Характеристика наиболее распространенных заболеваний и старения человека
|
Скачать 1.73 Mb.
|
|
^ ЗАБОЛЕВАНИЙ И СТАРЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА Все известные виды оздоровительной физической культуры разрабатывались как средство профилактики наиболее опасных заболеваний: ишемической болезни сердца, атеросклероза и даже рака, а также профилактики преждевременной старости. Для того чтобы понять причины этих заболеваний и пути их профилактики, приведем механизмы их возникновения. Далее рассмотрим физиологию оздоровительных видов физической культуры и наиболее рациональные методы их применения. ^ Более 50% случаев смерти связано с заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Наиболее распространенным диагнозом здесь является ишемическая болезнь сердца, связанная с болевыми ощущениями в сердце. Недостаточное кровоснабжение миокарда вызывает болевые ощущения (стенокардия). Нарушение кровоснабжения, как правило, связано с атеросклерозом. Атеросклероз характеризуется образованием в стенке крупных артерий инородных тел, содержащих остатки поврежденных клеток, соединительной ткани, липидов, холестерина и др. Размеры этих склеротических образований могут быть так велики, что они начинают перекрывать просвет сосудов, а при резком увеличении скорости кровотока может происходить их отрыв, перемещение с током крови. В узком месте, например в артериолах, может произойти закупорка сосуда, потеря кровоснабжения части тканей с последующим их некрозом (омертвением). Если это происходит в мышце сердца, то имеем случай инфаркта миокарда. В возникновении атеросклероза имеют значение следующие факторы: - питание с повышенным содержанием животного жира и холестерина: - курение;
Однако для профилактики ишемической болезни сердца, атеросклероза надо понимать суть механизма его возникновения. Сейчас считается общепризнанным, что истинной причиной возникновения атеросклероза является отрыв большого числа клеток эндотелия - внутреннего слоя сосуда. Очевидно, что такое явление может иметь место только в ткани с нарушенным пластическим процессом. Продолжительность жизни нормальной эндотелиальной клетки варьирует от 100-180 суток. Первопричиной нарушения пластических процессов в эндотелии, очевидно, является нарушение баланса гормонов в крови, что, в частности, влияет на углеводно-жировой обмен в клетках всего организма, а в эндотелии может усилить срыв клеток и привести к ускоренному проникновению -липопротеинов низкой плотности внутрь стенки артерий. Лучшим подтверждением важности гормонов в происхождении атеросклероза является факт усиления этого заболевания у пожилых людей, у которых резко снижается деятельность эндокринной системы. Таким образом, наилучшим средством оздоровительной физической культуры должны быть такие упражнения, которые приводят к значительному повышению концентрации гормонов по ходу упражнений и в период восстановления. Рак Заболевание раком приводит к гибели человека. Всего 23 % от общего числа смертных случаев. Рак связан с опухолями - избыточным разрастанием (гиперплазией) какой-либо ткани, в которой клетки утратили свою обычную специфическую функцию и форму. Различают доброкачественные и злокачественные опухоли. Доброкачественные опухоли растут и раздвигают (сжимают) окружающие ткани, злокачественные - проникают в окружающие ткани и разрушают их. Злокачественные опухоли чаще поражают людей пожилого возраста. Факторами, вызывающими раковые заболевания, являются: - канцерогенные (химические) вещества; - излучения (ультрафиолетовые, ренгеновские и др.);
Перечисленные вещества или излучения действуют на ДНК - наследственный аппарат клетки, приводят к изменению ее строения, нарушению естественной функции клетки. Важное значение в профилактике раковых заболеваний имеет иммунная система, компоненты которой могут распознавать чужеродные белки и уничтожать их. Ослабление иммунной системы с возрастом становится основной причиной роста вероятности возникновения раковых заболеваний. Физические упражнения изменяют функциональное состояние клеток, увеличивается концентрация гормонов в крови, поэтому после тренировки усиливаются процессы синтеза и катаболизма. Происходит обновление внутренних структур клетки, в том числе происходит обновление молекул ДНК. Следовательно, из наследственной информации могут постепенно устраняться возможные повреждения. Эти представления находят свое подтверждение в исследованиях ученых, которые показали, что лица, занимающиеся физической культурой два раза в неделю по 30-60 мин, заболевают раком на 60% меньше, чем нетренирующиеся. Увеличение количества занятий аэробными упражнениями не приводит к дальнейшему снижению вероятности заболевания раком. Таким образом, выполнение физических упражнений, активизирующих деятельность эндокринной системы, усиливающих самообновление внутренних структур клеток, генетического aппaрата (ДНК) является средством профилактики раковых заболеваний. Старение Жизнь человека состоит из трех основных периодов: периода развития (роста), репродуктивного периода и периода старения. Закономерное изменение тела и его функций привело ученых к пониманию зависимости процесса развития и старения от генетического аппарата человека. Экспериментально были обнаружены структурные, возрастные изменения в хроматине - наследственной информации различных клеток. Это приводит к изменению, а с возрастом к уменьшению трансляционной активности (самообновления клетки). Преждевременное старение наблюдается в случае болезни - прогерии и синдрома Вернера. Они вызваны мутациями, изменениями генетического аппарата клеток. При этом заболевании уже в возрасте 6-9 лет начинают появляться признаки старения: седеют волосы, появляются морщины и др. Отсюда следует возможность продления репродуктивного периода и замедления старения путем улучшения функции генома. Улучшение функции генома достигается путем медицинской гормональной коррекции, а значит, можно заниматься профилактикой путем применения физических упражнений, приводящих к значительному изменению концентрации гормонов в крови. Таким образом, ключей к профилактике во всех рассмотренных случаях является управление деятельностью эндокринной системы с помощью физических упражнений. В отличие от искусственного введения гормонов в организм, когда невозможно создать необходимый баланс и последовательность появления гормонов в крови, образование гормонов в ходе физических упражнений и восстановления создает необходимую для человека "игру" гормонов в крови в соответствии (в согласии) с его природой. Поэтому все виды оздоровительной физической культуры следует рассматривать с точки зрения способности их вызвать "игру" гормонов в крови. Заключение Анализ этиологии смертельных заболеваний показал, что в основе их профилактики лежит повышение потенциальных возможностей эндокринной и иммунной систем, иногда говорят о повышении адаптационного резерва. В связи с этим основная задача теории оздоровительной физической культуры - разработка средств и методов физического воспитания, направленных на повышение функциональных возможностей эндокринной и иммунной систем. Объект исследования - практически здоровые люди зрелого продуктивного возраста. Предмет исследования - методы оздоровительной физической культуры и эффективность их воздействия на здоровье человека (на эндокринную и иммунную системы). Модель. Любая теория строится на основе введения идеальных элементов и структурных взаимосвязей между ними. В итоге формируется модель изучаемого объекта. В нашем случае модель - это функциональная модель организма человека, которая должна имитировать ход краткосрочных и долговременных адаптационных процессов в организме человека. Концептуальные модели таких моделей можно найти во многих монографиях. Для совершенствования модели, средств и методов физического воспитания в ТОФК должны решаться следующие задачи: - совершенствование концептуальных и математических моделей, имитирующих реакцию организма человека на выполнение физических упражнений;
^ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ОЗДОРОВИТЕЛЬНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ Анализ наиболее опасных видов заболеваний и процесса старения показал, что здоровье человека определяется состоянием наследственного аппарата клеток. Наследственный аппарат клеток управляет синтезом, пластическими процессами и подчиняется управляющим действиям гормонов. Следовательно, наивысшим оздоровительным эффектом обладают физические упражнения, приводящие к "игре" гормонов с большим выделением их в кровь из Желез эндокринной системы. Рассмотрим с этой точки зрения известные виды оздоровительной физической культуры. ^ Одним из наиболее популярных видов оздоровительной физической культуры является аэробика, в которой как средства используются циклические упражнения: бег, ходьба, велоезда и прочее. ^ Аэробные упражнения -один из наиболее изученных наукой видов физической активности. Особенностью циклических упражнений является участие в движении определенных, одних и тех же мышечных групп, которые последовательно напрягаются и расслабляются. На рис. 4 представлены зависимости затрат энергии (потребления кислорода) от скорости передвижения в виде бега или ходьбы у мужчины среднего роста и массы с очень высоким уровнем аэробных возможностей. С ростом потребления кислорода увеличивается частота сердечных сокращений (ЧСС), артериальное давление, например, при ЧСС = 150 уд/мин систолическое артериальное давление (САД) может составлять 150-190 мм рт. ст., а диастолическое (ДАД) - 70-90 мм рт. ст. Увеличение потребления кислорода связано с ростом скорости передвижения, а это значит с увеличением силы отталкивания, ростом силы сокращения мышц. Поэтому при низкой скорости, например, бега работает только малая часть мышечных волокон активных мышц. Эти мышечные волокна имеют много митохондрий, поэтому могут окислять жиры, и называются окислительми мышечными волокнами. Если подключаются к работе мышечные волокна с малым содержанием митохондрий, то в них идет анаэробным гликолиз (рис.5), они называются гликолитическими мышечными волокнами, т.е. образование из гликогена молочной кислоты (лактата – La и ионов водорода - Н+). Молочная кислота проникает в окислительные мышечные волокна и мешает окислять жиры, поэтому с ростом скорости все мышечные волокна переходят на окисление углеводов (лактата, глюкозы и гликогена). Ученые обнаружили это явление еще в 20-30-е годы XX века, поэтому появились рекомендации о применении аэробных упражнений для увеличения жирового обмена. Сжигание жира может происходить по ходу физического упражнения, если в работе принимают участие только окислительные мышечные волокна с нормальным кровоснабжением.  ^ потребления кислорода с ростом скорости ходьбы и бега  ^ На графике изменения лактата можно найти момент начала рекрутирования гликолитических мышечных волокон. Он получил название - аэробный порог (АэП). Затем, при достижении концентрации лактата 4 мМ/л или при обнаружении резкого ускорения накопления лактата находят анаэробный порог (АнП) или момент предельного динамического равновесия между продукцией лактата частью гликолитических мышечных волокон и потреблением его в окислительных мышечных волокнах, сердце и дыхательных мышцах. Концентрация норадреналина (точки) изменяется с ростом напряженности выполнения физического упражнения, с ростом психического напряжения Однако исследования 90-х годов показали, что в основном происходит окисление только тех жиров, которые накапливаются в мышечных волокнах в виде капелек. Запасов этих жиров хватает на 30-60 мин работы. Подкожный жир не успевает перейти в кровь и мышцу по ходу выполнения упражнения. Этот процесс имеет существенное значение  только во время восстановления, когда за 5-15 часов истраченные запасы жира в мышечных волокнах восстанавливаются (ресинтезируются) либо за счет жира и углеводов поступающих в кровь из пищи, либо за счет глюкозы крови и жира, вышедшего из подкожного жирового депо.Концентрация гормонов в крови, связанных с активностью гипофиза и симпатической нервной системой (соматотропин, тестостерон, адреналин, норадреналин и др.), нарастает по мере усиления психического напряжения. Психическое напряжение особенно возрастает при совместном действии нескольких факторов:
- достижение максимальной ЧСС, - достижение предельной частоты дыхания. Продолжительность выполнения упражнения зависит от заданной скорости бега. Например, на уровне АнП человек может непрерывно перемещаться 20-30 мин. При этом ЧСС составляет 140-170 и более уд/мин в зависимости от размеров сердца и уровня аэробных возможностей мышц. Концентрация гормонов при этом немного возрастает, но находится в пределах 50-100% уровня покоя. При предельном напряжении концентрация гормонов может возрастать в 10 и более раз. ^ "Бег от инфаркта" - основная цель занимающихся бегом трусцой. Методические пособия обычно утверждают, что бег с низкой интенсивностью (скоростью), точнее до скорости аэробного порога, связан с окислением жиров, более активной по отношению к покою работой сердца и сосудов. Далее, опираясь на эмпирический закон - "функция строит орган", делается утверждение, что аэробные упражнения должны улучшать состояние сердца и сосудов, а также уменьшать количество жира в теле. Однако исследования аэробных упражнений за последние 30 лет так и не выявили существенного положительного влияния аэробных упражнений на сердце, сосуды и жировую ткань. Тренировки с ЧСС 100-140 уд/мин, когда наблюдается максимальный ударный объем сердца (наибольший выброс крови за одно сокращение сердца - систолу), могут привести к постепенному удлинению миофибрилл в его мышечных волокнах, а именно, увеличивается количество саркомеров в миофибрилле. Поэтому в покое сердце начинает выбрасывать за один удар больше крови. Поскольку потребность в кислороде в состоянии покоя остается прежней, уменьшается ЧСС покоя. Этот показатель предлагают регистрировать и по нему оценивать состояние здоровья. Согласиться с этой точкой зрения нельзя, поскольку увеличение объема левого желудочка имеет значение для спортсменов, а для обычного человека важно состояние эндокринной и иммунной систем. Сосудистая система подвергается тяжелым испытаниям при беге с ЧСС 100-140 уд/мин, так как систолическое артериальное давление может возрастать до 160-200 мм рт.ст. Поскольку при низкоинтенсивном беге (или ходьбе) концентрация гормонов в крови повышается незначительно, процесс оздоровления сосудов идет очень медленно, например в годичном эксперименте при 3-разовой тренировке по 1 часу в неделю, так и не удалось снизить повышенное артериальное давление. Однако нет сомнения, что через 3-5 лет давление должно нормализоваться, это подтверждается практикой любителей бега. Таким образом, общепринятая методика оздоровительных аэробных упражнений является низкоэффективным средством оздоровления. Наиболее опасным для здоровья средством является бег при несоблюдении следующих правил.
стопы начинается обязательно с пятки, при этом нога в коленном суставе должна быть существенно согнута. Несоблюдение этого правила приводит к микротравмам в коленных, тазобедренных суставах, в позвоночнике (в Австралии исследователи содержали овец на бетонном полу и получили через год деформацию суставов ног). 3. Оптимальная нагрузка в беговой тренировке 3 раза в неделю по 30-60 мин, интенсивность бега -ЧСС = 100-140 уд/мин. В случае превышения нагрузки возможно истощение желез эндокринной системы, снижение иммунитета, перетренировка, что, конечно, недопустимо в оздоровительной тренировке. Существенный положительный результат дают любые аэробные упражнения для бывших спортсменов. Дело в том, что многие спортсмены имеют сердца со значительной гипертрофией миокарда, нарушением проводимости, нарушением кровоснабжения отдельных участков миокарда. Спортивное сердце характеризуется нарушением ритма в покое и при работе. Это явление усиливается при заболевании - интоксикации организма или при длительном прекращении занятиями физическими упражнениями. Регулярные тренировки в аэробном режиме активизируют деятельность всех клеток сердца, что приводит к усилению обмена веществ, временной нормализации пластических и метаболических процессов в сердце.  В тренировке нормального человека аэробные упражнения могут использоваться :- как средство для разогрева (повышения температуры тела) в разминке, - как средство увеличения скорости метаболизма, окисления углеводов или жиров в мышечных волокнах, - как средство для снижения массы тела, поскольку для компенсации истраченных во время тренировки жиров и углеводов могут тратиться запасы подкожного жира. При этом следует иметь в виду, что после тренировки человек испытывает сильное чувство голода, поэтому обычно идет прием пищи, содержащей углеводы и жиры. Далее поджелудочная железа выделяет инсулин в кровь, и этот гормон стимулирует синтез жира и гликогена в мышечных волокнах и в подкожной жировой ткани. Следовательно, снижения массы тела ожидать не приходится. Похудеть сможет лишь тот, кто будет соблюдать, диету, а именно после тренировки будет употреблять, низкокалорийную пищу (овощи, минеральную воду) в течение 10-24 часов. При такой диете можно ожидать и уменьшения мышечной массы. Оздоровительный эффект аэробной тренировки очень низкий, однако если отказаться от бега и в качестве средства выбрать ходьбу, велоезду или плавание, то хорошо подготовленные атлеты могут позволить себе 3 раза в неделю выполнять тренировочные упражнения длительностью 2-4 часа. Дело в том, что по мере развития утомления нарастает психическое напряжение, а значит, и выход гормонов в кровь. Следовательно, подготовка любителей к участию в марафонских соревнованиях может давать оздоровительный эффект, только надо соблюдать следующие правила: - нельзя использовать бег как средство подготовки на марафонскую дистанцию, поскольку это ведет к значительным повреждениям суставов, связок и мышц. Вместо бега надо использовать быструю ходьбу или велоезду, или бег на лыжах, или лыжероллерах; - не рекомендуется использовать длительную тренировку - более 2 часов, чаще 3 раз в неделю. Таким образом, аэробные упражнения являются низкоэффективным средством оздоровительной тренировки и могут использоваться как дополнительное средство при занятиях оздоровительной физической культурой. ^ Еще 30 лет назад бывшие спортсмены-гимнасты решили разработать оздоровительную систему гимнастических упражнений. Сначала аэробика была похожа на упрощенный комплекс художественной гимнастики, в котором было много упражнений, выполняемых с большой амплитудой, требующих большой гибкости. Комплексы разрабатывались с учетом следующих требований:
Джейн Фонда выпустила на видиокассетах множество комплексов, и за десять, лет проверки практикой идей аэробики выяснилось следующее. 1. Занятия аэробикой по 2-3 раза в неделю по 1,5-2 часа не способствуют снижению жировой массы в теле. При занятиях аэробикой в комплексе одни упражнения сменяются другими, т.е. работают одни мышцы, потом другие. Обычно смена одного упражнения другим связана с легким локальным утомлением, а это значит, небольшим локальным мышечным закислением. В случае закисления в мышцах останавливается (ингибируется) окисление жиров и начинается окисление углеводов (глюкозы крови или гликогена мышц). Следовательно, при занятиях аэробной гимнастикой не может быть, окисления жиров. Резкое снижение концентрации глюкозы в крови к концу тренировки вызывает через 30-60 мин восстановления очень сильное чувство голода. Бороться с ним практически невозможно, поэтому принимается пища и вместо окисления собственных жиров идет накопление жира за счет углеводов и жиров пищи. 2. Выполнение упражнений с большой амплитудой и интенсивностью связано с риском растяжений связок в тазобедренных, плечевых, коленных суставах, подворотом стоп. Особенно часто возникают травмы мышц, надрывы миофибрилл или даже целых мышечных волокон. Травмы возникают не только у подготовленных, очень много травм было у начинающих физкультурников. В конечном итоге Джейн Фонда пересмотрела средства, используемые в аэробике, и вместо средств художественной гимнастики стали применяться танцевальные упражнения. Даже в правила выполнения упражнений в спортивной аэробике были включены ограничения, например: - не разрешается выполнять, резкие движения с большой амплитудой, - не разрешается делать наклоны вперед с прямым туловищем и поворотами в этом положении, - не разрешается делать резкие движения головой, особенно сочетать наклоны с поворотами головой,
- упражнять мышцы живота подъемом прямых ног. Внешне такая аэробика стала больше походить на ритмические движения под музыку, т.е. танцы, с целью достижения ЧСС около анаэробного порога (130-160 уд/мин). Прошло еще 10 лет, и снова стало ясно, что комплекс чаще не дает изменений в массе тела. Поэтому начали появляться новые варианты типа степ-аэробики или слайд-аэробики. Эти виды упражнений стали вызывать более сильные ощущения локального утомления в мышцах разгибателях суставов ног. Однако, стали проявляться негативные последствия - боли в коленных суставах из-за их чрезмерной перегрузки. Таким образом, гимнастическая аэробика существенно преобразовывалась по мере ее становления. Главными причинами таких преобразований являются низкая эффективность и отсутствие научного обоснования этой методики оздоровительной физической культуры. Экономическая эффективность для индустрии здоровья также является важным фактором развития аэробики. ^ В начале XX века широкую популярность приобрели силовые упражнения для формирования телосложения и достижения высоких спортивных результатов во многих видах спорта. Наибольшего коммерческого успеха к концу XX века получила система Body Building, разработанная американскими специалистами, братьями Вейдер. Силовые упражнения рассматриваются ими как средство оздоровления и формирования красивого телосложения. Для понимания сущности этой системы необходимо сначала рассмотреть особенности реакции организма человека на выполнение силовых упражнений. ^ Сила - это способность человека преодолевать внешнее сопротивление, в частности инерционность звеньев тела, за счет мышечной активности. Мышцы человека состоят из мышечных волокон - клеток, в которых основными специфическими органеллами являются миофибриллы. Эти органеллы при возбуждении мышечного волокна начинают сокращаться с затратой энергии, заключенной в молекулах АТФ. Молекулы АТФ разрушаются и появляются молекулы АДФ и свободный фосфат (Ф). Внутри миофибрилл имеется также запас креатин-фосфата (КрФ), который при появлении АДФ и Ф отдает свою энергию для ресинтеза молекулы АТФ = АДФ+Ф+Энергия (от КрФ). При этом появляются свободные креатин (Кр) и фосфат (Ф), которые выходят в саркоплазму и начинают активировать анаэробный и аэробный гликолиз, а также липолиз. Заметим, что суммарная мощность I анаэробного, аэробного гликолиза и липолиза не превышает 50% мощности, которую могут демонстрировать мышцы при ресинтезе АТФ из запасов КрФ. При выполнении силового упражнения человек посылает из двигательной зоны коры головного мозга импульсы по аксонам (наиболее длинным веточкам нейронов головного мозга) в спинной мозг. В спинном мозге есть скопления других двигательных нейронов (мотонейронный пул). Каждое такое скопление нейронов связано своими аксонами, объединенными в нерв, с определенными мышцами. Каждый нейрон связан аксоном с группой мышечных волокон. Причем, как правило, малого размера нейроны связаны с небольшим количеством мышечных волокон данной мышцы (десятки или сотни), а самые крупные нейроны с тысячами мышечных волокон в той же мышце. Один мотонейрон спинного мозга и связанные с ним мышечные волокна получили название двигательная единица. Двигательная единица (ДЕ) - основной элемент управления мышцей. Такое строение нервно-мышечного аппарата порождает физиологический закон - рекрутирования (задействования) двигательных единиц и соответственно мышечных волокон. Закон рекрутирования двигательных единиц (мышечных волокон) играет ведущую роль в управлении активностью мышцы. Различают низкопороговые и высокопороговые двигательные единицы. Низкопороговые ДЕ имеют малого размера мотонейроны и окислительные (медленные) мышечные волокна, высокопороговые ДЕ - большие мотонейроны и гликолитические (быстрые) мышечные волокна. Таким образом, из коры головного мозга идут по аксону импульсы в мотонейронный пул. От количества поступающих в единицу времени импульсов становятся активными определенная часть мотонейронов - ДЕ. Например, при низкой частоте импульсации активными становятся нейроны малого размера, а при увеличении частоты импульсации становятся активными все более крупные мотонейроны. Известно, что при психическом напряжении около 80% от максимума активными становятся все мотонейроны, а следовательно, и все мышечные волокна данной мышцы. Предположим, что атлет выполняет разгибание ног в коленных суставах на тренажере. Сопротивление установлено такое, что атлет его преодолеть не может. В этом случае концы мышцы остаются неподвижными, но внутри мышцы идут биохимические процессы. Молекулы АТФ отдают свою энергию на создание напряжения в мышце, и если измерять степень натяжения сухожилий мышц, можно измерить силу тяга мышцы. Такой режим функционирования мышцы называется изометрическим - активность мышцы без изменения ее начальной длины. Заметим, что в этом случае мышца механической работы не совершает, так как работа А = сила * путь, а путь равен в данном случае нулю.Однако мышца тратит химическую энергию, которая преобразуется в микродвижения внутри миофибрилл и тепло. Примерно 50% химической энергии преобразуется в тепло. Если позволить мышце сокращаться с постоянной скоростью, то такой режим функционирования будет называться - изокинетическим. Это название не точное, поскольку понятие "кинетика" относится к силовым проявлениям, а для случая постоянства скорости корректнее подошло бы понятие "изокинематический" режим. Для случая выполнения упражнения с постоянным напряжением в мышце применяют понятие "изотонический" режим функционирования мышцы. В ходе выполнения обычных силовых упражнений скорость и сила сокращения мышц изменяются от нуля до некоторого максимума. причем режим сокращения мышц чередуется с уступающим (плиометричесим) режимом, когда активная мышца удлиняется под действием внешних сил и управляющих нервных команд из ЦНС. В целом такой смешанный режим функционирования мышц назвали ауксотоническим. Выше были приведены определения режимов, на языке физиологии в спортивной практике чаще используются понятия: - "статические" упражнения(изометрический режим функционирования мышц), - "динамические" упражнения (ауксотонический режим функционирования мышц),
^ Силовое упражнение представляет собой повторное выполнение однообразных двигательных действий с относительно низким темпом (1 цикл за 1-5 с) и значительным внешним сопротивлением (более 30% от максимального усилия). Заметим, что понятие "упражнение" часто используется как синоним целостного двигательного действия, например, подъем штанги из исходной позы и возвращение к ней. В этом случае последовательность однотипных упражнений называют серией. В этом пособии примем следующую терминологию: 1) двигательное действие (ДД) " целенаправленное управление звеньями тела с помощью мышц из исходной позы в конечную и обратно в исходную позу;
Эмпирические исследования показали, что с ростом внешнего сопротивления уменьшается максимально возможное количество подъемов снаряда, или, как это еще называют, повторный максимум (ПМ). Внешнее сопротивление, которое в двигательном действии можно преодолеть максимум один раз, принимают как показатель максимальной произвольной силы (МПС) данной мышечной группы в данном двигательном действии. Если МПС принять за 100%, то можно построить зависимость между относительной величиной сопротивления и повторным максимумом.  ^ произвольной силой (МПС) и повторным максимумом (ПМ). Верхняя кривая соответствует атлетам со 100% содержанием окислительных мышечных волокон (ОМВ), нижняя - с 80% содержанием гликолитических мышечных волокон При выполнении упражнения с интенсивностью 100% МПС атлет тратит в мышцах наличные запасы АТФ настолько, что для повторного двигательного действия их может не хватить. Если интенсивность снизить до 80%, то спортсмен может поднять груз 8-12 раз. В этом случае при первом двигательном действии активны все мышечные волокна, однако часть из них (20-30%) функционировали не в полную силу. Поэтому они тратят лишь малую долю энергии своих молекул АТФ. В паузе между подъемами активность мышцы снижается и, согласно правилу рекрутирования мышечных волокон, большинство мышечных волокон снижают свою активность, в них происходит частичный ресинтез истраченных запасов АТФ за счет КрФ. При повторном подъеме часть мышечных волокон, которые активировались со 100% интенсивностью теряют порядка 10% мощности, поэтому недостающую силу атлет находит в увеличении активности высокопороговых ДЕ. Раз от раза активность все более высокопороговых ДЕ растет, и в момент максимальной активизации всех ДЕ наступает ощущение невозможности подъема груза в очередной раз. В рассматриваемом случае на 8-12 подъемов тратится 25-40 с, поэтому в мышечных волокнах успевает истратиться до 50-80% КрФ. Ресинтез КрФ по ходу упражнения и в первые 90 с отдыха идет в ГМВ в основном за счет анаэробного гликолиза, т.е. с образованием лактата (La) и ионов водорода (Н+). Исчерпание запаса АТФ и увеличение концентрации ионов водорода являются главными причинами отказа или невозможности продолжения упражнения. Однако с помощью партнера, который будет слегка помогать поднимать штангу, атлет сможет поднять груз еще 1-2 раза. Это приведет к очень сильному психическому стрессу, натуживанию, длительной задержке дыхания, значительному снижению в мышцах запасов КрФ, а значит, к появлению большого количества свободного Кр, Н+, La. Выполнение силового упражнения с интенсивностью 40-60% МПС требует выполнения 30-50 повторений заданного двигательного действия. Физиологические механизмы примерно такие же, как в уже описанном случае. Однако большая продолжительность приводит к развертыванию аэробного гликолиза в окислительных мышечных волокнах (ОМВ) и анаэробного гликолиза в гликолитических мышечных волокнах (ГМВ). Значительное накопление в мышце ионов водорода стимулирует выход из лизосом в саркоплазматическое пространство ферментов, разрушающих белки. Поэтому начинаются значительные разрушения внутренних структур, таких, как миофибриллы, митохондрии, а также гормонов. Одновременно с этим начинают значительно интенсифицироваться дыхательные процессы и кровообращение. В экспериментах было неоднократно показано, что применение отягощений 40-60% МПС не дает какого-либо существенного эффекта в росте силы. При выполнении упражнений с интенсивностью 70-100% МПС ведущими являются ЦНС и опорно-двигательный аппарат (ОДА). Однако имеется ряд особенностей в работе дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Выполнение упражнений до отказа требует особой организации дыхания. Исследования показали, что наибольшую силу атлет показывает при задержке дыхания и натуживании, меньшую силу он может продемонстрировать при выдохе, но очень трудно поднимать тяжести в момент вдоха. Поэтому в одном двигательном действии мы встречаем следующую последовательность: короткий вдох в момент удержания веса или его опускания (уступающий режим функционирования мышц), задержка дыхания в момент сокращения и преодоления самого трудного участка траектории, выдох при снижении нагрузки на мышцы. Натуживание приводит к росту внутригрудного давления, сердце уменьшается в размерах до 50%. Это вызвано как изгнанием крови из полостей сердца, так и недостаточным ее притоком. В этот момент ЧСС растет из состояния покоя с 70 до 100 ударов - это без выполнения силового упражнения, а систолическое давление повышается до 175-200 мм рт. ст. Такое же высокое давление наблюдается сразу же после выполнения силового упражнения и относительно нормализуется через 1 -3 мин отдыха. Регулярные занятия силовыми упражнениями вырабатывают рефлексы, способствующие повышению артериального давления уже в состоянии покоя перед тренировкой и особенно перед соревнованиями, и составляют в среднем САД = 156, а ДАД = 87 мм рт. ст., причем у тяжеловесов давление может составлять САД = 170-180 мм рт. ст. ^ с артериями без каких-либо признаков атеросклероза. Не трудно представить ситуацию, когда околопредельные силовые упражнения начнет выполнять человек с атеросклеротичесими бляшками. Повышение давления, увеличение скорости потока крови может привести к отрыву склеротических бляшек, продвижении» их по сосудистому руслу, закупоркой артериол. В этом месте образуется тромб, ткани, находящиеся далее по руслу, перестают получать кровь, кислород и питательные вещества. Здесь начинается некроз - омертвление тканей. Если это происходит в сердце, то случается инфаркт. Более тяжелое состояние, как правило, со смертельным исходом случается, когда вместе с отрывом склеротической бляшки происходит разрыв стенки артерии. ^ Рост силы связан либо с совершенствованием процессов управления активностью мышцы, либо с ростом числа миофибрилл в мышечных волокнах. Увеличение числа миофибрилл приводит одновременно к разрастанию саркоплазматического ретикулума, а в целом это приводит к возрастанию плотности миофибрилл в мышечных волокнах, а затем к увеличению поперечного сечения. Изменение поперечного сечения может также быть связано с ростом массы митохондрий, запасов гликогена и других органелл. Заметим, однако, что у тренированного человека в поперечном сечении мышечного волокна миофибриллы занимают более 90%, поэтому основным фактором гипертрофии является увеличение числа миофибрилл в мышечных волокнах, а значит, рост силы. Таким образом, цель силовой подготовки - увеличить число миофибрилл в мышечных волокнах. Этот процесс возникает при ускорении синтеза и при прежних темпах распада белка. Исследования последних лет позволили выявить четыре основных фактора, определяющих ускоренный синтез белка в клетке: 1. Запас аминокислот в клетке.
Второй, третий и четвертый факторы прямо связаны с содержанием тренировочных упражнений. Механизм синтеза органелл в клетке, в частности миофибрилл, можно описать следующим образом. В ходе выполнения упражнения энергия АТФ тратится на образование актин-миозиновых соединений и выполнение механической работы. Ресинтез АТФ идет благодаря запасам КрФ. Появление свободного Кр активизирует деятельность всех метаболических путей, связанных с образованием АТФ (гликолиз в цитоплазме, аэробное окисление в митохондриях -миофибриллярных, находящихся в ядрышке и на мембранах СПР). В БМВ преобладает М-ЛДГ, поэтому пируват, образующийся в ходе анаэробного гликолиза, в основном трансформируется в лактат. В ходе такого процесса в клетке накапливаются ионы Н+. Мощность гликолиза меньше мощности затрат АТФ, поэтому в клетке начинают накапливаться Кр, Н+, La. АДФ. Наряду с важной ролью в определении сократительных свойств в регуляции энергетического метаболизма накопление свободного креатина в Саркоплазматическом пространстве служит мощным эндогенным стимулом, возбуждающим белковый синтез в скелетных мышцах. Показано, что между содержанием сократительных белков и содержанием креатина имеется строгое соответствие. Свободный креатин, видимо, влияет на синтез и-РНК, т.е. на транскрипцию в ядрышках MB. Предполагается, что повышение концентрации ионов водорода вызывает лабилизацию мембран (увеличение размеров пор в мембранах, что ведет к облегчению проникновения гормонов в клетку), активизирует действие ферментов, облегчает доступ гормонов к наследственной информации, к молекулам ДНК. В ответ на одновременное повышение концентрации Кр и Н+ интенсивнее образуются РНК. Срок жизни и-РНК короток, несколько секунд в ходе выполнения силового упражнения плюс пять минут в паузе отдыха. Затем молекулы и-РНК разрушаются. Теоретический анализ показывает, что при выполнении силового упражнения до отказа, например 10 приседаний со штангой, с темпом дно приседание за 3-5 с, упражнение длится 30-50 с. В мышцах в это время идет циклический процесс: опускание и подъем со штангой 1-2 с выполняется за счет запасов АТФ; за 2-3 с паузы, когда мышцы становятся мало активными (нагрузка распространяется вдоль позвоночного столба и костей ног), идет ресинтез АТФ из запасов КрФ, а КрФ ресинтезируется за счет аэробных процессов в ММВ и анаэробного гликолиза в БМВ. В связи с тем, что мощность аэробных и гликолитических процессов значительно ниже скорости расхода АТФ, запасы КрФ постепенно исчерпываются, продолжение упражнения заданной мощности становится невозможным -наступает отказ. Одновременно с развертыванием анаэробного гликолиза в мышце накапливаются молочная кислота и ионы водорода (в справедливости высказываний можно убедиться по данным исследований на установках ЯМР). Ионы водорода по мере накопления разрушают связи в четвертичных и третичных структурах белковых молекул, это приводит к изменению активности ферментов, лабилизации мембран, облегчению доступа гормонов к ДНК. Очевидно, что чрезмерное накопление или увеличение длительности действия кислоты даже не очень большой концентрации может привести к серьезным разрушениям, после которых разрушенные части клетки должны будут элиминироваться. Заметим, что повышение концентрации ионов водорода в саркоплазме стимулирует раз  витие реакции перекисного окисления. Свободные радикалы способны вызвать фрагментацию митохондриальных ферментов, протекающую наиболее интенсивно при низких характерных для лизосом значениях рН. Лизосомы участвуют в генерации свободных радикалов, в катаболических реакциях. В частности, в исследовании A.Salminen e.a. (1984) на крысах было показано, что интенсивный (гликолитический) бег вызывает некротические изменения и 4-5-кратное увеличение активности лизосомальных ферментов. Совместное действие ионов водорода и свободного Кр приводит к активизации синтеза РНК. Известно, что Кр присутствует в мышечном волокне в ходе упражнения и в течение 30-60 с после него, пока идет ресинтез КрФ. Поэтому можно считать, что за один подход к снаряду спортсмен набирает около одной минуты чистого времени, когда в его мышцах происходит образование и-РНК. При повторении подходов количество накопленной и-РНК будет расти, но одновременно с повышением концентрации ионов Н, поэтому возникает противоречие, то есть можно разрушить больше, чем потом будет синтезировано. Избежать этого можно при проведении подходов с большими интервалами отдыха или тренировках несколько раз в день с небольшим числом подходов в каждой тренировке.Вопрос об интервале отдыха между днями силовой тренировки связан со скоростью реализации и-РНК в органеллы клетки, в частности в миофибриллы. Известно, что сама и-РНК распадается в первые десятки минут после упражнения, однако структуры, образованные на их основе, синтезируются в органеллы в течение 4 -7 дней (очевидно, зависит от объема образованной за тренировку и-РНК). В подтверждение можно напомнить, данные о ходе структурных преобразований в мышечных волокнах и согласующихся с ними субъективных ощущениях после работы мышцы в эксцентрическом режиме, первые 3-4 дня наблюдаются нарушения в структуре миофибрилл (около Z-пластинок) и сильные болевые ощущения в мышце, затем MB нормализуется и боли проходят. Можно привести также данные собственных исследований, в которых было показано, что после силовой тренировки концентрация мочевины в крови утром натощак в течение 3-4 дней находится ниже обычного уровня, что свидетельствует о преобладании процессов синтеза над деградацией. Из описания механизма синтеза миофибрилл должно быть ясно, что ММВ и БМВ должны тренироваться в ходе выполнения разных упражнений, разными методиками. ^ Для активации БМВ необходимо выполнять упражнения с максимальной или околомаксимальной интенсивностью. В этом случае согласно "правилу размера" Ханнемана будут функционировать ММВ и БМВ. Если сокращение мышц будет сочетаться с расслаблением, с таким их функционированием, которое не вызывает остановки кровообращения, воздействие упражнения будет направлено в основном на БМВ. Для достижения максимального эффекта тренировки необходимо соблюсти ряд условий: - упражнение выполняется с максимальной или околомаксимальной интенсивностью; - упражнение выполняется "до отказа", то есть до исчерпания запасов КрФ, образования высокой концентрации Кр;
^ Методика гиперплазии миофибрилл в ММВ похожа на ранее описанную методику для БМВ. Основным отличительным условием является требование выполнять упражнение без расслабления тренируемых мышц. В этом случае напряженные и утолщенные MB пережимают капилляры, вызывают окклюзию (остановку кровообращения). Нарушение кровообращения ведет к гипоксии MB, т.е. интенсифицируется анаэробный гликолиз в ММВ, в них накапливается лактат и Н+. Очевидно, что создать такие условия можно при работе против силы тяжести или тяги резинового амортизатора . Приведем пример такого упражнения. Выполняются приседания со штангой 30-70% ПМ. Спортсмен из глубокого приседа встает до угла в коленных суставах 90-110 град.: - интенсивность 30-70%; - продолжительность упражнения 30-60 с (отказ из-за болей в мышце);
3-5 дней. Правила могут быть обоснованы следующим образом. Интенсивность упражнения выбирается такой, чтобы были рекрутированы только ММВ. Продолжительность упражнения не должна превышать 60 с, иначе накопление Н+ может превысить оптимальную концентрацию для активации синтеза белка. Для увеличения времени пребывания в ММВ Кр и Н+ следует выполнять упражнение в виде серии подходов, а именно первый подход не до отказа (секунд 30), затем интервал отдыха 30 с. Так повторяется три или пять раз, затем наступает длительный отдых или упражняется другая мышца. Преимущество такого упражнения (в культуризме его называют "суперсерией") заключается в том, что Кр и Н+ присутствуют в ММВ как в ходе упражнения, так и в паузах отдыха. Следовательно, суммарное время действия факторов (Кр, Н+), вызывающих образование и-РНК, значительно увеличивается в сравнении с ранее описанными вариантами тренировки. Следует сделать одно важное замечание. Тренировки, направленные на увеличение синтеза белка, необходимо проводить в конце тренировочного занятия аэробной направленности и желательно на последней вечерней тренировке. Дело в том, что в ответ на силовую тренировку образуются белковые молекулы, накапливаются гормоны в тканях. Если же после силовой тренировки будет выполнена длительная и с высоким потреблением кислорода тренировка, то при исчерпании запасов гликогена будут интенсивно метаболизироваться белки, что в конечном итоге приведет к снижению эффективности тренировки. ^ Наибольшим авторитетом пользуется система, разработанная Вайдером. Бен Вайдер (тренер чемпионов) сформулировал ряд принципов, которые имеют устаревшее или ложное обоснование. Приведем основные из них и дадим им обоснование на современном уровне развития спортивной физиологии. ^ Соблюдение этого принципа требует четкого понимания биомеханики функционирования опорно-двигательного аппарата в избранном упражнении. Следует понимать, что в ряде случаев несоблюдение техники выполнения упражнений может приводить к травматизму. Например, приседания с большим весом и наклоном туловища вперед могут привести к травме межпозвоночных дисков поясничного отдела позвоночника. ^ В каждом основном упражнении необходимо достигнуть максимального и полного напряжения. Соблюдение этого принципа можно обеспечил, при выполнении упражнений в трех вариантах.
3. Упражнение выполняется с интенсивностью 30-70%МПС, количество повторений - 15-25 в одном подходе. Длительность выполнения упражнения составляет 50-90 с. В этом варианте каждое упражнение выполняется в стато-динамическом режиме, т.е. без полного расслабления мышц по ходу выполнения упражнения. Напряженные мышцы не пропускают через себя кровь, и это приводит к гипоксии, нехватке кислорода, разворачиванию анаэробного гликолиза в активных мышечных волокнах. В данном случае это медленные мышечные волокна. После первого подхода к снаряду возникает лишь легкое локальное утомление. Поэтому через короткий интервал отдыха (20-60 с) следует повторить упражнение. После второго подхода появляется чувство жжения и боли в мышце. После третьего подхода эти ощущения становятся очень сильными - стрессовыми. Это приводит к выходу большого количества гормонов в кровь, значительному накоплению в медленных мышечных волокнах свободного Кр и ионов Н+. В этом варианте реализации принципа качества усилия объединяется по смыслу с другим принципами Вейдера: ^ Мышцы должны быть активны как при сокращении, так и при удлинении, при выполнении отрицательной работы. ^ система со стремлением к сокращению перерывов (отдыха между подходами) или принцип суперсерии. Для дополнительного возбуждения упражняемых мышц применяются двойные, тройные и многократные серии практически без отдыха. Организация упражнения по суперсерия позволяет увеличить время пребывания свободного Кр в ММВ, следовательно должно больше образоваться РНК. В атом варианте реализуется также и принцип накачивания, суть которого заключается в увеличении притока крови к мышце. По Вейдеру, это должно приводить к притоку полезных веществ к мышце, однако с этой точкой зрения нельзя согласиться. Наполнение мышцы кровью происходит в ответ на ее закисление (анаэробный гликолиз), ионы водорода в паузе отдыха в такой мышце взаимодействуют с гемоглобином и он высвобождает углекислый газ. СО2 действует на хеморецепторы сосудов и приводит к расслаблению мускулатуры артерий и артериол. Сосуды расширяются и наполняются кровью. Никакой особой пользы это не приносит, но это верный признак того, что упражнение было выполнено правильно, т.е. в мышечных волокнах накопилось много ионов водорода и свободного Кр.^ В каждой тренировке в первую очередь тренируются те мышечные группы, гипертрофия которых является целью. Очевидно, что в начале упражнения гормональный фон и ответ эндокринной системы адекватны, запас аминокислот в MB максимальный, поэтому процесс синтеза РНК и белка идет с максимальной скоростью. Принцип сплит, или раздельных тренировок. Требует построения микроцикла подготовки таким образом, чтобы развивающая тренировка на данную мышечную группу выполнялась 1-2 раза в неделю. Обусловлено это тем, что строительство новых миофибрилл на 60-80% длится 7-10 суток. Поэтому суперкомпенсации после силовой тренировки следует ожидать на 7-15-е сутки. Для реализации этого принципа мышцы разбиваются на группы (сплит). Например:
- Пятница. Выполняют развивающую тренировку (4-9 подходов к снаряду), тренируются мышцы - сгибатели суставов ног. Остальные мышцы тренируются в тонизирующем режиме (1 -3 подхода к снаряду). В каждый тренировочный день выполняется тренировка определенных мышечных групп. Такое объединение называют сетом. Система сет предполагает два варианта реализации.
Система суперкомпенсации. Рост массы миофибрилл требует 10-15 дней, поэтому силовая тренировка с акцентом на развитии мышц должна продолжаться 14-21 день (две-три недели). За это время должны развернуться анаболические процессы, а дальнейшее продолжение выполнения развивающих тренировок может помешать процессам синтеза. Поэтому для обеспечения процессов суперкомпенсации следует в течение 7-14 дней отказаться от развивающих упражнений и выполнять только тонизирующие, т.е. с 1-3 подходами к каждому снаряду. ^ Каждый спортсмен должен опираться в тренировке не только на правила, но и на интуицию, поскольку имеются индивидуальные особенности адаптационных реакций. Спортсмен должен регулярно поднимать предельные веса для оценки состояния, уровня тренированности. Эти показатели являются главным критерием эффективности тренировочного процесса. |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям