Тренируем мышцы ног — медленные волокна

Красные мышечные волокна – это медленные волокна небольшого диаметра, которые используют для получения энергии окисление углеводов и жирных кислот (аэробная система энергообразования). Другие названия этих волокон: медленные или медленносокращающиеся мышечные волокна, волокна 1 типа, а также SТ-волокна (slow twitch fibres).

Медленные мышечные волокна приспособлены к использованию аэробной системы энергообразования: сила их сокращений сравнительно невелика, а скорость потребления энергии такова, что им вполне хватает аэробного метаболизма. Такие волокна отлично подходят для продолжительной и не интенсивной работы (стайерские дистанции в плавании, легкий бег и ходьба, занятия с легкими весами в умеренном темпе, аэробика), движений, не требующих значительных усилий, поддержании позы. Красные мышечные волокна включаются в работу при нагрузках в пределах 20-25% от максимальной силы и отличаются превосходной выносливостью.

Красные волокна не подойдут для подъема тяжелого веса, спринтерских дистанций в плавании, так как эти виды нагрузок требуют достаточно быстрого получения и расхода энергии.

Основные типы волокон: медленносокращающиеся (МС) или красные, и быстросокращающиеся(БС) или белые. Медленносокращающиеся (МС-волокна) и быстросокращающиеся (БС-волокна) волокна имеют различную скорость возбуждения, сокращения и утомления. Так, скорость сокращения МС-волокон составляет более 0,1 с, а БС-волокон – 0,05 с.

Отдельные типы волокон отличаются также механизмами энергообразования. Медленносокращающиеся волокна, которые имеют малую скорость сокращения, располагают большим количеством митохондрий, ферментов биологического окисления углеводов и жиров, белка миоглобина, который запасает кислород, а также большой сетью капилляров, обеспечивающих достаточное поступление кислорода в мышцы, и большими запасами гликогена. Все это свидетельствует о том, что в МС-волокнах преобладают аэробные механизмы энергообразования, которые обеспечивают выполнение длительной работы на выносливость. Мотонейрон, иннервирующий МС-волокна, имеет небольшое тело клетки и управляет относительно небольшим количеством мышечных волокон (10-180).

Быстросокращающиеся мышечные волокна характеризуются большим количеством миофибрилл, высокой АТФ-азной активностью миозина и ферментов гликолиза, наличием значительных запасов гликогена. Они имеют слаборазвитую капиллярную сеть и небольшое количество кислородсвязывающего белка – миоглобина. В связи с этим ресинтез АТФ в таких типах волокон осуществляется за счет анаэробных механизмов энергообразования – креатинфосфатной реакции и гликолиза. Наличие указанных выше биохимических особенностей обеспечивает высокую скорость сокращения и быстрое утомление этого типа мышечных волокон. БС-волокна приспособлены к скоростной интенсивной работе относительно небольшой продолжительности. Их мотонейроны имеют большое тело клеток и сильно разветвленные аксоны, поэтому иннервируют от 300 до 800 мышечных волокон.

Среди БС-волокон различают два подтипа: БСа, или тип IIа, и БСб, или тип IIб. Они отличаются, в основном, механизмами энергообразования.

БСа-волокна имеют высокую анаэробную гликолитическую и аэробную способность ресинтеза АТФ. Их еще называют быстрые окислительно-гликолитические волокна. Используются они при интенсивной работе на выносливость. Например, при беге на 1000 м или плавании на 400 м.

БСб-волокна имеют только высокие анаэробные способности ресинтеза АТФ, поэтому подключаются главным образом к кратковременной мышечной деятельности взрывного характера, например, при беге на 100 м или плавании на 50 м.

Последовательность включения (рекрутирование) мышечных волокон в работу регулируется нервной системой и зависит от интенсивности нагрузок. При физической работе небольшой интенсивности – около 20-25% уровня максимальной силы мышечных сокращений – в работу вовлекаются в основном МС-волокна. При более интенсивной работе – 25-40% уровня максимальной силы сокращений – включаются БС-волокна типа «а». Если интенсивность работы превышает 40% максимальной, вовлекаются БС-волокна типа «б». Однако даже при максимальной интенсивности в работу вовлекаются не все имеющиеся волокна: у нетренированных людей – не более 55-65% имеющихся мышечных волокон, у высокотренированных спортсменов силовых видов спорта в работу могут вовлекаться 80-90% двигательных единиц.

Подключение мышечных волокон к работе зависит от силы стимуляции мотонейроном. Минимальная частота стимуляции, при которой волокно сокращается максимально, называется порогом возбуждения (раздражения). Минимальный порог возбуждения имеют МС-волокна (10-15 Гц); у БС-волокон порог возбуждения в 2 раза выше, чем у МС-волокон. Все типы мышц вовлекаются в работу при высокой частоте раздражения – около 45-55 Гц. Это важно учитывать при построении методики силовой подготовки спортсменов. Каким образом?

Количество МС- и БС-волокон в мышцах человека в среднем составляет 55 и 45% соответственно. Исключение составляют мышцы спины и брюшного пресса, которые практически полностью состоят из МС-волокон. Среди БС-волокон большее количество составляют БСа (прибл. 30-35%), меньшее – БСб (прибл. 10-15%).

У сильнейших бегунов на длинные дистанции в икроножных мышцах ног содержится более 80% МС-волокон, а у спринтеров – всего 23%. Существует тесная корреляция между содержанием БС-волокон и скоростными способностями мышц. Количество мышечных волокон каждого типа генетически закреплено, поэтому плохо поддается изменению при тренировке. Однако при специфической тренировке их объем значительно увеличивается. Экспериментальные данные последних лет свидетельствуют о возможности изменения количества типов волокон при длительных тренировках: превращение волокон БСа в БСб или в МС.

Средства и методы тренировочного воздействия на МС-волокна

Высокая работоспособность МС-волокон обеспечивается их гипертрофией за счет накопления, главным образом, сократительных элементов и сопутствующих им органелл, одновременным повышением их окислительного потенциала за счет капилляризации, гиперплазии и гипертрофии митохондрий, а также накоплением запасов гликогена.

Точные механизмы и стимулы индукции синтеза сократительного белка неизвестны. Можно выделить следующие факторы, приводящие к гипертрофии мышечных волокон:

1.Основное условие – наличие импульсной активности мотонейрона как фактор нейротрофического контроля [Валиулин В.В. и др. 1996].

2.На стадии синтеза РНК: наличие свободного креатина, аденозинмонофосфорной и инозиновой кислот [Wаlкег J.В. 1980, Н.И. Волков, В.К. Олейников, 2001]; наличие ионов Н+ (способствует либерализации мембран, увеличению пор и раскручиванию структур белков) [Панин Л.Е, 1983].

3.На стадии синтеза белка: присутствие необходимых стероидных гормонов [Биохимия: учебник для институтов физ. культуры, 1986; Виру А.А. Кырге П.К. 1983]; наличие свободных аминокислот, как составных частей сократительных белков (строительный материал) и пептидов [Биохимия: учебник для институтов физ. культуры, 1986; Виру А.А. Кырге П.К. 1983; Н.И. Волков, В.И. Олейников, 2001]. Наиболее очевидный и, видимо, эффективный способ обеспечения этих условий а, следовательно, гипертрофии МС-волокон – это силовая тренировка.

Силовая тренировка для гипертрофии МС-волокон

Высокие концентрации свободного креатина и Н+ в БС-волокнах, а также повышение концентрации анаболических гормонов в мышце в целом (соматотропный гормон, инсулин, тестостерон [Виру А.А. Кырге П.К. 1983; Ahtiainen. J. и др. 2001]) возникают при высокоинтенсивных упражнениях. Однако известно, что гипертрофия МС-волокон при таком характере тренировки выражена относительно слабо. Это связано с тем, что при такой работе в этих волокнах не происходит накопление свободного креатина. Поэтому наиболее приемлемой кажется гипотеза [Арнис В.Р. 1994; Платонов В.Н. Булатова М.М. 1992, Сарсания С.К. Селуянов В.Н. 1991; Селуянов В.Н. 1992], что гипертрофии МС-волокон будут способствовать изотонические и статодинамические упражнения. выполняемые при строгом соблюдении следующих правил:

• медленный, плавный характер движений;

• относительно небольшая величина преодолеваемой силы или степени напряжения мышц (40-70% от одноповторного максимума);

• отсутствие расслабления мышц в течение всего подхода;

• выполнение подхода до «отказа»;

• проведение тренировки, как правило, с применением суперсетов [Вейдер Д. 1992] на все основные мышечные группы.

Такой характер упражнений приводит к следующим целесообразным явлениям:

• первоначально, что наиболее важно, будут рекрутироваться МС-волокна;

• затрудняется доступ кислорода в МС-волокна и тем самым ускоряется снижение концентрации креатинфосфата и накопление Н+ именно в этих волокнах; т. е. отсутствие доступа кислорода в течение подхода к МС-волокнам приводит к быстрому образованию в них высоких концентраций свободного креатина и ионов водорода;

• достаточно большая длительность подходов (60-90 с) и большое число подходов (4-10) обеспечивает длительное действие указанных стимулов в МС-волокнах;

• есть основания предполагать, что из-за длительности подхода даже при максимальных волевых усилиях в конце подхода, степень вовлечения быстросокращающихся мышечных волокон в работу и, следовательно, их гипертрофия будет относительно небольшой.

Основываясь на практике спортивной подготовки и на данных исследований, можно отметить еще два гипотетических пути гипертрофии МС-волокон:

•использование т.н. аэробно-силовой тренировки [Верхошанский Ю.В. 1988];

•использование обычной аэробной тренировки, но при гормональном статусе организма, благоприятном для развертывания анаболических процессов.

Аэробно-силовой метод

Под этим обобщенным названием подразумеваются хорошо известные в ЦВС варианты тренировки в «утяжеленных» условиях [Нурмякиви А.А. 1974; Современная система спортивной подготовки, под ред. Ф.П. Суслова и др. 1995; Фомиченко Т.Г. 1999].

Биологическим обоснованием этого метода являются прямые данные, свидетельствующие о высокой степени гипертрофии мышечных волокон в тех мышцах, которые испытывают наибольшую резистивную нагрузку в данном виде локомоции ([Уилмор Дж.Х. Костил Д.Л. 1997] – у бегунов), [Шенкман Б.С. и др. 1990] – у гребцов), а также то, что, несмотря на установленный факт преимущественного увеличения окислительного потенциала в МС-волокнах при аэробной тренировке [Holloszy J.O. and Соуle Е.F. 1984], увеличение интенсивности нагрузок или добавление механического отягощения способствует повышению ОП в БС-волокнах [Dadley и др. 1982; Rusko и др. 1991].

В легкой атлетике этот метод реализуется путем бега по песку, в гору, с сопротивлением; в велоспорте – во время «горной» подготовки или езды с большой передачей; в плавании – при плавании «на привязи», с тормозом или лопатками; в лыжных гонках – при тренировке на сильно пересеченной местности; растягивании резиновых амортизаторов или специальных блочных устройств и др. Смысл всех этих вариантов заключается в создании большего относительно обычной локомоции механического усилия, проявляемого основными мышцами в рабочей фазе движения при соблюдении в целом аэробного или смешанного характера энергообеспечения.

В исследовании [Уилмор Дж.Х. Костил Д-Л. 1997] показана очень высокая степень гипертрофии МС-волокон икроножной мышцы у элитных стайеров и марафонцев. Нельзя утверждать, что эти бегуны применяли аэробно-силовой метод, однако известно, что трехглавая мышца голени испытывает самые высокие механические нагрузки в беге. То есть, предполагаем, что сочетание высоких нагрузок и аэробного характера тренировки может обеспечивать гипертрофию МС-волокон.

Таким образом, наиболее надежным путем гипертрофии МС-волокон представляется включение в подготовку спортсменов специально организованной силовой тренировки.

Пример тренировки на развитие гипертрофии МС-волокон

Для примера рассмотрим основополагающее упражнение на развитие мышц ног – приседание со штангой на плечах. Как же будет выглядеть тренировка МС-волокон мышц ног?

Приседания происходят по сокращенной амплитуде, таким образом, чтобы движение было медленным, плавным и что самое главное, в ходе выполнения упражнения не должно происходить расслабления мышц. Это достигается тем, что спортсмен не выпрямляет ноги в коленных суставах и не сгибает их до прямого угла. Т. е. происходят плавные колебания возле угла 100-140 градусов в коленном суставе. Делаются три серии в течение 30 секунд с отдыхом между подходами 30 секунд, интенсивность нагрузки – 25-50%, отдых между сериями – 10 минут. Основным критерием того, что вы все делаете правильно, является сильное жжение в мышцах на последних 15 секундах последнего подхода в каждой из серий.

Что касается отдыха между тренировками на развитие МС-волокон одной мышечной группы, то, по мнению специалистов, для него достаточно 3-4 дня. Т.е. через 4 дня вы можете повторять тренировку на МС-волокна одной и той же мышечной группы без снижения нагрузки на нее.

Источник: boldarev.ru