Адаптация мышц к аэробным тренировкам

Иванова Э. Н., Липатова И. Ф., Сорокина О.Г.

Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова,

Чебоксары, Россия

Выносливость спортсмена в значительной мере зависит от физиологических особенностей его мышечного аппарата, которые, в свою очередь, определяются специфическими структурными и биохимическими свойствами мышечных волокон.

Как известно, мышечные волокна человека относятся к двум основным типам: медленным (I) и быстрым (II). Среди быстрых волокон выделяют два вида: окислительно-гликолитические (II-А) и гликолитические (II-В). Медленные волокна лучше, чем быстрые, приспособлены к длительным, относительно несильным повторным сокращениям с преимущественно аэробным типом энергопродукции, характерным для выполнения упражнений на выносливость.

Отличительной особенностью композиции мышц у выдающихся представителей видов спорта, требующих проявления выносливости, является относительно высокий процент медленных волокон, составляющих их мышцы. При этом между процентом медленных волокон и МПК существует прямая связь. Вместе с тем при одинаковом проценте медленных волокон МПК у спортсменов выше, чем у неспортсменов.

В основе этого могут быть две причины. Во-первых, преобладание медленных волокон в мышцах может быть врожденным, генетически предопределенным. Человек с такими особенностями мышечного аппарата имеет предпосылки к достижению высокого результата именно в видах спорта, требующих наиболее активного участия медленных ("выносливых") волокон. Во-вторых, увеличение процента медленных волокон является следствием тренировки выносливости и происходит за счет соответствующего уменьшения числа быстрых волокон.

В процессе тренировок на выносливость в скелетных мышцах спортсмена происходят изменения, связанные с повышением аэробных возможностей организма. Наиболее характерными эффектами тренировки выносливости являются повышенные ёмкость и мощность аэробного метаболизма рабочих мышц. Главные биохимические механизмы этих эффектов:

- увеличение содержания и активности специфических ферментов аэробного метаболизма;

- увеличение содержания миоглобина;

- повышение содержания энергетических субстратов – мышечного гликогена и липидов;

- усиление способности мышц окислять и углеводы, и особенно жиры.

В скелетных мышцах у спортсменов, тренирующих выносливость, преобладают медленные мышечные волокна (до 80-90%). Рабочая гипертрофия протекает по саркоплазматическому типу, т.е. за счёт роста объёма саркоплазмы. В ней накапливаются запасы гликогена, липидов, миоглобина, становится богаче капиллярная сеть, увеличивается число и размеры митохондрий. Мышечные волокна при длительной работе включаются посменно, восстанавливая свои ресурсы в моменты отдыха.

Тренированный человек во время аэробной работы получает относительно больше энергии за счёт окисления жиров и соответственно меньше за счёт окисления углеводов по сравнению с нетренированным. Это находит отражение в более низком дыхательном коэффициенте при работе одинаковой мощности у тренированных лиц по сравнению с нетренированными. Значение такого субстратного сдвига в сторону преимущественного использования жиров состоит в сохранении более ограниченных запасов углеводов. Чем выше окислительная способность мышц, тем больше «жировой сдвиг», тем меньше расходуется дефицитный мышечный гликоген и тем дальше отодвигается механизм утомления.

Уменьшение использования углеводов приводит к снижению лактата в мышцах. Концентрация лактата в артериальной крови у спортсменов ниже, чем у неспортсменов, при одинаковой аэробной нагрузке. У выносливых спортсменов обнаруживается усиленная утилизация образующейся в мышцах молочной кислоты. Этому способствует повышенный аэробный потенциал всех мышечных волокон и особенно высокий процент медленных мышечных волокон, а также увеличенная масса миокарда. Медленные мышечные волокна, как и миокард, способны активно использовать молочную кислоту в качестве энергетического субстрата.

У спортсменов, тренирующих выносливость, повышен аэробный потенциал скелетных мышц, благодаря чему мышцы у них продуцируют меньше молочной кислоты, так как в большей степени используется аэробный путь энергообразования.

Повышенная плотность капилляров мышц увеличивает поверхность диффузии и укорачивает путь, который должны пройти молекулы из кровеносных сосудов в мышечные клетки, что способствует повышению аэробной мышечной работоспособности, обеспечивает большую емкость кровотока в рабочих мышцах и облегчает передачу энергетических веществ (прежде всего кислорода) через капиллярно-клеточные мембраны. Отсюда понятно, почему у спортсменов-стайеров максимальный мышечный кровоток и значительно выше капиллярная диффузионная способность, чем у неспортсменов и спринтеров.

Таким образом, тренировка выносливости не только повышает аэробные возможности (МПК), но и развивает способность выполнять длительные аэробные нагрузки без значительного увеличения содержания молочной кислоты в крови. Это один из важнейших механизмов, повышения выносливости у спортсменов, специализирующихся в циклических упражнениях относительно большой продолжительности.