Высокая эффективность и малая распространенность плиометрического метода при подготовке культуристов и в оздоровительной тренировке привела к созданию этой статьи. Что же такое плиометрический метод, как и где его можно применять на практике? Ответы на эти и другие вопросы я постараюсь дать ниже.
В основу материала легли обзорные статьи: Эксцентрические движения: описание, определение и составление программ (Level 3 ASCAAssignment, Warren Frost, 2005); Эксцентрические сокращения мышцы: их роль при травмах, профилактике, реабилитации и спорте (PaulC. LaStayo et al. 2003. J Orthop Sports Phys Ther 2003) с дополнениями автора (SSF)
Введение
Эксцентрическим принято называть сокращение мышцы под воздействием внешней нагрузки с увеличением длины.
Наибольшая величина мышечного усилия проявляется, когда внешняя сила превышает продуцируемую мышцей и мышца удлиняется, совершая и «отрицательную» работу (перемещение противоположно направлено по отношению к производству усилия) (Katz B.1939; Lindstedt SL, LaStayo PC, Reich TE, 2001). Многие исследователи связывают повреждения контрактильного аппарата и цитоскелета мышечных волокон именно с ПС (Fridén, J., Lieber, R. L., 2001; Fride´n J, Sjostrom M, andEkblom B, 1983), поскольку при данном типе сокращения мышца развивает максимальное усилие, что приводит к «слабости» мышц (Faulkner JA, Brooks SV, Opiteck JA., 1993) и вызывает ощущение болезненности (Asmussen E., 1953; Asmussen E, Bonde-Petersen F., 1974; Clarkson PM & Tremblay I, 1988; Nosaka K, Clarkson PM., 1995).
Повреждения мышц – не обязательный ответ на ПС с большим усилием. Способность производить большое усилие при ПС может восприниматься с одной стороны как способ предотвратить мышечную адаптацию, с другой стороны, как стимул для улучшения ответа мышцы (и сухожилий), для профилактики механических повреждений (Birch HL et a l, 1990; Fridén,J., Lieber, R. L., 2001; Lindstedt SL, LaStayo PC, Reich TE, 2001; Walshe AD, Wilson GJ, Ettema GJ, 1998; White AT, Johnson SC. 1993). За последние 20 лет появилось много сообщений о систематическом использования ПУ в профилактике и реабилитации пациентов (DeanE, 1988; Hortobagyi T, DeVita P., 2001; LaStayo PC, et al, 2000; LaStayo PC, Reich TE, 1999; Lindstedt SL, LaStayo PC, Reich TE, 2001; Lindstedt SL et al, 2002; Overend TJ, et al, 2000; Proske U, Morgan DL, 2001).
Наибольшее усилие мышца производит при укорочении после предварительного активного растяжения, во время, так называемого цикла растяжения-сокращения (SSC) (Cavagna GA, Saibene FP, Margaria R., 1965; Komi PV, Bosco C., 1978; Komi PV., 2000).Растягивающиеся компоненты мышечно-сухожильной единицы накапливают elastic recoil potential energy (or elasticstrain energy) – энергию упругой деформации, часть которой они могут впоследствии восстановить (Asmussen E., 1953;Biewener AA, Roberts TJ., 2000; Dickinson MH. et al, 2000; Ettema GJ., 1996; Hof AL, Geelen BA, Van den Berg J., 1983; Komi PV, Bosco C., 1978;Lindstedt SL, LaStayo PC, Reich TE, 2001; Lindstedt SL et al, 2002). Способность накапливать и восстанавливать эластическую энергию – важная часть производства усилия при движении (Biewener AA, Roberts TJ., 2000; Ettema GJ., et al, 1990; Komi PV, Bosco C., 1978;Nosaka K, et al, 1991; Prilutsky BI, et al, 1996; Seyfarth A, Blickhan R, Van Leeuwen JL, 2000) Тем не менее, некоторые исследования показывают, что повышение мощности сокращения обусловлено преимущественно увеличением активации мышц, то есть за счёт повышенной сократительной работы (Bobbert MF, 2001; Bobbert MF, et al, 1996). В любом случае, сила активного концентрического сокращения наибольшая при предварительном удлинении мышцы (Walshe AD, Wilson GJ, Ettema GJ, 1998).Использование эластической энергии в беге – ключевая способность для более экономичной частоты шагов (Farley CT,Glasheen J, McMahon TA., 1993; Thompson JL et al, 1999). Без эластической энергии коллагена сухожилий мышцы в состоянии самостоятельно восстанавливать энергию упругой деформации, проявление которой обнаружено при исследование мышцы, отделённой от сухожилия (Cavagna GA, et al, 1985). Это связано с тем, что мышцы состоят из комбинации волокон и сухожильного материала, а все эти структуры вместе служат источником способности мышечно-сухожильной системы запасать и регенерировать эластическую энергию во время движения (Lindstedt SL, LaStayo PC, Reich TE., 2001).
Мышечная ткань способна к значительным количественным изменениям структуры и функций, развивающимся в ответ на повышения требований к ней. Подобно другим тканям, изменения зависят от относительного уровня физиологического стресса. Классическим примером может служить успешная адаптация к нагрузкам с высокой интенсивностью ПС.
Отставленную ышечную болезненность или DOMS связывают с повреждением мышц и воспалением (Hortobagyi T, et al, 1995; MacIntyre DL, et al, 1996; Nosaka K, Clarkson PM., 1996) свидетельствующим, что мышечные клетки повреждены. Более того, структурные повреждения цитоскелетных (Fridén, J., Lieber, R. L. 2001; Friden J, Sjostrom M, and Ekblom B. 1983) и контрактильных(Thompson JL, et al, 1999) элементов мышечных волокон сопровождаются нарушениями процесса связи возбуждения-сокращения (Warren GL, et al, 2002), который связывают с уменьшением способности к производству усилия (Faulkner JA, BrooksSV, Opiteck JA., 1993).
Предварительная нагрузка (ходьба вниз по склону) вызывает протективный адаптационный эффект, заключающийся в отсутствии болезненности или мышечных повреждений, именуемый ‘‘repeated-bout effect.’’- эффект повторной нагрузки(Clarkson PM, Nosaka K, Braun B., 1992; Nosaka K, Clarkson PM., 1996; Nosaka K, et al, 1991; Smith LL, Fulmer MG, Holbert D, et al., 1994).
Одним из ключевых открытий явилось то, что даже лёгкие плиометрические упражнения сопровождающиеся незначительными повреждениями или их отсутствием оказывают подобный профилактический эффект (Clarkson PM & Tremblay I, 1988). В то же время природа «срочной» адаптации остаётся невыясненной, хронические воздействия ПУ являются источником активной адаптации структуры / структур, ответственных за прыжок, проявляющейся в увеличении мышечной жёсткости, которая происходит независимо от увеличения размеров мышц и силы (Lindstedt SL, LaStayo PC, Reich TE., 2001; Lindstedt SL, et al, 2002; Reich TE et al, 2003).Исследования, проведённые с участием людей, а также на животных показали увеличение мышечной жёсткости (сдвиг был обнаружен только в мышечной жёсткости без увеличения жёсткости других эластичных элементов) в ответ на использование хронических ПУ (LaStayo PC, et al, 2000; Lindstedt SL, LaStayo PC, Reich TE., 2001; Linke WA, et al, 1996; Reich TE, et al, 2003;Reich TE, et al, 2000). Подобные результаты получены в исследованиях других авторов (Kubo K, et al, 2000; Liu SH, et al, 1995; PoussonM, Van Hoecke J, Goubel F., 1990).
Изменения, происходящие в мышце, ответственные за срочную адаптацию в значительной степени непонятны. Острые изменения в мышце после ПС включают:
1. изменение оптимальной длины (путём прибавления количества саркомеров в серии, что позволяет увеличить длину сокращающейся части) (Brockett CL, Morgan DL, Proske U. (2001);
2. редукцию более «нежных», стресс-чувствительных волокон и одновременное повышение устойчивости перенёсших нагрузку волокон (Armstrong RB, Ogilvie RW, Schwane JA, 1983; Fridén, J., Lieber, R. L., 2001);
3. также возможно, что причина находится вне мышцы и опосредована уровнем ДЕ (рекрутирование чувствительных волокон) или в нейромышечной связи (Clarkson PM, Nosaka K, Braun B., 1992; Wernig A, Salvini TF, Irintchev A, 1991).
Титин – основной белок, ответственный за адаптацию к плиометрическим упражнениям (ПУ).
Эластические свойства мышцы предположительно зависят от гигантского (2,5 – 3,7 МДа) цитоскелетного протеинового филамента – титина (Maruyama K, et al, 1977; Wang K, McClure J, Tu A., 1979), непрерывно простирающегося на пол-саркомера от Z-диска до М-линии. Титин функционирует как серийное эластичное соединение, проявляющее напряжение при растягивании (Linke WA, Granzier H., 1998; Linke WA, et al, 1996; Linke WA, et al, 1999). Существует множество изоформ титина, отличающихся по размеру и жёсткости, которые обуславливают эластично-жёсткостные различия между мышцами позвоночных (Cazorla O, Freiburg A, Helmes M, et al., 2000).
В поперечнополосатой мускулатуре титин выполняет множество функций:
· упорядочивает сборку саркомеров (Granzier H, Labeit S., 2002; Gregorio CC, et al., 1999).
· обеспечивает усилие, необходимое для поддержания упорядоченности саркомеров при сокращении (Granzier H, Labeit S., 2002; Gregorio CC, et al., 1999).
· экспрессия различных изоформ титина, предположительно, влияет на активное производство усилия (Cazorla O, et al., 2001; Sutko JL, Publicover NG, Moss RL., 2001), в связи с тем, что структурные свойства титина во многом определяют мышечную эластичность.
Как источник увеличения мышечной жёсткости, титин, возможно, играет ключевую роль в протективном эффекте при последующих ПУ (Reich TE, et al., 2000). Поддержкой этой идеи является факт – новые высокоинтенсивные ПС повреждают цитоскелет (Fridén, J., Lieber, R. L. 2001), включая утрату титина, в результате занятия с ПУ уменьшается содержание титина (Trappe TA, et al., 2002). По последним данным – небольшой для протеинов тепловой шок, защитил цитоскелетные структуры (такие как, титин) от значительного повышения при повторных нагрузках, включающих ПС (KohTJ., 2002).
Проведённые исследования показали (Lindstedt SL, et al., 2002; Reich TE, et al., 2003), что наиболее крупные, но вязкие изоформы титина обнаружены у слонов, а наиболее мелкие, но жёсткие у землероек. Эти результаты свидетельствуют о тесной связи между частотой шагов и жёсткостью титина. В то же время эти результаты свидетельствуют что титин – мышечный амортизатор, который возможно, существенно и потенциально согласованно ассистирует в мышечно-сухожильной упругости. Если титин функционирует как локомоторный амортизатор, тогда он должен адаптироваться к изменениям в физиологическом запросе при упражнении или травме. Эта гипотеза нашла своё подтверждение в работеBell SP, et al. (2002), которыми показано, что экспрессия изоформ титина определяет способность к адаптации поперечнополосатых мышц.
Механизм контроля и отличия плиометрических сокращений
Наибольший вращающий момент создаётся мышцей при ПС и он может быть увеличен применением электростимуляции. Тем не менее, электростимуляция не увеличивает вращающий момент при концентрических (КС) и изометрических (ИС) сокращениях. Это свидетельствует о том, что развиваемая при ПС сила имеет отличающийся от двух других метод контроля.
ПС отличается от других типов сокращения тем, что является ответом афферентов на раздражение. Запаздывание (уменьшение) усилия (вращающего момента) во время ПС – причина по которой не все ДЕ концентрически сокращавшиеся, включаются в ПС (Enoka, R. M. 2002).
Энока (2002) выделил следующие уникальные особенности, отличающие ПС от КС и ИС:
· Взаимодействие поперечных мостиков. Существуют две теории. Австралийский учёный Морган (1990) предположил, что, растяжение саркомеров приводит к механическому разрыву химических связей, вызывая перерастяжение саркомеров. Японский исследователь Тошио Янагида (1999), изучая особенности работы «молекулярных моторов» (сократительных белков) обнаружил, что во время удлинения головки миозина проскакивают мимо активных центров актина, провоцируя разрыв оставшихся связей, приводящих также к перерастяжению саркомеров или их половинок (Noakes, T. D., 2001)
· Активация двигательных единиц ( ДЕ). Во время ПС повышена синхронизация движения ДЕ, показывающая, что пропорциональное общее включение группы ДЕ больше во время ПС.
· Максимальная активация. Несмотря на то, что мышца генерирует большее усилие во время произвольных ПС, ЭМГ существенно меньше, чем во время КС. Это показывает невозможность максимальной произвольной активации мышцы во время ПС.
· Субмаксимальная активация. К окончанию бега вниз на тредмиле ЭМГ в мышцах ног, а также потребление кислорода повышается, в отличие от бега на горизонтальном тредмиле аналогичной интенсивности, где потребление кислорода постоянно.
· Обратная связь афферентов. Уровни обратной связи мышечных веретён повышаются при ПС.
· Рефлексы. Понижаются или ослабляются в движениях, требующих ПС
· Эффект на противоположной стороне. Наблюдается повышение максимального вращающего момента противоположной ноги, в отличие от КС.
· Повреждения мышц (DOMS) Преимущественно наблюдается в видах активности, содержащих ПС.
Пять преимуществ плиометрических упражнений.
1. Увеличивают размер мышц.
Гипертрофия мышц – наиболее общая польза ПУ. Предположительно их выполнение стимулирует ростовые факторы за счёт увеличения повреждений (Kraemer, W. J., Mazzetti, S. A, 2005). ПУ более эффективны, чем КУ, предположительно из-за большего напряжения мышечного контрактильного элемента вместе с большей протеиновой деградацией, обеспечивающей больший анаболический ответ (Behm, D, 1995; Enoka, R. M, 2002). В исследованиях не сообщается о негативном воздействии ПУ на площадь поперечного сечения мышцы.
2. Увеличивают силу.
Большая часть исследований сообщает об общих приростах силы, в некоторых продемонстрировано увеличение силы только в ПС.
3. Обеспечивают «эффект прививки»
Наиболее интересным является «эффект прививки» после использования плиометрических упражнений последующие ПУ вызывают меньшую мышечную болезненность и повышения уровней плазматической креатин киназы (СК) (Jamurtas, A et al, 2000). КУ не обеспечивают «эффект прививки» (Allen, D. G, 2001). Более того, субмаксимальные ПУ оказывают постоянный протективный эффект от дальнейших мышечных повреждений (Paddon-Jones, D, et al, 2001).
4. Совершенствуют нервную активацию
Наблюдается эффект увеличения тренированности противоположной ноги (перекрёстный обучающий эффект) предположительно от нервной стимуляции нетренированной ноги. ПУ увеличивают нервную активацию и сегментарные рефлексы.
5. Содействуют метаболическим факторам.
Несмотря на то, что проведено немного исследований метаболического эффекта ПУ, они предоставляют хорошие свидетельства о более низкой энергетической стоимости ПУ, меньшем кардиоваскулярном стрессе и лактатном ответе, чем КУ (Doyle, T., 2005; Keogh, J., Wilson, G., Weatherby, R. 1999; Noakes, T. D., 2001; Tesch, P. A., Alkner, B. A., 2005). Преимущество бега «с горы» позволяет использовать его в тренировке людей с низким уровнем аэробных способностей или энергетическими уровнями, ПУ сопутствуют меньшие траты энергии. В последнее время ПУ показали раннее влияние на адаптацию кости к тренировкам у женщин старше 30-ти лет, когда масса костей достигает пика (Schroeder, E., Hawkins, S., Jaque, S., 2004).
С возрастом, в ПС обнаруживается меньшее относительное снижение усилия, чем в КС. Это, возможно обусловлено тем, что в повседневной жизни мы больше контролируем опускание в присед, потому что плиометрическое действие более важное, чем концентрическое. Другим объяснением является то, что пассивная соединительная ткань является одним из увеличивающих силу ПС факторов, повышение жёсткости или резистентности к растяжению соединительной ткани с возрастом может быть механизмом, ответственным за «плиометрическую силу» в старости (Bellew, J. W., Yates, J. W. 2000).
Пять недостатков плиометрических упражнений.
Распространённое клише: «нет боли – нет результата», - возможно наилучшим образом подходит к интенсивным ПУ.
1. Болезненность
Выполнение максимальных плиометрических сокращений вызывает DOMS. Это явление обычно наблюдается при возвращении к тренировкам или при выполнении нагрузки, превышающей текущий адаптационный резерв организма. Таким образом, важно знать меры профилактики DOMS и включать их в свою практику. Тем, кто использует в тренировке (подготовке) ПУ необходимо объяснить, что они должны чувствовать себя хорошо в последующие 48 часов после тренировки, то есть проявления болезненности мышц незначительны или отсутствуют.
2. Повреждение мышечных клеток
Плиометрические упражнения оказывают разрушающий эффект на многие структуры внутри клетки, одним из проявлений повреждений считается воспалительный ответ, который, предположительно, сопровождается DOMS.
Известны следующие внутриклеточные повреждения от ПС (Enoka, R. M., 1996):
· расширение поперечных трубчатых систем;
· разрушение сарколеммы;
· разрушение миофибриллярных компонентов;
· фрагментация саркоплазматического ретикулума;
· лизис плазматических мембран;
· повреждение цитоскелета;
· вздутие митохондрий;
· изменения во внеклеточном миофибриллярном матриксе.
Наблюдаются также повышение уровней сывороточной СК и кортизола. Завершающим этапом клеточных повреждений является нарастание воспалительной реакции и в некоторых случаях - дегенерация клеток, которая реализуется путём повышения локального уровня ионов кальция, вызывающие нарушение «упорядоченности» в строении саркомера и отрицательно влияющие на возбудимость (Allen, D. G. 2001)
3. Нарушение нервно-мышечных взаимодействий
Заслуживающих доверия исследований по этому вопросу проведено недостаточно. Имеется лишь несколько начальных свидетельств снижения способности к проявлению мощного усилия при использовании ударного метода(Harrison, A. J., Gaffney, S. D., 2004) и нарушение проприоцепции (Proske U, Morgan DL, 2001), следующие за индуцируемыми ПУ повреждениями мышц. Повторные упражнения с максимальным усилием также оказывают значительное влияние на появление центрального и периферического утомления, лимитирующего последующие максимальные произвольные сокращения (Endoh, T et al, 2005).
4. «Острое» снижение силы
Снижение силы зафиксировано во многих исследованиях и подробно описаны. К сожалению, причины явления не определены.
Значительное снижение вращающего момента наблюдалось во всех мышечных движениях (Paddon-Jones, D.et al, 2005), если в исследованиях тестируется сила различными способами, наблюдается острое снижение силы (48 – 72 часа). Следует определить, увеличивается ли риск травмы от применения ПУ при традиционном для силовой тренировки увеличении объёма и интенсивности нагрузки.
5. Провоцирование состояния RESTING STATE.
Данное состояние связывают с клеточными повреждениями. Наиболее заметными являются понижение размаха движений, вероятно вследствие локального воспаления и DOMS.
Многие врачи и тренеры не используют ПУ под предлогом того, что DOMS свидетельствует о повышении риска травмы для спортсменов тренирующихся подобным образом. Это безграмотный подход, так как ПУ не увеличивают риск травмы. Плиометрические упражнения должны включаться в тренировочные программы (Level 3 ASCA Assignment, WarrenFrost, 2005).
Утверждение, что ПУ приводят к травме неправильно, так как в некоторых видах спорта они являются существенной частью подготовки спортсменов к соревнованиям. Правильный вывод – интенсивные ЭУ инициируют процесс ремоделирования мышцы, способствующий мышечной гипертрофии (Fridén, J., Lieber, R. L., 2001).
Комментариев нет:
Отправить комментарий