Морфо-функциональные особенности воздействия различных упражнений

     Организовывать занятие оздоровительной направленности можно с использованием многих упражнений, хотя задача оздоровления будет решаться по-разному при различном подборе их. Поэтому важно определить принципиальные различия их воздействия на морфо-функциональное состояние организма. С этой позиции условно можно выделить четыре типа упражнений: растягивающие, аэробные, силовые, смешанные.


Растягивающие упражнения


     Для понимания смысла растягивающих упражнений и получаемых при этом эффектов оздоровления важны сведения об опорно-двигательном аппарате (ОДА) и механизмах, обеспечивающих его функционирование.
     При растягивающих упражнениях (так называемой стретч-тренировке) основному воздействию подвергаются мышцы, их оболочки, фасции, сухожилия, связки и суставные сумки суставов. Всю эту группу для краткости назовем соединительно-тканным образованием (СТО) и отметим, что именно они в большинстве своем и лимитируют гибкость человека.
     СТО состоят из двух типов волокон: коллагеновых и эластновых, которые содержатся в структуре в разном соотношении и именно от него и зависят эластические свойства самого СТО.
     Строение коллагена и эластина — сходное: они состоят, как и мышцы, из пучков волокон, однако в коллагене волокна плотно склеены водородными связями, а в эластине те же пучки соединены в сетчатую структуру.
     С возрастом и при иммобилизации суставов меняется химический состав СТО, происходит их кальцинация и дегидратация (потеря жидкости). Это приводит к увеличению числа водородных связей, т. е. снижению эластических свойств.

     Среди особенностей мышц, существенных с точки зрения стретч-упражнений, следует отметить способность изменять длину покоя путем увеличения или уменьшения числа саркомеров под воздействием упражнений на растягивание. Важнейшими морфологическими элементами мышц, играющими существенную роль при упражнениях на растягивание, являются проприорецепторы (внутримышечные и суставные чувствительные элементы). Среди них различают: интрафузальные мышечные волокна, тельца Гольджи (сухожильные органы), тельца Пач-чини, Руффини, свободные нервные окончания.
     Для понимания методов стретч-тренировки весьма важны сведения о механизмах функционирования ОДА и, в частности, о рефлексах спинного мозга. Важность этих сведений объясняется следующим.
Улучшение растяжимости СТО мышц и суставов возможно при их регулярном растягивании. Однако растягиванию СТО препятствует рефлекторное сокращение мышечных волокон, которое вызывается стретч-рефлексом и сопровождается болевыми ощущениями. Частичное ослабление стретч-рефлекса возможно за счет использования таких рефлексов спинного мозга как реципрокное (взаимосочетанное перекрестное) торможение мышц-антагонистов при активизации агонистов, сгибательного рефлекса (миотатический рефлекс) и гамма-регуляции тонуса интрафузальных мышечных волокон.
     То есть использование в тренировке рефлексов спинного мозга облегчает задачу растягивания СТО путем ослабления рефлекторного напряжения мышц. Это достигается такими способами, как: 1) удержание мышцы растянутой достаточно долго; 2) во время растягивания напряжение мышцы-антагониста; 3) поочередное напряжение и расслабление мышцы в растянутом состоянии; 4) вибрация мышцы при ее растяжении; 5) произвольные усилия по расслаблению растягиваемой мышцы. При каждом из этих способов активизируется тот или иной механизм ослабления стретч-рефлекса, которые лежат в основе методов стретчинга.
     Срочные эффекты растягивания:
1. Интенсивная проприорецепторная импульсация (с чувствительных элементов мышц и сухожилий) приводит к повышению тонуса подкорковых образований головного мозга, вызывающих комплекс реакций в организме, сходных с таковыми при выполнении различных динамических упражнений и массаже.
2. Локальное раздражение нервных окончаний способствует активизации процессов метаболизма в растягиваемых мышцах и соединительных тканях.
3. Тренировки стретчинга, как и любые тренировки, воздействуют на процессы синтеза РНК, белков и репарационные процессы в ДНК самых различных органов и тканей.
4. Если стретчинг сопровождается болевыми ощущениями или сочетается с силовыми упражнениями, то интенсивный гормональный ответ и выделение нейромедиа-торов будет способствовать мобилизации жировых депо.
5. Чередование напряжения и расслабления мышц при некоторых видах стретчинга может рассматриваться как своеобразная тренировка способности к произвольному регулированию мышечного напряжения и произвольному расслаблению мышц, т. е. как совершенствование координационных способностей.
     Отставленные эффекты растягивания:
     Различают два аспекта стретч-тренировки: 1) развитие гибкости и 2) получение оздоровительного эффекта за счет активизации различных механизмов воздействия на организм.
     Улучшение гибкости объясняется тем, что в мышечных волокнах увеличивается число саркомеров (волокно становится длиннее) и удлиняются статические стретч-рецепторы (статические интрафузальные волокна). Растягивающие воздействия на коллаген ускоряют деградацию белковых молекул, из которых он состоит, и через сложную цепочку биохимических реакций воздействуют на геном коллагеновых волокон, убыстряя синтезирующие процессы. Таким образом ускорение процессов деградации и синтеза увеличивает «кругооборот белка», что, как предполагается, увеличивает содержание увлажнителей и уменьшает число водородных связей — т. е. снижает степень «склеенности» волокон коллагена между собой. Это увеличивает эластичность (растяжимость) коллагена. Это же воздействие увеличивает процент содержания в СТО мышц и суставов эластина, становится меньше минеральных включений (кальция) — что также повышает общую эластичность СТО.
     Среди других оздоровительных эффектов растягивающих упражнений отмечаются: снятие мышечных «зажимов», снижение и даже ликвидацию мышечных болей после нагрузок и даже после травм в период реабилитации, уменьшение болезненности менструаций, профилактика гипокинезии пожилых людей, нормализация массы тела и ее состава.




Аэробные упражнения


     К аэробике может быть отнесен широкий класс циклических (бег, плавание, велоезда, гребля и др.) и ациклических (танцы, спортивные игры и др.) видов упражнений, в которых энергообеспечение производится в основном аэробным путем. Следует учесть, что понятие «аэробное упражнение» — весьма условно, т.к., с одной стороны, не существует упражнений, энергообеспечение в которых осуществляется только аэробными механизмами, а с другой — только в очень ограниченном количестве видов упражнений существуют условия затрудненной доставки кислорода к мышцам. Это — статические напряжения, упражнения с тяжелой штангой, некоторые действия в единоборствах. В этом смысле, даже спринтерский бег, вольные упражнения в гимнастике, композиции в спортивной аэробике и др., несмотря на их высокую интенсивность и относительную непродолжительность, могут быть отнесены к разряду аэробных упражнений, т. к. при их выполнении внутри мышц достаточно кислорода для нормального функционирования аэробного пути энергообеспечения.

Морфология систем аэробного обеспечения

     Аэробные упражнения, так же, как и другие, выполняются за счет сокращения мышц. Для этого требуется энергия, которая может поставляться двумя путями: анаэробным (все компоненты его находятся внутри мышц) и аэробным — при котором требуется доставка к мышечным волокнам кислорода и энергетических субстратов — сжигаемых веществ. Таким образом, в системе аэробного обеспечения выделяют системы транспорта, утилизации, а также управления и обеспечения: ЦНС, гормональная, водно-солевая, терморегуляции и др.
     Основными элементами системы транспорта являются легкие, сердце, сосуды, кровь, запасы гликогена в печени и жира в жировых депо. В системе утилизации это: митохондрии миокарда и мышц, внутриклеточные запасы кислорода (в связи с миоглобином), гликогена, жиров.

Функционирование аэробной системы энергообеспечения

     В начале любых аэробных упражнений в качестве источника энергии используются запасы креатинофосфата (КрФ) в мышцах. Практически мгновенно (в течение 1—2 сек) развертываются системы внутриклеточного дыхания, для которых кислород доставляется из миоглобина мышечных клеток и гемоглобина капиллярной крови. Этих источников энергии хватает на 10—30 секунд, в течение которых под воздействием ЦНС, гормональной системы и сигналов с сосудистых хеморецепторов постепенно интенсифицируется работа систем доставки кислорода к мышцам и мобилизуются внеклеточные запасы углеводов и жиров. Таким образом, говорить, что в начале аэробных упражнений мышцы испытывают дефицит кислорода или субстратов — некорректно.
     После врабатывания (2—4 мин), в течение которого достигается требуемая интенсивность и сбалансированность функционирования всех систем аэробного энергообеспечения, наступает устойчивое состояние, которое может поддерживаться достаточно долго, если мощность работы не превышает анаэробного порога (АП) — т. е., когда еще может поддерживаться баланс между скоростью продукции анаэробных метаболитов (лактат, ионы водорода) в быстрых мышечных волокнах и их удалением.
     При более высокой интенсивности накопление анаэробных продуктов является причиной возникновения утомления. Поэтому для продолжения тренировки требуется активный отдых — временное снижение интенсивности ниже анаэробного порога, после чего станет возможным снова интенсифицировать работу. Таким образом, АП — это «водораздел» между интенсивностью, с которой можно работать длительное время (как непрерывным, так и переменным методом) и интенсивностью, которая быстро приводит к утомлению.

Срочные эффекты аэробики

     При интенсивности ниже АП пропорционально нагрузке возрастают: легочная вентиляция, потребление кислорода, частота сердечных сокращений, температура тела, артериальное давление, потоотделение. В кровь в небольшом объеме выбрасываются гормоны и нейромедиаторы симпатоадреналовой и глюкокортикоидных систем, возрастает содержание сахара и жиров. В реакциях энергообеспечения используются, в основном, внутримышечные запасы энергии. Жировые депо мобилизуются незначительно.
     При интенсивности выше АП наблюдаются те же явления, но они выражены гораздо сильнее. Углеводы ставятся преимущественным источником энергообеспечения, в крови накапливается молочная кислота и другие метаболиты, происходит интенсивное потоотделение, значительно возрастает легочная вентиляция за счет увеличения частоты дыхания, ЧСС и потребление кислорода может достигнуть максимума.

Отставленные эффекты аэробики

     За счет увеличения производительности всех звеньев системы транспорта и утилизации кислорода улучшается выносливость. При этом неверно говорить, что лимитирующим фактором выносливости является центральное звено или периферическое звено — все элементы системы сонастроены. В то же время дальнейшее повышение выносливости может лимитироваться, например, сердцем, если оно имеет врожденные анатомические ограничения производительности. В этом случае повысить плотность капилляров и митохондрий в мышцах очень тяжело и производительность всей системы будет небольшой. Мышцы также могут лимитировать дальнейший прогресс выносливости в случае, например, недостаточной силы медленных мышечных волокон. Такие мышцы не будут создавать достаточного «кислородного запроса» и, следовательно, вся система не выйдет на индивидуально максимальный уровень функционирования.
     Под воздействием аэробной тренировки в отдельных системах и органах могут происходить следующие перестройки.
     Миокард: незначительно увеличивается объем полостей сердца, происходит гипертрофия мышечных стенок, улучшаются ионные процессы, повышается плотность митохондрий — все это улучшает сократимость миокарда и повышает максимальный сердечный выброс и устойчивость работы сердца при длительной мышечной нагрузке — т. е. увеличивает производительность сердца как насоса. Кроме этого увеличивается просвет коронарных сосудов, плотность капилляров, снижается реактивность миокарда на действие стрессоров.
     Сосудистая система: увеличивается просвет и эластичность магистральных и периферических сосудов, увеличивается плотность капилляров. Это способствует профилактике атеросклероза, улучшает обеспечение тканей кислородом, гормонами и питательными веществами.
     Кровь: немного увеличивается общий объем циркулирующей крови, гемоглобина и эритроцитов, улучшается кислородтранспортная функция.
     Мышцы: растет плотность митохондрий и капилляров, концентрация миоглобина, запасов гликогена, возникает незначительная гипертрофия медленных мышечных волокон. В целом такие перестройки увеличивают выносливость мышц при выполнении работы аэробного характера.
     Эндокринная система: аэробные упражнения способствуют незначительному увеличению веса и функциональной мощности некоторых желез, снижают их реакцию на выполнение умеренной мышечной работы, повышают способность поддерживать высокую функциональную активность в течение длительного времени, изменяют чувствительность тканей к гормонам, что способствует улучшению регуляции функций организма и обменных процессов.
    

Регулирующий эффект аэробных упражнений: выражается прежде всего в экономизации деятельности организма. Это обеспечивается совершенствованием окислительных процессов (увеличением количества митохондрий в различных органах и системах), регуляцией обмена веществ на всех участках и звеньях — от поступления до утилизации и выведения продуктов метаболизма, снижением интенсивности ответа тканей на действие гормонов и нейромедиаторов, снижением тонуса симпатической нервной системы и напротив — повышением тонуса парасимпатической системы.
     Считается также, что этот вид тренировки имеет некоторый антисклеротический эффект, понижая уровень холестерина и улучшая соотношение липопротеинов высокой и низкой плотности в крови.

     При оздоровительных формах занятий наблюдается незначительное снижение массы тела. Большей активности препятствует снижение основного обмена, повышение тонуса парасимпатической нервной системы и снижение реактивности на гормоны.

Силовые упражнения

     Силовые упражнения широко используются в оздоровительной гимнастике. Существуют целые системы, построенные в основном на применении силовых действий. Наиболее известны бодибилдинг, атлетическая гимнастика, изотон и др. Эффект силовой тренировки зависит от ряда факторов.

Строение нервно-мышечного аппарата

     Генерацию механической силы осуществляет так называемый нервно-мышечный аппарат (НМА), в состав которого входят нейроны двигательной зоны коры головного мозга, подкорковые образования головного мозга, нисходящие нервные пути, мотонейронный пул в спинном мозге, двигательные нервы, иннервируемые ими мышцы, проприорецепторы, осуществляющие обратную биологическую связь. Внутри каждого мышечного волокна имеются миофибриллы-органеллы, непосредственно осуществляющие укорочение мышцы под воздействием ионов кальция в присутствии АТФ — источника энергии мышечного сокращения.

Функционирование нервно-мышечного аппарата

     Произвольные движения начинаются при возбуждении нейронов головного мозга. Затем возбуждение передается к мотонейронному пулу спинного мозга, в котором возбуждается разное количество мотонейронов в зависимости от интенсивности возбуждающих сигналов из вышележащих отделов нервной системы. Каждый мотонейрон ин-нервирует некоторое число мышечных волокон (MB) определенного типа. Мелкие мотонейроны (с низким порогом возбуждения) — медленные мышечные волокна (ММВ). Крупные мотонейроны (с высоким порогом возбуждения) — быстрые мышечные волокна (БМВ). Такая особенность строения НМА обусловливает возможность задействовать для мышечного сокращения только часть MB данной мышцы. Другими словами, если не требуется максимальной силы или скорости сокращения, то организм «экономит» силы — движение выполняется за счет части имеющихся MB, в то время как остальные остаются неактивными. При этом имеется достаточно строгая закономерность: при слабых усилиях работают медленные MB, a быстрые MB вовлекаются в работу только при возрастании нагрузки или наступлении утомления. Эта закономерность нарушается при максимально быстрых или «взрывных» движениях, когда БМВ могут «срабатывать» даже раньше медленных.
     Таким образом, если упражнение выполняется медленно и против небольшого веса, то тренировке подвергаются в большей степени ММВ, а при быстрых движениях и максимальных нагрузках — БМВ.
Следует хорошо понимать разницу между спортивной и оздоровительной силовой тренировкой.
Спортивная силовая тренировка (ССТ) преследует цель увеличения силы мышц применительно к конкретному соревновательному упражнению как условия достижения максимального результата. Целью же оздоровительной силовой тренировки (ОСТ) является создание так называемого анаболического фона в организме, как условия оздоровительного эффекта. Совместно с этой основной целью могут решаться, например, задачи: повышение силы, увеличение или уменьшение веса тела, снижение жировых запасов, улучшение осанки и т. д. Однако, эти частные задачи не должны заслонять основное предназначение оздоровительной силовой тренировки — улучшение здоровья и самочувствия занимающихся.
     В методическом аспекте имеются следующие основные различия. При ССТ величина напряжения мышц и масса преодолеваемого груза — выше 60—70 % от произвольной максимальной силы (ПМ), часто используются высокая скорость или темп силовых упражнений. Это означает, что в большей мере воздействию подвергаются БМВ, — что и требуется для многих видов спорта. При ОСТ упражнения в большинстве случаев носят локальный характер (задействуют небольшую массу), напряжение не превышает 40—60 %, при правильной технике движение выполняется без расслабления мышц, соблюдается правило продолжения подхода «до отказа» — т. е. до наступления интенсивных болевых ощущений и значительного психического напряжения. Движения выполняются медленно, плавно. Основная цель таких упражнений - накопление в организме метаболитов и биологически активных веществ, — что запускает описанные выше перестройки, которые приводят к улучшению здоровья.
В то же время следует отметить, что в оздоровительной силовой тренировке развивающего характера, используемой чаще всего молодыми возрастными категориями занимающихся, применяются и те и другие типы упражнений, причем в большей мере ориентация необходима на опыт спортивной силовой тренировки, но в данном случае она оздоравливает.

Срочные эффекты ОСТ

1. Происходит активизация симпатоадреналовой системы, которая мобилизует энергетические и пластические ресурсы организма, в том числе подкожные и брыжеич-ные жировые депо.
2. Активизируется гипофизарно-половая система, обеспечивающая ускорение синтеза белков.
3. При правильной технике во время упражнения ЧСС, потребление кислорода, артериальное давление возрастают незначительно.
4. В крови, мышцах, других тканях накапливаются и длительно сохраняются метаболиты, гормоны, нейроме-диаторы, ферменты.
5. При правильной технике оказывается положитель ное нейрогенное и механическое воздействие на внутрен ние органы.

Полезная информация:
figura.inf.ua - При копировании материалов, активная ссылка на сайт обязательна!