Текст книги "Фитнесология. Наука о фитнесе и ЗОЖ"

Большие и маленькие мышцы

Суть сводится к тому, чтобы увеличить размер мышц, чтобы стать сильнее (или стать сильнее, чтобы увеличить размер мышц). Технически цель заключается в том, чтобы увеличить мышечную площадь поперечного сечения, но поскольку мышцы растут в трех измерениях, это означает, что их объем тоже увеличивается. Это сложно понять сразу, но не слишком зацикливайтесь на этом, а просто рассматривайте большую мышцу как потенциально более сильную. Все это также начинает взаимодействовать с механикой, которую мы обсуждали выше. По сути, так как мышцы растут в трех измерениях, для увеличения площади поперечного сечения требуется сильное увеличение общего объема мышц. Таким образом, так как площадь поперечного сечения мышц масштабируется с их объемом, человеку с более длинными мышцами необходимо набирать больше обще го объема мышц для увеличения поперечного сечения мышц, чем человеку с маленькими конечностями и более короткими мышцами. То есть маленьким людям куда проще увеличить свою площадь поперечного сечения мышц, по этой причине в бодибилдинге так много низкорослых атлетов.

Растяжение и сокращение мышц

Рассмотрим следующий фактор, который определяет общие показатели силы – цикл растяжение-сокращение (SSC). Цикл описывает ситуацию, когда мышца сначала растягивается (эксцентрическое движение) перед сокращением (концентрическое движение). Между ними существует короткое изометрическое мышечное действие, при котором мышца не меняет длину, это та точка, когда мы опустили вес, но еще не начали поднимать. В этой точке происходит основная генерация силы. Вы можете ощутить влияние SSC на себе проведя классический эксперимент. Сравните высоту прыжка, где вы изначально занимаете положение приседа и совершаете прыжок с высотой прыжка из положения стоя, когда вы присаживаетесь и потом моментально выпрыгиваете. В первом случае вы подпрыгните ниже, поскольку цикл растяжение-сокращения отсутствует, т.к. нет изначального удлинения мышцы. SSC помогает увеличить выходную мощность, то есть делает наши движения более эффективными, поскольку генерируется более полная сила, часто с меньшими общими усилиями. Дело в том, что сила может быть вызвана двумя основными факторами: мышечным (метаболическим) и эластичным. Эластичность подразумевает работу соединительных тканей, таких как связки и сухожилия, которые могут растягиваться и сжиматься, создавая механическую упругую силу. Эта сила снижает необходимое для движения число мышечных сил. Допустим, вам нужно создать 100 единиц силы в каком-то движении. Если эластичный компонент генерирует 20 единиц силы, мышца должна создать только 80 единиц силы, чтобы выполнить движение. Если же мышца все еще вносит 100 единиц силы, а упругий компонент – 20 единиц, общий результат составляет 120 единиц силы. Конечно, вы могли бы достичь того же со 120 единицами мышечной силы, но добавление 20 единиц упругой силы приведет вас уже к 140 единиц общей силы. Что лучше – зависит от цели. В упражнениях на выносливость, упру гая сила позволяет отсрочить усталость. Для максимальной силы или мощности, добавление упругой силы к мышечной силе увеличивает общую выходную силу.

Говоря про соединительную ткань, нужно отметить еще один важный пункт. Ранее мы обсуждали, что сила зависит от физиологической площади поперечного сечения. Стоит также отметить силу NMF. NMF – это сила, которую целая мышца может создавать относительно своей площади поперечного сечения, то есть здесь уже рассматривается анатомический поперечник (вспомните рисунок, где были изображены мышцы с синими и зелеными линиями, в данном случае рассматривается синяя линия). Развитие NMF силы связано с соединительной тканью и мембранными белками, которые передают боковую силу от мышечного волокна к окружающей соединительной ткани. До 80% сократительной силы каждого мышечного волокна может передаваться в окружающую соединительную ткань с помощью специальных белков, связывающих каждое волокно с фасцией мышцы (эндомизий, перимизиум, эпимизий и т. д.). Затем эту силу можно передать сухожилиям, добавив к силе, уже прилагаемой к сухожилию, непосредственно от каждого мышечного волокна. Мышца может создавать больше силы, чем отдельные мышечные волокна, потому что эта сила может быть более эффективно передана сухожилиям через соединительную ткань. Посмотрите на рисунок ниже:

Некоторые исследования показывают, что боковая передача силы может увеличиваться в результате тренировок. Усиленная передача боковой силы через увеличенные отростки соединительной ткани позволяет проводить более эффективную передачу силы между мышечными волокнами и сухожилиями, но это также уменьшает эффективную длину мышечных волокон. Следовательно, можно ожидать, что относительная мощность (выходная мощность, относительно объема мышц) уменьшится. Это тот пункт также может объяснит как людям с маленькими мышцами порой удается генерировать силу такую же или даже больше, чем людям с большими мышцами.

Механизмы SSC

Есть по крайней мере три механизма, которые способствуют работе цикла растяжение-сокращение (SSC) и связаны с ним: рефлекторные действия мышц, время на создание силы и факторы эластичности. Есть некая неопределенность в том, как работают эти механизмы в комбинации друг с другом, так это зависит от самих движений и от того, как они выполняются (то есть как долго происходит само движение, как долго происходит задержка между растяжением и сокращением и растягивается ли мышца быстро или медленно).

Работа в фазе растяжения (эксцентрическая фаза) происходит при передаче нервных сигналов в спинной мозг и обратно со скоростью ~130 миллисекунд. В то время как работа в концентрической фазе проходит со скоростью ~ 200 миллисекунд. Это подразумевает, что рефлекторный механизм связан с SSC, так как существует точка, когда организму нужно переключить скорость.

Следующий механизм связан со временем необходимым для создания силы. Мышцы не генерируют максимальную силу мгновенно, скорость, с которой это происходит, называется скоростью развития силы или RFD. Таким образом, если мышца уже генерирует какую-то силу, то еще большая генерация силы до максимума займет меньше времени. Это можно сравнить с автомобилем, если он едет со скорость 40 км/ч, то до 100 км/ч он разгонится быстрее, чем если бы начал разгон с 0. Во время эксцентрической фазы мышцы уже генерируют какую-то силу, так что когда мы разворачиваем движение в концентрическую фазу, то можем быстрее достигнуть максимальной силы. Это можно назвать – предварительной мышечной активацией. То, что вы сейчас прочитали, пока связано с силой создаваемой самой мышцей, а не с SSC. Что касается цикла растяжение-сокращение, то, когда вы находитесь в расслабленном состояние ваши сухожилия находятся в «провисшем» состоянии. Если провисание не устранено (напряжением), произойдет задержка, прежде чем мышца начнет движение. Соединительные ткани в мышцах работают последовательно, а не параллельно с мышцей. Для примера, когда лодыжка сгибается, это растягивает ахиллово сухожилие, в котором сохраняется механическая сила, которая затем возвращается (вспомните пример с кенгуру из прошлой главы), то же самое происходит в коленной чашечке, локте и т. д.

Стоит отметить, что SSC более эффективен у женщин в нижней части тела, а у мужчин в верхней. И это имеет смысл, если вспомнить наших предков палеолитов и их образ жизни. Я думаю, что это также помогает объяснить, почему мужчины предпочитают тренировать верхнюю часть тела (у них это лучше получается), а женщины любят тренировать ноги (они лучше в этом).

Цикл растяжение-сокращение работает всегда, чем бы вы не занимались, но в тренажёрном зале его применение особенно наглядно. Когда люди начинают утомляться, они, как правило, начинают все быстрее и быстрее опускать вес (удлинение), а затем стараются его подбросить (сокращение). SSC здесь проявляется во всей красе. Этот механизм очень экономит мышечные силы и помогает доделать повторы, когда это кажется нам уже практически невозможным.

К SSC мы еще подробно вернемся в главе «миофасциальная сеть», а пока перейдем к следующим факторам, которые влияют на производство силы.

Нейронный контроль движения

Есть два основных типа движений, которые могут происходить в организме. Первые являются рефлекторными, импульсы от мышцы идут к позвоночнику и обратно к мышцам без какого-либо контроля с нашей стороны (им не требуется работа головного мозга). Но мы сосредоточимся на вторых – подконтрольных движениях, которые мы совершаем сознательными усилиями. Когда ваши глаза читают слева направо, это добровольное усилие. Когда вы подносите палец к экрану, чтобы пролистать этот текст тоже. Любые физические движения в зале также являются подконтрольными (хотя они могут иметь рефлекторную составляющую). О н и инициируются в мозге, когда моторная кора посылает сигналы по двигательным нервам, которые заканчиваются в нервно-мышечном соединении (NMJ) в мышцах. Комбинация двигательных нервов и мышечных волокон, которые они активируют, называются двигательной единицей (MU). Любое MU может включать в себя от нескольких до тысяч мышечных волокон, и это общая сумма волокон (их общая площадь поперечного сечения) в любом данном MU, будет определять, какой силовой потенциал нам доступен. Когда нейронный сигнал попадает в NMJ, происходит сокращение мышц. Даже если это не совсем правильно в некоторых случаях, дальше по тексту я буду использовать мышечные волокна и MU взаимозаменяемо.

Нейронный контроль производства силы.

Есть два способа которыми тело контролирует, сколько силы производит мышца – это скорость кодирования и набор волокон.

Скорость кодирования – просто думайте об этом как о скорости, с которой мозг посылает сигналы мышце. Технически говоря, можно послать один сигнал, который вызовет то, что мы называем сокращение. Когда сигналы приходят быстрее и в большем количестве, мышцы сокращаются с большей силой, и в конечном итоге происходит то, что мы называем мышечным напряжением. Даже если бы мы смогли отправить огромное количество сигналов, то у мышцы все равно есть лимит по силе своего сжатия, то есть у мышечного напряжения есть лимит. Набор волокон – думайте об этом как о вербовке определённого числа мышечных волокон для создания силы. Чем больше MU, тем больше силы вырабатывается, и я думаю, что стоит еще раз упомянуть то, что называется принципом размера Хеннемана. Это идея о том, что MU рекрутируют в порядке от меньшего к большему во время подконтрольных действий. Таким образом, меньшие волокна (типа I) запускаются первыми, и когда требуется больше силы, вовлекается все больше больших волокон (типа II). Надо заметить, что электростимуляция может набирать мышечные волокна в обратном порядке, но это только потому, что этот способ позволяет обойти этап активации мышц мозгом.

Как скорость и набор влияют на силу?

Наши тела использует различные комбинации скорости кодирования и набора волокон, чтобы генерировать силу в зависимости от задействованных мышц. Для большинства мышц в теле полный набор волокон будет включен сразу при работе с весом 80—85% от 1ПМ, а затем для генерации еще большей силы будет использоваться механизм увеличения скорости кодирования.

Как улучшить скорость кодирования?

Средняя скорость кодирования у нетренированных людей находится на реально низком уровне в сравнение с тренированными атлетами. А это значит, что здесь есть место для стимулов и адаптаций для увеличения выходной мощности и характеристик силы. Скорость кодирования может увеличиваться от тренировок, увеличивая выходную силу без изменения каких-либо других факторов (например, без роста мышц). Основная адаптация крутится вокруг идеи, что тело способно обучиться посылать сигналы дублетом, то есть два нейронных сигнала, начинают посылаться ближе друг к другу, чем обычно.

Чтобы достичь этого в первую очередь нам нужно уделить внимание высокоскоростным движениям. Это включает в себя такие вещи как плиометрику, олимпийские движения, баллистические движения, работу с медицинским мячом, и даже традиционное поднятие тяжестей в привычных упражнениях с высокой скоростью. Даже если скорость подъема у вас медленная (из-за большого веса), максимальное стремление (усилие) совершить быстрое движение может улучшить RFD, поскольку тело пытается быстро генерировать силу. Также стоит обратить внимание на изометрию, которую стоит выполнять следующим образом: переходите от расслабления к генерации как можно большего количества силы, это можно использоваться на различных участках амплитуды движения в выбранных вами упражнениях. Также можно тренировать расслабление с последующим быстрым сокращением, например, после каждого повторения опускать вес в исходное положение и полностью расслабляться. Силовые тренировки с весом 90—100% от 1ПМ также являются отличным стимулом для улучшения скорости кодирования.

Как вовлечь в работу больше волокон?

Тут все гораздо интересней. Исследования ясно показывают, что даже неподготовленные люди могут задействовать почти 100% мышц рук и почти 90% мышц ног при максимальных изометрических и динамических сокращениях (работа с весом 80—85% от 1ПМ). Как ни странно, мышцы нижней части спины могут полностью задействовать только на 70% от всех волокон. Так что если говорить кратко – потенциала для улучшения активации большего числа волокон у нас нет, т.к. мы и так их активируем практически все. Единственно, что я хочу отметить, пусть это будет больше, как интересный факт – предполагается, что организм сохраняет резервный набор волокон (пару процентов), которые он не может активировать в обычных условиях, и оставляет его для экстремальных условий, когда мы находимся на грани смерти.

Техника, координация и сила

Многие адаптации, связанные с нейронным уровнем, особенно на ранних этапах изучения какого-либо нового движения, заключаются в том, что тело учится быть более скоординированным. Это связано с изменениями в моторной коре. Вы можете наблюдать этот процесс наглядно на детях. Когда ребенок начинает ползать, а затем ходить, мы видим, как он сначала очень нестабилен, но со временем все его движения становятся скоординированным. Впрочем, это можно увидеть и у подростков, которые в какой-то момент начинают быстро расти.

Этот пункт важен в первую очередь для тех кто только начинает тренироваться и/или начинает использовать новый набор упражнений/движений. В среднем процесс «акклиматизации» занимает 2—4 недели, при условии, что вы выполняете одни и те же упражнения несколько раз на неделе. Сложные движения могут занять гораздо больше времени и нет предела совершенству, так олимпийские атлеты делают одни и те же упражнения на протяжении десятилетий, поскольку их спорт требует огромной технической практики.

Другая адаптация связана с двумя полу связанными факторами, а именно координацией внутри мышц и между разными мышцами. Первый относится к координации сокращений волокон в определенной мышечной группе. Например, чтобы создать максимальную силу, все волокна должны срабатывать одновременно или почти одновременно. Они не всегда работают так, например, у атлетов, которые тренируются преимущественно на выносливость, волокна учатся «отключаться», чтобы поддерживать силу на одном уровне продолжительное время. То есть одна группа работает, а затем отключается, в то время как срабатывает другая группа.

Что касается координации между группами, то она связана с синхронизацией и переносом силы между различными мышцами, так как большинство сложных движений подразумевает работу с несколькими суставами. Так, например, в приседе квадрицепсы, бицепсы бедер, ягодицы, поясница вносят свой вклад по-разному в разных частях движения. В огромном количество упражнений мышцы работают последовательно друг за другом в той или иной точке в движении. Большинство адаптаций здесь происходит просто из-за практики.

Итоги силовой производительности.

Размер мышц (физиологическая площадь поперечного сечения) играет ключевую роль в силе мышцы, но его нельзя рассматривать без всех нейронных и анатомических факторов. По этой причине мы должны думать о производстве силы как:

Сила мышц = Физиологическое поперечное сечение мышц * Нейронные факторы * Анатомические факторы

Итак, рассмотрим следующую ситуацию: два человека, один из которых тренируется исключительно на изоляционные движения для роста (бодибилдер), а другой – исключительно на сложные движения (пауэрлифтер) в силовом стиле.

Бодибилдер вполне может быть больше, но, если он не занимается с тяжелыми весами, у него не будет различных нейронных факторов – техники, межмышечной и внутримышечной координации, скорости кодирования, синхронизации MU и т. д., Дайте этому бодибилдеру несколько месяцев, чтобы потренироваться с большими весами и с применением сложных упражнений и он использует свой существующий потенциал мышечной массы и разработает нейронные факторы и получит еще больше результата.

И обратная ситуация. Пауэрлифтер, который развивает преимущественно лишь свои нейронные факторы постоянными тренировками, состоящими только из небольшого количества повторений и высокоинтенсивной работы (без объема, обеспечивающего рост), часто попадает в точку, где единственный способ увеличить силу – увеличить размер мышц.

Миофасциальная система

В начале развития культуризма, приходя в зал, люди ставили перед собой задачу «очертить» определенные ключевые мышцы, чтобы они выделялись на фоне остального тела. По этой причине многие старые программы тренировок фокусировались только на одной мышечной группе за тренировку и зачастую включали большое количество упражнений, построенных на работе одного сустава. Этот изоляционный подход к разработке программ, как правило, строился на линейных упражнениях с одной осью вращения. Возможно, это и помогало кому-то выглядеть впечатляюще по их меркам на то время, но современный бодибилдинг далеко ушел от этого.

Различные движения требуют от тела, чтобы суставы и мышцы двигались в нескольких направлениях, часто в одно и то же время, по этой причине методы тренировок построенные преимущественно на изоляции далеко не лучший выбор для роста мускулатуры, улучшения координации движений и развития физических навыков. Большинство привычных нам упражнений в бодибилдинге фокусируется на сократительном элементе – мышцах, которые ответственны за выработку силы, однако именно фасция и эластичные соединительные ткани (ЭСТ) контролируют передачу этой силы по всему телу. Сократительный элемент мышц содержит нитевидные волокна актина и миозина, которые генерируют силу, скользя друг по другу в ответ на сигнал от двигательного нейрона. Силовая тренировка может улучшить выход мышечной силы за счет увеличения как числа двигательных единиц (двигательный нейрон и мышечные волокна, к которым он присоединен), так и поперечной ширины отдельных мышечных волокон или их комбинации. Что часто упускается из виду, так это то, что каждое отдельное мышечное волокно окружено фасцией и ЭСТ, которые удлиняются, когда сокращается сократительный элемент мышцы. Мышцы и фасция выполняют две разные функции. Актинмиозиновые волокна являются сократительным элементом и генерируют силу, тогда как фасция и ЭСТ распределяют силу вокруг тела между различными участками мышц.

Силовая тренировка для сократительного элемента мышцы требует укорачивания (или сокращения) мышцы, чтобы приложить силу к внешнему сопротивлению. Когда актинмиозиновые нити скользят друг по другу, они генерируют силу, которая заставляет мышцу сокращаться, тем самым позволяя конечности, тянущей вес, двигаться. Чем тяжелее нагрузка, тем больше сила, требуемая от мышечных волокон. По мере того как применяются более тяжелые веса, двигательные единицы адаптируются для привлечения большего количества мышечных волокон. Эти волокна, в свою очередь, увеличиваются в размерах. Хотя традиционные тренировки с отягощениями могут сделать мышцы сильными, следующие пять заключений объяснят вам, почему тренировка, направленная на фасцию и ЭСТ, требует другого подхода.

▪ Думайте о фасции как о резиновом покрытии вокруг электрического провода. Металлический провод передает электричество, а резина поверх защищает вас от ударов тока. Когда волокна актинмиозинового белка скользят друг через друга, они укорачиваются и тянутся к фасции и ЭСТ, которые удлиняются в ответ. По мере удлинения фасции она накапливает механическую энергию, которая затем высвобождается, когда сократительный элемент расслабляется, чтобы позволить фасции вернуться в исходное положение.

▪ Фасция и соединительные ткани содержат больше чувствительных нервных окончаний, чем мышечная ткань. Многоплоскостные движения заставляют ткань контролировать нагрузку, когда она движется в пространстве, что передает больше информации в афферентные (сенсорные) нервы.

▪ Во время большинства упражнений с отягощениями мышцы становятся сильнее, сжимаясь, создавая восходящую силу, которая перемещает нагрузку против нисходящего притяжения силы тяжести. Более высокие нагрузки помогают моторным агрегаторам развивать способность генерировать больше силы при укорачивании волокон. Фасция содержит белковые нити коллагена и эластина. Когда фасция многократно удлиняется под действием сопротивления, она адаптируется, создавая больше коллагена и эластина, так что она становится способной выдерживать большие удлинительные (растягивающие) силы и прикладывать больший уровень силы при возвращении в исходное положение.

▪ Энергия для действий, контролируемых фасцией, исходит от физических и механических сил, а энергия для мышечных сокращений – от макронутриентов в рационе. Мышцы метаболизируют свою собственную энергию, превращая креатинфосфат, углеводы или свободные жирные кислоты в аденозинтрифосфат (АТФ), который является химическим веществом, используемым для сокращения мышц. Напротив, для применения силы фасция использует механическую энергию, а не запасенную химическую энергию. Удлиняющая фасция накапливает механическую энергию, которая затем высвобождается по мере того, как фасция возвращается к своей начальной длине. Повышение эффективности фасций для перехода от удлинения к укорачиванию может помочь улучшить общий выход силы.

▪ Удлинение фасции под действием сопротивления, чтобы она могла выдерживать большие растягивающие усилия, может быть достигнуто путем выполнения разнонаправленных движений в относительно быстром темпе с использованием либо легких рабочих весов, либо массы тела. Вот хороший пример почему это так: чем тяжелее груз, тем меньше диапазон движения, в то время как малые веса легче контролировать при перемещении в пространстве, что является лучшим выбором для укрепления сократительного элемента мышц. Чтобы развить мышечную силу, нагрузка должна составлять примерно 80—100% от 1ПМ для одного-шести повторений. Для достижения оптимальной целостности и упругости фасций нагрузки должны быть более легкими, чтобы обеспечить возможность многократного повторения в нескольких направлениях без усталости. Например, укрепление сократительного элемента бедер может быть достигнуто с помощью тяжелой тяги со штангой. Однако для укрепления фасций и ЭСТ бедер больше подходит выполнение многоплоскостных выпадов с легкими гантелями, по четыре-пять повторений в каждом направлении (положении ног), всего 12—20 повторений в каждом сете.

Выполнение упражнений для укрепления фасций может помочь улучшить силу во время тяжелых тренировок и при этом вы снизите риск травмирования. Это не означает, что вам нужно отказаться от традиционных силовых тренировок выполнять только многоплоскостные движения. Эффективный подход к разработке программы тренировок должен включать комбинацию тяжелых силовых тренировок для мышц наряду с разнонаправленным и движениями с использованием более легких нагрузок для повышения устойчивости фасций и ЭСТ.