободного креатина и ионов водорода в тренируемых мышечных волокнах и высокий уровень анаболических гормонов в крови и самих клетках. Первые напрямую зависят от вызываемого нагрузкой напряжения, а последний — опосредованно. Само по себе напряжение не значит ничего, иначе бы каждый грузчик был похож на культуриста. Значение имеют только оптимальные условия его применения. то есть какая-то определенная интенсивность нагрузки и длительность, в течение которой возможно эту интенсивность поддерживать до наступления мышечного отказа. Меньше плохо и больше плохо. золотая середина — хорошо. знание физиологии мышечной деятельности и механизма образования биологических факторов, стимулирующих гипертрофию мышечных волокон, позволяет более объективно оценить ту или иную тренировочную нагрузку, тот или иной тренировочный метод. Предварительное утомление означает выполнение изолирующего упражнения перед базовым на одну и ту же группу мышц. Существует две схемы применения принципа предварительного утомления.
Первая — это выполнение нескольких сетов одного упражнения, обычно изолирующего, а вслед за этим — серия сетов второго упражнения, комплексного. По второй схеме выполняется сет первого упражнения, изолирующего, и сразу после него, без отдыха, — сет второго упражнения, базового. В обоих упражнениях одна и та же целевая мышечная группа. Например, разгибание голени плюс приседание со штангой. И то и другое прорабатывает квадрицепс. В 70-х годах знаменитый Артур Джонс в своей системе ВИТ (высокоинтенсивный тренинг) активно использовал именно вторую схему, так как она позволяла сократить время тренировки и вписывалась в его концепцию об ограниченном количестве упражнений для стимулирования роста мышц. Именно такую схему мы сегодня и рассмотрим, а для конкретного примера возьмем уже упомянутую связку «разгибание голени плюс приседание со штангой».
Знание физиологии мышечной деятельности и механизма образования факторов, биологических стимулирующих гипертрофию мышечных волокон, позволяет более объективно оценить ту или иную тренировочную нагрузку
Приседание со штангой — это комплексное упражнение для бедер, которое осуществляется совокупной работой сразу нескольких крупных и сильных групп мышц. Это квадрицепс, мышцы задней поверхности бедра, (бицепс, полусухожильная и полуперепончатая мышцы бедра), большая ягодичная мышца, задействованы и разгибатели позвоночника. Как мы уже знаем, для того чтобы стимулировать гипертрофию мышечных волокон, упражнение надо выполнять до отказа. Наступление отказа в работающей мышце обусловлено исчерпанием в ней запасов креатинфосфата и накоплением ионов водорода, от величины этих факторов как раз и зависит образование новых белковых структур (миофибрилл) в мышечных волокнах. Во время выполнения приседаний с большим весом во всех работающих мышцах (в ГМВ и частично ПМВ работающих мышц) запускается процесс анаэробного гликолиза, при котором образуется молочная кислота. С каждым повтором исчерпываются запасы креатинфосфата, который отдает свой фосфат на восстановление молекул АТФ. В работающих мышечных волокнах начинает накапливаться свободный от фосфата креатин и молочная кислота (см. статью «Физиологические и биоэнергетические причины мышечного отказа» в ЖМ №8-9/2013). При этом чем интенсивнее работает мышца, тем интенсивнее в ней расходуется креатинфосфат и накапливается молочная кислота. Работа мышечных групп при приседаниях со штангой не одинакова по интенсивности и зависит от разных факторов, например роста тела. Высокорослый атлет при приседании сильнее наклоняет туловище вперед, из-за чего у него в работу более активно включаются мышцы-выпрямители позвоночника и ягодицы. В этих мышцах более интенсивно происходит распад энергии и образование молочной кислоты, а поскольку они еще и слабее бедер, то и отказывают первыми. То есть упражнение прекращается еще до того, как имеющие больший силовой потенциал бедра и особенно квадрицепс получат соответствующий к росту стимул. Это способствует хорошему стимулированию спины и ягодиц, но совершенно недостаточно для интенсивного роста квадрицепса. В результате последний отстает в развитии. А у автора данной статьи при выполнении приседаний первыми отказывают бицепс бедра и ягодицы, что хорошо ощущается при многоповторном режиме тренинга, — в этих мышцах появляется сильное жжение, вызванное закислением молочной кислотой, а квадрицепс чувствует себя вполне комфортно.
Метод предварительного утомления по идее его изобретателей как раз нужен для того, чтобы уравнять силовой потенциал мышц, участвующих в базовом движении. Предшествующее приседанию разгибание ног утомляет квадрицепс, и он таким образом временно снижает свой силовой потенциал, что позволяет добиться отказа в нем при приседе раньше других мышц. Разумеется, при этом уменьшается используемый вес, так как одна мышечная группа уже утомлена изолирующим упражнением. Если говорить более конкретно, то это означает, что в квадрицепсе перед выполнением приседания еще не восстановились полностью запасы креатинфосфата, а также не снизилась существенно концентрация молочной кислоты, что не позволяет ему развивать максимальное усилие. Начиная приседать в таких условиях, мы действительно добьемся того, что отказ будет наступать прежде всего в ногах, а не в спине. При этом в квадрицепсе образуется еще больше свободного креатина и молочной кислоты, что сулит куда более сильную стимуляцию гипертрофии. По сути, предварительное утомление в такой схеме растягивает время активной нагрузки на целевую мышцу, делая отказ более выраженным. Вполне резонно возникает вопрос, а не будет ли перебора с молочной кислотой, которая, как вы уже знаете, является одновременно и катаболическим фактором. Что касается мышц ног, то риск этого сведен к минимуму, так как, в отличие от верха туловища, в бедрах достаточно много окислительных и промежуточных волокон, в которых имеются митохондрии. Последние утилизируют молочную кислоту, превращая ее в воду и углекислый газ, не давая, таким образом, ей существенно накопиться. Этим и обусловлена выверенная временем практическая рекомендация делать на ноги больше повторов, чем на мышцы туловища. Для максимального стимулирования гипертрофии мышц ног требуется большая степень их закисления молочной кислотой. Но касательно мышц плеч и груди катаболизм будет иметь место быть, поэтому применять предварительное утомление надо более осторожно, исходя из собственных восстановительных возможностей, включая и наличие анаболических стероидов в «рационе». Для «натуралов» данный метод имеет еще один негатив. Поскольку вес в базовом упражнении снижается, то снижается и уровень стресса, создаваемый им, а значит, уменьшается и выработка анаболических гормонов (тестостерона и гормона роста) в ответ на нагрузку. «Химиков» же это обстоятельство не должно пугать, уровень их гормонов создается искусственно и во много раз превышает эндогенные возможности организма. Для этой категории спортсменов мне видится вполне достаточной тренировка ног, состоящая всего из трех таких серий — разгибание плюс приседание. Отдых между сериями должен длиться не менее 5-7 минут, чтобы снизилась концентрация молочной кислоты в мышцах, а иначе можно и ноги «пережечь». В перерыве между подходами желательно тренировать другие мышцы, например икроножные, чтобы не тратить попусту время тренировки. «Натуралу» рациональнее использовать не предварительное утомление, а суперсет, в котором в первую очередь выполняется приседание, а потом разгибание голени. В этом случае удастся реализовать все плюсы базового упражнения с большим весом плюс сделать более глубоким отказ квадрицепса и добиться сильного жжения в нем, что также положительно влияет на выработку анаболических гормонов. Но если спортсмен и так хорошо ощущает его работу в приседаниях, то можно вообще не применять суперсетов, а экспериментировать с режимом выполнения упражнений, например, делать подходы без расслабления мышц, эффективность тренировок от этого не уменьшится, а может, даже увеличится.
Результаты исследований
Как минимум было опубликовано два исследования, которые касались применения метода предварительного утомления. Первое исследование было проведено с использованием метода электромиографии (EMG), который показывает активность мышц во время того или иного упражнения. Участники эксперимента выполняли приседания: одни с предварительной работой в разгибаниях голени для утомления квадрицепсов, другие — без таковой. Во втором случае активность мышц в приседаниях оказалась выше. Исходя из того, что мышечная гипертрофия зависит от напряжения мышц и времени под нагрузкой, исследователи пришли к выводу, что применение предварительного утомления является неправильной стратегией. Во втором исследовании вместо приседаний выполнялся жим ногами. Семнадцать здоровых мужчин выполняли или один сет жимов ногами, или соединяли его в суперсет с разгибанием голени. В обоих случаях предусматривалось 10 повторений до отказа. Мышечная активность отслеживалась при помощи электромиографа. Результаты показали, что электрическая активность в мышцах передней поверхности бедра была гораздо меньшей в течение суперсета с предварительным утомлением по сравнению с показателями одного базового упражнения[2]. Что это значит? А то, что после изолирующего утомления квадрицепса при последующем выполнении базового движения, где кроме него участвуют и другие мышцы, те забирают на себя больше нагрузки. Соответственно, ценность приседаний со штангой как базового упражнения для квадрицепса снижается. Однако, как уже было сказано выше, для атлетов, использующих анаболические стероиды, это не имеет решающего значения. Основные условия для стимулирования гипертрофии при выполнении предварительного утомления выполняются. Свободный креатин накапливается, причем в большом количестве, благодаря длительной активной нагрузке, получаемой от непрерывного выполнения двух упражнений. Концентрация молочной кислоты возрастает весьма значительно (в чем можно убедиться практически, выполнив 15 повторов до отказа разгибаний, потом без отдыха 15 приседаний -сильное жжение в передней поверхности бедра вам гарантировано), а высокий уровень анаболических гормонов и так создан путем их употребления. Выше я уже сказал, что «натуралам» лучше не использовать данный метод, и эти исследования лишние тому доказательства.
Понравилась статья? Подпишись на канал и поставь палец вверх, чтобы чаще видеть статьи о здоровье, питании и тренировках у себя в ленте!
Тем временем нас уже: