Адаптация скелетных мышц человека к физическим нагрузкам

Срочная и долговременная адаптация

Каким же образом изменяется функциональное состояние организма и как происходит адаптация сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам?

По мнению Ф.З. Меерсона, в развитии большинства адаптационных реакций прослеживаются два этапа: 1) начальный этап срочной, но несовершенной адаптации; 2) последующий этап совершенной долговременной адаптации.

Этап срочной адаптации

Этап срочной адаптации развивается непосредственно после начала действия раздражителя — физической нагрузки. Он может реализоваться только наоснове ранее сформировавшихся физиологических механизмов. Важнейшая черта срочного этапа адаптации заключается в том, что деятельность организма протекает на пределе его физиологических возможностей — при почти экстремальной мобилизации функционального резерва — и далеко не в полной мере обеспечивает необходимый адаптационный эффект. Так, бег неадаптированного человека происходит при близких к максимуму величинах минутного объема сердца и легочной вентиляции, при максимальной мобилизации резерва г            ликогена в печени. При этом возрастает уровень лактата в крови, что лимитирует интенсивность нагрузки, поэтому двигательная реакция не может быть ни достаточно быстрой, ни достаточно длительной. Таким образом, адаптация реализуется «с места», но оказывается несовершенной.

Этап долговременной адаптации

Этап долговременной адаптации возникает постепенно на основе многократной реализации срочной адаптации. Увеличение функции органов и систем, необходимое для выполнения физических нагрузок, закономерно влечет за собой повышение мощности энергосодержащих структур и активацию нуклеиновых кислот и белков в клетках, образующих этот орган. Активация приводит к формированию структурных изменений, которые увеличивают мощность систем, ответственных за адаптацию. Формируется так называемый структурный след, который составляет основу перехода срочной в долговременную адаптацию.

Повышение физиологической функции клеток систем, ответственных за адаптацию, способствует повышению скорости транскрипции РНК на структурных генах ДНК в ядрах этих клеток. Увеличение количества информационной РНК инициирует рост числа программированных этой РНК рибосом и полисом, в которых интенсивно протекает процесс синтеза клеточных белков. В результате масса структур увеличивается, и повышаются функциональные возможности клетки — сдвиг, составляющий основу долговременной адаптации.

Адаптивные процессы при тренировке

Работоспособность при постоянном объеме тренировки существенно возрастает уже в начальном периоде. В дальнейшем работоспособность повышается еще в некоторой степени, пока не достигнет стабильного устойчивого уровня (плато) — предела работоспособности. И дальнейшее повышение работоспособности возможно лишь в том случае, если нарастает объем тренировок. Стабильный уровень, который достигается путем предельного увеличения объема тренировок, отражает максимум работоспособности; продолжение тренировки не дает большего эффекта. Эта временная кривая применима в принципе ко всем формам тренировки. Физиологические сдвиги, вызванные адаптацией в период тренировки, могут изменяться в обратном направлении после ее прекращения.

Процессы адаптации, связанные с тренировкой, существенно варьируют в зависимости от ее содержания. Может происходить адаптация скелетных мышц (метаболические изменения или увеличение площади поперечного сечения), сердца или дыхательной системы (увеличение максимальной дыхательной способности) либо нервной системы (внутри- и межмышечная координация). Большая часть этих изменений очень существенна для повышения работоспособности.

Для того, чтобы оценить степень адаптации (тренированности), необходимо знать исходное состояние тренированности. Степень (состояние) адаптации к физической работе имеет индивидуальный характер. У одного и того же человека она зависит от характера и величины (объема) физической нагрузки.

Тренировка на выносливость вызывает отчетливые изменения многих физиологических показателей (табл. 20.1).

Из них наиболее резко выражено увеличение сердечного объема (дилатация сердца) и массы сердца (гипертрофия мускулатуры стенки). У спортсменов, тренирующихся на выносливость, происходит также отчетливое повышение жизненной емкости легких (ЖЕЛ). Главный фактор в работоспособности, требующей выносливости, — это адекватное поступление кислорода в мышцы, которое определяется максимальным сердечным выбросом.

Таблица 1. Сравнение физиологических параметров двух мужчин в возрасте 25 лет с массой тела 70 кг в случае интенсивной тренировки выносливости и без нее (по Х.-Ф. Ульмер, 1996)

Смирнов В. М., Дубровский В. И. Физиология физического воспитания и спорта: Учеб. для студ. сред, и высш. учебных заведений. — М.: Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2002. — 608 с. Раздел II. ФИЗИОЛОГИЯ ДВИГАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ. Глава 20. СОСТОЯНИЕ ОРГАНИЗМА ПРИ ЗАНЯТИЯХ СПОРТОМ. — С. 513-525.

Тренировка

В процессе систематических (3-4 раз в неделю) занятий (тренировок) физкультурой и спортом происходит постепенная адаптация к физическим нагрузкам.

Тренировка — это систематическое воздействие физических упражнений (в спорте высших достижений — 2-3 раза в день) на организм тренирующегося в течение недель, месяцев и лет (макро- и микроциклы, олимпийские циклы). Одна из важнейших задач тренировки — это повышение работоспособности.

Тренировки должны носить специальную направленность, в процессе тренировок идет многократная повторяемость, интервалы отдыха между выполняемыми упражнениями небольшие, пульс не ниже 150-160 уд/мин.

Если тренировка проходит при пульсе 120-130 уд/мин, то это оздоровительная физкультура, она не дает тренирующего эффекта.

Содержание тренировки, ее структура должны периодически изменяться в связи с принципом цикличности.

В спорте высших достижение выделяют два периода тренировок: 1) подготовительный и 2) соревновательный. Продолжительность этих периодов зависит от возраста спортсмена, его квалификации, опыта и других показателей. В подготовительном периоде главная задача — выработка выносливости, скоростно-силовых качеств и др. Используются тренажеры, различные приспособления, штанга. Как правило, при тренировках 2-3 раза в день часть занятия отводится развитию силы, скоростно-силовой подготовке, а большая часть отводится специальной тренировке (если бегун, то бегу; если пловец, то плаванию; если прыгун, то прыжкам и т. д.).

На завершающем этапе подготовительного периода тренировка носит приближенный к соревнованиям характер, т. е. интервалы между выполненными упражнениями сокращаются, возрастает интенсивность их выполнения.

В соревновательном периоде тренировка носит характер умеренный, непродолжительный, как правило, проводится утром; в некоторых видах спорта в день соревнований тренировка не проводится (лыжные гонки, велогонки и др.)

Кроме того, после лыжной гонки, например, спортсмен выполняет ряд упражнений и легкий бег, особое внимание уделяют упражнениям на растягивание

Тренировка способствует развитию физических качеств: выносливости, силы, быстроты, ловкости. Это целенаправленное воздействие на физическое развитие (ОДА) и функциональные системы.

Невроз

Переутомление и перетренированность — это симптомы невроза, который характеризуется наличием соматических и вегетативных нарушений.

Невротические реакции обычно возникают при монотонных (однообразных), длительных, многообразных и многоразовых тренировках (2-3 раза в день), приводящих к постоянному эмоциональному напряжению.

Переутомление и перетренированность характеризуются ухудшением нервно-психического и физического состояния, снижением спортивной и общей работоспособности. В большинстве случаев переутомление и перетренированность наслаиваются друг на друга, давая симптомокомплекс нарушений деятельности организма.

Переутомление проявляется прежде всего в ухудшении спортивной работоспособности, прекращении роста достижений, несмотря на интенсивные тренировки. Ухудшаются общая работоспособность (по тесту PWC170, прикидок, степ-тесту), сон (по данным ак-тографии), усиливаются потливость при выполнении физической нагрузки, сердцебиение (тахикардия), повышается содержание в крови мочевины, нередко имеют место изменения на ЭКГ, снижается пневмотонометрический показатель (ПТП), отражающий функцию дыхательной мускулатуры, ЖЕЛ, ФЖЕЛ и другие показатели. Переутомление нарушает слаженность взаимодействия между корой головного мозга, нижележащими отделами нервной системы и внутренними органами.

Перетренированность развивается при систематическом предъявлении спортсмену очень сложных двигательных и тактических заданий, сочетающихся с большими физическими нагрузками и недостаточным отдыхом.

При перетренированности отмечаются повышенная возбудимость, неустойчивость настроения, нежелание тренироваться, вялость. Преобладание процессов торможения, в свою очередь, замедляет восстановительные процессы. Ухудшение спортивных достижений и снижение спортивной работоспособности — основной симптом перетренированности. Спортсмены высокой квалификации постоянно тренируются на фоне хронического утомления, поэтому часто возникают травмы и обостряются заболевания ОДА.

Неврозоподобным состояниям свойственны большой полиморфизм проявлений и тенденция к дальнейшему расширению симптоматики, абстрактное, причудливое, а подчас и нелепое содержание страхов и навязчивых состояний, немотивированная тревога.

Необходимы постоянный врачебный контроль за функциональным состоянием спортсмена, выявление первых (начальных) признаков переутомления. Особо контролируются состояние здоровья (артериальное давление, частота сердечных сокращений, аппетит, потливость при выполнении физической нагрузки, сон и др.), функциональное состояние (биохимические и инструментальный методы исследования) на фоне проводимых интенсивных, объемных тренировочных нагрузок.

Ортоклиностатическая проба, биохимические показатели (особенно лактат, мочевина в крови) являются первыми признаками переутомления, и если не внести коррективы в тренировочный процесс, то возникают более серьезные морфофункциональные изменения в тканях ОДА, сердечной мышце и других органах и системах.

Физиологическая характеристика мышечной работы

Мышечная работа (М.р.) — перемещение и поддержание положений тела и его частей благодаря работе мышц, обеспечиваемой координацией всех физиологических процессов в организме. Различные группы мышц находятся в сложном взаимодействии между собой и с различными механическими силами — тяжести, инерции и пр. Различают динамическую работу при движениях в суставах и статические усилия для поддержания неподвижного положения

Важной характеристикой динамической работы являются величины затрат энергии на ее выполнение

Динамическая работа

Вид мышечной работы, характеризуемый периодическими сокращениями и расслаблениями скелетных мышц с целью перемещения тела или отдельных его частей, а также выполнения определенных рабочих действий. Физиологические реакции при динамической работе (возрастание ЧСС, АД, ударного и минутного объема крови, изменения регионарного и общего сосудистого сопротивления и др.) зависят от силы и частоты сокращений, размеров работающих мышц, степени тренированности человека, положения тела, в котором выполняется работа, условий окружающей среды.

Мышечную работу принято называть общей, если в ней участвует более двух третей всей скелетной мускулатуры, регионарной — от одной до двух третей и локальной — менее трети всей массы скелетной мускулатуры.

Количественные показатели мышечной работы характеризуют двигательную активность.

Двигательная активность (Д.а.) — общее количество мышечных движений, регулярно выполняемых данным человеком. Уровень Д.а. связан с особенностями труда, быта и отдыха.

Отклонения от оптимального диапазона действуют неблагоприятно. Чрезмерная мышечная работа приводит к переутомлению и перенапряжению, недостаточная Д.а. (гиподинамия) — к физической детренированности. Резко выраженные крайности сопровождаются стрессом.

Уровень двигательной активности (Д.а.) оценивают по сумме затрат энергии и иногда по сумме сокращений сердца сверх уровня покоя, в среднем — за определенное время. Часто используют подсчет какого-либо вида мышечных движений, составляющих существенную часть общей Д.а. за час, сутки или иной период (например, количество пройденных шагов, в спорте — сумма пробегаемых или проплываемых отрезков дистанции) и т. п.

Статическая работа

Вид мышечной работы, характеризуемый непрерывным сокращением скелетных мышц с целью удержания тела или отдельных частей, а также выполнения определенных трудовых действий. При статической работе, в отличие от динамической, имеют место весьма незначительные увеличения потребления кислорода и минутного объема крови. При этом существенно возрастают ЧСС, АД, ЧД и общее периферическое сопротивление сосудов. Физиологические реакции сердечно-сосудистой системы при статической работе зависят от силы и продолжительности сокращения мышц. В случае работы до сильного утомления при равных величинах относительных усилий эти реакции мало зависят от размеров работающих мышц.

Предстартовое состояние

Готовность спортсмена к старту, физическим нагрузкам (тренировкам) — это готовность в кратчайшее время перейти от покоя к работе, достичь оптимальной работоспособности, перейти от одного вида или уровня интенсивности работы к другим, обеспечивая требуемое качество физической нагрузки

Готовность — одна из характеристик работоспособности, так как во многих случаях важно не только выполнить работу (упражнения) определенной интенсивности и (или) длительности, но также вовремя или, возможно, раньше ее начать. Переход на требуемый уровень — врабатывание (врабатываемость) — ускоряется за счет предварительной разминки, массажа с гиперемирующими мазями, а на производстве — вводной (предварительной) гимнастики

Готовность ускоряет врабатывание и обеспечивает оптимальный уровень предстартового состояния.

Блоковая система организации тренировочного процесса в годичном цикле

Последние годы широкое признание среди ведущих тренеров в легкой атлетике и гребле академической получила нетрадиционная блоковая система организации тренировочного процесса в годичном цикле по Ю.В. Верхошанскому, предназначенная исключительно для спортсменов высокого класса. Данная форма организации тренировочного процесса в годичном цикле основана на том, что для развития определенного качества необходимо дать ему приоритет в течение достаточно длительного времени.

На этом основан блоковый метод построения тренировок, когда основная направленность работы (например, на преимущественное развитие силы или скорости) не меняется в течение нескольких дней и даже недель.

Создание в тренировочном процессе оптимальных условий для реализации общих закономерностей долговременной адаптации организма к напряженной мышечной деятельности в процессе становления спортивного мастерства и морфофункциональной специализации организма — главная целевая задача блоковой системы.

При разработке блоковой системы были сформулированы следующие методические установки для организации тренировочного процесса:

1. Установка на опережающее использование нагрузок специальной физической подготовки по отношению к другим направлениям тренировки.

2. Установка на концентрацию нагрузок специальной физической подготовки в начале большого адаптационного цикла как на условие, обеспечивающее создание функциональной и энергетической основы для интенсификации последующих нагрузок.

3. Установка на разведение во времени нагрузок различной преимущественной направленности и включение их в тренировку в соответствии с объективной логикой развития процесса долговременной адаптации.

4. Установка на использование долговременного отставленного тренировочного эффекта концентрированных нагрузок специальной физической подготовки, на фоне повышенного функционального уровня которого создаются благоприятные условия для выполнения последующих нагрузок с высокой интенсивностью .

Соревнования в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости (бег на длинные дистанции и проч.) требуют длительного (до 6 месяцев) подготовительного периода, необходимого для создания стабильных приспособительных перестроек организма, достаточных для сохранения специальной работоспособности в течение 4-5 месяцев соревновательного периода.

Стабильность спортивного результата в соревновательном периоде достигается в том случае, если повышение тренировочной нагрузки в подготовительном периоде осуществляется постепенно (среднемесячный прирост в пределах 7-14%), а в соревновательном периоде нет резкого спада объема тренировочных нагрузок и доля нагрузки, выполняемой в зоне анаэробного энергообеспечения, не повышается.

Естественное и длительное снижение объема тренировочных нагрузок в соревновательном периоде подготовки приводит к реадаптационным явлениям, выражающимся в снижении специфической, а затем и неспецифической тренированности, так как нагрузки с ограниченным объемом не могут стимулировать дальнейшее развитие и поддержание уровня специальной работоспособности. В связи с этим целесообразно периодически расширять объем соревновательных и специальноподготовительных нагрузок .

Что делать, когда вы полностью адаптировались

Если ваш организм перестает реагировать на нагрузки и даже выматывающие тренировки в зале не приносят более никаких результатов, значит вы привыкли к нагрузкам. Особенно часто на подобные «симптомы» обижаются люди, желающие похудеть. Они часами вкалывают в зале, потом еще бегают по несколько километров, но масса тела остается стабильной, не сдвигаясь ни на грамм. Чтобы обойти такой эффект, нужно использовать советы от бывалых, которые помогут обратить ситуацию в свою пользу.

• Тело постепенно привыкает к любому виду нагрузок, при этом полностью прекращая реагировать на них. Потому есть смысл его регулярно «удивлять». Можно менять нагрузки и веса, интенсивность занятий, их регулярность и даже виды фитнеса. К примеру, можно не только заниматься на тренажерах, но и танцевать зумбу или заняться йогой, пилатесом, гиревым спортом и так далее. Достаточно включить непривычные тренировки всего лишь один раз за два месяца, чтобы на себе ощутить результат.
• Стремиться надо к тому, чтобы тренировочный процесс не был скучным, а в спортзал хотелось бежать вприпрыжку. Оптимально самостоятельно выбрать себе приятного грамотного тренера, составить программу и план занятий, чтобы в них прослеживалась четкая система.
• Многие думают, что если они бегают по утрам или вечерам, то этого вполне достаточно, чтобы организм адаптировался к нагрузкам. Однако это не так, неверно налегать на кардио, к примеру, в ущерб силовым тренировкам или наоборот. Процесс адаптации должен происходить комплексно, разносторонне.
• Нельзя постоянно заниматься атлетикой на пределе сил, ни к чему хорошему это точно не приведет. Организм просто привыкнет, никакого результата вы не получите. Потому занятия должны наращивать нагрузку постепенно, но и о регулярности забывать непозволительно.

Последнее, что хотелось бы упомянуть в свете адаптации тела к физическим нагрузкам, это питание. Без этого фактора не получится увидеть тот результат, который хотелось бы. Это основа жизни, ведь именно с едой мы получаем питание для всего тела. Главное тут, чтобы поступление калорий соответствовало потреблению организма. Если вы получаете больше, чем можете сжечь, о вскоре на боках и животе увидите некрасивые отложения липидов, бороться с которыми гораздо труднее, чем наращивать. Очень важна еще и сбалансированность рациона, чтобы всех нужных веществ было в достатке. Если все это соблюдать в точности, в итоге адаптация будет происходить именно так, как нужно, а вы станете сильнее, выносливее и ловчее.