Обновлено 06.04.2015 23:04
Краткое описание процедуры исследования
Для участия в эксперименте общей продолжительностью 12 недель привлекли 26 здоровых студентов-добровольцев (14 мужчин и 12 женщин; возраст от 18 до 26 лет), которые регулярно занимались рекреационной активностью (например, спортивными играми), но не проводили силовую тренировку ног последние 12 месяцев. Испытуемых случайным образом разделили на три группы: две группы выполняли аналогичные программы тренировок (см. таблицу 1) за исключением амплитуды движения и третья группа – контрольная (не тренировались в эти 12 недель).
Таблица 1. Общий вид тренировочной программы
Упражнение
|
Повторения
|
Подходы
|
Отдых (с)
|
Интенсивность (% ПМ)
|
День 1
| ||||
Приседания со штангой
|
10
|
3
|
90
|
80
|
Разгибание голени
|
10
|
3
|
60
|
80
|
Болгарские приседания
|
10
|
3
|
90
|
80
|
Приседания «Стул Самсона»*
|
4 Х 10 с
|
3
|
60
|
-
|
День 2
| ||||
Приседания со штангой
|
10
|
3
|
90
|
80
|
Разгибания голени
|
10
|
3
|
60
|
80
|
Жим ногами
|
10
|
3
|
90
|
80
|
Выпады с гантелями
|
10
|
3
|
60
|
80
|
День 3
| ||||
Приседания без отягощения
|
30
|
3
|
90
|
-
|
Приседания «Стул Самсона»
|
4 Х 20 с
|
3
|
60
|
-
|
Выпады без отягощения
|
30
|
3
|
90
|
-
|
«Стул Самсона», одна нога
|
5 Х 5 с
|
3
|
60
|
-
|
* - изометрическое приседание, после сгибания до нужного угла положение фиксируется.
Во всех упражнениях для мышц ног (различные виды приседаний, таблица 1) одна группа выполняла сгибание в коленном суставе 50о (короткая амплитуда), другая - 90о(большая амплитуда). Амплитуда сгибания контролировалась гониометром. Размер отягощения подбирался из расчёта максимального веса для выбранной амплитуды движения и уточнялся каждые 2 недели. Таким образом, в группе с короткой амплитудой движения размер отягощения был выше. Темп выполнения контролировали метрономом, по достижению необходимого угла в каждом повторении упражнений испытуемый делал остановку на 2 с, прежде чем начать концентрическую фазу движения. Программа тренировок составлялась на основе рекомендаций Американского колледжа спортивной медицины для тренировки, увеличивающей массу мышц. Экспериментальные группы тренировались три раза в неделю: 2 раза в зале под руководством инструктора и 1 раз дома.
Изменения, произошедшие в результате тренировки, фиксировали каждые две недели эксперимента для сравнения с исходными значениями и контрольной группой. При помощи УЗИ на уровне 25, 50 и 75% от длины бедра контролировали: архитектуру мышц (длина сократительной части и угол перистости), анатомический поперечник и толщину подкожного жира. Функциональные способности оценивали на основании измерений максимального вращающего момента в коленных суставах при углах 30, 50, 60, 70, 75 и 90о (где выпрямленный коленный сустав - 0о).
Предполагалось, что в группе с большой амплитудой движения произойдут более значительное увеличение массы мышц и изменения других показателей за 8 недель тренировки, а негативные изменения от 4-недельной детренировки будут меньше.
Результаты
Как и ожидалось, в экспериментальных группах в результате 8 недель тренировок произошли статистически значимые изменения показателей, тогда как в контрольной группе изменений не отмечалось.
Анатомический поперечник мышц значительно увеличился на всех уровнях длины бедра (25, 50 и 75%) к моменту окончания тренировок. При этом в группе с большей амплитудой обнаруживалась тенденция к большему увеличению, однако статистически значимо поперечник увеличился только на уровне 75% длины бедра по сравнению с группой, которая занималась с короткой амплитудой (59% и 16%, соответственно). Интересно, что после двух недель детренировки достигнутый результат больше не отличался от контрольной группы, хотя превосходил исходный уровень и на 10 и на 12 неделе.
Угол перистости также увеличился на всех уровнях длины бедра, больше всего – на уровне 75% длины бедра, но вернулся к исходным значениям после 4 недель детренировки. И вновь проявлялась тенденция к большему увеличению в группе с большой амплитудой движения.
Длина сократительной части мышцы увеличилась на всех уровнях длины бедра и оставалась выше исходной в обеих группах, но в группе с большой амплитудой движения изменения были более значительными. Это может говорить о преимуществах большей амплитуды движения для реализации функционального потенциала мышцы, а также о том, что мышцы нетренированного человека имеют некоторую степень укорочения волокон.
Толщина подкожного жирового слоя уменьшилась к 8 неделе тренировок на всех трёх уровнях в обеих экспериментальных группах. На уровне 25% длины бедра уменьшения были большие в группе с большой амплитудой после 8 недели, но к 12 неделе они стали несущественны. На уровне 50% большее уменьшение наблюдалось в группе с большой амплитудой, и оно превосходило исходное значение даже на 12 неделе, тогда как в группе с короткой амплитудой уже на 10 неделе исходный уровень восстановился. На уровне 75% длины бедра в обеих группах произошло значительное уменьшение, которое сохранилось после 12 недели, но большее в группе с большой амплитудой.
Мышечная сила
Таблица 2. Изменения максимального произвольного усилия на протяжении амплитуды сгибания коленного сустава за 8 недель тренировки
Угол сгибания колена (о)
|
Вращающий момент (Н м)
исходный – 8 недель |
Относительные изменения (%)
| |||
Короткая амплитуда
|
Большая амплитуда
|
Короткая амплитуда
|
Большая амплитуда
| ||
30
|
106 – 108
|
102 – 127
|
2 ± 8
|
18 ± 5*
| |
50
|
167 – 175
|
157 – 193
|
5 ± 10*
|
16 ± 4*
| |
60
|
191 – 197
|
186 – 213
|
4 ± 5*
|
11 ± 7*
| |
65
|
207 – 216
|
194 – 231
|
5 ± 4*
|
19 ± 8*
| |
70
|
212 – 225
|
202 – 247
|
6 ± 2*
|
13 ± 2*
| |
75
|
218 – 215
|
193 – 232
|
- 1 ± 3
|
18 ± 11*
| |
90
|
216 – 218
|
161 – 208
|
1 ± 2
|
30 ± 5*
| |
* - существенное по сравнению с исходным уровнем.
В таблице 2 наглядно показано преимущество упражнений, которые выполняются с большей амплитудой движения для увеличения силы мышц. В группе с короткой амплитудой движения статистически значимых изменений вращающего момента не фиксировалось при углах 30, 75, и 90о. В группе с большой амплитудой зафиксированы изменения и большие по величине, и произошли они во всех контролируемых углах.
Обсуждение результатов
Наиболее важный результат исследования: выполнение различных видов приседаний с амплитудой сгибания колена на 90о приводит к более существенным морфологическим, архитектурным и функциональным изменениям в латеральной широкой мышце бедра по сравнению с амплитудой сгибания на 50о.
Авторы полагали, что большая гипертрофия скелетных мышц при амплитуде 90о произойдёт вследствие увеличения физиологического стресса и растяжения саркомеров, а увеличение массы мышц после тренировки будет существенным после периода детренировки. Результаты эксперимента подтвердили гипотезу лишь отчасти: масса мышц действительно увеличилась спустя 8 недель (больше в группе с амплитудой 90о), но это увеличение не было существенным по сравнению с контрольной группой спустя 12 недель (т.е. после 4 недель детренировки).
Расчёты показали, что в группе с короткой амплитудой движения абсолютная нагрузка была больше на 10 – 25% и оказала внешнее стрессовое воздействие выше примерно на 32%. Несмотря на это, в группе с большой амплитудой движения зафиксированы более значительные изменения. Часто в практической деятельности тренеры делают акцент именно на поднимаемом весе, жертвуя амплитудой движения с целью вызывать большую адаптационную реакцию мышц. Тем не менее, полученные данные опровергают эффективность подобной стратегии без учёта внутренней механики мышц.
Это не первое исследование влияния длины мышцы при сокращении на адаптацию. В предыдущем исследовании Kubo et al (26), сравнивали изменения, произошедшие в результате изометрической тренировки разгибателей колена под углами 50 или 100о. В их эксперименте отмечалось меньшее относительное увеличение размеров латеральной широкой мышцы. При этом в исследовании Kubo et al(26) гипертрофия была большей при тренировке с углом 50о. Вероятно, эти расхождения результатов объясняются: 1) большим в 2,3 раза максимальным произвольным усилием под углом 500 по сравнению с углом 100о; 2) различием режима работы мышц; 3) различием в гормональной реакции на глобальные и локальные упражнения; 4) специфичной региону гипертрофией.
Последний пункт нуждается в более подробном объяснении. Крупные мышцы человека способны активироваться отдельными функциональными сегментами. Так, у четырёхглавой мышцы выделяют, по крайней мере, 7 крупных сегментов, каждый из которых может выполнять свою функцию относительно обособленно от других. Это приводит к так называемой «региональной гипертрофии», которая обычно возникает при биомеханических ограничениях движения. Если рассматривать исследование Kubo et al(26), то изометрические сокращения при меньшей длине мышцы могли вызвать большее увеличение дистальной порции латеральной широкой мышцы, что и привело к расхождению между результатами исследований.
Обнаруженное увеличение сократительной части мышцы обычно связано с добавлением последовательно соединённых саркомеров в мышце при неизменной длине саркомеров. По-видимому, подобную адаптацию вызывает растягивание мышц (12, 46, 50). Результаты, полученные в обсуждаемом исследовании, подтверждают увеличение длины сократительной части мышцы в ответ на тренировку с большей амплитудой. Увеличение длины сократительной части положительно влияет на зависимость «сила-скорость мышц», позволяя спортсмену проявлять большую мощность сокращения.
В обеих экспериментальных группах зафиксировано увеличение угла перистости мышц на всех трёх уровнях длины. Больший угол перистости позволяет компактней расположить волокна мышцы. Несмотря на то, что разница между группами не достигла статистической значимости, большее увеличение угла перистости в группе с большой амплитудой отчасти объясняет обнаруженные преимущества в увеличении вращающего момента.
Отмеченное большее уменьшение подкожного жирового слоя в группе с большой амплитудой движения авторы исследования считают следствием физиологического влияния на обменные процессы. По-видимому, большая амплитуда вызывала более значительное повышение активности протеинкиназы, активированной аденозинмонофосфатом (AMPK) (9), которая, в свою очередь, опосредует влияние интерлейкина-6 на утилизацию глюкозы и окисление жиров. Кроме того, активность АМРКа2 зависит от интенсивности воздействия (7), поэтому большее удлинение мышцы может влиять на факторы, регулирующие жироотложение. Уменьшение подкожного жирового слоя помогает улучшить результаты в видах спорта, где масса тела оказывает существенное влияние на экономичность движения, например, бег на субмаксимальной скорости (8).
Вторым направлением исследования было выяснение влияния 4-недельной детренировки на результаты. Во всех измеряемых параметрах наблюдалось существенное уменьшение. Несмотря на то, что различия между группами не достигли статистической значимости, в группе с большой амплитудой движения наблюдали большие снижения биомеханических параметров мышц за период детренировки. Это согласуется с данными другого исследования. Эксперимент включал тренировки пожилых людей средней и высокой интенсивности в течение 12 недель, за которыми следовали 12 недель детренировки. Интересно отметить, что увеличение силы и поперечника мышц было существенно выше в группе, которая тренировалась интенсивно, и, несмотря на большее уменьшение в период детренировки, результаты всё равно превышали показатели группы с умеренной интенсивностью занятий (47).
Получено подтверждение, что после детренировки группа с большой амплитудой движения демонстрировала силу, превышающую исходный уровень. В группе, выполнявшей упражнения с короткой амплитудой, существенных различий в силе мышц между исходным уровнем и спустя 12 недель, не выявлено.
Авторы полагают, что увеличение амплитуды приводит к повышенной стимуляции белкового синтеза в мышцах, что, с одной стороны, приводит к большему приросту в период тренировок, а с другой – к большему уменьшению после прекращения воздействия.
Следует особо отметить, что перед началом концентрической фазы сокращения в каждом повторении испытуемые выполняли паузу в 2 секунды. Кроме того, каждое повторение с большой амплитудой выполнялось дольше на 0,25 – 0,5 с. Требуются дополнительные исследования для выяснения влияния этих факторов на адаптацию мышц.
Практические рекомендации
Авторы исследования рекомендуют тренерам обращать внимание на амплитуду движения при планировании и выполнении тренировочных программ. Часто тренеры жертвуют амплитудой для обеспечения большей механической нагрузки и, как они полагают, большего стимула, но на самом деле эффект противоположный. Большая амплитуда движений предпочтительнее для увеличения силы и массы мышц даже при меньшей абсолютной нагрузке (размере отягощения). Кроме того, увеличение длины сократительной части, поперечника, угла перистости и силы мышц при разных углах положительно сказывается на функциональных способностях скелетных мышц и способствует увеличению спортивных результатов.
Увеличивать амплитуду движения следует с осторожностью. Необходимо принимать во внимание все суставы, участвующие в движении. В приведённом исследовании рассматривался только коленный сустав, тогда как для принятия окончательного решения об амплитуде приседаний необходимо учитывать функциональные способности голеностопных, тазобедренных, позвоночных и даже плечевых суставов (в случае приседания со штангой).
Комментариев нет:
Отправить комментарий