Преврати свою страсть в профессию

Макроструктура скелетных мышц

Скелетные мышцы на 75% состоят из воды, на 20% – из белков. Остальные 5% – органические соли и прочие вещества, необходимые для поддержания жизнедеятельности клетки и сокращения мышц. Основными белками мышечных волокон являются актин, миозин, тропомиозин.

Мышцы состоят из миллионов мышечных волокон, которые также называются мышечными клетками. Каждая клетка отделена от соседней соединительной тканью – фасцией, называемой эндомизий. Волокна соединены в группы; соседние группы отделены друг от друга вторым слоем соединительной ткани, называемой перимизием. Обычно одна группа состоит из 150 волокон и называется пучком. Пучки волокон, составляющие мышцу, окружены волокнистой фасциальной оболочкой соединительной ткани, которая называется эпимизий. Эпимизий и внутренние соединительнотканные оболочки переходят в сухожилие.

Сокращение мышц и движение. Сухожилие соединяет мышцу и кость (при помощи фасциальной ткани), поэтому если в какой-либо части мышцы, пусть даже в одной клетке, возникает возбуждение, тут же происходит движение. Сухожилия делятся на проксимальные («головки») и периферические («хвосты»). Первые находятся ближе к срединной оси тела и прикрепляются к сравнительно «неподвижной» части скелета. «Хвосты» соединяются с активной частью скелета и находятся на периферии от центральной оси (например, кисть, локоть). «Головка» и «хвост» крепят мышцу к скелету. При движении «хвост» движется по направлению к «головке».

Например, двуглавая мышца идет от плечевого сустава к локтевому. Плечо считается более пассивным суставом по сравнению с локтем. При сокращении мышцы «хвост» (под локтем) совершает движение к «головке», так как мышца сокращается по направлению к своей центральной точке.

Сила мышечного сокращения напрямую передается от соединительных мышечных тканей (эндомизий, перимизий, эпимизий, заканчивающийся сухожилием) на сухожилия, а затем на суставы

В основе движения – взаимосвязь между «головкой» и «хвостом», хотя в отдельных случаях этому взаимодействию могут препятствовать некоторые стабилизирующие механизмы.

Под эндомизием (ткань, составляющая оболочку мышечного волокна) находится сарколемма. Это тонкая, растягивающаяся мембрана (похожая на пластичную ленту), содержащая сократительные протеины мышц – актин и миозин, ферменты, жиры, гликоген, ядра и отдельные клеточные органеллы. Внутри сарколеммы находится саркоплазма – жидкое вещество (цитоплазма), в котором «плавают» перечисленные клеточные компоненты. Кроме того, в саркоплазме видна под микроскопом сложная система ограниченных мембранами пузырьков, трубочек и цистерн, называемая саркоплазматической сетью, или ретикулумом. Эта структура является своеобразной транспортной сетью, обеспечивающей сокращение мышц и структурную целостность мышечного волокна.

Кровоснабжение мышц

Потребность мышц в кислороде (особенно в период активности) обеспечивается системой кровеносных сосудов.

При продолжительных нагрузках, например при ходьбе и езде на велосипеде, приток крови к рабочим мышцам увеличивается. Происходит это следующим образом. Когда мышцы сокращаются, приток крови уменьшается, а когда расслабляются (например, в определенные моменты вращения педалей, при восстановлении), кровоток увеличивается. Подобный механизм облегчает кровоснабжение работающих мышц и увеличивает венозный приток к сердцу. Большую роль в деле регуляции распределения крови в организме играют вазоконстрикция (сужение сосудов) и вазодилатация (расширение сосудов) – сосуды мгновенно реагируют на соответствующие импульсы нервной системы.

При силовых упражнениях кровоснабжение мышцы может полностью прекратиться. Физиологические тесты показывают, что, когда мышца сокращается на 60%, кровь к ней практически не поступает. Такое явление наблюдается, когда вы повторяете упражнение больше 15 раз. (Доказано: 10 повторов тождественны сокращению мышцы на 75%, что наблюдается при правильном выполнении движения при условии максимальной нагрузки.) Подобная блокада кровотока – результат повышения внутримышечного давления. Если мышца сократится на 60% и более, кровоток к ней может полностью прекратиться, причем кровь не будет поступать на протяжении всего периода сокращения.

При сокращении мышцы на 60% и более включается анаэробный энергетический механизм. Очевидно, что силовые упражнения не подходят для улучшения работы кардиореспираторной системы

На кровоток влияет и когда человек кратковременно задерживает дыхание на начальном этапе силового движения. В результате сильного выдоха (или задержки дыхания) пульс и давление увеличиваются; голосовая щель в этот момент закрыта. Голосовая щель – это самая узкая часть гортани, через которую воздух попадает в трахею и выходит из нее (трахея, или дыхательное горло, подходит к бронхам, которые переходят в легкие). Давление кровотока увеличивается вследствие возрастания внутригрудного давления, выталкивающего кровь из сердца в артерии. При продолжительной задержке дыхания кровоток к активным мышцам и венозный приток к сердцу уменьшаются. Таким образом, нагрузки на сердце возрастают, увеличивается его потребность в кислороде. Все это происходит, когда обеспечение кровью коронарных артерий снижается вследствие уменьшения венозного притока к сердцу.

Задержка дыхания опасна для клиентов, страдающих сердечными заболеваниями и высоким кровяным давлением. Повышенное внутримышечное давление увеличивает сопротивление кровотоку. В результате нагрузка на сердце увеличивается, что приводит к учащению пульса и возрастанию потребности в кислороде.

Короткая задержка дыхания – это нормальное явление на начальном этапе каждого силового движения, однако необходимо убедиться в том, что ваш клиент не задерживает дыхание в течение всего времени выполнения движения. С учетом этого внимательно ознакомьтесь с историей болезни вашего клиента. При возникновении каких-либо сомнений относительно здоровья человека обязательно обратитесь к врачу.

Основы анатомии и биомеханики

Биомеханические исследования охватывают различные уровни организации живой материи: биологические макромолекулы, клетки, ткани, органы, системы органов, а также целые организмы и их сообщества.

Чаще всего объектом исследования этой науки является движение животных и человека, а также механические явления в тканях, органах и системах. Под механическим движением понимается движение всей биосистемы в целом, а также движение отдельных частей системы относительно друг друга – деформация системы. Все деформации в биосистемах связаны с биологическими процессами, которые играют решающую роль в движениях животных и человека. Это сокращение мышцы, деформация сухожилия, кости, связок, фасций, движения в суставах.

Чаще всего при изучении движения биомеханика уходит в сторону физики, что необходимо при работе на тренажерах, но при работе со свободным весом или собственным нужно опираться на анатомию (испробовано десятилетиями на себе и сотнях клиентов за двадцать лет тренировочного стажа). Ведь ничего нельзя изменить в движении, так как это заложила природа в человеке. Поэтому основой движения тела будут анатомические данные, которые и нужно изучить и понимать (а не зубрить, как науку), тогда вы сможете быть на десять шагов впереди любого тренера, который этим пренебрег, не уделив должное АНАТОМИИ!

Анатомия человека – наука о внешней форме и внутреннем строении организма. Она изучает строение человеческого тела в связи с функцией его органов, особенностями происхождения человека и его возрастного развития, условиями труда и быта. Это касается как всего организма человека в целом, так и отдельных его систем и органов.

Частями тела человека являются туловище, шея, голова и две пары конечностей: две верхние конечности – руки и две нижние – ноги.

В анатомии, а также и в фитнесе принято изучать тело в вертикальном симметричном положении с опущенными руками, большие пальцы которых обращены кнаружи (положение супинации). При анатомическом описании пользуются плоскостями и направлениями, проходящими через тело соответственно трем плоскостям и осям системы прямоугольных координат. Из трех плоскостей одна проходит горизонтально и называется горизонтальной, а две, идущие перпендикулярно к ней, являются вертикальными и называются одна – фронтальной, другая – сагиттальной. Горизонтальная плоскость проходит параллельно линии горизонта; фронтальная плоскость – в поперечном направлении, соответствуя плоскости лба, откуда произошло и ее название (frons – лоб, frontalis – лобный); сагиттальная плоскость – через тело в передне-заднем направлении (sagitta – стрела).

Концепция двигательных единиц на практике

Чтобы лучше понять, как варьировать интенсивность, чтобы обеспечить достижение поставленных целей, давайте вспомним, что такое двигательные единицы и как они работают. Двигательная единица – это двигательный нерв и все мышечные волокна, иннервируемые им. Двигательные единицы состоят либо из медленносокращающихся, либо из быстросокращающихся мышечных волокон. Что касается мышц, то они включают и быстро-, и медленносокращающиеся волокна. Двигательные единицы работают по принципу «все или ничего». Если нагрузки достаточны, чтобы стимулировать двигательный нерв, то сокращаются все волокна двигательной единицы, иннервируемой этим нервом. Порог иннервации у разных единиц разный, и это важно учитывать в планировании силовых программ. Однако иннервация одной двигательной единицы не означает стимуляции всей мышцы.

Чтобы составить эффективную силовую программу, необходимо четко знать разницу между мышцей и многочисленными двигательными единицами, ее составляющими. Кроме того, надо знать, что такое достаточная интенсивность по отношению к метаболическим и физическим характеристикам двигательных единиц, чтобы уметь задать такие нагрузки, которые бы вызвали утомление, как быстро-, так и медленносокращающихся волокон. Необходимо стимулировать работу большего числа двигательных единиц, чтобы задействовать большую часть мышцы. Только в этом случае вы сможете добиться оптимальных результатов.

Медленносокращающиеся единицы обеспечивают продолжительные движения низкой интенсивности; быстросокращающиеся единицы (особенно типа IIб) включаются при выполнении упражнений высокой интенсивности (анаэробная активность). Быстросокращающиеся единицы начинают работать, когда медленносокращающиеся единицы уже больше не в состоянии генерировать силу. Таким образом, быстросокращающиеся волокна – это своеобразный резерв. Таков порядок последовательной активизации мышечных волокон.

Для обеспечения максимального эффекта занятий необходимо стимулировать работу быстросокращающихся волокон. Это можно сделать, обеспечив интенсивные нагрузки – например, на уровне 70% (или выше) одного максимума повторов (в этом случае утомление мускулатуры наблюдается уже через 12 повторов или даже меньше).

По мере улучшения физической формы участника нагрузку необходимо увеличивать, чтобы довести количество повторов до 8—12. Интенсивная анаэробная работа возможна в течение 30—90 секунд. Конечно, подобные пределы можно варьировать, если в этом есть необходимость.

Если вы зададите интенсивность правильно, то сможете обеспечить работу большего количества мышечных волокон, улучшить обмен веществ в состоянии покоя, добиться увеличения силы мышц посредством гипертрофии мышц и адаптации нервной системы. Легкие нагрузки рассчитаны на медленносокращающиеся волокна, большие нагрузки задействуют все три типа волокон. Если вы задаете небольшую интенсивность, то стимулируете работу лишь 50% мышечной массы (мышца состоит из 50% быстросокращающихся волокон и 50% медленносокращающихся волокон).

Теперь попробуем ответить на вопрос: каковы будут результаты, если поддерживать интенсивность на низком уровне, выполняя большое количество повторов? Так как интенсивность невелика, работать будут только медленносокращающиеся волокна; быстросокращающиеся волокна останутся незадействованными в силу того, что нагрузки недостаточны для передачи соответствующего импульса по двигательному нерву. Занятия низкой интенсивности абсолютно неэффективны, это просто потеря времени. Более того, большое количество повторов может привести к травме.

Уже говорилось о том, что не существует незыблемых рекомендаций в деле составления программы. Вы не должны придерживаться той точки зрения, что одна концепция правильная, другая – неправильная, одни методы надо использовать всегда, а другие – никогда. Вы должны знать основные ориентиры и подходить к проблеме с научной точки зрения. У вас в руках очень много средств, с помощью которых можно быстро добиться существенных результатов.

Данные рассуждения приводят к очень важным выводам.

И быстросокращающиеся волокна, и медленносокращающиеся волокна подвержены гипертрофии.

Тренировка быстросокращающихся волокон в большей степени способствует гипертрофии мышц и развитию силы из-за особых физиологических и биохимических (метаболических) характеристик этих волокон. Таким образом, чтобы добиться увеличения силы мышц, необходимо задавать достаточную интенсивность упражнений.

Используйте прием периодизации. Он позволит обеспечить максимальные адаптации организма к нагрузкам и предусмотреть восстановление всех физиологических систем.

Если вы занимаетесь со спортсменами или людьми, профессия которых требует силы, быстроты движений, необходимо сосредоточиться на тренировке быстросокращающихся волокон. В сущности, с помощью упражнений низкой интенсивности вы никогда не достигнете существенных результатов, более того, даже не сможете предотвратить обычные повседневные травмы (например, переломы из-за падения на скользкой дороге и т. д.).

Скорость движений

Для людей среднего возраста рекомендуется медленный темп выполнения упражнений по полной траектории движений (длительность одного повтора должна составлять не менее 4—5 секунд); нагрузки следует задавать таким образом, чтобы обеспечить иннервацию быстросокращающихся волокон. Далее приводятся семь причин, по которым следует внимательно следить за скоростью движений.

1. Постоянная генерация силы.

2. Большее напряжение мышц.

3. Большее значение генерируемой мышцей силы.

4. Активизация большего количества волокон (как быстросокращающихся, так и медленносокращающихся).

5. Существенные результаты, обеспечиваемые большой интенсивностью, развиваемой при медленном прохождении траектории движений.

6. Меньший риск травматизма.

7. Быстрые движения увеличивают риск травматизма, снижают эффективность тренировок. Исключения составляют случаи, когда вы тренируете спортсменов или когда клиент идет на осознанный риск.

Физиологические основы силовой тренировки

Всем необходимо быть сильными и выносливыми. Каждому нужны крепкие мышцы. Термин «силовая тренировка» включает различные силовые упражнения, как, например, упражнения со свободными весами, резиновыми амортизаторами; упражнения, вызывающие концентрические, эксцентрические, изометрические сокращения мышц; изокинетические тренировки.

Силовые упражнения не только укрепляют мышцы и делают организм более выносливым, они помогают развивать способность мышц быстро восстанавливаться после нагрузок повседневной жизни. Известно, что с годами физическое состояние человека ухудшается. Причиной этого является недостаток двигательной активности, сопровождающий старение. Силовые упражнения помогают предотвратить негативные возрастные изменения в организме. Многие люди разочаровались в силовых упражнениях, так как занимались по неэффективным программам.

Плюсы силовых тренировок

Нормализация массы тела, снижение % жира.

Активизация метаболизма.

Усиленное сжигание калорий на тренировках.

Усиленное сжигание калорий после тренировок.

Уменьшение артериального давления – для людей, страдающих гипертонией.

Сокращение риска развития диабета.

Стабилизация уровня липидов в крови.

Сокращение риска развития остеопороза.

Увеличение содержания минеральных веществ в костях.

Укрепление сухожилий и связок как в структурном, так и в функциональном отношениях.

Отличная физическая форма.

Сокращение риска травматизма.

Двигательная активность.

Правильная осанка.

Привлекательная внешность.

Развитие самоуважения.

Задача фитнес-тренера – разобраться в структуре скелетных мышц и составить эффективную программу, построив крепкий мост между теорией и практикой.

Когда нервная система посылает команду двигательной единице на сокращение, одновременно реагируют все мышечные волокна данной двигательной единицы, т. е. действует закон «все или ничего».

Однако иннервация одной двигательной единицы не ведет к возбуждению всей мышцы. Если бы это было так, то мы просто не могли бы контролировать свои движения. В одной мышце сотни двигательных единиц, иннервирующих от нескольких мышечных волокон до тысяч. Чтобы понять, почему в одном случае возникает большая сила, а в другом маленькая, важно четко разграничить понятия двигательной единицы и мышцы.

Величина силы зависит от двух факторов:

– количество возбужденных двигательных единиц;

– частота их возбуждения.

Двигательные единицы состоят из волокон определенного типа, для каждого из них характерен определенный механизм обмена веществ. Помните, что каждая мышца тела – это огромное количество двигательных единиц. Если нагрузки на эти единицы окажутся недостаточными или некоторые участки мышцы останутся незадействованными, ваша программа будет неэффективной.

Двигательные единицы делятся на три типа по следующим характеристикам:

– скорость сокращения;

– возможная величина силы;

– подверженность утомлению.

Быстросокращающиеся волокна

Быстросокращающиеся волокна способны быстро синтезировать энергию для совершения быстрых, интенсивных сокращений. Биохимические и физические характеристики этих волокон таковы, что они могут выполнять высокоинтенсивную кратковременную работу, обеспечивающую энергией практически на 100% за счет анаэробного метаболизма. Двигательные единицы этого типа развивают большую силу, причем в два раза быстрее, чем медленносокращающиеся мышцы. Волокна этого типа возбуждаются длинными двигательными нейронами, быстро проводящими импульс. Двигательная единица обычно включает от 300 до 500 мышечных волокон или более. В них содержится много высокоактивного аденозинтрифосфата (миозинового аденозинтрифосфата) – фермента, расщепляющего АТФ (реакция сопровождается выделением энергии, необходимой для сокращения мышцы). Другая важная составляющая – быстрое сокращение и столь же быстрое расслабление. Эти волокна имеют большие запасы АТФ и ФК, а также высокоактивных ферментов, позволяющих катализировать процесс гликолиза. Итак, указанные характеристики позволяют волокнам развивать большую силу, причем очень быстро. У волокон этого типа низкий аэробный потенциал, о чем свидетельствуют небольшие запасы внутримышечного триглицерида, низкая плотность капилляров и митохондрий, низкая активность аэробных ферментов. Однако их можно укрепить, сделав более выносливыми. Добиться этого можно интервальными тренировками, способствующими тренировке анаэробного механизма. В основном они работают на анаэробном источнике АТФ, у них практически не развит аэробный механизм генерации АТФ, поэтому они подвержены быстрому утомлению. Следовательно, быстросокращающиеся волокна рассчитаны на тяжелые, но кратковременные нагрузки длительностью от нескольких секунд до нескольких минут.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.