Морфофункциональные особенности воздействия различных типов упражнений

При организации занятий оздоровительной направленности можно использовать многие упражнения, хотя при различном

подборе задачи оздоровления будут решаться по-разному. В связи с этим важно определить принципиальные различия их воздействия на морфофункциональное состояние организма. С этой позиции условно можно выделить четыре типа упражне­ний: растягивающие, аэробные, силовые, смешанные.

Растягивающие упражнения

При выполнении растягивающих упражнений (так называе­мой стретч-тренировке) основному воздействию подвергаются мышцы, их оболочки (фасции), сухожилия, связки и суставные сумки. Всю эту группу для краткости назовем соединительно­тканным образованием (СТО) и отметим, что именно оно и ли­митирует гибкость человека.

СТО состоит из двух типов волокон — коллагеновых и эластовых. Их соотношение различно - именно от этого зависят эластические свойства СТО.

Строение коллагена и эластина — сходное, однако коллагеновые волокна плотно склеены водородными связями, а пучки эластовых волокон образуют сетчатую структуру.

С возрастом и при иммобилизации суставов изменяется хи­мический состав СТО, происходят кальцинация и дегидратация (потеря жидкости). Это приводит к увеличению числа водород­ных связей, т.е. к снижению эластических свойств.

Среди особенностей мышц, существенных с точки зрения применения стретч-упражнений, следует отметить их способ­ность изменять длину в покое путем увеличения или уменьше­ния числа саркомеров под воздействием этих упражнений. Важ­нейшими морфологическими элементами мышц при выполне­нии растягивающих упражнений являются проприорецепторы (внутримышечные и суставные чувствительные элементы). Сре­ди них различают: интрафузальные мышечные волокна, тельца Гольджи (сухожильные органы), тельца Паччини, 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 возможно при регулярном растягивании. Однако этому 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, сгибательный (миотатический) рефлекс и гамма- регуляция тонуса интрафузальных мышечных волокон.

Иными словами, использование в тренировке рефлексов спин­ного мозга облегчает задачу растягивания СТО путем ослабления рефлекторного напряжения мышц. Это достигается с помощью:

достаточно длительного удержания мышцы в растянутом состоянии;

напряжения мышцы-антагониста во время растягивания;

поочередного напряжения и расслабления мышцы в рас­тянутом состоянии;

вибрации мышцы при ее растягивании;

произвольных усилий по расслаблению растягиваемой мышцы.

При использовании каждого из этих способов активизируют­ся те или иные механизмы ослабления стретч-рефлекса, которые лежат в основе методов стретчинга.

Срочные эффекты растягивания

Интенсивная проприорецепторная импульсация (с чувстви­тельных элементов мышц и сухожилий) приводит к повышению t опуса подкорковых образований головного мозга, вызывающих комплекс реакций в организме, сходных с теми, что возникают при выполнении различных динамических упражнений и мас­саже.

Локальное раздражение нервных окончаний способствует активизации процессов метаболизма в растягиваемых мышцах и соединительных тканях.

Стретч-тренировка (как и любая тренировка) воздействует на процессы синтеза РНК, белков и репарационные процессы в ДНК различных органов и тканей.

Если стретчинг сопровождается болевыми ощущениями или сочетается с силовыми упражнениями, то интенсивный гор­мональный ответ и выделение нейромедиаторов будет способ­ствовать мобилизации жировых депо.

Чередование напряжения и Расслабления мышц в некото­рых видах стретчинга может рассматриваться как своеобразная тренировка способности к произвольному регулированию мы­шечного напряжения и расслабления, т.е. как совершенствование координационных способностей.

Отставленные эффекты растягивания

Различают два аспекта стретч-тренировки: 1) развитие гибко­сти; 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). Растягивающее воздействие на коллаген ускоряет процесс деградации белковых молекул, из которых он состоит, и через сложную цепочку биохимических реакций воздействует на геном коллагеновых волокон, ускоряя синтезирующие процессы. Таким образом, ускорение процессов деградации и синтеза активизирует «кругооборот белка», что, как предполагается, увеличивает содержание увлажнителей и умень­шает число водородных связей — т.е. снижает степень «склеенности» коллагеновых волокон между собой. Это повышает эла­стичность (растяжимость) коллагена. Это же воздействие увели­чивает процентное содержание в мышцах и суставах эластина и уменьшает число минеральных включений (кальция) — что также повышает общую эластичность СТО.

Среди других оздоровительных эффектов растягивающих упражнений выделяют:

снятие мышечных «зажимов»;

снижение и ликвидацию мышечных болей после нагрузок и даже после травм в период реабилитации;

уменьшение болезненности менструаций;

профилактику гипокинезии у пожилых людей;

нормализацию состава и массы тела.

Аэробные упражнения

К числу аэробных могут быть отнесены разнообразные ци­клические (бег, плавание, велоезда, гребля и др.) и ациклические (танцы, спортивные игры и др.) виды упражнений, в которых энергообеспечение осуществляется в основном аэробным путем. Следует учесть, что понятие «аэробное упражнение» — весьма условно: с одной стороны, не существует упражнений, энерго­обеспечение в которых осуществляется только за счет аэробных механизмов; 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 смысме даже спринтерский бег, вольные упражнения в гимнастике, композиции в спортивной аэробике и другие упражне­ние несмотря на высокую интенсивность и относительную непродолжительность, могут быть отнесены к разряду аэробных, так как при их выполнении внутри мышц достаточно кислорода для нормального функционирования аэробных механизмов энергообеспечения.

Морфология и функционирование 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 находятся внутри мышц) и аэробным (при котором требуется доставка к мышечным волокнам кислорода и энергетических субстратов — сжигаемых веществ). Таким образом, в процессе аэробного энергообеспечения участвуют системы транспорта, типизации, а также управления и обеспечения (ЦНС, гормональная, водно-солевого баланса, терморегуляции и др.).

Основными элементами системы транспорта являются легкие, сердце, сосуды, кровь, запасы гликогена в печени и жира в жировых депо; а системы утилизации — митохондрии миокарда и мышц, внутриклеточные запасы кислорода (в связи с миоглобином), гликогена, жиров.

В начале любых аэробных упражнений в качестве источника энергии используются запасы креатинофосфата (КрФ) в мыш­цах. Практически мгновенно (в течение 1—2 с) развертываются системы внутриклеточного дыхания, для которых кислород до­ставляется из миоглобина мышечных клеток и гемоглобина ка­пиллярной крови. Этих источников энергии хватает на 10—30 с; и течение этого времени — под воздействием ЦНС, гормональ­ной системы и сигналов с сосудистых хеморецепторов - посте­пенно интенсифицируется работа систем транспорта кислорода к мышцам и мобилизуются внеклеточные запасы углеводов и жиров. Таким образом, говорить о том, что в начале аэробных упражнений мышцы испытывают дефицит кислорода или суб­стратов, некорректно.

После периода врабатывания (2—4 мин), в течение которого достигаются требуемая интенсивность и сбалансированность функционирования всех систем аэробного энергообеспечения, наступает устойчивое состояние организма. Оно может под­держиваться достаточно долго, если интенсивность работы не превышает анаэробного порога (АП) — т.е., когда сохраняется баланс между скоростью продукции анаэробных метаболитов (диктата, ионов водорода) в быстрых мышечных волокнах и их удалением.

При более высокой интенсивности накопление анаэробных продуктов становится причиной возникновения утомления. В связи с этим для продолжения тренировки требуется активный отдых — временно интенсивность оказывается ниже анаэроб­ного порога. 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 аэробной тренировки

При интенсивности ниже АП пропорционально нагрузке уве­личиваются: легочная вентиляция, потребление кислорода, ча­стота сердечных сокращений: повышаются температура тела, ар­териальное давление, потоотделение. В кровь в небольшом объ­еме выбрасываются гормоны и нейромедиаторы симпатоадреналовой и глюкокортикоидной систем, увеличивается 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 становятся пре­имущественным источником энергообеспечения, в крови нака­пливаются молочная кислота и другие метаболиты; происходит интенсивное потоотделение, значительно возрастает легочная вентиляция — за счет увеличения частоты дыхания; ЧСС и по­требление кислорода могут достигнуть максимума.