Головна/Схуднення/Силові вправи


Далеко не всі хочуть вдаватися в нетрі фізіології і біохімії, тому теоретичний розділ буде в самому кінеці.

Ми вже писали про те, як треба тренуватися і відпочивати. Зараз пояснемо, чому треба все робити саме так, а не інакше.

А для цього нам доведеться розглянути деякі питання, пов'язані з будовою м'язів і біохімією м'язового скорочення.

М'яз складається з трьох частин: сухожилля, м'язове черевце, м'язове волокно.

М'язове черевце складається з декількох тисяч м'язових волокон.

М'язове волокно складається приблизно з двох тисяч міофібрил (мал.1), кожне з яких оточене оболонкою - сарколемою.

Міофібрили є основними скорочувальними елементами м'язів. Скорочення відбувається за рахунок того, що мають здатність зменшувати свою довжину при вступі нервового імпульсу, стягуючи тим самим м'язове волокно.

Замість висновку

Мал. Склад м'язи.

 

Під мікроскопом видно, що міофібрил складається з почергових темних (міозин) і світлих смуг (нитки актину). При скороченні міофібрили світлі ділянки зменшують свою довжину і при повному скороченні зникають зовсім.

Тобто пристрій міофібрили в чомусь  пристрій, що нагадує телескопічну антену - в повністю висунутому стані м'яз розслаблений, в складеному стані - м'яз напружений.

Процес скорочення відбувається за рахунок в'їзду світлих тонких ниток актину між товстими нитками міозину.

Ковзання ниток актину уздовж ниток міозину відбувається завдяки наявності у ниток міозину бічних відгалужень, називаних містками. Ці містки відіграють роль своєрідних весел, відштовхуючись якими міозин і актин рухаються відносно один одного, як рухається човен по поверхні води.

Власне, як стає зрозуміло з цього короткого огляду, м'язове скорочення зводиться до рухів миозинових містків.

Управління м'язовим скороченням здійснюється за допомогою мотонейронів - нервових клітин, ядро яких лежить в спинному мозку, від спинного мозка в м'яз йде довге відгалуження - аксон (довжина до 1м). Біля м'язи аксон розгалужується на безліч гілочок, кожна з яких підведена до окремого м'язового волокну. Таким чином, один мотонейрон відповідає за роботу цілої групи м'язових волокон, яка, завдяки такій нервовій організації, працює як єдине ціле.

При надходженні від ЦНС (центральної нервової системи) до мотонейрону, розташованому в спинному мозку, збудливого сигналу, мотонейрон генерує серію імпульсів, що направляються по аксону до м'язових волокон.

Чим сильніше сигнал, що впливає на мотонейрон, тим вище частота генеруємого мотонейроном імпульсу - від невеликої стартовою частоти (4-5 Гц), до максимально можливої, для даного мотонейрона, частоти (50 Гц і більше).

Мотонейрони мають різний поріг збудливості, тому мотонейрони поділяють на повільні і швидкі. Повільні мотонейрони мають, як правило, низький поріг збудливості, а швидкі високий. Крім того, швидкі мотонейрони здатні генерувати набагато більше високочастотний імпульс

М'язові волокна, як і керуючі ними мотонейрони, також діляться на швидкі і повільні.

Скорочення і швидких і повільних м'язових волокон здійснюється за одним і тим же механізмом, який ми вже розглянули трохи вище - руху миозинового містка.

Природно, що для руху містка потрібна енергія.

Універсальним джерелом енергії в живому організмі є молекула АТФ. Під дією особливого ферменту (АТФазу) АТФ гідролізується і перетворюється в АДФ, при цьому вивільняється енергія, яка і використовується для руху двіженія миозинового містка.

Але початковий запас молекул АТФ в м'язі обмежений, тому при роботі м'язи потрібне постійне поповнення запасів енергії (тобто ресинтез АТФ).

М'яз має три джерела відтворення енергії: розщеплення креатинфосфату; гліколіз; кисневе окислення.

Розщеплення креатинфосфату.

Креатинфосфат має здатність від'єднувати фосфатну групу і перетворюватися на креатин, приєднуючи фосфатну групу до АДФ, яка перетворюється в АТФ.

АДФ + креатинфосфат = АТФ + креатин

Ця реакція отримала назву - реакції Ломана. Запаси креатинфосфату у волокні не великі, тому він використовується в якості джерела енергії тільки на початковому етапі роботи м'язи - в перші кілька секунд.

Після того, як запаси креатинфосфату будуть вичерпані приблизно на 1/3, швидкість цієї реакції буде знижуватися, а це викличе включення інших процесів ресинтезу АТФ - гліколізу і кисневого окислення. По закінченні роботи м'язи реакція Ломана йде у зворотному напрямку, і запаси креатинфосфату протягом декількох хвилин відновлюються.

Розщеплення креатинфосфату відіграє основну роль в енергозабезпеченні короткочасних вправ максимальної потужності - біг на короткі дистанції, стрибки, метання, важкоатлетичні і силові вправи, тривалістю до 20-30сек.

Гліколіз.

Гліколіз - процес розпаду однієї молекули глюкози (C6H12O6) на дві молекули молочної кислоти (C3H6O3) з виділенням енергії, достатньої для "зарядки" двох молекул АТФ.

C6H12O6 (глюкоза) + 2H3PO4 + 2АДФ = 2C3H6O3 (молочна к-та) + 2АТФ + 2H2O.

Гліколіз протікає без споживання кисню (такі процеси називаються анаеробними).

Але потрібно зробити два важливих зауваження:

а) приблизно половина всієї виділеної в даному процесі енергії перетворюється в тепло і не може використовуватися при роботі м'язів. При цьому температура м'язів підвищується до 41-42 градусів Цельсія,

б) енергетичний ефект гліколізу не великий і складає всього 2 молекули АТФ з 1 молекули глюкози.

Гліколіз відіграє важливу роль в енергозабезпеченні вправ, тривалість яких становить від 30 сек до 150сек. До них відносяться біг на середні дистанції, плавання 100-200м, велосипедні гонки, тривалі прискорення.

Кисневе окислення.

Для повноцінного включення в дію кисневого окислення глюкози потрібно більше часу. Швидкість окислення стає максимальною лише через 1,5-2 хвилини роботи м'язів, цей ефект широко відомий під назвою "друге дихання".

Розпад глюкози в присутності кисню йде складним шляхом. Це багатостадійний процес, що включає в себе цикл Кребса і багато інших перетвореннь, але сумарний результат може бути виражений наступним записом:

C 6 H 12 O 6 (глюкоза) + 6 O 2 + 38АДФ + 38 H 3 PO 4 = 6 CO 2 + 44 H 2О + 38АТФ

Тобто розпад глюкози по кисневого (аеробному) шляху дає в підсумку з кожної молекули глюкози 38 молекул АТФ. Тобто кисневе окислення енергетично в 19 разів ефективніше безкисневому гліколізу. Але за все треба платити - в даному випадку платою за більшу ефективність є затягнутість процесу. Отримання молекул АТФ при кисневому окислюванні можливо тільки в мітохондріях, а там АТФ недоступна АТФазу, які знаходяться у внутрішньоклітинній рідини - внутрішня мембрана мітохондрій непроникна для заряджених нуклеотидів. Тому АТФ із мітохондрій доставляється у позаклітинну рідину досить складним шляхом, використовуючи при цьому різні ферменти, що в цілому істотно уповільнює процес отримання енергії.

Для повноти картини згадаю ще й про останній шляхи ресинтезу АТФ - міокіназна реакція. У разі значного стомлення, коли можливості інших шляхів отримання вже вичерпані, і в м'язах накопичилося багато АДФ, то з 2 молекул АДФ за допомогою ферменту міокіназу можливе отримання 1 молекули АТФ:

АДФ + АДФ = АТФ + АМФ.

Але цю реакцію можна розглядати як "аварійний" механізм, який не дуже ефективний і тому організм дуже рідко до нього вдається і тільки в крайньому випадку.

Отже, існує кілька способів отримання молекул АТФ. Далі АТФ за допомогою катіонів кальцію і АТФазу "заряджає" миозин енергією, яка використовується для спайки з актином і для просування актинової нитки на один "крок".

І тут є одна важлива особливість.

Міозин може мати різну (більшу чи меншу) активність АТФазу, тому в цілому виділяють різні типи міозину - швидкий міозин характеризується високою активністю АТФазу, повільний міозин характеризується  меншою активністю АТФазу.

Власне, тому і швидкість скорочення м'язового волокна визначаються типом міозину. Волокна, з високою активністю АТФазу прийнято називати швидкими волокнами, волокна, що характеризуються низькою активністю АТФазу, - повільними волокнами.

Швидкі волокна вимагають високої швидкості відтворення АТФ, забезпечити яку може тільки гліколіз, так як, на відміну від окислення, він не потребує часу на доставку кисню до мітохондрій і доставку енергії від них у внутрішньоклітинну рідину.

Тому швидкі волокна (їх ще називають білими волокнами) воліють гліколітичний шлях відтворення АТФ. За високу швидкість отримання енергії білі волокна платять швидкою стомлюваністю, так як гліколіз, веде до утворення молочної кислоти, накопичення якої викликає втому м'яза і в кінцевому підсумку зупиняє його роботу.

Повільні волокна не вимагають настільки швидкого поповнення запасів АТФ і для забезпечення потреби в енергії використовують шлях окислення. Повільні волокна ще називають червоними волокнами. Ці волокна оточені масою капілярів, які необхідні для доставки з кров'ю великої кількості кисню. Енергію червоні волокна отримують шляхом окислення в мітохондріях вуглеводів і жирних кислот. Повільні волокна є низько стомлюючі і здатні підтримувати відносно невелику, але тривалу напругу.

Отже, ми коротко ознайомилися з пристроєм і енергетичним забезпеченням м'язів, але нам залишилося з'ясувати що ж з м'язами відбувається під час тренування.

Мікроскопічні дослідження показують, що в результаті тренувань в ряді м'язових волокон порушується впорядковане розташування міофібрил, спостерігається розпад мітохондрій, а в крові підвищується рівень лейкоцитів, як при травмах або інфекційному запаленні (Морозов В.І., Штерлінг М.Д з співавторами).

Руйнування внутрішньої структури м'язового волокна під час тренувань (тобто мікротравми), призводить до появи у волокні обривків білкових молекул. Імунна система сприймає обривки білка як чужорідний білок, одразу активізується і намагається їх знищити.

Отже, на тренуваннях ми руйнуємо свої м'язові волокна і витрачаємо запаси АТФ.

Але ми ходимо в тренажерний зал зовсім не для того, щоб витратити енергію і отримати мікротравми. Ми ходимо, щоб накачати м'язи і стати сильніше.

Це стає можливим тільки завдяки такому явищу, як суперкомпенсація (понад відновлення). Суперкомпенсація проявляється в тому, що в строго певний момент відпочинку після тренування рівень енергетичних і пластичних речовин перевищує вихідний до робочого рівня.

Закон суперкомпенсації справедливий для всіх біологічних сполук і структур, які в тій чи іншій мірі витрачаються при м'язовій діяльності. До них відносяться: креатинфосфат, структурні і ферментні білки, фосфоліпіди, клітинні органели (мітохондрії, лізосоми).

Фаза суперкомпенсації триває досить короткий час. Поступово рівень енергетичних речовин повертається до норми і тренувальний ефект зникає.

Більше того, якщо проводити наступне тренування до настання фази суперкомпенсації, то це призведе тільки до виснаження і перетренованості.

Якщо проводити наступне тренування після фази суперкомпенсації, то сліди попередньої роботи вже згладяться і тренування не принесе очікуваного результату - збільшення м'язової маси і сили.

Щоб домогтися вираженого ефекту, потрібно проводити тренування строго у фазі суперкомпенсації.

Отже, з вищевикладеного ясно, що проводити тренування треба у фазі суперкомпенсації.

Але тут ми зустрічаємося з одною складною проблемою.

Справа в тому, що сполуки і структури, які витрачаються або руйнуються при тренуванні, мають різний час відновлення і досягнення суперкомпенсації!

Фаза суперкомпенсації креатинфосфату досягається через кілька хвилин відпочинку після навантаження.

Фаза суперкомпенсації змісту глікогену в м'язах настає через 2-3 доби після тренування, а до цього моменту рівень креатинфосфату вже вступить у фазу втраченої суперкомпенсації.

А ось для відновлення білкових структур клітин, зруйнованих в ході тренувань, може знадобитися ще більший період часу (до 7-12 днів), протягом якого рівень глікогену в м'язах вже повернеться до початкового рівня.

Тому потрібно в першу чергу визначитися який з цих параметрів найбільш важливий з точки зору нарощування сили і м'язової маси, А який з них можна і знехтувати.

Очевидно, що першим параметром, на який потрібно орієнтуватися в ході тренувань є рівень креатинфосфату - адже саме їм забезпечується силова робота м'язів.

Звідси можна вивести перше правило тренувань: виконання кожного робочого підходу не має тривати більше 30 секунд.

Якщо навантаження продовжується більше 30 сек, то м'язи переходять на використання глікогену, в них швидко накопичується молочна кислота.

Нагадую, що рівень креатинфосфату в м'язі відновлюється протягом декількох хвилин, а от молочна кислота, яка знижує потужність скорочення, повністю виводиться з м'язи лише протягом декількох годин після тренування, тому не бажано допустити переходу м'язів на використання глікогену.

Тренування за системою 5 підходів по 5 разів (5х5) як раз ідеально вписуються в це правило. В цьому випадку виконання вправи триває не більше 25-30 секунд, тобто витрачається креатинфосфат, молочної кислоти утворюється трохи і вона встигає вивести за 5-10 хвилин (для великих м'язів за 10-20хв).

Але, навіть і за 10-20хв відпочинку молочна кислота повністю не виводиться з м'яза (для повного виведення молочної кислоти потрібно кілька годин), тому що розвиваєма потужність м'язового скорочення в кожному наступному підході буде дещо нижче, ніж в попередньому.

Крім того, не потрібно забувати про те, що сила, яка розвивається м'язовим волокном, і швидкість його скорочення залежить від насиченості волокна АТФ. Так як скорочення м'язів не миттєво і триває деякий час навіть при одиничних повтореннях, то результат виконання вправи залежить ще й від здатності м'язів миттєво відновлювати рівень АТФ, тобто від концентрації у волокні креатинфосфату і креатинкінази.

Зміст креатинфосфату в м'язах спортсменів 1,5-2 рази вище, ніж у нетренованих людей, відповідно ця риса м'язів піддається тренуванні.

Це досягається тим, що кожен наступний підхід досвідчені атлети-силовики роблять в момент суперкомпенсації креатинфосфату, тобто через 4-10 хвилин відпочинку. Таке навантаження дозволяє досягти помітного підвищення концентрації креатинфосфату в м'язах. Правда, вже через кілька годин концентрація креатинфосфату істотно знижується, але деяке перевищення початкового рівня зберігається до 1-2 тижнів. Тому для того, щоб не втратити силових результатів, важливо тренуватися регулярно.

Що стосується кількості підходів, то, як виявилося, переломний момент в потужності, що розвивається, настає в середньому після 5-го - 6-го підходу у вправі, і саме ця кількість підходів для тренування однієї м'язової групи і слід визнати оптимальним для цілей максимального нарощування м'язової маси і сили .

Друге правило тренувань: тільки базові вправи.

Важкий тренінг, заснований на стимулюванні зростання м'язів шляхом їх попереднього руйнування, вимагає напруги відновних функцій організму. Але організм має дуже обмежені пластичні і енергетичні ресурси і не може їх ділити між усіма м'язами. Якщо ви не використовуєте в період важких тренувань додаткові "відновники" (тобто анаболічні стероїди), то розумно буде зупинити свій вибір на декількох великих м'язових групах і базових вправах, і не розпорошувати свої сили на весь спектр існуючих рухів.

Третє правило тренувань: кожне наступне тренування повинне виконуватися у фазі суперкомпенсації.

Так як ми практикуємо тренування, спрямовані на руйнування м'язових волокон, то "важке" тренування на кожну групу м'язів повинне проводитися один раз в 7 днів. Тільки в цьому випадку ми будемо мати впевнений ріст м'язової маси.

Але для того, щоб не втратити з такою працею збільшений вході тренувань рівень креатинфосфату, я раджу робити два тренування в тиждень для присідань і жиму лежачи, але при цьому друге тренування не повинно приводити до руйнування м'язових волокон! Тобто воне повинне бути або "легким" (швидкісно-силове тренування на техніку з не дуже великою вагою, виконувати вправи у вибуховому темпі), або ізометричним (напруга не більше 5-6 сек) - тільки в цьому випадку м'язові волокна не будуть руйнуватися, а значиться друге тренування не призведе до зриву фази відновлення білкових структур м'язів. Але в свою чергу, навіть таке легке (або ізометричне) тренування приведе до підвищення концентрації в м'язовому волокні креатинфосфату.Тобто можна сміливо сказати, що друге тренування в тиждень - потрібне саме для того, щоб рівень креатинфосфату (а значить і сила м'язів) неухильно підвищувався.

Молоді атлети часто беруть який-небудь комплекс з 5-10 вправ і роблять його 3 рази на тиждень без зміни. Потрібно чітко віддавати собі звіт, що це найкоротший шлях до виснаження і перетренованості. М'язи будуть постійно перебувати в стані хронічної втоми, після короткого періода первинного зростання сили і м'язової маси настане неминучий застій, а потім і виснаження.

Четверте правило тренувань: у міру уповільнення росту результатів переходити на 9-12 тижневі цикли.

Причиною зростання функціональних можливостей м'язів і, зокрема, зростання м'язової маси є різноманітні адаптаційні процеси. В ході тренувань, ми зміщуємо внутрішню рівновагу середовища, після чого запускаются механізми, які прагнуть повернути втрачену рівновагу. Але поступово, ці ж адаптаційні процеси призводять до зниження реакції внутрішнього середовища у відповідь на навантаження, і в кінцевому підсумку, до зупинці тренувального прогресу - тобто до стану,так званого "тренувального плато". Для того щоб уникнути "звикання" м'язів до навантаження і домогтися постійного прогресу в тренуваннях, необхідно дати організму відвикнути від навантаження, тобто різко знизити вагу штанги і дати м'язам відпочинок. Треба відступити назад і потім почати новий наступ на граничну вагу.

П'яте правило тренувань: наприкінці тренування робити розтяжку м'язів, що попрацювали.

Ми пам'ятаємо, що міофібрил складається з чергуючихся темних (міозин) і світлих смуг (нитки актину). У фізіології прийнято цілу білу смугу (нитка актину) з двома половинками чорних смуг з боків (міозин) називати саркомером.

Повноцінно відпочилий м'яз має максимальну силу, довжина саркомера при цьому оптимальна - 2,2 мкм.

В ході тренування довжина саркомера зменшується, це відчувається, як скутість м'язів. Сила м'яза при цьому теж зменшується.

Після тренування м'язи так і залишаються на якийсь час стиснутими.

Щоб прискорити процес відновлення в кінці тренування обов'язково потрібно зробити розтяжку  м'язів, що попрацювали  - в цьому випадку довжина саркомера швидко прийде в норму і м'язи знову зможуть розвивати максимальну силу.

Але, надмірна розтяжка призводить до падіння сили - при розтягуванні саркомера до 3,6 мкм сила м'яза дорівнює нулю. Саме тому не можна розтягуватися перед тренуваннями або під час тренування між вправами - це негативно позначиться на силі м'язів. Розтягуватися потрібно тільки строго в кінці тренування.

Вдалих вам тренувань!