Наука и практика силового тренинга от Владимира ЗАЦИОРСКОГО.

Справка: Владимир Зациорский профессор Пенсильванского Университета, доктор наук, консультант по подготовке сборных команд СССР и, позднее, США к Олимпийским играм, выдающийся ученый с мировым именем в области спорта, доктор педагогических наук, работал в спортивной науке в СССР, после перестройки уехал в США. Тренировал сотни атлетов мирового уровня, автор 15 книг и более чем 350 научных статей.

Серия статей в журнале «БОГАТЫРЬ» познакомит читателя с замечательной книгой Владимира Зациорского «Наука и практика силового тренинга». В этих статьях я попробую максимально просто и кратко изложить основные положения, которыми пользуется Владимир Зациорский в своей книге. Если что-то покажется читателю слишком сложным, то, увы, и сам объект исследований – организм человека - очень сложен.  И простыми методами описать его функционирование и добиться выдающихся достижений в тренировке невозможно. Статьи являются лишьупрощенным и кратким пересказом книги. Тем же, кто желает ознакомиться с трудом Владимира Зациорского полностью, следует приобрести его книгу.

Итак, слово Владимиру Зациорскому: 
«Много раз тренеры и атлеты спрашивали меня, какие упражнения, методики или тренировочные программы для развития силы самые лучшие. У меня нет ответа на такой вопрос. Упражнений (методик, программ), которые были бы самыми лучшими для всех атлетов на все времена просто не существует. Они могут быть самыми лучшими только для конкретного атлета в конкретных условиях.»
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ТРЕНИНГА

Основной чертой живых существ считается их адаптация к внешним условиям. И одним из таких условий является физическая нагрузка. Именно в ответ на физическую нагрузку наш организм наращивает мышечную массу и силу уже имеющейся мышечной массы. С практической точки зрения первостепенную важность для спортивных тренировок имеют следующие четыре характеристики:

• Величина стимула (перегрузка).
• Аккомодация.
• Специфичность.
• Индивидуализация.

Организм будет становиться сильнее только в случае, если величина стимула будет выше некоторой пороговой, т.е. должна возникать некоторая ПЕРЕГРУЗКА организма. Существует два способа вызывать перегрузку. Первый – увеличивать нагрузку в упражнении, второй – менять упражнение на новое, еще не привычное организму. Если тренировочная нагрузка слишком мала, то происходит и вовсе детренировка. Тело теряет приобретенные им силовые показатели. Например у атлетов экстра-класса форма теряется за несколько дней. Т.е. если полностью отдыхать дня три, то сила начинает падать.
По своей величине тренировочные нагрузки можно классифицировать следующим образом:

• Стимулирующие - величина тренировочной нагрузки выше неврального уровня, и положительная адаптация может произойти;
• Поддерживающие - величина нагрузки находится в нейтральной зоне, в которой поддерживается уровень формы; и
• Детренирующие - величина нагрузки ведет к уменьшению результатов, снижению функциональных возможностей атлета или к обоим этим последствиям.

Рис. 1.1. Зависимость между тренировочной нагрузкой (детренирующей, поддерживающей, стимулирующей) и уровнем физической формы. Прямоугольники обозначают нейтральную зону (поддерживающие нагрузки), что соответствует небольшим флуктуациям тренировочной нагрузки, при котором уровень формы в основном остается неизменным. Обратите внимание на эффект "ступеньки", показывающей изменение адаптационной кривой при изменении тренировочного стимула. Тренировочная нагрузка, которая является детренирующей для классных атлетов, может оказаться непомерно высокой для начинающих.

АККОМОДАЦИЯ
Реакция организма на постоянную нагрузку со временем ослабевает. Поэтому если долгое время не менять нагрузку, то результаты будут падать (рис. 1.2).


Рис. 1.2. Зависимость спортивных результатов от времени тренировки или тренировочной нагрузки. В результате аккомодации результаты падают.

Таким образом целесообразно варьировать тренировочные программы. Но в то же время, вследствие специфичности тренировочной адаптации используемые упражнения должны быть как можно более близкими к основным спортивным упражнениям в отношении мышечной координации и физиологических требований.
Наилучший перенос результатов тренировки имеет место при использовании специфических упражнений. Эти два требования приводят к одному из основных конфликтов в тренировке атлетов экстра-класса: тренировочные программы должны быть в одно и то же время варьирующимися, во избежание аккомодации, и стабильными, для выполнения требования специфичности.
Для того, чтобы устранить или уменьшить отрицательное влияние аккомодации, тренировочные программы периодически модифицируются. В принципе существует два метода модификации тренировочных программ:

• Количественный - изменение тренировочных нагрузок (например, общий поднимаемый вес);
• Качественный - смена упражнений.

Качественные изменения очень широко используются при тренировке атлетов экстра-класса, по крайней мере, наиболее творческих из них.

СПЕЦИФИЧНОСТЬ
Если в двух словах, то, что тренируем, то и растет. Тренируем силу – растет сила и мышечная масса. Тренируем бег – повышается выносливость. Это нам отлично знакомо.

ПЕРЕНОС РЕЗУЛЬТАТОВ ТРЕНИРОВКИ. ПОЧЕМУ ОН ВАЖЕН? 
Первые книги о тренировках атлетов, появившиеся в прошлом столетии, было очень интересно почитать. Подготовка к соревнованиям состояла исключительно из основных спортивных упражнений и ничего более. Если спортсмен занимался бегом на одну милю, то тренировки состояли только из забегов на 1 милю. Это и называлось "тренировкой".
Однако вскоре и тренеры, и атлеты поняли, что такая подготовка недостаточна. Чтобы успешно пробежать одну милю, атлет должен обладать не только выносливостью, но и соответствующими спринтерскими возможностями, хорошей техникой бега, а также сильными и гибкими мышцами и суставами. Эти способности невозможно развить, раз за разом пробегая одну и ту же дистанцию. В результате осознания этого произошло изменение стратегии тренировок. Вместо многочисленных повторов одного и того же упражнения в тренировочные программы было включено множество дополнительных упражнений, позволяющих развить навыки, специфичные для конкретного вида спорта. Изменилась общая концепция тренировок.
Но тогда возникает вопрос: Как выбрать самые эффективные упражнения, в результате которых эффект тренировки лучше переносится из дополнительных в основные спортивные движения?

ИНДИВИДУАЛИЗАЦИЯ
Надо четко понимать, что все люди разные, и тренировать их нужно по-разному. Особенно это касается выдающихся атлетов. Если средний человек может прогрессировать на каких-то усредненных и общих методиках, то чемпион по определению не может быть средним. И ему нужны свои методики. Это же касается и отстающих в генетическом плане спортсменов. Им тоже нужно подыскивать свои способы для вызывания тренировочной адаптации.

ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ТРЕНИРОВКИ

Общая теория тренировки это упрощенная, но широко используемая для решения практических проблем, модель. Эта модель использует только наиболее важные переменные силовой тренировки, опуская большое количество мелких. Общую теорию тренеры и спортсмены часто используют для составления тренировочных программ.

ГЛАВА 2

Сила, специфицированная на задании

Если стоит задача выяснитъ, как должен тренироваться спортсмен, чтобы достичь наилучших результатов, то первым шагом является определение тренировочной цели. Чтобы в дальнейшем правильно понимать тренировочный процесс, требуется четкое представление значения мышечной силы.
В этой главе будет дана дефиниция мышечной силы, и читатель познакомится с основными факторами её развития. Если спортсмен с большим усилием совершает максимальную попытку, то приложенная им сила зависит как от двигательной задачи, так и от способностей спортсмена. Поэтому следует рассмотреть факторы, определяющие результативность и сравнить двигательные задачи.

Элементы силы

Если от спортсмена потребуется развить огоромную силу против спички, то это успехом не увенчается. Не беря в расчет наилучший результат, величина такой силы будет скорее всего мизерной. Мы можем сделать вывод, что величниа мышечной силы зависит от прилагаемого внешнего сопротивления. Сопротивление - это один из факторов, который оказывает влияние на показанную спортсменом силу, но только один. Остальные факторы так же имеют значение. В дальнейшем они будут деталированно рассмотрены.

Максимальная мышечная сила

Представим себе спортсмена, которого попросили многократно толкнуть ядро с различной степенью усилия. Согласно законам механики дальность толчка определяется положением ядра при толчке и величной и направлением его скорости к моменту толчка. Принимается, что высота и угол толчка при различных попытках остается неизменным. При данном условии дальность толчка определяется только начальной скоростью ядра. Соответственно заданию, многократно толкать ядро с различной степенью усилия, достигается максимальная дальность полета ядра. Это и есть индивидуальная максимальная мышечная сила (максимальная дальность толчка, максимальная скорость полета ядра).

Параметрические отношения

В науке переменная, определяющая результат эксперимента (напр. масса или расстояние), или специфическая форма математического выражения, обозначается как параметр. Иными словами, параметр - это зависимая переменная, которая экспериментально изменяется.
Велосипедисты изменяют во время тренировки их переводные отношения на колеса. Чем выше перевод, тем выше действующая на педали сила и тем меньше частота оборота педалей. Отношение (инверсивное) между силой и частотой (скоростью оборота педалей) - пример параметричаского отношения. Инверсивное отношение - негативно, т.е. чем выше сила, тем ниже скорость.

Непараметрические отношения

Тренер по плаванию хочет определить значение силовой тренировки на суше для её спортсменов. Чтобы получить ответ на данный вопрос, она замеряет (а) максимальную силу показанную спортсменами в специальном упражнении против высокого сопротивления, и (б) скорость плавания.
Он считает, что корреляция между двух переменных высока, т.к. показатель максимальной силы важен и считается ненапрасным тратить время и прилагать усилия для развития максимальной силы. Если же коррляция была бы низка (напр. если бы сильнейшие спортсмены не были бы самыми быстрыми), то тогда не имело бы смысла тренировать максимальную силу. Другие характеристики, как мышечная выносливость или гибкость были бы важнее.
Но тренер установил, что имеет место сигнификантная корреляция между максимальной силой и скоростью плавания. Лучшие пловцы развивают большую силу при специфических движениях. Это пример непараметрического отношения.

Дефиниция мышечной силы

Сила или мышечная сила - это способность развивать максимальное усилие. Вспомним, что в механике и физике сила дефинируется, как величина для определения переменного действия меж двух тел. Сила выражается в двух направлениях: или изменяется направление тела или тело деформируется или же наблюдаются оба явления. Сила имеет свойство вектора. Она обозначается (а) величиной, (б) направлением и (в) точкой приложения.
В спортивных движениях сыществует много различных сил. Биомеханика подразделяет их на две группы: внутренние и веншние силы. Сила, которая действует от одной стороны человеческого тела на другую, обозначается как внутренняя. К внутренним силам относятся помимо прочего силы между костями и костно-связочные силы. Силы которые действуют между телом спортсмена и окружающей средой, обозначаются как внешние. Соответствуя такой дефиниции силы, только внешние силы используются в качестве меры силы спортсмена.
Общеизвестно, что мышца переносит силы на кость во время
- сокращения (концентрическое или миометрическое),
- растяжения (эксцентрическое или плиометрическое) или
- сохранения длины (статическое или изометрическое).
В другом смысле понятие силы может быть дефинировано, как способность к преодолению или к содействию с внешними сопротивлениями посредством мышечных усилий. В случае концентрических мышечных реакций действует сила сопротивления против направления движения. При эксцентрическом действии действует внешняя сила по направлению движения.

Определяющие результат факторы:
Сравнение двигательных задач

Если при различных попытках части тела двигаются по одной и той же траектории, то мы считаем, что движеня одинаковы, независимо от различий таких элементов, как время и скорость. При такой дефиниции движение определяется только его геометрией, не кинематикой и не кинетикой. К примеру, тяжелоатлетический рывок с различного веса штангами представляет собой одно движение. Напротив, отталкивание при прыжке в высоту с или без дополнительноко отягощения - представляет собой другое.
Максимальные силы, которые спортсмен прилагает при подобных движениях, к примеру при распрямлении ног в вышеназванных случаях, при измененных условиях соответственно различны. Две области факторов, экстринические (внешние) и интринические (внутренние) определяют данные различия.

Экстринические факторы и значение сопротивления

Сила - это величина для определения действия одного тела на другое, и сила этого действия будет определяться свойствами и движениями обоих взаимодействующих тел. Сила, которую спортсмен прилагает к внешнему телу (напр. свободный вес, место хвата на тренажере, вода при плавании или гребле), зависит не только от самого спортсмена, но и от внешних факторов.
Чтобы оценить влияние внешнего сопротивления, представим себе спортсмена, который развивает свою максимальную силу в выпрямлении при приседаниях. Имеется два экспериментальных пути для измерения внешнего сопротивления. В первом случае максимальная изометрическая сила замерялась при различных коленных углах. Во многих исследованиях была установлена позитивная корреляция между силой и длиной ног (т.е. расстояние между тазом и стопой): с выпрямлением ног возрастает приложенная сила - рис. 2.3. кривая А. Силовой максимум достигается при почти полном распрямлении ног. Это соответствует повседневным наблюдениям - больший вес можно преодолеть при полуприседаниях, а не при глубоких.
Если же процесс выпрямления ног будет измерен во время динамического движения, например во время отталкивания при прыжке, то соотношения будут прямо противоположными - рис. 2.3. кривая В. В этом случае наибольшая сила будет достигаться в самой глубокой точке. Корреляция между макс. силой и длиной ног - негативная. Здесь механические свойства ног похожи на свойства пружины: чем больше деформация (здесь: сгибание ног), тем больше сила.

Рис. 2.3. Взаимосвязь между максимальной силой и длинной ног в случае изометрического тестирования - кривая А и в случае динамического тестирования - кривая В.

Механическая обратная связь

Все упражнения силовых тренировок могут, в зависимости от вида сопротивления, подразделяться на два типа: с механической обратной связью и без. Возьмём, к примеру движение весла в воде. Скорость гребли при этом является результатом внешних мышечных усилий, прилагаемых спортсменом. Активная мышечная сила приводит к повышению скорости весла, вследствие чего возрастает сопротивление воды. Чтобы преодолеть повышенное сопротивление воды, должна повышаться и мышечня сила. Поэтому повышение сопротивления воды может быть рассмотрено, как действие приложенной мышечной силы (механическая обратная связь).
Представим себе другой пример: человек толкает уже находящуюся в движении тяжелую грузовую машину. Независимо от всех развиваемых этим человеком сил, грузовик будет двигаться с неизменной скоростью. Человеческая мышечная сила не привела к какому бы то изменению движения грузовика (никакой механической обратной связи).
Спортивные движения обычно связаны с механической обратной связью. Движение и сопротивление изменяются, как следствие применённой спортсменом силы. Механическая обратная связь отсутствует только при изометрических упражнениях и при работе на изокинетических системах.
На изокинетических системах скорость движения части тела по отношению к суставу остается неизменной. Сопротивление системы соответствует мышечной силе на протяжении всей области движения. Максимальная сила замеряется при динамических условиях, но только если заданная скорость была достигнута движущейся частью тела.

Виды сопротивления

Принимая во внимание спицифические требования от силовых упражнений, огромное значение для тренировочного процеса имеет выбор правильного вида механического сопротивления. Типичные снаряды для программ силовых тренировок могут быть категоризированы соответственно виду приложенного сопротивления.
При сопротивлении, основанном на эластичности, величина силы зависит от меры изменения формы. Длина предмета с идеальной эластичностью, увеличивается пропорционально примененной силе. Итак, чем больше изменение формы (напр. деформация пружины, эластичной или резиновой ленты), тем больше примененная сила.
Другий вид сопротивления основан на инерции. Сила пропорциональна массе, умноженной на ускорение. Так как масса тела чаще выбирается как двигательный параметр, то силу определяет ускорение. Вследствие гравитационных влияний и влияний трения, довольно таки сложно найти движение, при котором бы сопротивление создавалось бы только инерцией. Движение биллиардного шара пример тому.
Пример из тренировочной практики поясняет соотношения между массой и силой. При метании и толкании снарядов различных масс (ядра весом от 1 до 20 кг используются в тренировочном процессе), приложенная сила к легкому ядру относительно невелика и на нее в высшей мере оказывает влияние масса ядра. Сила, влияющая на тяжелые ядра, напротив определяется силой самого спортсмена.
Если тело получает ускорение за счет мышечной силы, то направление ускорения не соответствует направлению силы, за исключением вертикальных движений. Гораздо больше оно соответсвует направлению результирующей силы, которая образуется от векторной суммы мышечной силы и силы притяжения. Так как сила земного притяжения действует по направлению вниз, спортсмен должен её компенсировать, при этом направление его усилия будет более вертикальным, чем желаемое направление движения. Примером тому является толкание ядра. Направление ускорения ядра не совпадает с направлением применения силы спортсменом (рис. 2.6).

Pис. 2.6. Направление применения силы спортсменом Fmus не совпадает с направлением результирующей силы Fres, являющейся суммой сил, действующих на ядро - силы гравитации Fgrav и силы спортсмена Fmus.

Интринические факторы

Сила которую спортсмен может развить в одном и том же движении, зависит от различных факторов: скорость, позиция тела и направление движения. Причиной возникновения мышечной силы является активность отдельных мышц. Приведенные выше переменные определяют степень развития силы этих отдельных мышечных групп. При этом не имеется прямой связи между активностью отдельно взятых мышц и мышечной силой (к примеру при подъёме штанги). Мышечная сила определяется согласованным взаимодействием большого количества мышечных групп. Активирванные мышцы производят прямолинейное тянущее действие на кости. Переводное действие мышечной силы обуславливает так же и вращяющее движение в суставах.
Так как различны расстояния действия мышц на их оси вращения, их вращательные действия не пpямопропорциональны к развитой мышечной силе. Вращательные движения в различных суставах координированы таким образом, чтобы развить максимальную силу в желаемом направлении, к примеру, вертикальное движение при поднятии штанги. При этом существуют сложные отношения между мышечной силой (силой, развиваемой определённой мышечной группой) и силой мышц (максимальной внешней силой). Не принимая во внимание эти различия, многие феномены мышечной биомеханики и физиологии изолированных мышц определяются так же и при сложных движениях, в которые вовлечено большое количество мышечных групп.

Положение тела, кривые силы

Сила, которую спортсмен может развить при определённом движении, определяется положением тела (суставными углами). К примеру сила Fm, которую спортсмен может развить (при чистой технике подъёма) при отрыве штанги от пола, зависит от положения грифа штанги относительно пола. Максимальная сила Fm развивается, когда гриф находится на уровне колен (см. рис. 2.20).

Рис. 2.20: Максимальная изометрическая сила Fm на штанге при различных положениях тела (и при этом различной высоте штанги), как пример кривой силы при многосуставном движении.

Почему сильнейшие штангисты начинают движение с относительно медленного подъёма?

Хороший штангист прикладывает к штанге наибольшие силы, во время максимального ускорения, когда штанга достигает уровня колен. Этому есть две причины. Во-первых именно в этом положении можно развить наибольшую силу (рис. 2.20). Во-вторых сила сокращается, если скорость движения возрастает. Штанга, для развития силы, должна при относительно невысокой скорости быть доставлена в наивыгоднейшее положения относительно тела спортсмена, чтобы приложить к ней максимально возможную силу. Такая двух-фазовая техника применяется всеми штангистами экстра-класса, за исключением нижних весовых категорий, большинства спортсменов 52 кг и некоторых 56 кг. Эти спортсмены не такие высокие (ниже 1,50 м) и штанга у них изначально находится на высоте колен, ещё до того как начнётся движение.
Это пример тому, как комбинируются два экстринических фактора развития силы (положение тела и скорость), для того чтобы достичь максимальных силовых величин.

Изображение внешней силы (или силового момента), действующей на спортсмена и зависящей от соответствующего положения тела (напр. суставных углов), называется кривой силы. Кривые силы принимают в основном три формы: возрастающей , убывающей и вогнутой (см. рис. 2.21).

Рис. 2.21: Три основные формы кривых силы.

Основными факторами, определяющими это отношение являются изменения длины мышц и плеча момента сил. Моменты пассивных сил и действия мышц-антагонистов могут так же влиять на разультирующий момент мышечной силы в экстремамльных областях амплитуды движения.
Длина мышц варьируется с изменением положения тела. Напряжение, которое развивает мышца (при определённом уровне активации), зависит в свою очередь от собственной длины на момент измерения.
Изменение мышечной силы с изменением длины мышц имеет две причины. Первое - изменяется поверхность переплетения актин- и миозинфиламентов и второе - изменяется доля эластических сил, особенно параллельных эластических компонентов. Как следствие взаимодействия этих двух факторов, вытекает сложная связь между моментальной длиной мышц и продукцией силы. Эта связь варьируется у различных мышечных групп.
Но все же данную сложность можно не принимать во внимание и за основное правило считать, что человеческие мышцы развивают меньшие силы если они сокращены. В противоположность этому большие силы развиваются растянутыми мышцами.

Плечи моментов сил мышц (расстояния от суставной оси до линии действия мышечной работы) изменяются в зависимости от суставного угла.
Внешний крутящий момент, произведенный мышцей образуется из произведения мышечной силы и плеча рычага (см. рис. 2.23). Чтобы оценить величину внешнего крутящего момента мышцы при определённом суставном угле (на рис. 2.23. обозначен стрелочкой), нужно умножить развитую силу на длину плеча рычага при данном суставном угле. Комбинация вышеприведённых факторов показывает отношение силы и суставных углов для любого односуставного движения (см. рис. 2.22, а-b).

Рис. 2.22: Отношение между суставным углом и изометрической силой, для различных суставов и движений. Суставные углы определены анатомическими положениями. Средние величины 24 спортсменов. Сила сгибателя локтя, установлена при супинированном предплечии. Билатеральная сила выпрямителей ног измеряна в положении лёжа при угле давления, равном 15° относительно горизонтали. Измерения сгибателей плеча проводились в положении лёжа, предплечие находилось при этом в средней позиции. При 30° рука находилась за туловищем.

Если в движение вовлечены дву-суставные мышцы, и это обычно так, то мышечная сила, которая определяется в одном суставе, зависит от положения или движения в соседнем суставе. Так, к примеру, влияет положение тазобедренного сустава на силу распрямления и сгибания коленного сустава. В сидячем положении, rectus femoris (распрямляющяя мышца коленного сустава) сокращён и поэтому прилагаются меньшие усилия при распрямлении коленного сустава, нежели в стоячем положении. Для сгибателей коленного сустава - наоборот: сила сгибания в сидячем положении больше, чем стоя.

Уже незначительные изменения в положении тела могут привести к весомым потерям или выигрышам в силе.
Так же значительны и силовые величины в наислабейших местах движения (так называемых "мёртвых точках"). Наибольший вес, который может быть поднят при полной амплитуде движения не может превышать тот вес, способный "пройти" наислабейшую точку. Этот вес составляет только лишь определённый процент максимальной силы при других суставных углах. Многие исходят из того, что это является недостатком при упражнениях со свободными весами. Поэтому в силовых тренажерах используются блочные диски с изменяемым радиусом, для того, чтобы развивать максимальное или почти максимальное мышечное напряжение на всей амплитуде суставного движения. Это достигается изменением рычага в тренажёре, так что как следствие варьируется величина сопротивления. Однако для человека это неестесственное движение, когда на всей области суставного угла прилагается максимальное усилие. Поэтому многие тренера и спортсмены высокого уровня против использования таких силовых тренажёров в тренировочном процессе.

Рис. 2.23: Внешний крутящий момент силы в суставном угле, как произведение мышечного напряжения и длины плеча рычага при данном положении сустава.

Описываются три различных пути, для максимизации тренировочного действия при работе с сопротивлением. В первом максимальная сила развивается в наислабейших положениях тела (принцип максимального сокращения). Во втором требуются силы в максимальной области сверх полной амплитуды движения (так называемое приспособленное сопротивление). В третьем развиваются упражнения, чтобы в определённых положениях суставов, как и при соответствующем соревновательном движении, приложить максимальные усилия. Этот путь обозначается акцентируемым развитием силы и его концепция будет подробно рассмотрена в главе 6.