Нервно-мышечная адаптация к силовой подготовке (стр. 2 )

Однако это не означает, что размер мышц не имеет значения для максимального потен­циала силы мышцы. Он играет исключительно важную роль, о чем свидетельствуют рекорды мира в тяжелой атлетике как у мужчин, так и у женщин (рис. 4.2). По мере возрастания весо­вых категорий (и, следовательно, размера мышц спортсменов) увеличиваются показатели рекор­дов в общей сумме поднятой массы. Следует отметить, что примеры проявления сверхчело­веческих усилий и исследования с участием жен­щин показывают, что механизмы, связанные с увеличением силы, чрезвычайно сложны и в настоящее время еще полностью не изучены. Как же объяснить увеличение силы в результа­те тренировок?

НЕРВНЫЙ КОНТРОЛЬ УВЕЛИЧЕНИЯ СИЛЫ

Важный нервный компонент объясняет, по крайней мере, некоторое увеличение силы в ре­зультате силовых тренировок. Эноке убедительно доказал, что увеличение силы может быть достиг­нуто без структурных изменений в мышцах, но не без нервных адаптации [10]. Следовательно, сила не является исключительно "собственностью" мышцы, а скорее — двигательной системы. Важ­ную роль в увеличении силы играет вовлечение двигательных единиц. Это объясняет большинство, если не все аспекты увеличения силы при отсут­ствии гипертрофии, а также эпизодические про­явления сверхчеловеческих усилий [26].

Вовлечение дополнительных двигательных единиц

Для процесса вовлечения двигательных единиц характерна асинхронность, они не вовлекаются в одно и то же время. Они контролируются целым рядом различных нейронов, способных передавать либо возбуждающие, либо угнетающие (ингибиру-ющие) импульсы (см. гл. 3). Сокращаются ли мы­шечные волокна или остаются расслабленными, зависит от суммации множества импульсов, кото­рые приняла двигательная единица в любое данное время. Двигательная единица активируется, а ее мышечные волокна сокращаются только тогда, когда поступающие импульсы превышают угнетающие импульсы и достигается порог возбуждения.

Увеличение силы может происходить вследствие вовлечения дополнительных двигательных единиц, действующих синхронно, которые облегчают про­цесс сокращений и увеличивают способность мыш­цы производить силу. Подобное улучшение струк­туры (паттернов) вовлечения может быть резуль­татом блокирования или сокращения (редукции) угнетающих импульсов, обеспечивающим одновре­менное активирование большого числа двигатель­ных единиц. По-прежнему неясно, обеспечивает ли синхронизация активации двигательных еди­ниц более мощное сокращение. Альтернативная возможность заключается в том, что для выполне­ния определенного задания вовлекается большее количество двигательных единиц, независимо от того, действуют они синхронно или нет.

Аутогенное торможение

Тормозные механизмы нервно-мышечной си­стемы, такие же, как и нервно-сухожильные ве­ретена, вероятно, необходимы для того, чтобы мышцы не могли произвести больше усилия, чем могут выдержать кости и соединительные ткани. Такой контроль получил название аутогенного торможения. При проявлениях сверхчеловеческих усилий очень часто значительно повреждаются

64

ве-1

именно эти структуры. Это говорит о том, что

тормозные механизмы были "обойдены".

В гл. З мы рассматривали функцию нервно-су­хожильного веретена. Когда растяжение (напря­жение) мышечных сухожилий и структур внут­ренней соединительной ткани превышает порог нервно-сухожильного веретена, мотонейроны дан­ной мышцы затормаживаются. Этот рефлекс на­зывается аутогенным торможением. Ретикулярная субстанция ствола мозга, а также кора головного мозга могут также инициировать и распростра­нять угнетающие (ингибирующие) импульсы.

Тренировка может постепенно редуцировать или нейтрализовывать эти угнетающие импуль­сы, позволяя мышцам достичь более высоких уровней силы. Таким образом, силу можно уве­личить, снизив торможение мотонейронов. Эта теория весьма привлекательна, поскольку объяс­няет проявление сверхчеловеческих усилий и уве­личение силы при отсутствии гипертрофии мышц. Однако как и любая другая теория, она должна пройти серьезную научную проверку, прежде чем получить признание.

Нервная активация и гипертрофия

Проведенные до настоящего времени иссле­дования, касающиеся силовой подготовки, пока­зывают, что начальное увеличение произвольной силы связано в основном с нервной адаптацией. Она включает:

• улучшенную координацию;

• улучшенное усвоение;

• повышенную активацию первичных двига­телей.

Вместе с тем долгосрочные изменения силы. скорее всего — результат гипертрофии трениро-? ванной мышцы или группы мышц [30]. Это ил-1 люстрирует рис. 4.3. Отметим, что были обнару­жены существенные исключения из этого заклю­чения. Результаты 6-месячного исследования, в котором участвовали спортсмены, занимавшиеся силовыми тренировками, показали, что нервная активация, а не гипертрофия была основным фак­тором, обусловившим увеличение силы во время наиболее интенсивных тренировок [21].

та^ На начальное увеличение силы в боль-т шей степени влияют нервные факторы, последующее долгосрочное увеличение силы почти исключительно — результат гипертрофии

ГИПЕРТРОФИЯ МЫШЦ

Если гипертрофия возникает вследствие сило­вой тренировки, что вызывает ее? Считают, что, по меньшей мере частично, ее возникновение обус­ловливает гормон тестостерон, поскольку одна из его функций — обеспечение мышечного развития (роста) (см. гл. 6). У мужчин наблюдается более значительное увеличение размера мышц по срав­нению с женщинами при занятиях одними и теми же программами силовой подготовки и даже на фоне одинакового относительного увеличения силы. Тестостерон — андрогенный гормон — ве­щество, обеспечивающее мужские половые при­знаки. Анаболические стероиды также являются

Модель Моритани и де Вриеса

Моритани и де Вриес предложили модель для объяснения увеличения силы вследствие как гипертрофии, так и нервной активации мышцы [27]. Модель позволяет определить от­носительный вклад гипертрофии и нервной ак­тивации в увеличение мышечной силы, что ил­люстрирует рис. 4.4.

Измеряется производство силы и интегри­рованной электромиографической (ИЭМГ) ак­тивации одновременно от минимального до

А Повышенная . активация

Рис. 4.4. Модель Моритани и де Вриеса для оценки прироста силы вследствие тренировок силовой на­правленности, обусловленного нервными фактора­ми (а)) и тем и другим (в). Данные Моритани и де Вриеса (1980):

1 — до тренировок; 2 — после тренировок

максимального уровня производства силы. ИЭМГ представляет собой интеграцию элект­рических импульсов, снятых с поверхности мышцы и, следовательно, уровень нервной активации мышцы. Если увеличение силы обусловлено исключительно нервными факто­рами, максимальная ИЭМГ-активация долж­на возрастать, чтобы объяснить увеличение производства силы или усилия (рис. 4.4,о).

В этом случае максимальная ИЭМГ-актива­ция повышается и большее число двигатель­ных единиц активируется, однако величина силы, производимой относительно отдельно­го мышечного волокна или двигательной еди­ницы, не изменяется. Если увеличение силы обусловлено исключительно мышечной гипер­трофией, повышение способности производить силу не сопровождается увеличением ИЭМГ-активации (рис. 4.4,6). Наиболее типичная ре­акция на силовую тренировку (рис. 4.4,<?), уве­личение производства усилия или силы обус­ловлено повышенной как нервной активацией, так и мышечной гипертрофией.

На основании данных рис. 4.4,в мы можем определить относительный вклад нервных фак­торов (НФ) и мышечной гипертрофии (МГ). Точка А — начальное максимальное производ­ство силы мышцей, точка Б— максимальное производство силы после силовой трениров­ки, точка В — сила на кривой после трениров­ки, где должна произойти максимальная акти­вация до тренировки. Относительный вклад МГ и НФ можно определить следующим образом:

МГ=

Б-а / в-а х100%

НФ=

В-б / В-А х100%

где В — А — общее увеличение способности производить силу; Б — А — вклад гипертро­фии; В — Б— вклад повышенной активации.

Используя эту модель, Моритани и де Вриес показали, что 8-недельные силовые тренировки (с постепенным увеличением сопротивления) привели к различным адаптационным реакци­ям у пяти молодых (средний возраст 22 года) и у пяти пожилых мужчин (средний возраст 70 лет) [28]. У пожилых мужчин увеличение силы вслед­ствие 8-недельных тренировок в основном было обусловлено нервной активацией. У молодых мужчин в первые 4 недели доминирующей была нервная активация, а в последние 4 недели — гипертрофия. Это свидетельствует о том, что способность увеличивать размер мышц может снижаться с возрастом.

андрогенными гормонами. Хорошо известно, что большие дозы анаболических стероидов в сочета­нии с силовыми тренировками приводят к значи­тельному увеличению мышечной массы (см. гл. 14).

Хотя тестостерон играет главную роль в ги­пертрофии, сам по себе он не определяет степень гипертрофии вследствие силовых тренировок.

В частности, его концентрация в крови имеет низ­кую степень корреляции с величиной мышечной гипертрофии, обусловленной тренировками. У некоторых женщин наблюдается значительная гипертрофия вследствие силовых тренировок, тог­да как у других размер мышц практически не из­меняется. Существует предположение, что у пер-

66

вых более высокое соотношение между тестосте-роном и эстрогеном, которое и обусловливает уве­личение мышечной массы.

Как увеличивается размер мышц? Существует два типа гипертрофии: кратковременная и долго­временная. Первая представляет собой "накачи­вание" мышцы во время единичной физической нагрузки. Это происходит, главным образом, вслед­ствие накопления жидкости (отека), поступающей из плазмы крови, в интерстициальном (межуточ­ном) и внутриклеточном пространстве мышцы. Кратковременная гипертрофия, как видно из ее названия, длится недолго. Жидкость возвращает­ся в кровь в течение нескольких часов после фи­зической нагрузки.