Тестовые задания олимпиады
8-9 классы
1. Физическая культура представляет собой…
а) урок, на котором выполняются физические упражнения;
б) воспитание физических качеств и обучение двигательным действиям:
в) часть общей культуры;
г) двигательные действия.
2. Отличительным признаком физической культуры является…
а) процесс воспитания физических качеств;
б) работоспособность человека;
в) выполнение физических упражнений;
г) обучение двигательным действиям.
3. Физическими упражнениями называются…
а) многократное повторение двигательных действий;
б) двигательные действия, направленные на решение задач физического воспитания;
в) двигательные действия, вызывающие сдвиги в организме;
г) двигательные действия, дозируемые по величине нагрузки и продолжительности выполнения.
4. Какие упражнения используются для развития гибкости:
а) движения рывкового характера;
б) маховые движения с отягощениями;
в) движения, выполняемые с большой амплитудой;
г) пружинящие движения.
5. Какой режим работы мышц способствует максимальному проявлению силовых
способностей?
а) при удерживающем; (о) при уступающем;
в) при преодолевающем;
г) при статическом.
6. Что понимается под выносливостью:
а) способность организма противостоять утомлению;
б) способность организма совершать в лечение длительного времени физическую работу;
в) способность выполнять большой объём физической работы сохраняя заданные параметры;
г) способность организма выполнять разнообразные физические нагрузки.
7. Физической подготовкой называют:
а) уровень работоспособности и разносторонность двигательного опыта;
б) высокая результативность в учебной и спортивной деятельности;
Гн) физическое воспитание с ярко выраженным прикладным характером;
г) процесс укрепления здоровья и повышение двигательных возможностей.
8. Основным специфическим средством физического воспитания является:
а) физическое упражнение;
б) закаливание;
в) соблюдение режима учебного дня;
г) повышение физических качеств и работоспособности человека.
9. К группе координационных способностей не относится:
а) способность сохранять равновесие;
б) точная дозировка величины мышечных усилий;
в) способность точно воспроизводить движения в пространстве;
г) способность быстро реагировать на стартовый сигнал.
10. Какие упражнения используются для воспитания быстроты:
а) подвижные и спортивные игры;
б) силовые упражнения, выполняемые в высоком темпе;
в) упражнения на быстроту реакции и частоту движений;
(г) двигательные действия, выполняемые в высоком темпе.
11. Для занятий какой направленности характерна нагрузка вызывающая ЧЧС не более
чем 140-160 уд/мин.:
а) общеразвивающей;
б) общеподготовительной;
в) общеукрепляющей;
г) физкультурных пауз и минуток.
— •/
12. Физическое воспитание представляет собой:
а) обеспечение общего уровня физической подготовленности;
б) процесс выполнения физических упражнений;
(й) способность освоения ценностей, накопленных в сфере физической культуры; г) способ повышения работоспособности и укрепления здоровья.
13. Основу физической культуры составляет деятельность человека направленная на…
а) физическое воспитание;
б) изменение окружающего мира;
в) ^преобразование собственных физических возможностей:
г) приспособление к окружающим условиям.
14. Специфика физического воспитания, как одного из видов воспитания заключается:
а) воспитание физических качеств человека:
б) повышение работоспособности человека:
в) в формировании двигательных умений и навыков человека;
г) все ответы верны;
д) все ответы неверны.
15. Изучение и освоение двигательного действия следует начинать с…
а) формирования представления об общем смысле данною способа решения двигательной задачи:
б) формирование связей между двигательными центрами, участвующими в данном действии:
в) выполнения двигательного действия в упрощённой форме и в замедленном темпе:
г) устранение ошибок при выполнении подготовительных и подводящих упражнений.
16. Обучение двигательным действиям и восннгание физических качеств составдясч
специфическую основу…
а) укрепление здоровья;
б) физического развития;
в) физического воспитания;
г) физической культуры.
17. Комплексы генетически обусловленных биологических и психических свойств
организма человека, благодаря которым возможна двигательная активность,
называется:
а) физическими качествами;
б) мышечными напряжениями;
в) функциональными системами;
г) координационными способностями.
18. Когда были проведены современные Игры Олимпиады:
(а 1896 г.;
б) 1 898 г.:
в) 1960 1.:
г) 1902 г.
19. В каком году дебютировал СССР на летних Олимпийских играх:
а, 1952 г,
б) 1956 г.:
в) 1960 г.:
г) 1964 1.
20. В каком году дебютировал СССР на зимних Олимпийских играх:
а) 1952 г.; ф 1956 г.:
в) 1960 г.; г) 1964 г.
21. Здоровый образ жизни — это способ жизнедеятельности направленный на…
а) развитие физических качеств;
б) поддержание высокой работоспособности;
в) сохранение и укрепление здоровья;
г) подготовку к профессиональной деятельности.
22. Первый олимпиец Чувашии:
а) Л.Улангин;
б) Р.Бикчурин;
аз]) А.Игнатьев
23. В каком году и на какой Олимпиаде стала чемпионкой Валентина Егорова:
а) 1988 г.-Сеул;
б) 1992 г. Барселона:
в) 1996 г. — Атланта;
г) 2000 г. — Сидней.
24. На какой Олимпиаде счал олимпийским чемпионом Валериан Соколов:
а) Мехико — 1968 г.;
б) Мюнхен — 1972 г.;
в) Монреаль — 1976 г.:
I ) Москва- 1980 г.
25. На какой Олимпиаде стал чемпионом Валерий Ярды:
а) Мехико- 1968 г.;
б) Мюнхен — 1972 г.:
в) Монреаль — 1976 г.:
г) Москва- 1980 г.
26. Первая помощь при ударах о твёрдую поверхность и возникновения ушибов
заключается в том, что ушибленное место следует…
. а) охлаждать;
б) нагревать:
в) покрыть йодной сеткой:
г) потереть, массировать.
27. Чем характеризуется нагрузка физических упражнений?
‘а) величиной их воздействия на организм:
б) целью занятия;
в) самочувствием во время занятий;
г) временем и количеством двигательных действий.
28. Физическая подготовленность, приобретённая в процессе физической подготовки
характеризуется…
а) хорошим развитием систем дыхания, кровообращения, достаточным запасом надежное! и.
эффективности и экономичности;
б) устойчивостью к процесс) утомления и воздействию различных неблагоприятных факторов:
в) высокими результатами в учебной, трудовой и спортивной деятельности:
г) уровнем работоспособности и разносторонностью двигательного опыта.
29. С освоения чего рекомендуется начинать процесс обучения двигательному действию?
а) исходного положения;
б) основ техники;
«;
в) главного звена техники;
г) подводящих упражнений.
30. Правильной можно считать осанку, если вы, стоя у стены касаетесь её…
а) затылком, лопатками, ягодицами, пятками;
б) затылком, ягодицами, пятками;
в) лопатками, ягодицами, пятками:
г) затылком, спиной, пятками.
Ответы на задания
1.-в 22-в
2-г
3-б 23-б
4-в 24-а
25-б
5-б 26-а
6-а 27-а
7-в 28-г
8-а 29-в
9-г 30-в
10-г
11-б
12-в
13-в
14-г
15-а
16-в
17-а
18-а
19-а
20-б
21-в
Тестовые задания по физической культуре
10 — 11 классы
1. Физическая культура — это:
(а) часть общей культуры, направленная на физическое совершенствование человека:
б) педагогический процесс, направленный па формирование специальных знаний;
в) область специальной деятельности;
г) система физического воспитания.
2. Спорт- это:
а) использование физических упражнений, а также видов спорта и получение удовольствия
от этого процесса;
б) массовые формы физической кулыуры. направленные на укрепление здоровья:
(в) игровая соревновательная деятельность и подготовка к ней. основанная на использовании физических упражнений, направленных на достижение наивысших результатов:
г) вид физического воспитания: развитие и совершенствование двигательных навыков.
3. Физическая рекреация- это:
а) целенаправленный процесс восстановления и компенсации частично или временно
утраченных двигательных способностей;
б) вид физического воспитания и совершенствование двигательных навыков и физических
качеств:
в) процесс изменения форм и функций организма под воздействием естественных условий:
г) использование физических упражнений, а также видов спорта в упрощенных формах для
акцизного отдыха.
4. Физическая подготовка- это:
а) формирование потребностей в систематических занятиях физическими упражнениями;
б) специфический процесс и результат человеческой деятельности:
(в) вид физического воспитания: развитие и совершенствование двигательных навыков и физических качеств, необходимых в конкретной профессиональной или спортивной деятельности: г) целенаправленное использование специальных физических упражнений;
5. Физические упражнения — это:
а) средства физического совершенствования, преобразования человека, его биологической.
психологической, интеллектуальной, эмоциональной и социальной сущности:
б) двигательные действия, направленные на достижение наивысших результатов:
в) двигательные движения, направленные на реабилитацию деятельности:
(Ту двигательные действия оздоровительной и спортивно- массовой направленностью.
6. Какие упражнения используются для развития гибкости?
а) движения рывкового характера;
б) маховые движения с отягощением;
(в) движения, выполняемые с большой амплитудой;
г) пружинящие движения.
7. Какие упражнения используют для развития быстроты?
а) подвижные и спортивные игры:
б) силовые упражнения, выполняемые в высоком темпе;
;|др*упражнения на быстроту реакции и частоту движений;
(Т)двигательные действия, выполняемые в высоком темпе.
8. В чем заключается смысл физической культуры как компонента культуры общества?
а) в создании специфических духовных ценностей; (о) в совершенствовании природных физических свойств людей:
в) в обучении двигательным действиям и повышении работоспособности:
г) в укреплении здоровья и воспитании физических качеств.
9. На обеспечение чего преимущественно ориентированна базовая физическая культура?
а) подготовка к профессиональной деятельности:
б) сохранение и восстановление здоровья:
(в! физическая подготовленность человека к жизни: г) развитие резервных возможностей организма человека.
10. И чем заключается смысл физического воспитания?
а) в укреплении здоровья и профилактике заболеваний;
б) в формировании двигательных навыков и воспитании физических качеств;
(в) в создании условий для протекания процессов физического развития человека:
г) в повышении физической работоспособности и подготовленности человека.
11. С освоения чего рекомендуется начинать процесс обучения двигательному действию?
а) исходного положения:
б) подводящих упражнений;
в)основ техники;
(Т) главного звена техники.
12. Что составляет основу двигательных способностей?
а) двигательные автоматизмы;
б) сила, быстрота, выносливость:
в) гибкость и координированноегь:
(г) физические качества и двигательные умения,
13. Но время выполнения каких упражнении создаются лучшие условия для развития быстроты реакции?
а) скоростно- силовые;
б)выпрыгиваний вверх с места;
(в) подвижных спортивных игр: г) прыжков в глубину.
14. Какой метод повышения общей выносливости наиболее распространен?
а) метод повторною упражнения с большой интенсивностью; (б) метод непрерывною упражнения с умеренной интенсивностью;
в) круговая тренировка в интервальном режиме.
15. При составлении комплексов упражнений для увеличения мышечной массы рекомендуется…
а) планировать большое количество подходов и ограничивать количество повторений в одном подходе:
(о) полностью прорабатывать одну группу мышц и только затем переходить к упражнениям для другой группы мышц;
в) чередовать серию упражнений, включающие в работ) разные группы мышц:
г) использовать упражнения с небольшим отягощением и большим количеством
повторений.
16. Умеренная интенсивность вызывает частоту сердечно — сосудистых сокращений до …
а) 120-130 уд/мин: (о) 130-140 уд/мин:
в) 140-1 50 уд/мин; г) 1 50 и более уд/мин.
17. Чем обусловлена величина нагрузки физических упражнений?
(а1 сочетанием объема и интенсивности двигательных действий;
б) продолжительностью выполнения двигательных действий;
в) интенсивностью выполнения двигательных действий;
г) количеством повторений двигательных движений.
18. Правильно организованные систематические занятия физическими упражнениями
укрепляю г здоровье, так как…
(аспособствуют повышению резервных возможностей организма;
б) позволяет человеку плодотворно трудиться, вести активный образ жизни:
в) сердце увеличивается в объеме и работает с большей ‘экономичностью:
г) обеспечивает поступление питательных веществ к органам организма.
19. Когда празднуются зимние Олимпийские игры?
а) по решению МОК;
б) в течение последнего года празднуемой Олимпиады;
в) в течение первого календарного года празднуемой Олимпиады:
(г) в течение второго календарного года, следующего после года начала Олимпиады.
20. Что принято называть техникой физических упражнений?
а) способ выполнения упражнений;
б) совершенные формы двигательных действий;
в) состав и последовательность движений при выполнении упражнений:
(7) способ целесообразного решения двигательных задач.
21. Что называется осанкой?
(а) привычная поза человека в вертикальном положении:
б) пружинные характеристики позвоночника и стоп:
в) отсутствие нарушения позвоночника и стоп:
г) форма позвоночника.
22. На какой дистанции стал бронзовым призером Мельбурнской Олимпиады заслуженный
мастер спорта СССР, наш земляк Ардальои Игнатьев;
а)100 м: б)200 м;
(в) 400 м; г) 1000 м.
23. Кто из боксеров Чувашии становился чемпионом Европы и Мира?
а) В. Соколов; (б) В. Львов;
в) В. Лаптев; г) В. Мельник.
24. В каком году стал Олимпийским чемпионом по лыжным гонкам наш земляк В.Воронков?
а) 1964 г.; б) 1968 г.;
(в) 1972 г.: г) 1976 г.
25. Кто из перечисленных ниже спортсменок является девятикратной чемпионкой Олимпиады по спортивной гимнастике?
а) Л. Турищева; (о) Л. Ладынина; в) О.Корбут.
26. Специфика физического воспитания как одного из видов военизация заключается:
а) воспитание физических качеств человека;
б) повышение работоспособности человека;
(в] в формировании двигательных умений и навыков человека.
27. Физическое образование- это:
а) специфический процесс и результат человеческой деятельности;
б) педагогический процесс, направленный на формирование специальных знаний, а также
способное гей человека;
в)вид физического воспитания;
г) развитие и совершенствование двигательных навыков и физических качеств.
28. Обучение двигательным действиям и воспитание физических качсств составляют
специфическую основу:
а) укрепления здоровья; б) физического здоровья;
в) физического воспитания: г) физической культуры.
29. Двигательная реабилитация- зто
а) система физического воспитания, направленная для компенсации утраченных
двигательных способностей;
б) движения или действия, используемые для развития физических качеств, внутренних
органов и систем двигательных навыков;
в) основное содержание массовых форм физической культуры, представляющая собой
рекреативную деятельность;
г) целенаправленный процесс восстановления или компенсации частично или временно утраченных двигательных способностей.
30. Физическое развитие- зто
а) совершенствование двигательных навыков и физических качеств;
б) процесс комплексного осуществления развития физических качеств:
в) формирование потребностей в занятиях физическими упражнениями с целью
всестороннего физического развития:
(Т) процесс изменения форм и функций организма под воздействием естественных условий, либо целенаправленное использование специальных физических упражнений.
31. Физическое воспитание- зто
а) овладение знаниями, необходимыми для управления процессами физического
совершенствования, возможностей человека для решения двигательных задач па всех уровнях
двигательной деятельности
(б) процесс формирования потребности занятий физическими упражнениями в интересах всестороннего развития личности, совершенствования двигательных навыков, формирования высокого уровня развития физических способностей;
в) процесс формирования двигательных навыков, развития физических способностей:
г) процесс изменения форм и функций организма под воздействием целенаправленною
использования физических упражнений.
32. Что понимается под выносливостью?а) способность организма противостоять утомлению:
б) способность организма совершать в течение длительною времени физическую работу:
в) способность выполнять большой объем физической работы, сохраняя заданные
параметры;
г) способность организма выполнять разнообразные физические нагрузки
33. Чем характеризуется нагрузка физических упражнений?
(а) величиной их воздействия па организм;
б) целью занятия;
в) самочувствия во время занятий;
г) временем и количеством двигательных действий.
34. Деятельность, составляющая основу физической культуры:
(а) физические упражнения;
б) физическое развитие;
в) физическое совершенствование;
г) физическая подготовка.
35. Что представляют собой двигательные действия?
а) систему произвольных (приобретенных) и непроизвольных (врожденных) движений;
б) проявления двигательной активности, способствующие решению задач физического
воспитания;
(в) проявления двигательной активносги. с помощью .которых решаются двигательные задачи.
36. Чем обусловлена структура процесса обучения двигательным действиям?
а) соотношением методов обучения и воспитания;
б) биомеханическими характеристиками двигательного действия;
(в} закономерностями формирования двигательных навыков;
г) индивидуальными особенностями человека.
37. В каких случаях применяются подводящие упражнения?
а) если необходимо устранить причину возникновения ошибок: (о)если в двигательном фонде,отсутствуют опорные элементы;
в) если обучающийся недостаточно развит.
38. Какой метод наиболее распространен для совершенствования скоростно-енловых
способное тей?
а) метод расчлененно-конструктивного упражнения;
б) интервальная тренировка;
в) метод выполнения упражнения с переменной интенсивностью;
^г) метод повторного выполнения упражнения.
39. Какие факторы преимущественно обуславливают уровень проявления общей
выносливости?
(а) аэробные возможности; б)скоростно-силовые способности: в)личностно- психические качества:
г) факторы функциональной экономичности
40. С помощью каких методов совершенствуют координированноегь?
а) методов контрастных заданий;
б) методов воспитания физических качеств;
в) методов внушения:
(Г) методов обучения.
41. Основными источниками энергии для организма являются:
а) белки и витамины; (о) белки и жиры:
в) углеводы и микроэлементы: г) углеводы и жиры.
42. При выполнении каких упражнений не следует делать вдох?
а) прогибании туловища назад; (о) скрещивании рук и поворотов тела: в) возвращении в исходное положение после поворота и вращения тела.
43. Под физическим качеством «сила» понимается:
(а) комплект свойств организма, позволяющий преодолевать внешнее сопротивление, либо
противодействовать ему;
б) свойство мышц, за счет когорых реализуется возможность перемещения большой массы
с определенной скоростью;
в) комплекс свойств мышц, создающий большое напряжение, позволяющее преодолена п.
сопротивление;
г) свойство человека воздействовать на внешние силы за счел мышечных усилий.
44. С помощью каких упражнений осуществляется профилактика нарушения осанки?
а) скоростные: (о) силовые;
в) на гибкость;
г) па выносливость.
45. Правильное дыхание характеризуется…
а) соотношение длительности вдоха и выхода значения не имеет:
(б) более продолжительным выдохом;
в) более продолжительным вдохом;
I ) вдохом через нос и выдохом через рот.
46. Основополагающие принципы современного Олимпизма изложены в …
а) официальных разъяснениях МОК:
б) положении об Олимпийской солидарности:
(в) Олимпийской хартии;
г) Олимпийской клятве.
47. В каком виде спорта академик Святослав Федоров был чемпионом Чувашии?
а) шахматы;
б) гимнастика:
(в) плавание:
г) верховая езда.
48. Кто из боксеров Чувашии становился чемпионом Европы и Кубка Мира?
а) В. Соколов;
б) В. Львов;
(в) В. Лаптев;
г) В. Мельник.
49. Героем какой по счету Олимпиады был признан Владимир Куц, одержавший победу в
беге на 5 и 10 тыс. м?
а) XV; ©XVI:
в) XVII.
50. Комплексы генетически обусловленных биологических и психических свойств организма
человека, благодаря которым возможна двигательная активность, называется:
Геофизическими качествами; о) мышечными напряжениями:
в) функциональными системами;
г) координационными способностям
ОТВЕТЫ НА ЗАДАНИЯ
- 1-а
- 2-в
- 3-а
- 4-в
- 5-г
- 6-в
- 7-г
- 8-б
- 9-в
- 10-в
- 11-г
- 12-г
- 13-в
- 14-б
- 15-б
- 16-б
- 17-а
- 18-а
- 19-г
- 20-г
- 21-а
- 22-в
- 23-б
- 24-в
- 25-б
- 26-в
- 27-б
- 28-в
- 29-г
- 30-г
- 31-б
- 32-а
- 33-а
- 34-а
- 35-в
- 36-в
- 37-б
- 38-г
- 39-а
- 40-г
- 41-б
- 42-б
- 43-а
- 44-б
- 45-б
- 46-в
- 47-в
- 48-в
- 49-б
- 50-а
Тестовые задания олимпиады по физкультуре для учащихся 10 -11 класса
1. В чём заключается смысл физической культуры как компонента культуры общества?
а) Создание специфических духовных ценностей;
б) Совершенствование природных, физических свойств людей;
в) Обучение двигательным действиям и повышение работоспособности;
г) Укрепление здоровья и воспитание физических качеств.
2. Деятельность, составляющая основу физической культуры:
а) физическое упражнение;
б) физическое развитие;
в) физическое совершенствование;
г) физическая подготовка.
3. Что понимается под физическим развитием?
а) антропометрические показатели;
б) наследственность и регулярность занятий физической культурой и спортом;
в) физическое развитие тела, функциональные возможности внутренних органов дыхания и
кровообращения;
г) процесс изменения морфо-функциональных свойств организма на протяжении жизни.
4. На обеспечении чего преимущественно ориентированна базовая физическая культура?
а) подготовки к профессиональной деятельности;
б) сохранение и восстановление здоровья;
в) физической подготовленности человека к жизни;
г) развитие резервных возможностей организма человека.
5. Что представляют собой двигательные действия?
а) систему произвольных (приобретённых) и непроизвольных (врождённых) движений;
б) проявления двигательной активности, способствующие решению задач физического
воспитания;
в) проявления двигательной активности, с помощью которых решаются двигательные задачи.
6. В чём заключается смысл физического воспитания?
а) в укреплении здоровья и профилактике заболеваний;
б) в формировании двигательных навыков и воспитании физических качеств;
в) в создании условий для протекания процессов физического развития человека;
г) в повышении физической работоспособности и подготовленности человека.
7. Состав и последовательность действий, необходимых для решения двигательной задачи
определённым способом принято называть…
а) главным звеном техники;
б) основной техники;
в) корнем техники;
г) деталями техники.
8. Чем обусловлена структура процесса обучения двигательным действиям?
а) соотношением методов обучения и воспитания;
б) биомеханическими характеристиками двигательного действия;
в) закономерностями формирования двигательных навыков;
г) индивидуальными особенностями обучаемого.
9. С освоения чего рекомендуется начинать процесс обучения двигательному действию?
а) исходного положения;
б) подводящих упражнений;
в) основ техники;
г) главного звена техники.
10. В каких случаях применяются подводящие упражнения?
а) если необходимо устранить причину возникновения ошибок;
б) если в двигательном фонде отсутствуют опорные элементы;
в) если обучающийся недостаточно физически развит.
11. Что составляет основу двигательных способностей?
а) двигательные автоматизмы;
б) сила, быстрота, выносливость;
в) гибкость и координированность;
г) физические качества и двигательные умения.
12. Какой метод наиболее распространён для совершенствования скоростно-силовых
способностей?
а) метод расчленённо — конструктивного упражнения;
б) интервальная тренировка;
в) метод выполнения упражнения с переменной интенсивностью;
г) метод повторного выполнения упражнений.
13. Во время выполнения каких упражнений создаются лучшие условия для развития
быстроты реакции?
а) скоростно — силовых;
б) выпрыгиваний вверх с места;
в) подвижных и спортивных игр;
г) прыжков в глубину.
14. Какие факторы преимущественно обуславливают уровень проявления общей
выносливости?
а) аэробные возможности;
б) скоростно-силовые способности;
в) личностно-психические качества;
г) факторы функциональной экономичности.
15. Какой метод повышения общей выносливости наиболее распространён?
а) метод повторного упражнения с большой интенсивностью;
б) метод непрерывного упражнения с умеренной интенсивностью;
в) круговая тренировка в интервальном режиме.
16. С помощью каких методов совершенствуют координированность?
а) методов контрастных заданий;
б) методов воспитания физических качеств;
в) методов внушения;
г) методов обучения.
17. Регулярное повышение нагрузки от занятия к занятию для того, чтобы ЧСС повышалась до
160-170 уд/мин характерно для…
а) занятий общепедагогической направленности;
б) для урочных форм занятий;
в) форм занятий физкультурно-оздоровительной направленности.
18. При составлении комплексов упражнений для увеличения мышечной массы
рекомендуется…
а) планировать большое количество подходов и ограничивать количество повторений в одном
подходе;
б) полностью прорабатывать одну группу мышц и только затем переходить к упражнениям,
нагружающим другую группу мышц;
в) чередовать серию упражнений, включающие в работу разные группы мышц;
г) использовать упражнения небольшим отягощением и большим количеством повторений.
19. Основными источниками энергии для организма являются:
а) белки и витамины;
б) белки и жиры;
в) углеводы и жиры;
г) углеводы и микроэлементы.
20. Умеренная интенсивность вызывает частоту сердечно-сосудистых сокращений до…
а) 120-130 уд/мин.;
б) 130-140 уд/мин.;
в) 140-150 уд/мин.;
г) 150 и более.
21. Нагрузка физических упражнений характеризуется:
а) целью занятий;
б) самочувствием во время занятий;
в) величиной их воздействия на организм;
г) временем и количеством повторений двигательных действий.
22. Чем обусловлена величина нагрузки физических упражнений?
а) сочетанием объёма и интенсивности двигательных действий;
б) продолжительностью выполнения двигательных действий;
в) интенсивностью выполнения двигательных действий;
г) количеством повторений двигательных действий.
23. При выполнении каких упражнений не следует делать вдох?
а) пригибания туловища назад;
б) скрещивания рук и поворотов тела;
в) возвращение в исходное положение после поворота, вращения тела.
24. Правильно организованные систематические занятия физическими упражнениями укрепляют
здоровье так как…
а) способствуют повышению резервных возможностей организма;
б) позволяет человеку плодотворно трудиться, вести активный образ жизни;
в) сердце увеличивается в объёме и работает с большой экономичностью;
г) обеспечивает поступление питательных веществ к органам организма.
25. Под физическим качеством «сила» понимается…
а) комплекс свойств организма, позволяющий преодолевать внешнее сопротивление либо
противодействовать ему;
б) свойство мышц, за счёт которых реализуется возможность перемещения большой массы с
определённой скоростью;
в) комплекс свойств мышц, создающий большое напряжение, позволяющее преодолевать
сопротивление;
г) свойство человека воздействовать на внешние силы за счёт мышечного напряжения.
26. Какие упражнения используются для развития гибкости?
а) движения рывкового характера;
б) маховые упражнения с отягощениями и без него;
в) активные пружинящие упражнения;
г) движения, выполняемые с большой амплитудой.
27. Когда празднуются зимние Олимпийские игры?
а) по решению МОК;
б) в течение последнего года празднуемой Олимпиады;
в) в течение первого календарного года празднуемой Олимпиады;
г) в течение второго календарного года, следующего после года начала Олимпиады.
28. Отметьте, как назывались специальные помещения где осуществлялась подготовка атлетов к
древнегреческим играм Олимпиады:
а) амфитеатр;
б) палестра;
в) стадиодром;
г) гимнасии.
29. За что Пьер де Кубертен был удостоен золотой олимпийской медали на конкурсе искусств?
а) в 1894 г. за проект олимпийской хартии;
б) в 1912 г. за «Оду спорту»;
в) за флаг, подаренный Кубертеном МОК в 1914 г.
г) в 1920 г. за текст Олимпийской клятвы.
30. Где состоялись зимние Олимпийские игры?
а) в 1920 г. в Антверпене (Бельгия);
б) в 1924 г. в Шамони (Франция);
в) 1926 г. в Гармиш — Партенкирхене (Германия);
г) 1928 г. в Сент-Моритце (Швейцария).
31. Основополагающие принципы современного олимпизма изложены в…
а) официальных разъяснениях МОК;
б) положении об Олимпийской солидарности;
в) Олимпийской хартии;
г) Олимпийской клятве.
32. С помощью каких упражнений осуществляется профилактика нарушения осанки?
а) скоростных;
б) силовых;
в) на гибкость;
г) выносливость.
33. Что принято называть техникой физических упражнений?
а) способ выполнения упражнений;
б) совершенные формы двигательных действий;
в) состав и последовательность движений при выполнении упражнений;
г) способ целесообразного решения двигательной задачи.
34. Как оказать помощь при ушибах мягких тканей?
а) холод на место ушиба, давящая повязка на область кровоизлияния, покой ушибленной части
тела, конечности придают возвышенное положение.
б) холод на место ушиба, покой ушибленной части тела, наложение транспортной шины,
обильное питьё;
в) тепло на место ушиба, давящая повязка на область кровоизлияния, покой ушибленной части
тела, конечности придают возвышенное положение;
г) тепло на место ушиба, давящая повязка на место ушиба, искусственное дыхание.
35. Правильное дыхание характеризуется…
а) соотношение продолжительности вдоха и выдоха значения не имеет;
б) более продолжительным выдохом;
в) более продолжительным вдохом;
г) вдохом через нос и выдохом через рот.
36. Что называется осанкой?
а) привычная поза человека в вертикальном положении;
б) пружинные характеристики позвоночника и стоп;
в) отсутствие нарушений позвоночника и стоп;
г) форма позвоночника.
37. На какой дистанции стал бронзовым призёром Мельбурнской Олимпиады заслуженный
мастер спорта СССР Ардальон Игнатьев.
а) 100 м.;
б) 200 м.;
в) 400 м.;
г) 1000 м.
38. В каком виде спорта академик Святослав Фёдоров был чемпионом Чувашии?
а) шахматы;
б) гимнастика;
в) плавание;
г) верховая езда.
39. Кто из боксёров Чувашии становился чемпионом Европы и мира:
а) В.Соколов;
б) В.Львов;
в) В.Лаптев.
40. Кто из боксёров Чувашии был чемпионом Европы и победителем Кубка мира:
а) В.Соколов;
б) В.Львов;
в) В.Лаптев.
41. В каком году стал Олимпийским чемпионом по лыжным гонкам Владимир Воронков:
а) 1964 г.;
б) 1968 г.;
в) 1972 г.;
г) 1976 г.
42. Героем, какой по счёту Олимпиады был признан Владимир Куц одержавший победы в беге на
5 и 10 тыс. м.
а) ХУ;
б) XVI;
в) ХУП.
43. Кто из перечисленных ниже спортсменов является девятикратной чемпионкой Олимпиады по
спортивной гимнастике:
а) Л.Турищева;
б) Л.Латынина;
в) О.Корбут.
Ответы на тестовые задания олимпиады по физкультуре для учащихся 10-11 классов
- б
- а
- г
- в
- в
- в
- а
- в
- г
- б
- г
- г
- в
- а
- б
- г
- б
- б
- б
- б
- в
- а
- б
- а
- а
- г
- г
- в
- б
- б
- в
- б
- г
- а
- б
- а
- в
- в
- б
- в
- в
- б
- б
Под силовыми способностями понимают возможности человека преодолевать внешнее сопротивление посредством мышечных напряжений.
Существует три режима работы мышц, в которых может проявляться сила:
1 – статический режим – проявляя силу, мышца не изменяет своей длины;
2 – преодолевающий режим – мышца уменьшает свою длину. К примеру, при подтягивании на перекладине двуглавая мышца плеча, напрягаясь, сокращается;
3 – уступающий режим – мышца несколько удлиняется. Например, при спрыгивании с высоты мышцы передней поверхности бедра и голени насильственно растягиваются под воздействием веса тела и скорости движения.
Проявляемая человеком сила в значительной степени зависит от режима работы мышц. Соотношение силы в этих случаях выглядит следующим образом. Если в изометрическом режиме принять максимальную силу за 100%, то в преодолевающем режиме она будет несколько меньше этого уровня. Причем, с увеличением скорости движения величина проявленной силы уменьшается. И в максимально быстрых движениях сила будет минимальной, т.е. между силой и скоростью движения существует обратно пропорциональная зависимость: увеличение скорости приводит к снижению силы и наоборот.
Сила мышцы в уступающем режиме превосходит силу в статическом (изометрическом) режиме более чем в полтора раза. При этом в уступающем режиме с увеличением скорости движения сила будет не уменьшаться (как в преодолевающем), а наоборот возрастать. Здесь обнаруживается прямо пропорциональная зависимость: чем выше скорость, тем больше сила. Так, сила, проявленная мышцами ног при спрыгивании с высоты2 м, будет несколько выше, чем при приземлении с высоты1 м, т.к. скорость к моменту приземления в первом случае оказывается более высокой.
В зависимости от режима работы мышц, перемещаемой массы, скорости движения и продолжительности работы в современной литературе различают три типичных вида силовых способностей:
1 – собственно силовые способности, проявляемые главным образом в статическом режиме и медленных движениях;
2 – скоростно-силовые способности, характеризуемые сочетанием скорости и силы. В рамках данного вида выделяют так называемую «взрывную силу». «Взрывная сила» – это способность проявлять большую силу в минимальное время. Существенное значение она имеет в прыжках, метаниях, спринте, борьбе, боксе и др.;
3 – силовая выносливость, представляющая собой способность противостоять утомлению при выполнении продолжительных силовых нагрузок значительной величины.
Определенный интерес для практики представляет зависимость силы от собственного веса человека. Для сравнения силы людей различного веса используются термины «абсолютная сила» и «относительная сила».
Абсолютная сила – это максимально возможная сила, проявляемая человеком в каком-либо движении. Например, сила ног, рук или спины, определяемая с помощью различных динамометров.
Относительная сила представляет собой отношение абсолютной силы в каком-то движении к собственному весу человека. Определяется она делением абсолютной силы на собственный вес. Экспериментально доказано, что с увеличением собственного веса абсолютная сила возрастает, а относительная сила уменьшается. В спортивной практике данная закономерность учитывается путем разделения спортсменов на разные весовые категории, особенно в единоборствах, где результаты в немалой степени определяются силовыми способностями (борьба, штанга, бокс).
С физиологической точки зрения сила человека зависит, как известно, от целого комплекса факторов и их сочетаний:
– физиологический поперечник мышц и их общая масса;
– морфологическая структура мышечных волокон, определяемая соотношением белых (быстрых) и красных (медленно сокращающихся) волокон;
– центрально-нервные механизмы регулирования мышечной деятельности, связанные с силой и частотой нервной импульсации, межмышечной координацией и количеством включения в работу двигательных единиц.
Определенную роль в проявлении силы играют также эмоционально-волевые качества человека, мобилизующие его усилия.
Отмеченные выше типы силовых способностей, хотя и находятся в определенной взаимосвязи, все же признаются специалистами относительно независимыми. Так уровень максимальной статической силы не связан прямо с уровнем максимальной динамической силы, а силовая выносливость не коррелирует с «взрывной силой».
В связи с определённой независимостью этих видов проявления силовых способностей для практических нужд разработаны различные методы развития силы. Каждый из этих методов наиболее адекватен для развития преимущественно одной из силовых способностей и существенно не влияет на совершенствование других.
Влияние тренировок, выполняемых в различных режимах сокращения на гипертрофию мышц
Влияние различных режимов сокращения на гипертрофию мышц человека проявляется по-разному. Повреждение мышечных волокон имеет место при всех режимах сокращения мышцы, однако в эксцентрическом режиме мышечные волокна повреждаются в большей степени; при выполнении двигательных действий в эксцентрическом режиме установлена большая степень повреждения цитоскелета и Z-дисков миофибрилл и мышечных волокон II типа.
Самсонова А.В, Барникова И.Э., Азанчевский В.В. Влияние силовых тренировок, выполняемых в различных режимах сокращения, на гипертрофию скелетных мышц человека // Труды каф. биомеханики. Сб. статей /Под ред. А.В.Самсоновой. В.Н.Томилова.- СПб, 2010.- С. 115-131.
Самсонова А.В., Барникова И.Э., Азанчевский В.В.
ВЛИЯНИЕ СИЛОВЫХ ТРЕНИРОВОК, ВЫПОЛНЯЕМЫХ В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ СОКРАЩЕНИЯ НА ГИПЕРТРОФИЮ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ
ВВЕДЕНИЕ
Известно, что при выполнении двигательных действий мышцы могут выполнять как статическую, так и динамическую работу. Если момент силы, развиваемый мышцами, равен моменту внешней силы, то длина мышцы не изменяется. В этом случае говорят, что мышца работает в изометрическом режиме и выполняет статическую работу. Если момент силы, развиваемый мышцами, больше момента внешней силы, длина мышцы уменьшается, мышца работает в концентрическом (преодолевающем) режиме. Если мышечный момент меньше момента внешней силы и длина мышцы увеличивается, мышца сокращается в эксцентрическом (уступающем) режиме (Е.А.Котикова, 1939; Е.К.Жуков, Е.Г.Котельникова, Д.А.Семенов, 1963;. П.Богданов, Т.Тодоров, 1968; Н.Б.Кичайкина с соавт., 2000). Работа мышцы в концентрическом и эксцентрическом режимах соответствует динамической работе. Относительный вклад этих трех режимов сокращения в процессы, стимулирующие адаптацию мышц, несомненно, представляет большой интерес при планировании силовой тренировки.
P.J.Rasch и L.J.Morehouse (1957) одними из первых показали, что динамические упражнения вызывают больший прирост силы и площади поперечного сечения мышц, чем изометрические. В последствии, полученные результаты многократно проверялись (G.A.Dudley et al. 1991; S.Garfinkel, E.Cafarelli, 1992; E.J.Higbie et al. 1995; T.K.Evetovich et al. 2001; G.R.Adams et al. 2004; T.Garma et al. 2007). В некоторых исследованиях (D.A.Jones, O.M.Rutherford, 1989; G.R.Adams et al. 2004) было показано, что гипертрофия мышц после тренировки силовой направленности длительностью 10-12 недель была одинаковой во всех трех режимах и не очень большой (площадь поперечного сечения мышц увеличилась приблизительно на 5%). Однако большинство исследователей находят, что тренировка с использованием эксцентрического режима работы мышц приводит к несколько большей гипертрофии мышц, чем другие режимы сокращения (M.J.Gibala et al. 1995; Е. Hagbie et al. 1996; J.Y.Seger, B.Arvidsson, A.Thorstensson, 1998; M.J.Gibala et al. 2000).
Следует отметить, что до настоящего времени нет удовлетворительного объяснения механизмов, приводящих к адаптации мышцы при выполнении силовых упражнений в различных режимах ее сокращения.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ состояла в разработке концепции, объясняющей воздействие силовых упражнений, выполняемых в различных режимах, на гипертрофию скелетных мышц.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Прежде чем попытаться обосновать механизмы, происходящие в мышцах при выполнении двигательных действий, необходимо сопоставить факты, накопленные различными научными дисциплинами, относительно их функционирования в различных режимах.
Проявление срочной адаптации скелетных мышц при работе в различных режимах
Различают два типа адаптации скелетных мышц к физической нагрузке: срочную и долговременную. Срочная адаптация – это структурно-функциональная перестройка, происходящая в организме спортсмена непосредственно во время выполнения физических упражнений (С.С.Михайлов, 2009).
Исследования, проведенные на гистологическом уровне, свидетельствуют о существовании ряда особенностей, присущих работе мышцы в эксцентрическом режиме. Первой особенностью выполнения упражнений в эксцентрическом режиме является большая степень повреждения цитоскелета и Z-дисков мышечного волокна по сравнению с тренировкой в других режимах (J.Friden, M. Sjostrom, B. Ekblom, 1983; J.Friden, U. Kjorell, and L-E. Thornell, 1984; R.L.Lieber et al. 1996; J.Friden, R.L.Lieber, 2001), рис.1. При этом получен фактический материал (J.Friden, M. Sjostrom, B. Ekblom, 1983), свидетельствующий о том, что степень повреждения Z-дисков мышечных волокон II типа в три раза больше, чем у волокон I[1] типа. J.Friden и R.L.Lieber (1992) объясняют этот факт тем, что по гистологическим данным Z-диски мышечных волокон II типа в два раза тоньше, по сравнению с волокнами I типа.
Исследованиями M.J.Gibala et al. (1995) показано, что даже однократная силовая тренировка в эксцентрическом режиме вызывает у начинающих спортсменов повреждение более 82% мышечных волокон, а в концентрическом – только 33%. У хорошо тренированных спортсменов аналогичная тренировка приводит к 45% повреждений мышечных волокон при работе в эксцентрическом режиме и 27% при работе в концентрическом режиме (M.J.Gibala et al. 2000). При этом у людей, не занимающихся физической культурой и спортом однократная силовая тренировка в концентрическом режиме вызывает приблизительно равные повреждения мышечных волокон малой, средней и высокой тяжести. В то же время тренировка в эксцентрическом режиме вызывает до 40,6% повреждений высокой тяжести сразу после занятий и 49,6% через 48 часов после занятия.
Второй особенностью работы в эксцентрическом режиме является появление поврежденных мышечных волокон II B типа с неправильными формами и больших размеров. J.Friden и R.L.Lieber, (2001) находят, что эти волокна представляют собой гиперсокращение мышечного волокна (рис. 2), что проявляется в очень коротких саркомерах возле поврежденной области. В тонкой области волокна чаще всего повреждена сарколемма и в ней найдено огромное количество клеток-сателлитов. Аналогичную картину наблюдал П.З.Гудзь (1963) при изучении воздействия на животных физических нагрузок различной направленности.
Установлено (T.N.Shepstone et al. 2005), что сокращение мышц в эксцентрическом режиме с большой скоростью приводит к более значительным повреждениям мышечных волокон по сравнению с невысокой скоростью. Наибольшие повреждения обнаружены в Z-дисках волокон IIB типа.
Биохимические данные об эффектах срочной адаптации мышц свидетельствуют о том, что на 3-5 день после эксцентрических сокращений, в крови исследуемых значительно возрастает уровень креатинкиназы и миоглобина, что свидетельствует о сильных повреждениях мышцы (рис. 3). При этом он значительно превышает аналогичные показатели, полученные при выполнении движений в концентрическом режиме (J.A.Faulkner, S.V. Brooks, J.A.Opiteck, 1993; A.P.Lavender, K.Nosaka, 2006; K.Nosaka, 2008).
Из физиологических характеристик для оценки срочной адаптации применяется оценка интегрированной электрической активности мышц (ЭАМ). По данным M.J.Gibala et al. (1995) во время эксцентрических сокращений суммарная ЭАМ на 40% меньше, чем во время концентрических. Это подтверждает полученные ранее фактические данные о низкой метаболической стоимости работы мышц при выполнении движений в эксцентрическом режиме по сравнению с другими режимами (B.Katz, 1939; B.C.Abbott, B.Bigland, J.M.Ritchie, 1952; N.Curtin, R.E.Davies, 1973; S.L.Lindstedt, P.C.LaStayo, T.E.Reich, 2001). При этом различия в метаболической стоимости произведенной работы при концентрических и эксцентрических сокращениях могут быть шестикратными (B.Bigland-Ritchie, J.J.Woods, 1976).
Для оценки проявлений срочной адаптации скелетных мышц после выполнения упражнения в различных режимах чаще всего используются следующие биомеханические характеристики: уровень максимальной силы мышц, измеренной в изометрическом режиме (P.J.Rasch, L.J.Morehouse, 1957; D.A.Jones, O.M. Rutherford, 1989; R.C.Smith, O.M. Rutherford, 1995) или значение максимального момента силы (M.J.Gibala et al. 1995; J.Y.Seger, B.Arvidsson, A.Thorstensson, 1998; T.N.Shepstone et al. 2005).
Так, в исследованиях M.J.Gibala et al. (1995) было показано (рис.4), что после одного тренировочного занятия силовыми упражнениями значения максимального момента силы (МVС) двуглавой мышцы плеча, измеренного в изометрическом режиме, понизились как у руки, выполнявшей движения в концентрическом, так и у руки, выполнявшей движения в эксцентрическом режимах сокращения (P≤0,05). Однако через 24 часа этот показатель, измеренный у руки, работающей в концентрическом режиме достоверно не отличался от базового уровня (Р>0,05). В то же время значения максимального момента силы, у руки, выполняющей эксцентрические сокращения, достоверно отличались от начального уровня через 24, 48, 72 и даже 96 часов (Р≤0,05).
M.J.Gibala, et al. (1995) установлено, что снижение уровня максимальной изометрической силы через 48 часов после тренировочного занятия обнаруживает достоверную корреляцию (Р≤0,05) с количеством сильно поврежденных мышечных волокон (%), как при эксцентрическом, так и концентрическом режиме сокращения. Но как резонно замечают авторы (M.J.Gibala, et al. 1995) снижение способности генерировать силу, однако, напрямую не может быть свидетельством миофибриллярного повреждения, так как через 48 часов уровень развиваемой силы частично восстанавливался (рис.4), в то время как процент повреждений был таким же, как и после тренировочного занятия.
Проявление долговременной адаптации скелетных мышц при работе в различных режимах
Если применить не однократное тренировочное воздействие, а многократное, можно увидеть эффект долговременной адаптации, происходящий в скелетных мышцах под воздействием силовых упражнений, выполняемых в различных режимах.
Долговременная адаптация – структурно-функциональная перестройка, происходящая в организме в ответ на длительное, или многократное воздействие физической нагрузки (С.С.Михайлов, 2009).
Гистологическими исследованиями показано, что при работе в изометрическом режиме наряду с возрастанием объема мышц увеличивается поверхность их прикрепления к костям, удлиняется сухожильная часть, увеличиваются внутримышечные соединительнотканные прослойки эндомизия. Происходит увеличение саркоплазмы и числа митохондрий, возрастает число ядер, они принимают округлую форму. Возрастает поперечное сечение мышечного волокна, однако количество миофибрилл не увеличивается, в связи с чем их плотность уменьшается. Вследствие длительного сокращения мышечных волокон в них повышаются метаболические процессы, что способствует увеличению количества кровеносных капилляров, а концевые пластинки увеличиваются в поперечном размере. Если мышца сокращается в концентрическом и эксцентрическом режимах, в ней происходит удлинение мышечной части и укорочение сухожильной, возрастает количество миофибрилл. Также возрастает количество ядер, и они принимают овальную форму. В этом случае концевые пластинки увеличиваются в длину (В.И.Козлов, А.А.Гладышева, 1977).
Анатомические и физиологические исследования свидетельствуют о том, что гипертрофия мышц при силовой тренировке в эксцентрическом режиме больше, чем в концентрическом режиме, однако эти различия не очень существенны. Так, например, Е. Hagbie et al. (1996) показано, что после 10 — недельной гипертрофической силовой тренировки поперечное сечение латеральной широкой мышцы бедра у женщин при работе в эксцентрическом режиме увеличилось на 6,6%, в то время как при работе в концентрическом режиме только на 5,0%.
Гипертрофия мышечных волокон при работе в эксцентрическом режиме больше, чем при концентрическом (S.L.Lindstedt, P.C.LaStayo, T.E.Reich, 2001), при этом гипертрофия быстрых мышечных волокон при выполнении быстрых эксцентрических сокращений больше, чем медленных (T.N.Shepstone et al. 2005).
Следует отметить, что растяжение пассивной мышцы не приводит к ее гипертрофии. Посредством эксперимента (J.R.Fowles et al. 2000) было установлено, что у исследуемых, выполнявших пассивное растягивание мышц, не было отмечено изменений в их поперечном сечении, в то время как у испытуемых, выполнявших изометрическое напряжение, площадь поперечного сечения мышц увеличилась.
Установлено, что при изучении биомеханических аспектов долговременной адаптации, необходимо учитывать закономерность, названную специфичностью эффектов тренировки (Ю.В.Верхошанский, 1988; Е. Hagbie et al. 1996; А.Л.Нетреба, 2007). Суть этой закономерности заключается в том, что максимальный прирост силы мышц при тестировании регистрируется в том режиме работы, в котором осуществлялась тренировка.
Существует большое количество исследований, в которых сравнивалось воздействие силовой тренировки в изометрическом, концентрическом и эксцентрическом и режимах на уровень максимальной силы, развиваемой мышцами в изометрическом режиме или значение максимального момента силы мышц (P.J.Rasch, L.J.Morehouse, 1957; D.A.Jones, O.M. Rutherford, 1989; M.J.Gibala, et al. 1995; Е. Hagbie et al. 1995). В связи с тем, что в экспериментах применялись различные протоколы, а также исследовались различные типы мышц, полученные данные не убеждают, что эксцентрический режим более эффективен, чем концентрический или изометрический (Дж.Х.Уилмор, Д.Л.Костилл, 1997). Однако показано, что эксцентрические упражнения в большей степени увеличивают жесткость мышц, чем концентрические. Увеличение жесткости связывают с повышенным содержанием белков цитоскелета мышечных волокон, а также белком титином. (S.L.Lindstedt, P.C.LaStayo, T.E.Reich, 2001).
Механизм повреждения мышечных волокон при работе в различных режимах
Разрабатывая концепцию, объясняющую большую эффективность эксцентрического режима, J.Friden, R.L.Lieber (1992) дали объяснение механизма повреждения мышц, базирующееся на характеристической зависимости «скорость-сила». Они обратили внимание, что при концентрическом режиме сокращения, эта зависимость не имеет резких скачков, в то время как при эксцентрическом режиме, после прохождения нулевой точки, у этой зависимости наблюдается резкий скачок (рис. 5). Исходя из этого, они (J.Friden, R.L.Lieber,1992) указывают: «Таким образом, мышца при работе в концентрическом режиме при увеличении на 5% от максимальных значений скорости уменьшает свою силу примерно на 20% от максимальных значений силы, однако при удлинении мышцы (эксцентрический режим) только на 1% от максимальной скорости она может увеличить силу на 50%. Неоднородность зависимости «скорость-сила» возле нуля приводит к тому, что сила увеличивается приблизительно в 10 раз быстрее при удлинении, чем при такой же скорости укорочения. Так как длина саркомеров варьирует (более длинные саркомеры расположены в середине миофибриллы, а более короткие – на ее концах), для смежных саркомеров из-за крутизны зависимости «скорость-сила» в эксцентрическом режиме развиваемая сила может существенно различаться, поэтому актиновые филаменты испытывают различные силы на своих концах. Эти силы приводят к значительному смещению Z-дисков. Это смещение может приводить к «размытию» диска». J.A Faulkner et al. (1993) также считают, что в течение эксцентрического упражнения некоторые саркомеры перерастянуты, и поэтому повреждены, в то время как другие сохраняют свою длину.
Таким образом, результаты исследований позволили сформулировать шесть утверждений (тезисов) относительно эффектов срочной и долговременной адаптации мышц при работе в различных режимах:
- повреждение мышечных волокон имеет место при всех режимах сокращения мышцы, однако в эксцентрическом режиме мышечные волокна повреждаются в большей степени;
- при выполнении двигательных действий в эксцентрическом режиме установлена большая степень повреждения цитоскелета и Z-дисков миофибрилл по сравнению с концентрическим и изометрическим.
- при выполнении эксцентрических упражнений мышечные волокна II типа повреждаются в большей степени, по сравнению с мышечными волокнами I типа.
- при выполнении двигательных действий в эксцентрическом режиме с высокой скоростью степень повреждения больше, чем при низкой скорости движений;
- метаболические затраты и суммарная ЭАМ при выполнении движений в эксцентрическом режиме меньше, чем в концентрическом;
- пассивное растягивание мышцы не приводит к увеличению площади ее поперечного сечения.
Мы предлагаем следующую концепцию, описывающую последовательность событий, приводящих к большему повреждению мышечных волокон при работе в эксцентрическом режиме по сравнению с концентрическим и изометрическим.
Для того, чтобы мышца, выполняющая статическую работу, начала удлиняться, момент внешних сил должен превосходить момент силы мышцы. Это возможно только в том случае, если часть двигательных единиц (ДЕ) будет деактивирована, то есть прекратит свою активность и, как следствие – будет уменьшено количество активных мышечных волокон. V.Eloranta, P.W.Komi (1980) и M.J.Gibala et al. (1995) находят, что этот механизм управления ДЕ лежит в основе эксцентрических сокращений мышцы. Это предположение подтверждается исследованиями метаболических затрат и суммарной ЭАМ (тезис № 5), которые меньше при работе в эксцентрическом режиме по сравнению с другими режимами.
Вследствие деактивации части ДЕ момент внешней силы становится больше момента силы, развиваемого мышцей и, как следствие – активная мышца начинает удлиняться. Удлинение мышцы сопровождается удлинением мышечных волокон. Так как миофибриллы внутри мышечного волокна имеют «жесткую» привязку к его мембране посредством костамеров и элементов цитоскелета (рис.6), длина миофибрилл, а, следовательно, и саркомеров, из которых состоят миофибриллы, увеличивается.
Удлинению саркомера, находящегося в активном состоянии, препятствуют силы, возникающие между его толстыми и тонкими филаментами, которые стремятся уменьшить его длину. В связи с тем, что значение внешней силы превосходит силу, развиваемую сократительными элементами, саркомер растягивается. Следствием этого является повреждение элементов цитоскелета и мембранного скелета мышечных волокон, а также повреждение Z-дисков миофибрилл (J.Friden, U.Kjorell, R.L.Lieber, 1984), что согласуется со вторым утверждением. Частое повреждение Z-дисков свидетельствует о том, что они представляют собой одно из «слабых мест» с точки зрения механики. Так как толщина Z-дисков у мышечных волокон II типа меньше, чем у мышечных волокон I типа, они повреждаются в большей степени (J.Friden, R.L.Lieber,1992).
На основе предложенной нами концепции можно объяснить, почему при выполнении эксцентрических сокращений с большой скоростью наблюдаются большие повреждения Z-дисков, по сравнению с медленным выполнением движения (тезис № 4). Для того, чтобы эксцентрическое упражнение выполнялось с большей скоростью, необходимо деактивировать дополнительное количество ДЕ и, следовательно, мышечных волокон. Таким образом, момент силы, развиваемый мышцей, уменьшится еще больше. Можно также увеличить внешнюю нагрузку, сохранив количество ДЕ на том же уровне.
Наша гипотеза также позволяет объяснить отсутствие повреждения при растягивании пассивной мышцы (шестой тезис). Это происходит вследствие того, что внешней растягивающей силе не противодействует сила, возникающая между толстым и тонким филаментами саркомера. Отсутствие сил, стремящихся укоротить саркомер позволяет ему максимально увеличить свою длину.
На основе предлагаемой гипотезы возможно объяснение, почему при концентрическом и изометрическом режимах работы мышцы, также повреждаются мышечные волокна, хотя и в меньшей степени, чем при эксцентрическом (первый тезис).
Из физиологических исследований хорошо известно, что существует временной промежуток (латентный период) между возникновением потенциала действия и началом механической реакции мышцы. Это свойство мышцы проявляется особенно ясно при противодействии большим нагрузкам. При этом латентный период тем больше, чем больше внешнее отягощение (В.С.Abbott, J.M.Ritchie 1951; Е.К.Жуков, 1969; В.М.Зациорский, В.С.Аруин, В.Н.Селуянов, 1981; В.С.Гурфинкель, Ю.С.Левик, 1985; А.Вайн, 1990).
В течение латентного периода в мышце развивается процесс возбуждения, вследствие чего некоторые мышечные волокна начинают укорачиваться и утолщаться. Это приводит к увеличению площади поперечного сечения мышцы и возникновению тяги посредством эндо- пери- и эпимизия мышцы. Однако, в латентный период количество возбужденных мышечных волокон недостаточно, чтобы развить момент силы, необходимый для преодоления внешнего момента силы. Вследствие этого длина мышцы остается неизменной. Другими словами в течение латентного периода мышца сокращается в изометрическом режиме. Долгое время считалось (Е.К.Жуков, 1969; В.М.Зациорский, 1979), что неизменность длины мышцы связана с растяжением сухожилий, однако А.А.Вайном (1990) было показано, что прочность сухожилий значительно превосходит прочность мышечных волокон. Поэтому в латентный период сухожилия практически не изменяют своей длины, и следовательно, неизменной остается длина мышечных волокон и жестко связанных с ними миофибрилл. Это возможно только в том случае, если одни, более слабые саркомеры будут растягиваться, а другие, более сильные – укорачиваться.
При рассмотрении эксцентрического режима было показано, что растяжение саркомеров, находящихся в активном состоянии, приводит к их повреждению. Однако во время латентного периода при сокращении мышцы в концентрическом режиме растягиваются не все саркомеры, а только самые слабые (сильные укорачиваются), в этом режиме должны наблюдаться меньшие повреждения мышечных волокон. Это предположение подтверждается данными M.J.Gibala, et al. (1995).
При работе мышцы в изометрическом режиме происходят те же процессы, что и в латентный период при развитии возбуждения при работе мышцы в концентрическом режиме. Существуют прямые доказательства этого предположения (рис. 7).
Показано (R.L.Lieber, R.J.Baskin, 1983; J.Friden, R.L.Lieber, 1992), что при изометрическом сокращении полуперепончатой мышцы лягушки, саркомеры, расположенные возле соединения мышечного волокна с сухожилием укорочены, в то время как расположенные в центре – удлинены. Таким образом, при изометрическом сокращении мышцы часть саркомеров укорачивается, а часть – медленно удлиняется.
ВЫВОДЫ
- При выполнении упражнений в различных режимах работы, наблюдаемые эффекты срочной и долговременной адаптации мышц различны.
- Эффекты срочной адаптации проявляются в том, что выполнение физических упражнений в эксцентрическом режиме вызывает большие структурные повреждения мышечных волокон, чем другие режимы сокращения мышцы. Эти повреждения затрагивают в первую очередь Z-диски саркомеров, а также белки цитоскелета. С биохимической точки зрения эксцентрические упражнения представляют для организма значительно больший стресс, чем упражнения, производимые в других режимах: уровень креатинкиназы при работе в эксцентрическом режиме значительно превышает соответствующий показатель при работе в концентрическом и изометрическом режимах. Падение уровня изометрической силы после выполнения упражнений в эксцентрическом режиме значительно больше, чем в концентрическом.
- Долговременная адаптация к упражнениям, выполняемым в эксцентрическом режиме, проявляется в несколько большей гипертрофии скелетных мышц.
- Предлагается концепция, объясняющая ряд экспериментальных фактов: отсутствие повреждений при удлинении невозбужденной мышцы; большие повреждения саркомеров при выполнении упражнений в эксцентрическом режиме по сравнению с другими режимами мышечного сокращения; большие повреждения мышечных волокон при выполнении эксцентрических упражнений с различной скоростью; меньшую метаболическую стоимость работы в эксцентрическом режиме.
ЛИТЕРАТУРА
- Вайн, А.А. Явление передачи механического напряжения в скелетной мышце [Текст] / А.А.Вайн // Тарту: Изд. Тартуского университета, 1990.– 34 с.
- Верхошанский, Ю.В. Основы специальной физической подготовки спортсменов [Текст] /Ю.В. Верхошанский.– М.: Физкультура и спорт, 1988.– 331 с.
- Гудзь, П.З. О морфологических изменениях скелетных мышц в условиях повышенной и пониженной физической деятельности организма животных [Текст] /З.Гудзь // Теория и практика физической культуры, 1963.– № 11.– С. 39-43.
- Гурфинкель, В.С. Скелетная мышца: структура и функция [Текст] / В.С. Гурфинкель, Ю.С. Левик.– М.: Наука, 1985.– 142 с.
- Жуков, Е.К. Биомеханика физических упражнений [Текст] /Е.К.Жуков, Е.Г.Котельникова, Д.А.Семенов.&? М.: Физкультура и спорт, 1963.– 259 с.
- Жуков, Е.К. Очерки по нервно-мышечной физиологии [Текст] /Е.К. Жуков.– Л.: Наука, 1969.– 288 с.
- Зациорский, В.М. Биодинамика мышц [Текст] /В.М.Зациорский /в кн.: Д.Д.Донской, В.М.Зациорский Биомеханика. Учебник для ин-тов физ. культуры.– М.: Физкультура и спорт, 1979.– С. 45-51.
- Зациорский, В.М., Биомеханика двигательного аппарата человека [Текст]/ В.М. Зациорский, А.С.Аруин, В.Н.Селуянов.– М.: Физкультура и спорт, 1981.– 143 с.
- Козлов, В.И., Основы спортивной морфологии [Текст] /В.И.Козлов, А.А.Гладышева.– М.: Физкультура и спорт, 1977.– 103 с.
- Котикова, Е.А. Взаимодействие внутренних и внешних сил /Биомеханика физических упражнений [Текст] /Под ред. Е.А.Котиковой /Е.А.Котикова.– М.Л.: Физкультура и спорт, 1939.– С.8-28.
- Кичайкина, Н.Б. Биомеханика физических упражнений [Текст] /Н.Б.Кичайкина, И.М.Козлов, Я.К.Коблев, А.В.Самсонова.– Майкоп, 2000.– 113 с.
- Михайлов, С.С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] /С.С.Михайлов// СПбГУФК им. П.Ф.Лесгафта, СПб, [б.и.].– 2009.– 230 с.
- Нетреба, А.Л. Специфические изменения скоростно-силовых возможностей скелетных мышц под влиянием тренировки в изотоническом и изокинетическом режимах мышечного сокращения и при гипокинезии: Автореф. дис… канд биол. наук.– М., 2007.– 24 с.
- Уилмор, Дж. Физиология спорта и двигательной активности [Текст] /Дж.Уилмор, Д.Л Костил.– Киев: Олимпийская литература, 1997.– 503 с.
- Abbott, В.С. The onset of shortening in striated muscle [Теxt] /В.С. Abbott, J.M Ritchie //Journal of Physiology, 1951.– V.113.– P. 336-345.
- Abbott, В.С. The physiological cost of negative work [Теxt]. /В.С. Abbott, В.Bigland, J.M. Ritchie //Journal of Physiology, 1952 .– V. 117.– P. 380-390.
- Adams, G.R. Skeletal muscle hypertrophy in response to isometric, lengthening, and shortening training bouts of equivalent duration [Теxt] /G.R.Adams, D.C.Cheng, F.Haddad, K.M.Baldwin //Journal of Applied Physiology, 2004.–V.96.– P.1613&ndali Кичайкина, Н.Б. Биомеханика физических упражнений [Текст] /Н.Б.Кичайкина, И.М.Козлов, Я.К.Коблев, А.В.Самсонова.sh;1618.
- Bigland — Ritchie, B. Integrated electromyogram and oxygen uptake during positive and negative work [Теxt] /B. Bigland — Ritchie, J.J. Woods //Journal of Physiology, 1976. – V. 260.– P. 267-277.
- Curtin, N. Chemical and mechanical changes during stretching of activated frog skeletal muscle [Теxt] /N. Curtin, R. E.Davies //Cold Spring Harbor Symposium on Quantitative Biology,1973.–V.– 37.– P. 619-626.
- Dudley, G.A. Importance of eccentric actions in performance adaptations to resistance training [Теxt]// G.A. Dudley, P.A. Tesch, B.J. Miller //Aviation, Space, and Environmental Medicine, 1991.–V. 62.– P 543-550.
- Eloranta, V. Function of the quadriceps femoris muscle under maximal concentric and eccentric contraction [Теxt] /V.Eloranta, P.W.Komi //Journal of Electromyography in Neurophysiol, 1980.– V. 20.– P. 159-174.
- Ervasti, J.M. Costameres: the Achilles’ Heel of Herculean Muscle [Теxt] / J.M. Ervasti, //Journal of Biological Chemistry, 2003.– V.278.– P.13591-13594.
- Evetovich, T.K. The effect of concentric isokinetic strength training of the quadriceps femoris on electromyography and muscle strength in the trained and untrained limb [Теxt] /T.K.Evetovich, T.J. Housh, G.O.Jonson, D.B. Smith, K.T.Ebersole //Journal of Strength and Conditioning Research, 2001.– V. 15.– N 4.– P. 439-445.
- Faulkner, J.A. Injury to skeletal muscle fibres during contractions: conditions of occurrence and prevention [Теxt] /J.A.Faulkner, S.V. Brooks, J.A.Opiteck // Journal of Physical Therapy, 1993. V. 73.– N12.–P. 911 –921.
- Fowlers, J.R. The effect of acute passive stretch on muscle protein synthesis in humans [Теxt] /J.R Abbott, В.С. The physiological cost of negative work [Теxt]. /В.С. Abbott, В.Bigland, J.M. Ritchie //Journal of Physiology, 1952 .., Fowlers, J.D.MacDougall, M.A. Tarnopolsky, D.G.Sale, B.D.Roy, K.E.Yarasheski //Canadien Journal of Applied Physiology, 2000.– V.25.&? N. 3.– P.165–180.
- Fridén, J. Myofibrillar damage following intense eccentric exercise in man [Text] /J.Fridén, M.Siöström, B.Ekblom //International Journal of Sports Medicine, 1983. – V. 4.&? N3.– P.170-176.
- Fridén, J. Delayed muscle soreness and cytoskeletal alterations: an immunocytological study in man [Теxt] /J.Fridén, U.Kjorell, R.L.Lieber //International Journal of Sports Medicine, 1984.–V.5.– N1.– P.15-18.
- Fridén, J. Muscle fiber type characteristics in endurance trained and untrained individuals [Теxt] /J.Fridén, M.Sjöstrom, B.Ekblom //European Journal of Applied Phisiology, 1984.– V. 52.- 266-271.
- Fridén, J. Structural and mechanical basis of exercise-induced muscle injury. [Text] /J.Frid&´n, R.L.Lieber .//Medicine & Science in Sports &Exercise, 1992.- V. 24.– N5.– P521-530.
- Fridén J., Lieber R.L. Eccentric exercise-induced injuries to contractile and cytoskeletal muscle fibre components /J.Fridén, R.L.Lieber //Acta Physiologica Scandinavica, 2001, V.–171.– P.321-326.
- Garfinkel, S. Relative changes in maximal force, EMG, and muscle cross-sectional area after isometric training [Теxt] /S.Garfinkel and E.Cafarelli // Medicine & Science in Sports &Exercise, 1992.– V24.– P. 1220-1227.
- Garma, T. Similar acute molecular responses to equivalent volumes of isometric, lengthening, or shortening mode resistance exercise [Теxt] /T. Garma, C.Kobayashi, F. Haddad, G.R. Adams, P.W.Bodell, K.M.Baldwin // Journal of Applied Physiology, 2007.– V.– 102.– P. 135–143.
- Gibala, M.J. Myofibrillar disruption following acute concentric and eccentric resistance exercise in strength-trained men [Text] /M.J., S. A. Interisano, M. A. Tarnopolsky, B. D. Roy, J.R. MacDonald, K.E. Yarasheski, and J. D. MacDougall // Can. Journal of Physiology and Pharmacology, 2000.– V.78.&? N8.– P.656–661.
- Gibala, M.J. Changes in human skeletal muscle ultrastructure and force production after acute resistance exercise [Теxt] / M.J.Gibala, J. D. MacDougall, M.A.Tarnopolsky, W.T.Stauber, A.Elorriaga //Journal of Applied Physiology, 1995.– V.78.– P. 702-708.
- Higbie, E.J. Effe cts of concentric and eccentric training on muscle strength, cross-sectional area, and neural activation [Text] / E.J.Higbie, K.J.Cureton, G.L.III Warren., B.M.Prior //Journal of Applied Physiology, 1996.- V.81.- N 5.- P. 2173-2181.
- Jones, D.A. Human Muscle Strength Training: the effects of tree different regimes and the nature of the resultant changes [Text] / D.A.Jones, O.M.Rutherford //Journal of Physiology, 1987.– N.391.– P. 1-11.
- Katz, B. The relation between force and speed in muscular contraction /B Katz //Journal of Physiology, 1939 –V. 96.– P. 45-64.
- Lavender A.P. Changes in steadiness of isometric force following eccentric and concentric exercise [Теxt] / A.P. Lavender, K.Nosaka //European Journal of Applied Physiology, 2006.– V. 96.– P. 235-240.
- Lieber, R. L. Intersarcomere dynamics of single skeletal muscle fibers during fixed end tetani / R.L.Lieber, R.J.Baskin //Journal of General Physiology, 1983.– V. 82.– P.347-364.
- Lieber, R.L., Muscle cytoskeletal disruption occurs within the first 15 minutes of cyclic eccentric contraction [Теxt] /R.L Lieber, L.E.Thornell, J. Friden // Journal of Applied Physiology, 1996.–V.80.– P 278-284.
- Lindstedt, S.L. When Active muscles Lengthen: Properties and consequences of Eccentric Contractions [Теxt] /S.L.Lindstedt, P.C.LaStayo, T.E.Reich //News in Physiological Scienses, 2001.– V. 16.– N.6.–P. 256-261.
- Newham, D.J. Ultrastructural changes after concentric and eccentric contractions of human muscle [Теxt] / D.J.Newham, G.McPhail, K.R.Mills, R.H.T. Edwards //Journal of the Neurological Scienses,1983.– V. 61.– P 109–122.
- Nosaka, K. Muscle soreness and Damage and the Reapeated-Bout Effect [Теxt] /K.Nosaka /In: Skeletal Muscle Damage and Repair /Ed.P.M.Tiidus, 2008: Human Kinetics.–P.59-76.
- Rasch P.J. Effect of Static and Dinamic Exercises on Muscular Strength and Hypertrophy [Теxt] /P.J.Rasch, L.J.Morehouse //Journal of Applied Physiology, 1957.– V.11.– P. 29–34.
- Seger J.Y. Specific effects of eccentric and concentric training on muscle strength and morphology in humans [Теxt] /J.Y.Seger, B.Arvidsson, A.Thorstensson //European Journal of Applied Physiology, 1998 .– V. 79 .–N 1.– P. 49-57.
- Shepstone, T.N. Short-term high vs. low-velocity isokinetic lengthening training results in greater hypertrophy of the elbow flexors in young men [Text] /T.N. Shepstone, J.E.Tang, S.Dallaire, M.D.Schuenke, R.S.Staron, S.M.Phillips //Journal of Applied Physiology.–2005.–V.98.–P.1768-1776.
- Smith R.C. The role of metabolites in strength training I. A comparison of eccentric and concentric contraction [Теxt] /R.C.Smith, O.M. Rutherford // European Journal of Applied Physiology, 1995 .– V. 71 .&?N 4.– P. 332-336.
- Тодоров, Т. Биомеханични особености на двигателния апарат на човека [Текст]/Т.Тодоров //В кн. П.Богданов, Т.Тодоров Биомеханика на физическите упражнения.– София, Медицина и физкултура, 1968.– С. 41-107
[1] Мышечные волокна I типа – красные, окислительные, медленные, устойчивые к утомлению. Мышечные волокна II типа – белые, гликолитические, быстрые, быстро утомляемые.
Похожие записи:
Метаболический стресс. Накопление лактата в мышцах
Описан механизм влияния метаболического стресса (накопления лактата) на гипертрофию мышечных волокон. Показано, что накопление лактата приводит к…
Механическое повреждение мышечных волокон
Описаны механизмы механического повреждения мышечных волокон при силовой тренировке, приводящие к гипертрофии скелетных мышц. Показано, что…
Механическое напряжение (механотрансдукция) в скелетных мышцах
Описаны процессы передачи механического напряжения в скелетных мышцах. Показано, что механическое напряжение, возникающее вследствие сокращения скелетных…
Отсроченное начало болезненности мышц. Стратегии лечения и факторы эффективности
Описаны симптомы, причины, теории отсроченного начала болезненности мышц (запаздывающих болезненных ощущений, DOMS), а также способы уменьшения этих болей:…
Срочные гормональные ответы у элитных тяжелоатлетов-юниоров
Изучалось изменение концентрации в крови: тестостерона, кортизола, гормона роста, бета-эндорфина и лактата у тяжелоатлетов-юниоров…
Метод «до отказа» для развития силовых способностей человека
В статье рассмотрено применение низко- средне- и высокоинтенсивного метода «до отказа» для развития силы, силовой выносливости и…
Звенья тела человека как рычаги
Дано описание опорно-двигательного аппарата (ОДА) человека как системы рычагов. Приведен пример расчета силы двуглавой мышцы плеча…
Применение изометрических упражнений в тренировочном процессе спортсменов
Приведены две формы для проведения анкетного опроса тренеров и спортсменов относительно применения изометрических упражнений в тренировочном процессе спортсменов.
Влияние технических приёмов на механические характеристики перемещения штанги при выполнении жима штанги лёжа мужчинами и женщинами
Проведен сравнительный анализ влияния технических приёмов на механические характеристики перемещения штанги в жиме штанги лёжа мужчинами и женщинами.
Влияние частоты, интенсивности, объёма и метода силовой тренировки на гипертрофию
Автор: Mathias Wernbom, Jesper Augustsson and Roland Thomee.
Перевод — Струков С.
За последние десять лет отмечается рост популярности силовой тренировки. Хотя прежде силовая тренировка использовалась лишь некоторыми спортсменами для увеличения силы и размеров мышц, в настоящее время это важный компонент тренировочного процесса не только в спорте, но и в профилактике травм и реабилитации (1 — 3). Расчет зависимости «доза-эффект» между тренировочными переменными (интенсивность, частота и объём) и результатами (сила, мощность и гипертрофия) является фундаментом для корректного построения тренировки с отягощениями (4). Несколько мета-анализов (4 — 
и обзоров (1, 3, 9-11) были посвящены разным аспектам оптимизации развития силы. Но относительно мало внимания уделялось вопросу тренировки, направленной на гипертрофию мышц (за исключением работы Fry (12)). В этом обзоре обсуждалась роль интенсивности тренировки для гипертрофии через измерение увеличения площади мышечных волокон (ПМВ).
На основе анализа большинства тематических статей можно прийти к следующим выводам:
- тренировка на силу и на массу — одно и то же;
- программы, приводящие к наибольшим приростам силы, также приводят к наибольшему увеличению мышечной массы.
Эти выводы справедливы не для всех ситуаций. Например, в исследованиях Choi et al. (13) и Masuda et al. (14) показано небольшое увеличение разового максимума (1РМ)
и изометрической силы, но значительное увеличение размеров квадрицепса (измеренных с помощью МРТ) и ПМВ, при сравнении традиционного для бодибилдинга режима с умеренной интенсивностью и высокоинтенсивной
пауэрлифтерской программы. Schmidtbleicher and Buehrle (15) обнаружили большее увеличение размеров трицепса плеча (измеренных КТ-сканированием) в группе, которая тренировалась по схеме 3 подхода в 12 повторениях
с 70% РМ по сравнению с группой, выполнявшей 7 подходов по 1 – 3 повторения с 90 – 100% РМ, тогда как увеличение силы было аналогичным. Таким образом, основываясь на этих и других исследованиях, предписания
относительно тренировки для увеличения мышечной массы могут в некоторой степени отличаться от рекомендаций по увеличению максимальной силы. Это наблюдение принимается при построении различных моделей
периодизации (16, 17), где периоды тренировки или отдельные занятия, направленные на максимальную стимуляцию гипертрофии при помощи большого объёма нагрузок умеренной интенсивности, следуют за периодом
или тренировками, направленными на увеличение максимальной силы при умеренном объёме и высокой интенсивности. Работа второго типа преимущественно способствует нервной адаптации (11), тем не менее,
существенная гипертрофия также происходит, если объём нагрузки достаточен (12, 15, 18).
Методы сканирования (МРТ и КТ) рассматриваются как золотой стандарт для оценки общего размера мышцы (19, 20). Насколько нам известно, не опубликовано систематизирующих обзоров о влиянии
нескольких важных тренировочных переменных, например, частоты, интенсивности и объёма, на величину изменений поперечника или объёма мышцы, измеренных при помощи сканирования. Таким
образом, цель обзора – предоставление руководства, основанного на доказательствах, для планирования силовой тренировки, увеличивающей массу мышц. Также при рассмотрении модели тренировки,
вызывающей гипертрофию мышц у людей, будут исследоваться физиологические механизмы процесса гипертрофии. Кроме того, будет изучена зависимость «доза — эффект» для развития мышечной
гипертрофии и увеличения площади поперечного сечения (ППС) или объёма мышцы, вызванного при помощи варьирования частоты, интенсивности и объёма разных видов силовой тренировки.
1. Методы
1.1 Поиск Литературы
Компьютерный поиск в MEDLINE/PubMed, SportDiscus и CINAHL производился, начиная с 1970, когда было опубликовано первое исследование изменения ППС мышц в результате тренировки
с использованием сканирования (21). Дополнительно выполнялся «ручной» поиск в соответствующих книгах и журналах, содержащих результаты поиска в литературе, выполненные в рамках
этого и других проектов за последние несколько лет. Последний поиск был произведён 3 декабря 2006 года.
Так как квадрицепс и сгибатели предплечья (двуглавая и плечевая мышцы) – две наиболее часто изучаемые мышечные группы,
наш обзор сосредоточен именно на изменениях в их ППС.
Критерии для включения данных в анализ:
- Исследование должно оценивать влияние силовой тренировки на анатомический мышечный регион с помощью сканирования (МРТ, КТ или УЗИ).
- Для участия в эксперименте должны привлекаться здоровые и не имеющие травм люди от 18 до 59 лет.
- Данных должно быть достаточно для заключения о существенных изменениях мышечного поперечника и объёма.
- Информация о количестве тренировочных переменных (частота, интенсивность и объём), типе и методе использованного упражнения должна позволять воспроизвести исследование.
Критерии, исключающие данные из анализа:
- Потребление субъектами пищевых добавок (креатин моногидрат, аминокислоты, протеины) или анаболических гормонов и/или ростовых факторов, которые
способны влиять на нервно-мышечную адаптацию к силовой тренировке. Такие исследуемые группы (но не обязательно другие группы из тех же исследований)
исключались. - Субъекты с отрицательным энергетическим балансом (находящиеся на гипокалорийной диете).
- Данные исследования, опубликованные ранее. Тем не менее, иногда возникала необходимость использования данных из разных публикаций одного
и того же исследования. - Если сканировалась только часть мышечной группы (например, латеральная широкая мышца). С другой стороны, когда сообщались только данные для всей
ППС мышц конечности (например, общий поперечник бедра) без ППС отдельных мышц (например, квадрицепса).
1.2 Классификация мышечных сокращений, методов и режимов тренировки
Классификация типа мышечных сокращений, используемая в обзоре, является адаптированным вариантом терминологии Knuttgen и Komi (22). Согласно ей, упражнения
подразделяют на статические (изометрическое сокращение мышц) и динамические (включающие концентрические и эксцентрические сокращения). Во время изометрического
сокращения мышца развивает усилие без внешних изменений длины мышечно-сухожильного комплекса. Концентрическое сокращение сопровождается уменьшением длины
при развитии усилия, эксцентрическое – увеличением.
Методы силовой тренировки или способы воздействия обычно классифицируют в зависимости от типа используемого отягощения. В обзоре Atha (9) впервые
систематизировал режимы тренировки, выделив три основные:
- изотонический;
- изокинетический;
- изометрический.
Изометрическая тренировка включает изометрические сокращения. В изотонической тренировке мышцы сокращаются в динамическом режиме с постоянным напряжением (22). В различных учебниках по
физиологии изотонические мышечные сокращения описывают для изолированной мышцы, которая удлиняется и укорачивается под нагрузкой постоянной величины.
Совершенно иная ситуация в интактной мышце, выполняющей упражнение, в связи с рядом биомеханических факторов (изменение плеча сил и сопротивления), а
также ускорениями и замедлениями при динамических сокращениях. Таким образом, даже если внешнее отягощение неизменно, мышца не развивает постоянную
величину силы (22, 23). В связи с этим термин «изотонические» часто заменяют на «dynamic constant external resistance» (DCER) – постоянное динамическое
внешнее отягощение (23). В DCER- упражнениях абсолютная нагрузка постоянна в течение всего движения, как в занятиях с гантелями. Другим примером DCER
можно назвать простую систему блоков без рычагов и тренажёры с блоками круглой формы. Термин «вариативное отягощение» используется, когда сопротивление
изменяется во время движения, например, при использовании блоков с непостоянной кривизной или рычагов (23). Суть вариативного отягощения — в создании
сопротивления, аналогичного силе, проявляемой субъектом в движении (24). В связи с тем, что в большинстве исследований динамической тренировки не указывают,
было ли отягощение постоянное или переменное, в данном обзоре они не будут разделяться на субкатегории. Общая категория для этих субкатегорий названа
«динамическое внешнее отягощение (dynamic external resistance — DER)».
В изокинетической тренировке сокращение мышц происходит при постоянной угловой скорости (в суставе), которую «контролирует» тренажёр. В отличие от DER,
отсутствует набор преодолеваемых отягощений, вместо этого контролируется скорость, в то время как любое прикладываемое к тренажёру усилие ведёт к эквивалентной
противодействующей силе (23). Поскольку испытуемый может свободно варьировать уровень сопротивления во время движения, подстраивая, в зависимости от
болезненности или слабости, необходимый регион амплитуды движения, изокинетический метод очень полезен в реабилитации (24). Изокинетику иногда относят в категорию
«аккомодационная тренировка» (тренировка с «подстраивающимся» отягощением) (25). К этой же категории относят устройства, в которых сопротивление оказывается
гидравлическим цилиндром, путём ограничения потока при помощи регулируемого отверстия. Тем не менее, строго изокинетическое движение не обеспечивается, так
как сопротивление, ограничивающее скорость в этих машинах, регулируется в относительно узких пределах (25). Эти устройства иногда относят к полу-изокинетическим
(26). В данном обзоре термин «аккомодационная тренировка» был выбран как главная категория. В другом виде силовой тренировки в качестве отягощения используют
инерцию маховика. В этом типе эргометров усилие, производимое субъектом, передаётся через ремень, обвитый вокруг оси маховика (27). Концентрическое мышечное
сокращение наматывает ремень и преодолевает инерцию маховика. Вращение маховика вынуждает ремень разматываться, таким образом, машина возвращает энергию,
запасенную при вращении маховика, через ремень и субъект оказывает сопротивление обратному движению, выполняя эксцентрическое сокращение мышц. Caruso et al.
(28) для описания этого типа тренировки использовал термин «изоинерционная», ноMurphy и Wilson (29) использовали этот термин при описании тренировки DCER.
Как при использовании изоинерционного эргометра с маховиком, так и при изокинетической тренировке, сопротивление усилию зависит от типа движения. Поэтому этот
вид упражнений включён в категорию «аккомодационная тренировка».
1.3 Учёт частоты, интенсивности и объёма упражнения
Относительно интенсивности в динамической тренировке с отягощениями. Мы выбираем выражение интенсивности как функции 1РМ в упражнении (иях), выполняемых для
группы мышц (например, 80% РМ в приседаниях). Во множестве исследований авторы предлагают точный процент или, по крайней мере, оценивают процент. В случаях,
где интенсивность оценивается как функция того, как много повторений субъект способен выполнить (например, 8РМ), мы оцениваем относительную интенсивность,
основываясь на данных зависимости между количеством выполненных повторений и 1РМ в аналогичном или подобном упражнении (2, 30- 33). Для приседаний мы используем
таблицу РМ Wathan (32), которая показала точность при оценке приседаний у прежде не тренированных субъектов (33). Для жима ногами, разгибаний голени и сгибаний
предплечий мы используем данные Hoeger et al. (30). Интенсивность изометрической тренировки оценивалась как функция максимальной силы, проявляемой во время
максимального произвольного изометрического сокращения (МПИС).
Если подсчёт интенсивности упражнений в традиционной тренировке с отягощениями и изометрической тренировке относительно ясен, менее понятно, как определять
интенсивность нагрузки в изокинетической и других формах аккомодационной тренировки. Зависимость сила-скорость для скелетных мышц показывает, что во время
увеличения скорости концентрического сокращения максимально производимое усилие уменьшается (34, 35). В зависимости от тренировочного статуса максимальный
момент, развиваемый квадрицепсом, во время эксцентрического сокращения больше (существенно у тренированных и несущественно у нетренированных), чем максимальный
изометрический момент (35). В случаях, когда максимальный вращающий момент при эксцентрических сокращениях превышает наблюдаемый при изометрическом мышечном
сокращении, максимальный момент увеличивается незначительно с повышением скорости и демонстрирует плато при относительно низких скоростях (35). Величина силы,
развиваемой мышцей, обычно рассматривается как важный стимул для мышечной гипертрофии (36). В связи с тем, что в большинстве исследований аккомодационной
тренировки используется максимальное усилие (и, таким образом, рекрутируется наибольшее количество вовлечённых двигательных единиц), сравнение развиваемого
момента с изометрическим максимумом позволяет сопоставлять уровень усилия, необходимого для гипертрофии. Таким образом, в дополнение к другим характеристикам
мы определяем вращающий момент относительно данных максимального изометрического усилия квадрицепса у нетренированных субъектов по Amiridis et al. (35), для
сгибателей локтя по Hortobagyi & Katch (37) и Paddon-Jones et al. (38).
Объём тренировки определяется как общий объём работы, выполненной в заданный промежуток времени (23). В настоящем обзоре объём оценивается для отдельного
занятия. Объём также может измеряться через подсчёт повторений (23) или даже количество выполненных подходов (4). Несмотря на то, что учёт количества подходов
представляется довольно грубым измерением, выполнено несколько мета-анализов (4 -6, 8), показывающих существенные различия в приросте силы и между тренирующимися
с одним подходом и несколькими, где второе эффективней, по крайней мере, для тренированных людей. Теоретически определённый объём упражнений может быть выполнен
различными способами и вызывать различные адаптационные изменения. Поэтому в данном обзоре будут оцениваться несколько составляющих объёма (количество подходов,
общее количество повторений, общая продолжительность работы и общая работа). Тем не менее, вместо вычисления общей работы в джоулях, будут подсчитываться условные
единицы: подходы Х повторения Х интенсивность (25). В случае выполнения нескольких упражнений для мышечной группы (например, жим ногами и разгибания голени для
квадрицепса), объём каждого из них будет суммироваться к общему для мышечной группы. Что касается частоты тренировок, мы выбрали количество занятий для мышечной
группы в неделю, а не количество тренировок в неделю. Например, испытуемые тренировали квадрицепс дважды в день, три раза в неделю. Заявленная частота тренировок
6 раз в неделю. Мы считаем, что физиологический отклик может отличаться при тренировках каждый день шесть раз в неделю и дважды в день шесть раз в неделю.
1.4. Классификация тренировочного статуса
В большинстве исследований выделяли или нетренированных субъектов, или физически активных. Физически активные обычно тренировались «на выносливость», но не
были вовлечены в систематическую силовую тренировку. В связи с тем, что в исследованиях сообщалось о различных уровнях физической активности тренирующихся
на выносливость и, основываясь на том, что данный вид тренировки вызывает незначительную гипертрофию или вообще ее не вызывает (39), при анализе категории
«нетренированные» и «физически активные» были объединены. Deschenes & Kraemer (40) используют следующую классификацию тренировочного статуса для занимающихся
с отягощением: нетренированные, средне тренированные, тренированные, продвинутые и элита. Они сообщают о прогрессивном сужении «окна адаптации» по мере повышения
статуса. В связи с небольшим количеством исследований, упоминающих различный тренировочный статус, данные экспериментов с тренированными, продвинутыми и элитными
спортсменами в данном обзоре объединены. В случаях, когда статус в исследовании не указывается, информация относительно изменений ППС упражняемых мышц и сравнения
делаются на основе данных о прежде не тренированных лицах (41 – 45) и тренировавшихся с отягощением субъектов и атлетов силовых видов спорта (41, 45 -47).
1.5 Классификация изменений и степени изменений площади поперечного сечения (ППС) мышц.
В большинстве обозреваемых исследований авторы сообщают об изменениях ППС на основе измерений до и после тренировки. Иногда вместо цифровых данных используются
рисунки, в таких случаях, если это возможно, производится измерение изображений. Относительные изменения подсчитываются простым разделением на пре – и посттренировочные
значения. Это позволяет сравнивать эксперименты разной продолжительности и относительных изменений в день, что подсчитывается путём деления величины изменений на
количество дней. Несмотря на то что некоторые исследования показали преимущественно гипертрофию отдельной мышцы в составе мышечной группы и на различных уровнях
одной и той же мышцы, происходящие изменения сопоставимы. Более того, данные других исследований (44, 49) сообщают о сходных изменениях в ППС мышцы на уровне
середины бедра и мышечного объёма. В дополнение эксперименты Aagaard и др. (50) и Tracy et al. (51) показали, что объём квадрицепса можно предсказать по данным
сканирования на уровне середины бедра. Таким образом, в обзоре не разделяются изменения объёма и ППС как показатели размера мышцы. Более глубокое обсуждение
предмета предпринято Tracy et al (52).
Существует несколько причин для концентрации внимания преимущественно на изменениях ППС целой мышцы, а не площади мышечных волокон (ПМВ). Narici et al (43)
и D,Antona et al (47) рекомендуют с осторожностью относиться к выводам об изменении массы цельной мышцы на основании происходящего в отдельном регионе, где
берётся биопсия. В эксперименте Narici et al. (43) изменения в средней площади волокон (2%) не воспроизводили даже изменения ППС латеральной широкой мышцы
(7,5% на МРТ) на том же уровне, где проводилась биопсия или квадрицепса в целом (около 16% увеличения ППС). Помимо риска не выявить гипертрофию вследствие
выделения мышечной ткани из-за очень сложного архитектурного строения комплексной мышечной группы, такой как квадрицепс, существует нижний лимит изменений для
обнаружения увеличения размера волокон — 10%. Более того, вариативность между повторными биопсиями достаточно велика ≈ 15 – 20% (при обсуждении смотреть Narici
et al. 43). Таким образом, гипертрофические изменения, которые обнаруживаются на уровне целой мышцы, могут пройти незамеченными, если измерять только площадь
волокон. И, наконец, по сообщениям McCall et al (53), нужно быть осторожным, исключая гиперплазию (увеличение количества волокон в мышце), как механизма,
способного влиять на увеличение цельной мышцы.
Это не означает, что изменения в площади волокон неуместны как показатель мышечной массы. В идеале, исследования должны включать измерения как на клеточном
уровне, так и на уровне целой мышцы. Также следует отметить, что относительные размеры изменений средней площади волокон обычно больше увеличения, которое
происходит в анатомическом поперечнике мышцы (44). Тем не менее, мы считаем, что измерение ППС мышцы и объёма при помощи сканирования более чувствительное
и репрезентативное для оценки общей массы мышцы, даже если оно недооценивает изменения на клеточном уровне. Относительно экспериментов, где данные на уровне
целой мышцы ограничены, мы обсудим существенные изменения, даже если они касаются изменений ПМВ.
2. Результаты. Часть 1. Исследования Квадрицепса
2.1 Динамическое внешнее отягощение (DER)
После учёта включающих и исключающих критериев, поиск литературы выявил 44 исследования (13, 43-44, 54-92), оценивающих изменения объёма или ППС квадрицепса
до и после DER тренировки. В связи с тем, что зачастую рассматривается более одной группы тренирующихся или более одной тренируемой конечности, эти 44 статьи
содержат 65 результатов измерений ППС (далее — результаты). В пяти статьях (7 результатов) рассматриваются высоко тренированные спортсмены силовых видов
спорта. Это слишком мало для полноценного анализа и будет обсуждаться отдельно в разделах 4.1 и 4.6. Пять исследований рассматривали только концентрическую
и/или эксцентрическую тренировку: 4 результата для концентрической и 3 для эксцентрической тренировки. Четыре измерения в четырёх исследованиях включали
тренировку, в которой каждый подход заканчивался с запасом несколько повторений. При этом известно, что выполнение упражнений не «до отказа» вызывает
сравнительно меньшую гипертрофию, чем выполнение каждого подхода до мышечного утомления (85), даже при равном объёме нагрузки эти группы были исключены.
В результате для итогового анализа DER тренировки с использованием концентрических-эксцентрических сокращений мышц у прежде не тренированных субъектов
остались 47 результатов измерений.
2.1.1 Продолжительность периода тренировок, среднее увеличение ППС и ППС/день
Средняя продолжительность периода тренировок составила 79 дней. Самое короткое исследование продолжалось 14 дней, самое длинное – 6 месяцев. Среднее
увеличение квадрицепса составило 8,5% (от 1,1 до 17, 3%). Среднее увеличение ППС в день, основываясь на результатах 47 измерений, — 0, 12%/день (от 0,04
до 0,55%). Если исключить исследование Abe et al. (84), вследствие необычайно высокой частоты тренировок и уровня прироста, то средний уровень прироста
составит 0,11%/день (от 0,04 до 0,26%). Для чисто концентрической тренировки увеличение составило 0,06%/день, для эксцентрической — 0,03%/день.
2.1.2 Роль в увеличении ППС: мужчины против женщин
В шести исследованиях группа мужчин и группа женщин выполняли аналогичные тренировочные программы. Среднее увеличение ППС составило 0,13% у мужчин и
0,14% у женщин. В связи с тем, что эти различия были признаны несущественными, а также по причине того, что в нескольких экспериментах присутствовали смешанные
группы, данные всех исследований объединили для анализа DER тренировки (раздел 2.1).
2.1.3 Частота
Средняя частота тренировок составила 2,8 раз в неделю. Наиболее часто применяемая частота была 3 тренировки в неделю (в 22 из 47 измерений),
затем 2 раза в неделю (17 измерений). Частота между и выше этих значений (2,3- 4 раза в неделю) отмечена в нескольких случаях. Не найдено исследований,
включающих тренировки менее двух раз в неделю. Зависимость частоты от процента увеличения ППС квадрицепса показана на рисунке 1. Наиболее высокий
уровень увеличения (0,55%/день) обнаружен в исследовании (84) с наибольшей частотой тренировок (12 в неделю). Для частоты 2 тренировки в неделю
среднее увеличение составило 0,11%/день (от 0,03 до 0,21%); для трёх тренировок в день увеличение составило 0,11%/день (от 0,04 до 0,26%)
Рис 1. Частота тренировки vs. процент увеличения площади поперечного сечения (ППС) квадрицепса в день при тренировке с динамическим внешним
отягощением – DER (количество исследуемых групп — 47).
2.1.4 Интенсивность
Средний показатель максимальной интенсивности (наивысшее значение в тренировке за весь период) составил 73% РМ. Средняя интенсивность
(средняя для всех подходов) была 66% РМ. Изучение рисунка 2 обнаруживает тенденцию к большему увеличению прироста (ППС) для интенсивности
>60% РМ, чем в случае, когда интенсивность была ниже этого уровня. Тем не менее, только 6 данных измерений включали тренировку со средним
значением максимальной интенсивности <60% РМ. Исследование Abe et al. (84) не показательно в связи с необычно высокой частотой тренировки
(12 раз в неделю) и очень высоким уровнем прироста (ППС). Максимальная интенсивность в этом исследовании составила 20% РМ.
Рис 2. Максимальная интенсивность DER тренировки vs. процент увеличения ППС квадрицепса в день (количество исследуемых
групп — 46) RM= повторный максимум.
2.1.5 Объём
Среднее количество подходов составило 6,1, а среднее количество повторений – 60. Результаты показаны на рисунке 3. Исследование Abe et al
(84) исключено из анализа объёма. Изучение данных позволяет выделить четыре «кластера» в общем массиве повторений. Сорок результатов находятся
в пределах 21 – 39 повторений, 14 — в пределах 40 – 60 повторений, 11- в пределах 60 – 90 повторений и, наконец, 6 — ≥ 100 повторений в занятии.
Средний уровень прироста ППС для каждого кластера составил: 21 – 39 повторений = 0,12%/день; 40 – 60 повторений = 0,13%/день; 60 – 90 повторений
= 0,08%/день; и ≥ 100 повторений =0,12%/день. Нет исследований, включающих, в среднем, менее 21 повторения в занятии. Относительно количества
подходов выделены следующие группы: 3 подхода (среднее увеличение ППС = 0,09%/день); 4 подхода (0,13%/день); 5 – 6 подходов (0,13%день); 7 -9
походов (0,09%/день); и ≥ 10 подходов (0,14%/день). Не выявлено исследований, включающих менее 3 подходов. Когда объём тренировки выражался в
условных единицах (подходы х повторения х интенсивность), не обнаруживалась связь между объёмом и увеличением ППС в день (данные не показаны).
Рис 3. Общее количество повторений DER тренировка vs. процент увеличения ППС квадрицепса в день (количество
исследуемых групп = 45).
2.2 Аккомодационная тренировка
В результате поиска обнаружены 17 оригинальных статей (27,42,48,87, 93-105), исследующих ППС или объём квадрицепса до и после программы
аккомодационной тренировки. Эти 17 статей предоставили 21 результат для анализа изменений ППС. Из них 14 групп данных включали концентрическую
тренировку, три – эксцентрическую и четыре – комбинированную. Некоторые из исследований (93,95-98) включали субъектов, имеющих опыт тренировки
с отягощениями. На основании антропометрических данных и измерениях ППС они были включены как «средне тренированные» и анализировались в
разделах 2.2.1 – 2.2.7 вместе с нетренированными и физически активными людьми.
2.2.1 Продолжительность тренировки, среднее увеличение ППС и ППС/день
Средняя продолжительность периода тренировок составила 52 дня. Самое короткое исследование – 13 дней, самое продолжительное – 84 дня. Среднее
увеличение ППС было 5,8% (от 2,5 до 18,4%) для всех типов мышечного сокращения. Для концентрической тренировки среднее увеличение ППС
составило 6,1% (от 2,5 до 18,4%), для эксцентрической — 4, 2% (от 2,5 до 6,2%) и для комбинированной тренировки – 6,0% (от 4,1 до 7,4%).
Относительное увеличение ППС в результате концентрической тренировки было 0,13%/день (от 0,05 до 0,44%), для эксцентрической — 0,06%/день
(от 0,04 до 0,09%) и для комбинированной тренировки – 0,16%/день (от 0,06 до 0,21%). Среднее увеличение ППС с учётом всех вариантов упражнений
с подстраивающимся отягощением составило 0,13%/день.
2.2.2 Частота
Средняя частота занятий в неделю для концентрической тренировки составила 3 – 4 раза. Три тренировки (девять результатов) в неделю приводили
к среднему увеличению ППС 0,13%/день, а 3,5 – 4 занятия в неделю (четыре результата) — 0,12%/день. Пять тренировок (один результат) в неделю
показали увеличение ППС на 0,22%/день. Наибольший прирост (0,44%/день) зафиксирован в исследовании (104) при трёх занятиях в неделю. Не выявлено
исследований концентрической тренировки, где занятия проводились реже 3 или больше 5 раз в неделю. В эксцентрической тренировке использовалась
только частота три раза в неделю (три результата). Комбинированная тренировка проводилась 2 (два результата), 2,3 (два результата) и 3
(один результат) раз в неделю. График частоты, объединяющий все категории, показан на рисунке 4, где не обнаруживается связь между частотой
и уровнем прироста ППС.
Рис 4. Частота аккомодационной (концентрической и/или эксцентрической) тренировки vs. процент увеличения ППС
квадрицепса в день (количество исследуемых групп = 21).
2.2.3 Скорость
Для концентрической тренировки применялись, в основном, две скорости 600/с (7 данных увеличение ППС 0,13%/день) и 1200/с
(4 данных, увеличение ППС 0,16%/день). В двух исследованиях использовали скорость 1800/с (увеличение ППС 0,14%/день) и одно
исследование выполнено при 900/с (увеличение ППС 0,05%/день). Скорость, использованная в эксцентрической тренировке, составляла
от 45 до 900/с.
2.2.4 Вращающий момент
Исследование Amiridis et al (35) для не тренированных субъектов показало, что изокинетический концентрический вращающий момент, развиваемый
квадрицепсом, относительно максимального изометрического усилия, составляет ≈59%, 69%, 77% м 88% для скоростей 1800/с, 1200/с, 900/с и 600/с
соответственно. Максимальный эксцентрический вращающий момент, развиваемый квадрицепсом, по отношению к максимальному изометрическому моменту
составляет ≈ 104%, 106%, и 104% при скоростях 300/с, 600/с и 900/с соответственно. Когда описанные выше процентные соотношения применяются
при исследовании всех видов аккомодационной тренировки и типов мышечного сокращения, не обнаруживается связи между величиной развиваемого
во время занятия момента и уровнем прироста ППС квадрицепса (см. рисунок 5).
Рис 5. Вращающий момент, развиваемый во время аккомодационной тренировки vs. процент увеличения ППС квадрицепса в день (количество
исследуемых групп = 21) МПИС – максимальное произвольное изометрическое сокращение.
2.2.5 Объём
При концентрической тренировке наибольшее увеличение происходило, когда общее количество повторений составляло от 50 до 60
мышечных сокращений (шесть результатов, увеличение ППС 0,19%/день [0,13%/день, если исключить исследования Akima et al (103)
и Rafeei (104)]). Два результата получены для 30 – 40 сокращений (увеличение ППС 0,06%/день) и шесть результатов между 120 и 480
мышечных сокращений (увеличение ППС 0,10%/день). Если исследования, рассматривающие все типы сокращения, включены в анализ, то
увеличение достигает максимальных значений между 50 и 60 мышечными сокращениями в занятии (10 результатов, увеличение ППС 0,18%/день).
Смотреть рисунок 6.
Относительно количества подходов в концентрической тренировке, один результат обнаружен для 3 подходов, один – для четырёх, шесть – для 5- 6,
ни одного для 7- 9 и шесть для ≥10 подходов. Наибольшее увеличение произошло при 5- 6 подходах — 0,19%/день (0,13%/день, если исключить
исследования Akima et al (103) и Rafeei (104)). При ≥10 подходах увеличение составило 0,10%/день и при 3 – 4 подходах – 0,06%/день. В
результате эксцентрической и комбинированной тренировки результаты были следующие: 3 подхода (2 результата) = увеличение ППС 0,08%/день;
4 подхода (6 результатов) = увеличение ППС 0,12%; 5 – 6 подходов (семь результатов) = увеличение ППС 0,17% (0,11%/день, если исключить
исследования Akima et al (103) и Rafeei (104)); и ≥10 подходов (шесть результатов) = увеличение ППС 0,10%/день.
Рис 6. Количество концентрических и/или эксцентрических мышечных сокращений во время аккомодационной тренировки vs. процент увеличения
ППС квадрицепса в день (количество исследованных групп = 21).
2.2.6 Общее время под нагрузкой в подходе
Для концентрической тренировки время работы мышц в подходе (8 результатов) составило от 37,5 до 75 секунд. Среднее увеличение при
этом было 0,16%/день. В других 6-ти экспериментах время под нагрузкой составило от 170 до 300 секунд. При этом среднее увеличение
ППС было 0,09%/день. Для эксцентрической и комбинированной тренировки (7 результатов) увеличение ППС составило 0,12%/день при времени
под нагрузкой от 40 до 84 секунд.
2.2.7 Произведение Время-Вращающий момент в занятии
Произведение Время-Момент в занятии – результат вычисления общей продолжительности оцениваемого максимального вращающего момента
(при максимальном изометрическом моменте, принятом за 1). Измеряется в условных единицах. Мы не обнаружили связи между произведением
Время-Момент и увеличением прироста ППС, независимо от того, какой тип тренировки был включён в анализ (данные не показаны). Все
типы мышечного сокращения были объединены, 10 результатов от 25 до 50 единиц (увеличение ППС 0,14%/день), шесть – от 50 до 100 единиц
(0,14%/день) и пять в интервале от 100 до 265 единиц (0,10%/день).
2.3 Изометрическая тренировка
Поиск литературы выявил шесть оригинальных статей (55, 106- 110), исследующих ППС или объём квадрицепса до и после изометрической
тренировки с отягощением, с 9 результатами ППС.
2.3.1 Продолжительность периода тренировки, среднее увеличение ППС и ППС/день
Средняя продолжительность периода тренировки составила 84 дня. Наиболее короткое исследование продолжалось 56 дней, наиболее продолжительное
– 98 дней. Среднее увеличение ППС в результате тренировки было 8,9% (от 4,8 до 14,6%), среднее увеличение прироста ППС — 0,11%/день (0,06 – 0,26%).
2.3.2 Частота
В результате трёх тренировок в неделю (4 результата) ППС увеличивался на 0,12%/день, при 4-х тренировках (5 результатов) – на
0,11%/день. Наибольшее увеличение прироста (0,26%/день) обнаружено в исследовании (106) с тремя тренировками в неделю.
2.3.3 Интенсивность
Наиболее часто использовалась интенсивность 70% МПИС (7 результатов), интенсивность в двух других случаях была 80% и 100%
соответственно. Наибольшее увеличение прироста ППС (0,26%/день) обнаружено в исследовании (106), в котором использовалась
самая высокая интенсивность (100% МПИС).
2.3.4 Объём
Общее количество повторений составило от 4 до 150. Время каждого повторения варьировало от 1 до 30 секунд, в то время как общая
продолжительность рабаты мышцы в занятии – от 80 до 150 секунд. Не обнаружено связи между количеством повторений и увеличением
прироста ППС. Подобным образом, если объём выражался как общая продолжительность (сокращения) в занятии – произведение интенсивности
и общей продолжительности, не выявилось связи между объёмом и увеличением ППС. Тем не менее, наибольшее увеличение прироста ППС
(0,26%/день) обнаружено в исследовании (106) с наиболее высоким произведением Интенсивность-Объём.
2.4 Сочетание тренировки «на силу» и «на выносливость»
Поиск литературы выявил семь оригинальных статей (77,78,86,96,111-113), оценивающих ППС или объём квадрицепса до и после
комбинированной тренировочной программы. Некоторые из экспериментальных групп выполняли только силовую тренировку и обсуждались
в разделах 2.1 и 2.2. В связи с ограниченным количеством данных относительно отдельных видов тренировки на выносливость
(гребля, бег, велосипед), а также различных видов силовой тренировки, анализ частоты, интенсивности и объёма не выполнялся.
2.4.1 Увеличение прироста ППС: Комбинированная тренировка vs. силовая
В четырёх из семи исследованиях (77,78,96,111) сравнивалось влияние силовой и комбинированной тренировки на увеличение ППС
квадрицепса. Суммируя результаты, среднее увеличение было следующим: силовая тренировка = увеличение ППС 0,09%/день;
комбинированная = 0,10%/день. Если включить в анализ остальные другие три исследования (86,112,113), то среднее увеличение
прироста ППС для комбинированной тренировки составит 0,12%/день.
2.4.2 Продолжительность тренировочного периода и увеличение ППС
Самое короткое исследование длилось 70 дней, наиболее продолжительное – 168 дней. Среднее увеличение ППС в результате
тренировки составило 15,1%. Наибольшее увеличение ППС было 34% (0,24%/день), а наименьшее 3,9% (0,05%/день).
2.5 Все виды произвольной тренировки
2.5.1 Продолжительность периодов тренировки и увеличение ППС
Наиболее продолжительные периоды проявляли общую тенденцию к большему итоговому увеличению ППС. Так, наибольшее увеличение ППС
квадрицепса (34%) было отмечено в одном из наиболее продолжительных исследований (112) после 20 недель тренировки (см. рисунок 7).
Также отмечается тенденция к уменьшению уровня прироста ППС при увеличении продолжительности периода (рисунок 8). Если исключить
исследования Abe et al (84) и Rafeei (104) вследствие необычно высокого уровня прироста, наклон графика получается менее крутым.
Рис 7. Продолжительность периода тренировок vs. общий процент увеличения ППС квадрицепса во время всех типов
произвольной силовой тренировки (количество исследованных групп = 91).
Рис 8. Продолжительность периода тренировок vs. процент изменения ППС квадрицепса в день во время всех
типов произвольной силовой тренировки (количество исследованных групп = 91)
2.6 Силовая тренировка как противодействие в период иммобилизации
Поиск литературы выявил восемь оригинальных статей (114 — 121), оценивающих ППС или объём квадрицепса до и после программы тренировки
с отягощениями как средства противодействия во время иммобилизации (здесь и далее — постельный режим, подвешивание конечности). В
восьми статьях представлено 9 результатов относительно ППС в тренировочных группах и 9 результатов контрольных групп, не вовлечённых
в тренировку. В одном исследовании (один результат) как противодействующую меру использовали изометрическую тренировку, в другом
исследовании (один результат) изометрическую тренировку сочетали с вибрацией, в четырёх исследованиях (пять результатов) использовали
DER тренировку, включавшую концентрические-эксцентрические сокращения мышц и ещё в двух исследованиях (два результата) использовали
аккомодационную тренировку также с концентрическим-эксцентрическим сокращением.
2.6.1 Иммобилизация vs. иммобилизация и силовая тренировка как контрмера
Средняя продолжительность тренировки и периода иммобилизации составило 40 дней (от 20 до 119 дней). Среднее уменьшение ППС квадрицепса
в период иммобилизации – 11,1%, а средний размер уменьшения — 0,30%/день. Степень уменьшения, видимо, связана с продолжительностью периода
иммобилизации, чем дольше период, тем большее обнаруживается снижение ППС. Тем не менее, относительное уменьшение ППС имеет тенденцию к
снижению с увеличением периода иммобилизации. При сочетании силовой тренировки и иммобилизации происходит увеличение ППС в среднем на 1,3%
(0,03%/день). Если изометрическая и вибрационная тренировка исключается из анализа, увеличение ППС составляет 2,7% (0,09%/день). Наибольшее
общее увеличение ППС было 7,7% (0,22%/день), а наивысший дневной прирост составил 0,30%/день (увеличение ППС 6%). Наибольше уменьшение ППС
было -3,8% (- 0,19%/день). В связи с ограниченным количеством данных, различиями между методами тренировки и типом иммобилизации, анализ
относительно частоты, интенсивности и объёма не выполнялся. Наименьшая частота тренировок – занятия каждый третий день (2,3 в неделю) и
наибольшая – дважды в день (14 раз в неделю).
2.7 Электромиостимуляция
Поиск литературы выявил три оригинальные статьи (99,122,123) в которых оценивали ППС квадрицепса у здоровых, не травмированных людей
до и после тренировки с отягощением с использованием электромиостимуляции для инициации мышечного сокращения. В первом из них (99) прежде
не тренировавшиеся люди выполняли 3 -5 подходов по 10 унилатеральных комбинированных (концентрических и эксцентрических) сокращений на
изокинетическом динамометре со скоростью 750/с, два раза в неделю, в течение 9 недель. Увеличение ППС квадрицепса составило 10,1% (0,16%/день).
Во втором исследовании (122) тех же учёных, люди, тренирующиеся с отягощением с целью рекреации, выполняли протокол, аналогичный первому
исследованию, 2 раза в неделю, в течение 8 недель. При этом субъекты продолжали свои традиционные занятия, включающие упражнения для квадрицепсов
обеих ног. Увеличение ППС было 9,8% (0,18%день). Квадрицепс контрольной конечности, выполнявшей только обычные упражнения, не увеличил ППС.
Другая группа, выполнявшая точно такую же программу, но принимала дополнительно креатин. В этой группе ППС увеличился на 12,1% (0,22%/день),
но это увеличение не было существенным по сравнению с контрольной (плацебо) группой. Контрольная конечность, которая выполняла только
обычные упражнения с отягощениями, продемонстрировала лишь небольшое увеличение ППС (5%). В третьем исследовании (123) электромиостимуляцию
использовали для инициации 40 изометрических мышечных сокращений за тренировку, четыре занятия в неделю, в течение 8 недель. Увеличение
ППС составило 6% (0,11%/день).
3. Результаты Часть 2. Исследования сгибателей локтя
3.1 Динамическое внешнее отягощение
Поиск литературы выявил 16 оригинальных статей (25,53,124- 137), оценивающих ППС или объём сгибателей локтя (бицепс и плечевая мышца)
до и после тренировочной программы DER со специфическими упражнениями для данного региона. Эти статьи содержат 56 результатов изменения
ППС (далее — результатов). Три исследования (семь результатов) включали высоко тренированных людей, в то время как одно – субъектов,
тренирующихся в целях рекреации (один результат), которые до этого не тренировались по структурированной программе со специфическими целями.
Основываясь на данных о силе и ППС, последнюю группу можно отнести к «средне тренированным» лицам и включить в анализ вместе с
«нетренированными» и «физически активными» субъектами – разделы 3.1.1 – 3.1.4. Четыре группы (4 результата) из трёх других исследований
исключаются в связи с тем, что выполнялись упражнения, не специфичные исследуемым мышцам (тяга верхнего блока и тяга гантелей), или
упражнения выполнялись не «до отказа». Одна группа из другого исследования была исключена вследствие выполнения эксцентрической фазы
в «плиометрическом стиле», когда отягощение увеличивалось непосредственно перед опусканием, что очень усложняло оценку действительной
интенсивности. В результате анализ в разделах 3.1.1 – 3.1.4 относительно частоты, интенсивности и объёма (нагрузки) основывается на 24
результатах тренировки не тренированных или средне тренированных людей. Все исследования включают тренировку с комбинированным
концентрическим-эксцентрическим мышечным сокращением, но в одном эксперименте эксцентрическая фаза выполнялась с перегрузкой ≈180% РМ.
3.1.1 Продолжительность тренировочного периода. Среднее увеличение ППС и ППС/день
Средняя продолжительность периода тренировок составила 91 день. Самый короткий эксперимент продолжался 30 дней, наиболее длительный
– 6 месяцев. Среднее увеличение ППС сгибателей плеча составило 15,8% со средним увеличением ППС в день – 0,20%. Наибольшее увеличение
ППС (33%) отмечено в самом продолжительном исследовании, после 6 месяцев тренировки (130), хотя почти аналогичное увеличение (32,6%)
наблюдали в другом эксперименте после 11 недель (125).
3.1.2 Частота
Результаты представлены на рисунке 9. Средняя частота тренировки – 2,9 раз в неделю. Чаще всего используется схема 3 занятия в неделю
(17 из 24 результатов), на втором месте тренировки 2 раза в неделю (6 результатов). Наибольшая частота занятий – 4 раза в неделю. Не
выявлено исследований с частотой тренировок реже 2 раз в неделю. Наибольшее увеличение прироста ППС (0,59%/день) отмечено в эксперименте
(128) с частотой занятий четыре раза в неделю. При частоте занятий два или три раза в неделю среднее увеличение ППС составило 0,18%день.
Рис 9. Частота тренировок DER vs. процент увеличения ППС сгибателей локтя в день (количество исследованных групп = 24).
3.1.3 Интенсивность
В среднем максимальная интенсивность (наибольшие значения во время занятия на протяжении периода тренировок) составила 72%, аналогично
значению средней интенсивности (средней во всех подходах тренировки), таким образом, не было экспериментов с использованием нагрузок,
изменяющихся во время занятия. Наибольшая средняя интенсивность, о которой сообщалось, была 180% РМ — в исследовании с использованием
эксцентрической перегрузки (126), концентрическая фаза выполнялась с меньшим отягощением. Это было единственное исследование, в котором
нагрузка в разных фазах упражнения отличалась. Наименьшее из использованных отягощений составило 10%. Если интенсивность отображать на
графике согласно увеличению прироста, наблюдается тенденция увеличения прироста с ростом интенсивности. Наибольшее увеличение прироста
происходило при 75% РМ (см рисунок 10).
Рис 10. Максимальная интенсивность DER тренировки vs. процент увеличения ППС сгибателей локтя в день (количество
исследуемых групп = 24) RM= повторный максимум.
3.1.4 Объём
Результаты относительно влияния количества повторений на увеличение ППС в день отражены на рисунке 11. Среднее количество подходов составило
5,4, а среднее количество повторений – 47. Можно выделить три кластера данных: 1) 7 – 38 повторений (десять результатов); 2) 42 – 66 повторений
(9 результатов); и 74 – 120 повторений (5 результатов). Максимальное увеличение прироста ППС приходилось на интервал 42 – 66 повторений
(0,26%/день). Для 7 – 38 повторений прирост составил 0,15%/день, в интервале 74 – 120 повторений – 0,18%/день. При учёте всех подходов
максимальный прирост ППС наблюдается между 4 и 6 подходами (9 результатов, 0,24%/день). Для 3 – 3,5 подходов (десять наблюдений) – 0,17%/день
и для ≥9 подходов (5 результатов) – 0,18%/день.
Рис 11. Общее количество повторений в DER тренировке vs. процент увеличения ППС сгибателей локтя в день
(количество исследованных групп =24).
3.2 Аккомодационная тренировка
В результате поиска литературы были найдены три оригинальные статьи (25,48,138), в которых исследовалось ППС сгибателей локтя до и после
выполнения программы аккомодационной тренировки, — 4 результата. Два результата получены при концентрической тренировке и два — при эксцентрической.
Наибольшая продолжительность эксперимента была 140 дней, наименьшая – 56 дней. Среднее увеличение ППС в день составил 0,16% и 0,12% для
концентрической и эксцентрической тренировки соответственно. И наибольший прирост ППС (16,3%, 0,12%/день) и наименьший (11%, 0,20%/день)
отмечен в концентрической тренировке. В связи с ограниченным количеством данных относительно разных типов тренировки анализ частоты, интенсивности
и объёма в отдельных видах не выполнялся. Частота занятий была три раза в неделю во всех экспериментах. Количество подходов и повторений
составило 4,6 и 10 соответственно. Средняя продолжительность времени под нагрузкой 84,8 секунд (от 13,9 до 146,2).
3.3 Изометрическая тренировка
Поиск литературы выявил три оригинальных исследования (21,124,139), касающихся ППС сгибателей локтя до и после программы изометрической
тренировки, количество результатов для анализа тоже 3. Среднее увеличение ППС в день – 0,14%. Наибольшее увеличение общей ППС (23,0%)
зафиксировано в наиболее продолжительном — 100- дневном — исследовании (21). Частота составляла шесть занятий в неделю для двух исследований
(21,124): 0,23%/день и 0,06%/день соответственно; три раза в неделю для 3 исследованиий (139) – 0,16%/день. Интенсивность в трёх исследованиях
относительно МПИС (21,124,139): 100%, 67% и 80% соответственно. Количество повторений — 3-24. Общая продолжительность времени под нагрузкой
– 30 секунд в двух исследованиях (21.124) и 96 секунд – в третьем (139).
4. Обсуждение результатов
4.1 Частота
При исследовании DER тренировки квадрицепса наибольшее увеличение прироста ППС (0,55%/день) обнаружено в исследовании (84) с наибольшей
частотой занятий (12 в неделю). Тем не менее, следует отметить: 1) эксперимент продолжался только 2 недели; 2) интенсивность составляла
20% РМ; 3) тренировка сочеталась с частичной окклюзией сосудов. Таким образом, необходимо соблюдать осторожность при сравнении результатов
в «более традиционной» тренировке. Более того, отмеченное среднее увеличение прироста ППС при DER тренировке квадрицепса не отличалось при
занятиях два или три раза в неделю (0,11% vs. 0,11% в день соответственно). Трудно выявить тенденцию для аккомодационной и изометрической
тренировки квадрицепса в связи с ограниченным количеством исследований и небольшим диапазоном частоты. Наибольший прирост ППС в изометрической
тренировке (0,26%/день) наблюдали в исследовании (106) при тренировках 3 раза в неделю. Тем не менее, интенсивность занятий была наибольшей
(100% МПИС), как и произведение «интенсивность Х общая продолжительность». Наибольшее увеличение при аккомодационной тренировке (0,44%/день),
отмечено в эксперименте (104) с частотой занятий три раза в неделю, за ним следует результат, показанный в исследовании (103) при частоте
занятий 5 раз в неделю (0,22%/день). Высокий уровень прироста ППС (0,17 – 0,21%/день) зафиксирован в трёх исследованиях (27,87,105), в которых
занятия проводились 2 – 3 раза в неделю.
При тренировке с отягощениями на фоне иммобилизации наибольший прирост ППС (0,30%/день) отмечен в исследовании (115) с наивысшей частотой тренировок
(14 занятий в неделю), хотя прирост ППС (0,22%/день) был также отмечен в исследовании (118) с занятиями в каждый третий день. Тем не менее, при
сравнении результатов этих исследований необходимо соблюдать осторожность, в связи с различиями во влиянии разных моделей иммобилизации и/или
режимов выполнения упражнений. Например, Tesch et al (118) применили подвешивание конечности для иммобилизации и показали существенную гипертрофию
квадрицепса в иммобилизованной упражняемой конечности. В другом исследовании Alkner & Tesch (119) использовали постельный режим для
иммобилизации и горизонтальные приседания, но при аналогичной дозировке нагрузки с исследованием (118) упражнения не вызывали гипертрофию,
в то время, как полностью компенсировали атрофию, зафиксированную в контрольной группе, соблюдающей только постельный режим. Также стоит
отметить одно из исследований с постельным режимом (114), в котором использовали изометрическую тренировку при 100% МПИС, занятия раз в день,
которая оказалась недостаточной для полного предотвращения атрофии. Ещё в одном исследовании с постельным режимом (117), тренировка раз в день
с использованием жима ногами (концентрические-эксцентрическиесокращения), интенсивностью 90% РМ, сохранила объём мышц, но не вызвала существенной
гипертрофии. Обязательно нужно провести дополнительные исследования различных видов и режимов выполнения упражнений (разная частота и распределение
тренировочного объёма), а также о влиянии применения различных форм иммобилизации.
Наибольшее увеличение прироста ППС сгибателей локтя при DER тренировке (0,59%/день; общее увеличение ППС 17%) зафиксировано в эксперименте
(128) с частотой занятий 4 раза в неделю. Второй, третий и четвёртый по величине результаты: 0,42%, 0,38% и 0,32% в день соответственно получены
при тренировках 3 раза в неделю (125, 126,132). Тем не менее, если исключить эти исследования, различия в результатах тренировки между занятиями
2 и 3 раза в неделю незначительны (уровень прироста ППС – 0,18%/день). При этом наиболее высокий прирост при 2 занятиях составил 0,24%/день,
в то время как при 3 – 0,42%/день. Как отмечалось в разделе 3.2, все эксперименты с аккомодационной тренировкой сгибателей локтя проводились
с частотой 3 раза в неделю. При изометрической тренировке наибольший прирост ППС (0,23%/день) отмечен в исследовании (21) с частотой занятий
шесть раз в неделю, но в этом же исследовании использовали наивысшую интенсивность (100% МПИС). Примечательно, что выполнялось всего три
изометрических сокращения в день, каждое продолжительностью 10 секунд, таким образом, в общем, получалось 30 секунд максимальной изометрической
активности в день.
Несмотря на то, что повышенное по сравнению с нормой количество занятий (четыре и больше в неделю) вызывало быструю гипертрофию на начальном этапе,
следует отметить, что некоторые из этих исследований (84, 115, 128) продолжались только от 2 до 4 недель. Остаётся неясным, что произойдёт,
если продолжить тренировки в том же режиме? ППС продолжит так же быстро увеличиваться или, возможно, реакция уменьшится или даже наступит
перетренированность? Проверка данных эксперимента Abe et al (84) показала существенное снижение прироста ППС на второй неделе в сравнении с первой,
с ≈1%/день до ≈0,25%/день. Используя частоту занятий 3 раза в неделю и протокол 4 подхода по 7 концентрических-эксцентрических сокращений,
Seynnes et al (105) показали увеличение прироста только ≈ 0,12%/день в первые 10 дней, но ≈0,25%/день в последующие 25 дней 35-ти дневного эксперимента.
Таким образом, тренировка с частотой 2- 3 раза в неделю может вызывать большее увеличение спустя две недели тренировок. В связи с ограниченным
количеством данных относительно высокой частоты занятий, трудно сказать, какая частота тренировки оптимальна в долговременном плане. Несмотря
на это, высокая частота (4 и более раз в неделю), в сочетании с относительно не травматичной, низко/средне-объёмной тренировкой, может быть
хорошим выбором для «запуска» процесса гипертрофии на начальном этапе. Для продолжительной тренировки результаты исследований, включённые в
анализ, показывают, что частота занятий от 2 до 4 обеспечивает прирост ППС более 6 месяцев. Для нетренированных людей не обнаружено исследований
с частотой тренировки менее двух раз в неделю.
Нами обнаружено девять исследований (45, 46, 56, 61, 76, 79, 133, 134, 137), использующих сканирование квадрицепса и/или сгибателей локтя
для оценки изменений ППС у более тренированных. Как результат тренировки спортсменов силовых видов спорта или выполнявших тренировку «на силу».
В двух предварительных исследованиях (79,134) напрямую сравнивали частоту тренировок. Vikne et al (79) оценивали влияние приседаний с эксцентрической
перегрузкой на ППС квадрицепса субъектов, тренирующихся один, два или три раза в неделю, в течение 12 недель. Все группы выполняли 5 походов
по 4 повторения, используя тренажёр для приседаний с интенсивностью концентрической фазы 50% РМ и эксцентрической 110 – 135% РМ. Группы,
тренировавшиеся два и три раза в неделю, увеличили силу и ППС квадрицепса существенно больше, (5,99% и 6,75%, соответственно), чем группа с
одной тренировкой в неделю (3,1%). Различия результатов между двумя и тремя занятиями в неделю не выявлены. With et al (134) исследовали влияние
частоты тренировок на ППС сгибателей локтя при занятиях один, два и три раза в неделю, в течение 8 недель. Все группы выполняли несколько видов
сгибаний рук в общем, 5 подходов по 8 – 12 повторений в занятии. Группы, тренировавшиеся 3 и 4 раза в неделю, существенно больше увеличили ППС
сгибателей локтя (6,6% и 7,4% соответственно), чем группа, тренировавшаяся один раз в неделю (3,9%).
Результаты Vikne et al (79) Wirth et al (134) похожи, несмотря на использование различных мышечных групп и тренировочных режимов. В обоих
сообщениях тренировки 2 и 3 раза в неделю привели к увеличению ППС, почти в два раза превышающему результат, показанный при тренировке раз
в неделю, тогда как три занятия не выявили существенных преимуществ перед двумя. Это представляется логичным с точки зрения изменений в
синтезе мышечных белков после тренировки с отягощениями, где пик синтеза наблюдается между 3 и 24 часами и его повышенный уровень иногда
сохраняется от 48 до 72 часов (140- 143). Тем не менее, это не исключает, что большие объёмы и/или режимы тренировки приведут к различным
результатам. Более того, общий недельный объём не был равным в группах у Vikne et al (79) и Wirth et al (134). Также следует отметить, что
большинство исследований синтеза мышечных белков у людей после тренировки с отягощениями изучало его спустя 48 часов после упражнений.
Многие культуристы и силовые атлеты тренируют отдельные мышечные группы 1 -2 раза в неделю и даже реже. С другой стороны известно, что
тяжелоатлеты выполняют упражнения, нагружающие квадрицепс, по несколько подходов в тренировочный день (144). Tesch (145) отмечал, что не известно,
имеет ли преимущество режим, используемый в бодибилдинге перед режимами тяжелоатлетов и пауэрлифтеров. Тренировки каждой мышечной группы один раз
в неделю приводят к увеличению ППС (79, 134, 146) и сухой мышечной массы (146, 147). Тем не менее, результаты Wirth et al (134) и Vikne et al (79),
наряду с данными McLester et al (147), использовавших опытных спортсменов, показали преимущества для увеличения мышечной массы тренировки при трёх
занятиях в неделю по сравнению с одним для мышечной группы, даже когда объём оставался аналогичным для сравниваемых групп.
Hakkinen & Kallinen (61) также изучали влияние различий в распределении объёма тренировки, в группе тренированных женщин, некоторые из
которых были соревнующимися спортсменками силовых видов спорта. Субъекты выполнили два 3 недельных периода силовой тренировки для квадрицепса,
с тремя занятиями в неделю. Все участники выполняли сходный протокол. Во время первого периода тренировки проходили один раз в день, во
втором периоде тот же объём распределялся на два занятия. После первого периода не было отмечено увеличение силы и ППС квадрицепса, в то
время как после второго оба показателя существенно увеличились (сила – 4%, ППС – 0,19%/день). Несмотря на то, что в этом разделе обсуждаются
некоторые, представляющие интерес данные, требуются дополнительные исследования влияния частоты тренировки на высоко — и менее тренированных
людей.
4.2 Интенсивность
Исследования, представленные в этом обзоре, показывают чрезвычайно широкий диапазон интенсивности, способной вызвать гипертрофию.
По-видимому, существует некоторая зависимость между нагрузкой (вращающим моментом) и увеличением прироста ППС, по крайней мере, для
DER тренировки, но зависимость не прямая. На рисунках 2 и 10 можно заметить, что уровень прироста обычно выше при интенсивности >60% РМ,
однако нужно принимать во внимание некоторые результаты с интенсивностью <60%РМ. Тем не менее, очевидно, что для обеспечения существенного
прироста необходима интенсивность ≈70 – 85% РМ и что даже более значительные отягощения не способны обеспечить дальнейшее увеличение прироста.
В разделе аккомодационной тренировки, где сопротивление обычно максимальное с первого повторения, не обнаружено связи между развиваемым
вращающим моментом и размером увеличения ППС, независимо от включения в анализ эксцентрических сокращений. Это справедливо как для квадрицепса
(рис 5), так и для сгибателей локтя (данные не показаны). Это противоречит некоторым литературным данным (148 — 151), но подтверждается в
других докладах (55, 62, 68, 69). Следует отметить, что не обнаружено исследований аккомодационной тренировки, в которых вращающий момент был
<60% МПИС.
В исследовании Farthing & Chilibeck (151) можно привести для иллюстрации важности для гипертрофии развиваемого усилия во время тренировки.
В их эксперименте испытуемые тренировали сгибатели локтя на изокинетическом динамометре. С концентрическими сокращениями одной для одной руки
и эксцентрическими – для другой. Одна группа тренировалась с высокой (1800/с) другая с низкой (300/с) скоростью сокращения. Обе группы проводили
занятия три раза в неделю с прогрессией от 2 до 6 подходов в 8 повторениях на протяжении 8-ми недельного периода тренировок. Гипертрофия
оценивалась с помощью ультразвука.Наибольшее увеличение толщины (≈13% на среднем уровне) обнаружено в «быстрой эксцентрической» группе, на втором
месте оказалась «медленная эксцентрическая» группа (≈7%), затем «медленная концентрическая» ≈5%, и «быстрая концентрическая» ≈2%. Авторы
интерпретировали результаты как подтверждение теории: большее усилие вызывает большую гипертрофию.
Это интерпретация может быть спорной вследствие значительных различий протокола в отношении вращающий момент-время и объёма выполненной
работы. Более того, вероятна локальная «перетренировка», развивающаяся в «медленной эксцентрической» группе. В подтверждение этой возможности
приведём ранние исследования Paddon-Jones et al (38), использовавшие очень похожий на приведённый выше (151) эксцентрический тренировочный
режим. Их результаты, в целом, показали увеличение вращающего момента сгибателей локтя после 5 недель тренировки, но к 10 неделе в
«медленной» группе момент не увеличился или даже вернулся на начальный уровень, в то время как в «быстрой» группе наблюдался прирост.
Авторы сообщили, что значительный кумулятивный стресс «медленного» протокола мог быть причиной результата, напоминающего перетренированность.
Результаты Shepstone et al (138) подтверждают выводы Farthing & Chilibeck (151) относительно преимущества «быстрой» по сравнению с
«медленной» эксцентрической тренировки для гипертрофии сгибателей локтя. Тем не менее, это исследование оставляет открытым вопрос локальной
перетренировки в группе, выполнявшей медленные сокращения, так различия в отношении вращающий момент-время между «быстрым» и «медленным»
протоколом были даже большие (>10 раз), чем в предыдущих исследованиях. Более того, незначительные различия в максимальном вращающем
моменте при медленной и быстрой скоростях эксцентрических сокращений упоминаемых выше исследований свидетельствуют против величины момента
в качестве основного объяснения разницы в гипертрофии сгибателей локтя. Разница в рекрутировании при быстрых и медленных скоростях
эксцентрических сокращений не должна исключаться как определяющий фактор, тем не менее, представлено недостаточно доказательств в подтверждение
этого факта. Несмотря на вышесказанное, существенные различия гипертрофии между медленной и быстро эксцентрической тренировкой в эксперименте
Farthing & Chilibeck (151) подтверждают гипотезу о том, что сила, развиваемая мышцами во время тренировки, является важным фактором
для последующей гипертрофии.
В настоящее время не существует исследований влияния аккомодационной тренировки с разными скоростями и/или вращающим моментом во время
эксцентрического сокращения на ППС квадрицепса, измеренного методом сканирования. Также недостаточно прямых сравнений с использованием
аккомодационной концентрической тренировки при различных скоростях и/или разных уровнях развития усилия. Эксперименты, рассмотренные в
обзоре, показывают, что гипертрофия может быть вызвана разными «концентрическими» скоростями. Верхний предел остаётся невыясненным, но
гипертрофия медленных волокон может происходить в результате тренировки при 2400/с (152), гипертрофия быстрых волокон при 3000/с (153).
Эти скорости значительно выше, чем темп движений при традиционной силовой тренировке, но остаются существенно ниже зафиксированной максимальной
скорости ненагруженного разгибания колена, которая может достигать ≈7000/с (154).
В поддержку использования умеренно быстрой концентрической тренировки можно привести исследование Thomee et al (155), показавшее чёткую,
но несущественную тенденцию к гипертрофии волокон 2 типа (≈30-35%) в наружной широкой мышце здоровой и травмированной конечности людей,
выполнявших умеренно быструю (1800/с) концентрическую изокинетическую тренировку после реконструкции передней крестообразной связки
(ПКС). Эта тенденция не наблюдалась в группе, тренировавшейся с низкой скоростью (600/с). Тренировки проводились три раза в неделю,
в течение 8 недель, в группе с низкой скоростью прогрессия выполнялась, начиная с 3 подходов по 10 повторений до 10 подходов по 10
повторений, в группе с высокой скоростью количество повторений было 15 при аналогичном количестве подходов. КТ- сканирование квадрицепса
и наружной широкой мышцы проводилось на уровне середины бедра, но, к сожалению, очень мало сканов доступно из-за проблемы со сканером,
таким образом, нельзя подтвердить или опровергнуть тенденцию, обнаруженную в волокнах, на уровне ППС целой мышцы. Тем не менее,
исследование Frobose et al (156) также подтверждает целесообразность использования умеренно быстрой концентрической тренировки квадрицепса,
по крайней мере, в реабилитации. Эти авторы исследовали влияние изокинетической концентрической тренировки на пациентов, подвергшихся
реконструкции ПК. Они показали гипертрофию квадрицепса в ответ на умеренный (1500/с) и быстрый (2400/с) протоколы, которая была, по
крайней мере, эквивалентна наблюдаемой в медленном протоколе (600/с). Таким образом, можно сделать вывод, что гипертрофия квадрицепса
в результате концентрической тренировки возможна, по крайней мере, до скорости 2400/с, а минимальный вращающий момент ≈50% МПИС.
Тем не менее, наибольшее увеличение (≈18% на уровне середины бедра), так же, как и наибольший прирост ППС квадрицепса (0,44%/день) при
аккомодационной тренировке отмечался в исследовании Rafeei (104), который тренировал субъектов в 5 подходах по 10 концентрических
сокращений мышц с интенсивностью 90% максимального вращающего момента при 600/с, 3 раза в неделю, в течение 6 недель. Интересная особенность
эксперимента Rafeei (104) – одинаковый абсолютный вращающий момент на протяжении исследования. Другой заметной особенностью были
интервалы отдыха в 5 секунд между повторениями и 120 секунд между подходами. Уровень развиваемого усилия, вероятно, был достаточно высоким,
для рекрутирования большинства двигательных единиц, в то же время усилие было не максимальное, с достаточными интервалами отдыха, что могло
минимизировать повреждения мышц и утомление быстрых волокон, позволяя, таким образом, мышце гипертрофироваться с самого начала тренировок.
В DER тренировке диапазон интенсивности, который может вызывать гипертрофию, даже более значительный, чем в аккомодационной тренировке.
Исследования (83, 84) показали значительное увеличение ППС в ответ на нагрузку уровня 20% РМ, когда упражнения сочетались с частичным
ограничением кровообращения, путём наложения жгута на бедро. Даже если принять во внимание рекрутирование двигательных единиц во время
упражнений с низкой нагрузкой на фоне утомления, результаты, обнаруженные в исследованиях Takarada et al (83) и Abe et al (84), не
обязательно противоречат теории, что напряжение – главный фактор, определяющий гипертрофию. Исследование Greenhaff et al (157) показало
значительное повышение уровня гликогенолиза в волокнах 1 типа и существенное снижение силы, а также почти полное истощение запасов
креатинфосфата в волокнах обоих типов во время прерывистой электростимуляции квадрицепса при ограничении кровотока. Когда окклюзии не было,
снижение усилия в аналогичном протоколе стимуляции приводило к утомлению практически только волокон 2 типа. Несмотря на то что Greenhaff
et al (157) использовали электростимуляцию вместо произвольной активации, их наблюдения справедливы при развитии утомления в состоянии,
когда кровообращение работающих мышц искусственно ограничено, например, наложением жгута и/или внутримышечное давление повышено во время
непрерывного выполнения концентрических-эксцентрических сокращений мышц, что обычно происходит во время традиционной тренировки с отягощениями.
При снижении усилия волокон типа 1 больше волокон типа 2 рекрутируется ближе к окончанию каждого подхода, в оставшихся для производства
усилия волокнах создаётся достаточно высокое напряжение. Также возможно, что некоторые быстрые волокна предварительно рекрутируются при
эксцентрическом сокращении, и это явление происходит при интенсивности 25% МПИС (158). Таким образом, не нужно слишком упрощать ситуацию
для оценки стресса, которому подвергается каждое мышечное волокно до оценки величины внешней нагрузки.
Подводя итог, несмотря на существование уровня, ниже которого гипертрофия не происходит, связь между тренировочной нагрузкой и ответной
гипертрофией комплексная. Достигая рекрутирования максимально возможного количества двигательных единиц в целевой мышечной группе (группах)
и заставляя эти единицы сокращаться на высоком уровне разрядки значительное время, мы обычно предрасполагаем мышцы для запуска существенной
гипертрофии. Несмотря на то что, по-видимому, максимальные нагрузки не нужны для создания необходимых условий, тренировка выполняется
близко к максимальному усилию, по крайней мере, в одном из подходов. Таким образом, результаты этого обзора поддерживают типичные
рекомендации об уровне интенсивности 70 – 85% РМ для максимальной гипертрофии, но также показано, что заметная гипертрофия возможна при
более высоких и низких нагрузках. Тем не менее, воздействие на работающие мышцы высоким механическим стрессом может приводить к локальной
перетренировке, если продолжительность работы высока. Некоторые из возможных взаимодействий между уровнем напряжения, продолжительностью
упражнения, видом упражнения и повреждением мышц будут обсуждаться в разделе 4.6. Влияние интенсивности на более тренированных спортсменов
остаётся неопределенным в связи с незначительным количеством научных данных.
4. 3 Объём
Заметной тенденцией разных типов и разновидностей силовой тренировки, рассматриваемых в обзоре, является проявление плато в адаптационной
гипертрофии после достижения определённого объёма нагрузки или продолжительности работы. Некоторые результаты даже свидетельствуют о
снижении показателей в случаях, когда объём или продолжительность выходит за пределы плато. В очередной раз нужно отметить, что нет исследований,
оценивающих влияние 1 или 2 подходов на ППС или объём квадрицепса и сгибателей плеча. Как показывает рисунок 11, относительно общего количества
повторений DER тренировки сгибателей плеча, выявляется кривая «доза-эффект», где большее увеличение мышечной массы отмечается первоначально,
при увеличении объёма (или продолжительности) работы, но уменьшается, если объём продолжает увеличиваться. В общем, умеренный объём (≈30 – 60
повторений в занятии для DER тренировки) вызывает наибольшую ответную реакцию.
Тем не менее, два существенных исключения (125, 126) также изображены на рис 11., они показывают, что высокий уровень роста может ожидаться
при относительно низком (≈12 – 14) количестве повторений в занятии при определённых условиях. В первом из этих исследований (125) очень
высокое отягощение (≈90 – 100% РМ) использовалось в концентрической и эксцентрической фазах движения, в другом исследовании (126) экстремально
высокое отягощение (прогрессивно увеличивающееся от 130 до 230% РМ) использовалось в эксцентрической фазе. Как можно увидеть на рисунке 10,
основное количество результатов располагается между 60 и 90% РМ. Другим примером, показывающим, что существенная гипертрофия может быть вызвана
при удивительно малом количестве мышечных сокращений с очень высокой нагрузкой, по крайней мере, у не тренировавшихся прежде людей, может
быть исследование Hawkins et al (148), которое продемонстрировало, что всего 9 максимальных эксцентрических мышечных сокращений достаточно
для инициации значительного увеличения сухой массы бедра, в то время как 12 максимальных концентрических сокращений – нет. Таким образом,
связь между объёмом и ответной гипертрофией может отличаться в зависимости от уровня вращающего момента и/или типа и метода силовой тренировки.
Расхождения в результатах исследований в отношении необходимого объёма тренировки для гипертрофии могут отчасти быть связаны с различиями в
общей продолжительности активности мышц в подходе. Во многих исследованиях ни о скорости, ни о продолжительности каждого повторения не сообщается.
В настоящее время относительно мало исследований, сравнивающих напрямую влияние различных объёмов работы на ответную гипертрофию, измеренную с помощью методов сканирования. Эти несколько исследований (146, 159 — 161) использовали менее точное измерение массы мышц, по сравнению с ППС или объёмом, или сканировали только часть мышечной группы. Таким образом, трудно сравнивать их данные с результатами экспериментов, в которых исследование цельной мышцы производилось при помощи МРТ, КТ или УЗИ. Тем не менее, в двух из этих исследований (159, 160) показано существенное увеличение толщины мышц после 1 подхода из 8 – 12 повторений упражнения, специфичного для мышечной группы. В связи с этим, а также принимая во внимание небольшое количество данных относительно нижней части континуума, описывающего объём (от 1 до 20 повторений), необходимы дальнейшие исследования влияния объёма тренировки на ППС целой мышцы. Это важно как для нетренированных, так и для хорошо тренированных людей.
Данные недавнего исследования Ronnestad et al (162) в очередной раз подтверждают зависимость «доза-эффект» между объёмом тренировки и ответной гипертрофией квадрицепса. Эти авторы сообщили о преимуществе в увеличении ППС квадрицепса 6 подходов (11,3%) по сравнению с 2 подходами (7,6%) упражнений (2 упражнения, по 1 ли 3 подхода каждое, с интенсивностью 7 – 10РМ), выполняемых три раза в неделю в течение 11 недель. Заслуживает внимания, что субъекты в этом исследовании принимали протеиновые добавки перед каждым занятием. В связи с тем, что в настоящее время неизвестно, как потребление протеина сочетается с объёмом тренировки, эти результаты не обязательно применять в силовой тренировке, выполняемой без приёма добавок.
4.4 Метод тренировки и тип мышечного сокращения
В научной литературе, посвященной тренировке с отягощениями, иногда можно найти категоричное заключение: «эксцентрическая тренировка вызывает наибольшую мышечную гипертрофию». Этот обзор показывает, что при достаточной частоте, интенсивности и продолжительности работы все три типа мышечного сокращения могут вызывать существенную гипертрофию впечатляющего уровня, при этом доказательств преимущества одного из методов и/или типов сокращения в этом отношении недостаточно. Использование DER тренировки в качестве примера – один из способов сделать вывод, что эксцентрическая тренировка, в действительности, вызывает меньшую гипертрофию, чем концентрическая или концентрическо-эксцентрическая, как свидетельствуют данные исследований, включённых в обзор. Если делать выводы, рассматривая аккомодационную тренировку, то окажется, что максимальные эксцентрические сокращения немного эффективней, чем максимальные концентрические, в тех нескольких исследованиях, где сравнивались эти два типа тренировки. Тем не менее, ответная гипертрофия была умеренной во многих исследованиях, сравнивающих эффекты концентрической и эксцентрической тренировки. И это справедливо как для экспериментов с DER, так и с аккомодационной тренировкой. Таким образом, сравниваемые протоколы, возможно, не лучшие для каждого из типов тренировки. И снова заслуживает внимания, что наибольшее увеличение ППС (18,4%) и наивысший прирост ППС (0,44%/день) квадрицепса в категории «аккомодационная тренировка» был отмечен в группе концентрической тренировки (104). Это было второе из наиболее высоких значений прироста из всех методов тренировки квадрицепса, уступившее только исследованию Abe et al (84). Согласно Rafeei (104), наибольшая гипертрофия на уровне цельной мышцы и отдельных волокон наблюдалась в близкой к максимуму концентрической vs. субмаксимальной эксцентрической тренировке. Это распространяется на почти аналогичное исследование этой же научной группы (165), в котором обнаруженная гипертрофия волокон вследствие концентрической тренировки, превышала результат эксцентрической, когда оба протокола выполнялись с аналогичным значением вращающего момента.
Расхождение в результатах концентрической и эксцентрической тренировок, между разными методами (DER vs. аккомодационная тренировка), могут быть вызваны различиями в характеристиках отягощения для каждого метода. Как обсуждалось во вступлении, когда используется внешнее отягощение (такое как, свободные веса, тренажёры), вращательный момент не обязательно оптимально распределяется по амплитуде индивидуальной силовой кривой. Herzog et al (164) подсчитали, что внешняя нагрузка трёх широких мышц квадрицепса наивысшая при угле в колене ≈60 – 800 сгибания (выпрямленная нога – 00 сгибания), в то время как сила снижается при уменьшении угла сгибания. При сгибании 0 – 200 сила составляет ≈20 – 40% максимальной. Аналогично, Ichnose et al (165) сообщили, что сила наружной широкой мышцы максимальна при 700 сгибания.
Если сила – важный стимул в тренировке с отягощениями, тогда для проявления существенной гипертрофии определённый уровень вращающего момента необходимо достичь при некоторой минимальной продолжительности. В ранних исследованиях Jones & Rutherford (55), которые сравнивали концентрический и эксцентрический режимы, используя приспособление с вариабельным отягощением для экстензий колена, авторы отметили, что активация квадрицепса субъектами была высокой только в позиции, близкой к полному выпрямлению. Дополнительные исследования их электромиографических данных свидетельствуют, что эксцентрическая тренировка сопровождается несколько меньшей активацией, чем концентрическая, кроме того, период максимальной активности короче. Таким образом, возможно, что внутреннее производство усилия ниже оптимального и более короткий период высокой активности приводят к выводам об отсутствии различий между концентрической и эксцентрической тренировкой, а также к умеренной гипертрофии в обоих протоколах их исследования. Эксцентрический и концентрический режимы в исследовании Housh et al (63, 69) возможно, столкнулись с той же проблемой, отягощение в их устройстве было наиболее близким к полному выпрямлению (колена). Несмотря на это, исследования Jones & Rutherford (53), Smith & Rutherford (62) и Housh et al (68, 69) показали, по крайней мере, для метода DER, что большее отягощение, которое можно использовать в эксцентрической тренировке (по сравнению с концентрической), не обязательно трансформируется в больший прирост размера мышц.
Среди разновидностей аккомодационной тренировки модель разгибаний колена с изоинерционным маховиком Tesch et al (27, 87, 105, 118) вызывала высокий прирост ППС квадрицепса (0,17 – 0,22%/день). Это не обязательно означает, что данный режим более эффективен, чем большинство изокинетических, использующих максимальное эксцентрическое сокращение. В экспериментах Tesch et al (27) с маховиком испытуемых просили в первой части эксцентрической фазы оказывать небольшое сопротивление, постепенно увеличивая его до максимального. Кривая момент-угол в том же исследовании (27) показывает, что высокое эксцентрическое усилие развивалось относительно кратковременно ≈20 – 250 из ≈ 65 – 900 сгибания. Тогда как во время изокинетических эксцентрических упражнений максимальное усилие прикладывалось со старта и, согласно данным (166, 167), полученным при сходной средней скорости, эксцентрическая сила была высокой, по крайней мере, 400. Тем не менее, максимальное эксцентрическое усилие при выпрямленных коленях обычно воспринималось как некомфортное (168). В эксперименте с изокинетикой Seger et al (102) четыре из пяти субъектов группы эксцентрической тренировки жаловались на боль в колене, что могло повлиять на адаптационную гипертрофию. В связи с этим Holder-Powell & Rutherford (168) было показано, что дискомфорта, связанного с максимальными изокинетическими упражнениями, можно избежать, если испытуемые будут оказывать сопротивление позже, начиная c ≈450 сгибания вместо 150. Кроме того, пик эксцентрического момента существенно выше, когда он развивается на 45 – 950 сгибания, по сравнению с 15 – 950. Возможно, относительно небольшой объём и размах движения при высоко интенсивных эксцентрических упражнениях в экспериментах с маховиком предпочтителен для гипертрофии, так как изокинетический эксцентрический протокол приводил к чрезмерному стрессу и растяжению тканей.
Другим фактором, принимаемым во внимание при сравнении изокинетического и изоинерционного методов, является ускорение и замедление, которое происходит во втором случае. Предположительно, ускоряющая и замедляющая силы — важный компонент, стимулирующий гипертрофию в тренировке с отягощениями (169). В настоящее время, доказательств у этой гипотезы недостаточно. Успешное применение динамического, изокинетического и изометрического методов в отношении гипертрофии мышц свидетельствует против того, что ускорение и/или замедление — важный компонент для гипертрофического отклика. Тем не менее, несмотря на то, что угловая скорость в изокинетической тренировке контролируется, скорость сократительной части работающего квадрицепса существенно варьирует на протяжении размах движения (170). Более того, изокинетика обычно включает короткий период разгона перед изоскоростной фазой и торможения после неё (170). Таким образом, «с точки зрения мышцы», ускорение и замедление происходит даже при «изокинетическом» упражнении. Также следует отметить, что при работе со свободными отягощениями ускорение и замедление приводит к большей максимальной нагрузке, чем номинальное отягощение (129). Значимость этой очень высокой, но кратковременной силы остаётся невыясненной. Мы полагаем, что различие в уровнях момента, отношение момент-время и рекрутировании нужно учитывать, если гипертрофический ответ отличается между исследованиями, в которых характеристики тренировки номинально подобные. Также, если интенсивная эксцентрическая тренировка выполняется очень часто, гипертрофический отклик может уменьшаться. Это взаимодействие детальней разбирается в разделе 4.6.
Подведем итог. Все рассмотренные методы показали способность вызывать существенную гипертрофию, по крайней мере, кратковременно. Это не значит, что какой-либо из методов или их сочетание не будет иметь преимущества при долговременном использовании. Идеальное соотношение между различными типами мышечного сокращения остаётся, скорее, объектом дебатов, чем научным фактом.
4.5 Периоды отдыха и роль утомления
В связи с тем, что слишком многие из исследований не сообщают о времени отдыха между подходами (и повторениями), мы предпочли не учитывать какие-либо тенденции. Тем не менее, можно сделать некоторые выводы относительно потенциального влияния периодов отдыха. В силовой тренировке интервалы отдыха и утомление тесно связаны. Относительно силы: некоторые исследования (171,172) показывают преимущества коротких интервалов отдыха между подходами и/или повторениями, в то время как другие (173) делают вывод о преимуществе длинных периодов, и, наконец, третьи (174) сообщают об отсутствии различий. При ближайшем рассмотрении, по-видимому, в случае использования усилий, близких к максимальным, предпочтительней использовать долгие периоды отдыха. Это логично в свете хорошо известного негативного воздействия утомления на производство усилия и электрическую активность работающих мышц. Если высоких уровень проявляемого усилия и максимальное рекрутирование двигательных единиц являются важными факторами для стимуляции мышечной гипертрофии, имеет смысл использовать продолжительный период отдыха между подходами и повторениями с около максимальной и максимальной нагрузкой.
Интересно, что в аккомодационной и изометрической категориях исследования, в которых выявляли наибольший рост мышц (104, 106) включали продолжительные периоды отдыха. Более того, в эксперименте с DER тренировкой (92), где наблюдался самый высоких прирост ППС (0,26%/день), использовали очень длинные периоды отдыха (10 минут) между «рабочими» подходами, но также применяли периодизацию в объёме, что могло повлиять на результат. Следует отметить, что максимальные изокинетические концентрические упражнения, выполняемые с короткими паузами отдыха между каждым мышечным сокращением, связаны со значительным снижением максимального вращающего момента во время каждого рабочего подхода, в то время как это снижение было незначительным или вообще не фиксировалось во время максимальных эксцентрических упражнений (175 — 177). Таким образом, можно предположить, что если периоды отдыха будут слишком короткими во время концентрических упражнений с усилием, близком к максимальному, это снизит эффективность тренировки.
Несмотря на то, что эксцентрические упражнения вызывают небольшое острое утомление, видимо, этот эффект зависит от тренировочной скорости (смотрите обcуждение в работе Tesch (175)). Различия в развитии острого утомления между концентрическими и эксцентрическими мышечными сокращениями, а также между быстрыми и медленными эксцентрическими сокращениями, очевидно, располагают к сравнению тренировочных эффектов. С другой стороны, когда используется субмаксимальное отягощение, принцип размера определяет, какие двигательные единицы рекрутируются, в этом случае уровень активации, вероятно, далёк от максимального, пока мышца не утомится или нужно стремиться выполнять повторения очень быстро.
Важность упражнения при усилии, близком к максимальному, когда используется субмаксимальное отягощение в традиционной силовой тренировке, замечательно продемонстрирована в исследовании Goto et al (85). В их эксперименте две группы нетренированных людей выполняли 5 подходов по 10 повторений, динамических разгибаний колена с интенсивностью 10РМ (≈75% РМ), два раза в неделю, в течение 12 недель. Одна группа выполняла все 10 повторений в каждом подходе до мышечного утомления, в то время как другая группа, выполняла 5 повторений и, после отдыха 30 секунд, еще 5. Таким образом, несмотря на одинаковый объём нагрузки в группах, испытуемые из второй группы тренировались со значительно меньшим усилием. В результате различия в гипертрофии были очень значительными, так группа с непрерывным выполнением увеличила ППС квадрицепса на 12,9% в то время как другая группа, отдыхавшая в середине подхода, прибавила 4.0%. Авторы предположили, что рекрутирование двигательных единиц и срочная гормональная реакция были причинами большей гипертрофии в группе с непрерывным выполнением упражнения. Тем не менее, с увеличением мышечного стресса, при коротких интервалах отдыха и субмаксимальном отягощении, возможность перетренировки может также повышаться. В исследовании Folland et al (174) традиционная тренировка с отягощением при большом количестве подходов до утомления и с очень короткими интервалами отдыха (30 секунд), вызвала существенную мышечную болезненность с отсроченным проявлением в течение первой недели тренировки. При таком типе тренировки необходимо соблюдать осторожность с частотой и объёмом нагрузки.
Периоды отдыха могут оказывать влияние не только на утомление и рекрутирование двигательных единиц. Используя в качестве модели мышцы крысы, исследовательская группа Faulkner провела серию исследований (178 — 180), оценивающих влияние электростимуляции на состояние денервированных мышц. Они показали, что денервированные мышцы чувствительны как к общему количеству мышечных сокращений, так и к распределению нагрузки. Например, 100 мышечных сокращений в день, генерируемых с постоянным интервалом 24 часа, достаточны для поддержания мышечной массы и силы, но то же количество сокращений, распределённое на протяжении 4 часов в день (соответственно с 20 часами отдыха), не способно поддерживать массу и силу мышц. Тем не менее, обнаруженные явления не стоит экстраполировать на интактные, иннервированные человеческие мышцы. Они показали, что скелетные мышцы, по крайней мере, в определённых обстоятельствах, чувствительны к общему количеству и временному распределению мышечных сокращений. В будущем необходимо провести исследования потенциального влияния коротких (секунды) и длинных (минуты, часы) периодов отдыха на гипертрофию скелетных мышц и сигнальные пути гипертрофии.
4.6 Взаимодействие частоты, интенсивности, объёма и метода
После того, как стало известно, что объём тренировки существенно влияет на гипертрофический ответ, появляется вопрос: какой аспект объёма наиболее важен для регулирования этого ответа? Это общая выполненная механическая работа или отношение «время-напряжение» сократительной активности? Основываясь на имеющихся сведениях, мы полагаем, что отношение «время-напряжение» является более важным параметром, чем выполненная механическая работа (сила х расстояние).
Исследования эксцентрической тренировки сгибателей локтя Refsnes (126), Paddon-Jones et al (38), Farthing & Chilibeck (151), Shepstone et al (138) позволяют понять некоторые комплексные взаимодействия, которые имеют место между характеристиками тренировки с отягощениями: частота, интенсивность, объём и метод. Один из выводов последних двух из этих исследований – результат внешней работы (вычисленный как общее количество повторений х произведённый момент), видимо, подобен в «медленной» и «быстрой» эксцентрических группах, в связи с незначительным отличием максимального момента при разных скоростях. С другой стороны, общая продолжительность и отношение момент- время между группами значительно отличались, в ≈6 – 10 раз больше был в «медленной» группе, по сравнению с «быстрой». Эксперименты Farthing & Chilibeck (151) и Shepstone et al (138) трудно сравнивать друг с другом в отношении гипертрофии в связи с существенным отличием использованных измерений мышечной массы (толщина мышцы vs. ППС мышцы). Так, гипертрофический ответ отмеченных в «быстрой» эксцентрической группе (≈13% увеличение толщины мышцы) был больше в исследовании Farthing & Chilibeck (151), в то время как у Shepstone et al (138) увеличение ППС составило 8,5%. Но так как толщина составляет лишь один размер мышцы, увеличение ППС сгибателей локтя было, вероятно, больше 13%. Если мышца растёт не только в толщину, но и в ширину, итоговое увеличение ППС составит 27,7%. Этот вариант выглядит неправдоподобно, так как в эксперименте с тренировкой трицепса плечаKawakami et al (181) показано, что увеличение ППС разгибателей локтя на 31,7% сопровождается увеличением толщины на 27,0%. Если подобное соотношение ≈1,17, применить к сгибателям локтя в исследовании Farthing & Chilibeck (151), то увеличение ППС в группе «быстрой» эксцентрической тренировки составит ≈ 15%.
Прогрессия в группах тренирующихся у Farthing & Chilibeck (151) начиналась с 2 подходов по 8 повторений и заканчивалась 6 подходами по 8 повторений, с соответственным увеличением нахождения мышц под нагрузкой в занятии с 22 до 132 секунд для «быстрой» и «медленной» эксцентрических групп. В исследованииShepstone et al (138) прогрессия начиналась с 1 подхода в 10 повторениях и заканчивалась 4 подходами по 10 повторений соответственно, время нахождения мышц под нагрузкой в занятии увеличилось с 14 до 146 секунд для «медленной» и «быстрой» эксцентрических групп. Мы полагаем, что немного большая общая продолжительность в быстрой группе Farthing & Chilibeck (151) vs. Shepstone et al (138) привела к большему гипертрофическому ответу. С другой стороны, в протоколах с низкой скоростью кумулятивный повреждающий эффект продолжительных, максимальных эксцентрических упражнений мог противодействовать гипертрофии и таким образом, уменьшать её по сравнению с «быстрой» тренировкой. В исследовании Refsnes (126) использовали DER метод тренировки, с перегрузкой эксцентрической фазы (прогрессирующей на протяжении исследования от 130% РМ до ≈230% РМ), также оценивалась эффективность кратковременных максимальных эксцентрических упражнений для увеличения ППС сгибателей локтя. В этом эксперименте объём понемногу увеличивали с 2 подходов по 2 повторения до 5 подходов в 4 повторениях, на протяжении 8 недель. В результате получили максимальную продолжительность ≈14 – 16 секунд около предельной эксцентрической работы. Скорость эксцентрической фазы была умеренной ≈80 – 900/с. В концентрической фазе нагрузка составляла всего 30% РМ и, вероятно, не вносила существенного вклада в гипертрофию. Испытуемые увеличили ППС сгибателей локтя на 21,5% (0,38%/день) – удивительное увеличение, если принять во внимание очень короткую продолжительность работы.
Риск перетренировки при выполнении эксцентрических упражнений большой продолжительности и интенсивности подтверждён исследованием Amiridis et al (182), которые сравнили методы тренировки в группах юных баскетболисток после периода очень интенсивной тренировки разгибателей колена. В течение первых 12 недель все испытуемые выполняли 8 подходов по 8 концентрических повторений с интенсивностью 79% РМ и 8 подходов из 8 повторений эксцентрических сокращений со 110% РМ в жиме ногами, 4 раза в неделю. На 12 неделю субъекты существенно снизили результаты в жиме ногами и в прыжке, что свидетельствует о перетренировке. В следующие 12 недель испытуемые были разделены на 3 группы для выполнения восстанавливающей тренировки 4 раза в неделю. Первая группа выполняла 8 подходов по 8 концентрических повторений с 70% РМ, вторая группа – 4 похода по 8 концентрических повторений с 70% РМ и 4 подхода по 8 эксцентрических повторений со 110% РМ, третья группа выполняла 8 подходов по 8 эксцентрических повторений со 110% РМ. По сравнению с первым 12 недельным периодом, все группы улучшили свои результаты в жиме ногами и прыжке, но только «концентрическая» группа существенно увеличила силу в жиме ногами (39%) изокинетическую силу (11 – 43%) и вертикальный прыжок (15%) по отношению к исходному уровню результатов. Несмотря на то, что морфологических данных не было представлено, вероятно, некоторая перетренированность на мышечном уровне ответственна за плохие результаты после 12 недель. Также интересно отметить,что несмотря на снижение общего объёма по сравнению с первыми 12 неделями, суперкомпенсация была достигнута только в группе концентрической тренировки. Таким образом, концентрическая тренировка со средней интенсивностью (70% РМ) лучше переносится, чем интенсивная эксцентрическая, по крайней мере, при умеренно высоком объёме нагрузки и относительно высокой частоте тренировки. Подводя итог, результаты этих исследований подтверждают общие рекомендации использовать несколько меньшую частоту и объём для интенсивных эксцентрических упражнений, чем при обычной тренировке с отягощениями.
С другой стороны, в исследовании LaStayo et al (183, 184) с использованием эксцентрического педалирования субмаксимальной интенсивности и большой длительности (≈20 – 30 минут), был показан очень быстрый и высокий прирост ПМВ (≈50 – 60%). В недавно опубликованном докладе (135) описана значительная гипертрофия, подтверждённая на уровне цельной мышцы, после аналогичного типа тренировки. Во время каждого занятия выполнялось более ≈1000 – 2000 эксцентрических мышечных сокращений, 3 раза в неделю. Абсолютная интенсивность приводилась в ваттах, что затрудняет пересчёт в процент МПИС. Тем не менее, эти исследования (183 — 185) показали, что осторожное и постепенное увеличение интенсивности и продолжительности упражнения позволяет скелетным мышцам человека адаптироваться к длительным субмаксимальным эксцентрическим упражнениям.
Общая направленность нашего обзора согласуется с моделью тренировка – перетренировка, предложенной Fry (186), где оптимальный объём тренировок, а также пороговый объём перетренировки уменьшается с увеличением интенсивности. Исследование Abe et al (84) особенно показательно в этом контексте, потому что сочетает очень низкую интенсивность и экстремально высокую частоту. Для лучшего понимания ситуации на сегодняшний день не существует исследований, оценивающих влияние выполнения двух тренировочных занятий в день на синтез белков в скелетной мышце, поэтому неизвестно, даст ли это преимущество по сравнению с одной тренировкой в день. Если чувствительность синтетического аппарата скелетных мышц к механическому стимулу восстанавливается в пределах дня и если есть место для дальнейшего повышения общего синтеза белка, тогда имеет смысл выполнять больше одного занятия в день. Этим можно объяснить, что положительные результаты Hakkinen & Kallinen (61) также остаются возможными, несмотря на уменьшение объёма распределением нагрузки (и таким образом снижения общего стресса на мышцу в занятии). Подводя итог дискуссии относительно периодов отдыха (раздел 4.5), механическое исследование относительно влияния различного распределения нагрузки и периодов отдыха на скелетные мышцы и/или внутриклеточные сигнальные пути гипертрофии крайне ограничено. Также не ясно, существует ли уменьшение чувствительности мышц к механическому стимулу при долговременной тренировке. Пока эти и другие зависимости «доза-эффект» не будут более полно охарактеризованы, трудно дать рекомендации о надлежащей «дозе» каждого из видов тренировки и типов мышечного сокращения для специфических целей, включающих гипертрофию.
Относительно тренировки на гипертрофию для высоко тренированных людей: существует ограниченное количество данных, не позволяющее выявить какую-либо тенденцию в кривой «доза — эффект» для характеристик нагрузки. По свидетельству некоторых авторов (187), объём, необходимый для увеличения силы, увеличивается с повышением тренировочного статуса, так тренированные и элитные спортсмены выполняют значительно больше подходов (≥10 для мышечной группы), чем нетренированные и занимающиеся рекреацией (≈4 – 5 подходов для мышечной группы). Другие авторы подчёркивают важность нагрузки и типа мышечного сокращения. Refsnes (188) сообщил предварительные результаты неопубликованного исследования, которые показывают, что тренированные спортсмены очень хорошо отвечают на занятия с эксцентрической перегрузкой большей гипертрофией, чем на традиционную тренировку. В недавнем исследовании Vikne et al (137) продемонстрировано существенно большее увеличение поперечника сгибателей локтя у хорошо тренированных людей после эксцентрической тренировки (11%), чем после концентрической тренировки (3%). Следует отметить, что объём не был эквивалентен между группами, кроме того, продолжительность работы была существенно больше в «эксцентрической» группе, таким образом, получились большие различия в отношении время-напряжение между протоколами. Следовательно, несмотря на показанное преимущество эксцентрической тренировки для стимуляции гипертрофии у хорошо тренированных субъектов, другие переменные должны также учитываться, как предрасполагающие факторы.
В отличие рассмотренных выше публикаций, Brandenburg & Docherty (133) не обнаружили различий в изменении ППС после тренировки с эксцентрической перегрузкой сгибателей и разгибателей локтя по сравнению с традиционной тренировкой. В их исследовании объединённые концентрические-эксцентрические повторения выполнялись в обеих группах, и общий объём был аналогичен. Нужно ли говорить, что необходимо провести дополнительные исследования с целью выяснения взаимодействия между характеристиками нагрузки для тренированных и нетренированных субъектов.
В завершении прокомментируем взаимодействие между силовой тренировкой и тренировкой на выносливость. Согласно рекомендациям, тренировки на силу и выносливость необходимо включать в хорошо спланированные программы (189). Взаимодополняющее положительное влияние тренировок на силу и выносливость в отношении здоровья хорошо показано в нескольких исследованиях (190 — 192). Недавно продемонстрировано, что в то время, как силовая тренировка может вызывать увеличение жёсткости артерий, этот негативный эффект снимается совмещением с тренировкой выносливости (193). С точки зрения силовой тренировки, интересно, как совмещать тренировки без негативного влияния на силу и гипертрофию. Было показано, что выполнение силовой тренировки первой не отражается на качестве занятия (194). Тем не менее, этот порядок не обязательно лучший выбор для стимуляции роста мышц. Deakin (195) исследовал влияние порядка выполнения упражнений в комбинированной тренировке сила + выносливость и сообщил, что экспрессия генов связанных с гипертрофией мышц выражена более сильно, когда педалирование выполняли перед силовой тренировкой, а не наоборот. Интересно, что в эксперименте Sale et al (111) выполнение педалирования перед силовой тренировкой сопровождалось большим увеличением поперечника мышц. По-прежнему мало исследований проведено относительно влияния порядка выполнения упражнений при комбинированной тренировке на гипертрофию мышц, в этой связи нельзя дать определённых рекомендаций.
4.7 Временные рамки гипертрофии мышц
Увеличение силы, как результат периода тренировки с отягощением, обычно включает два главных фактора:
- адаптацию нервной системы;
- гипертрофию (196).
До недавнего времени считалось, что в течение первых 6 – 7 недель тренировки нервная адаптация играет ведущую роль, тогда как вклад гипертрофии обычно небольшой. Но по мнению Staron et al (196) и Sale (197), гипертрофия наступает раньше, так тенденция к увеличению ППС волокон фиксируется в первые 2 недели периода тренировок. В исследовании Mayhew et al (163) и Rafeei (104) существенное увеличение ППС волокон (тип 1 = 12- 14%; тип 2 =26- 28%) обнаружено в группе концентрической тренировки за первые 4 недели занятий. В последнем исследовании (104) дополнительная гипертрофия наблюдалась спустя 6 недель, что проявлялось на уровне цельной мышцы (≈ 18% увеличение ППС квадрицепса в средней части бедра). В исследовании Abe et al (84) существенное увеличение объёма мышц отмечено спустя всего две недели, и несколько других исследований (13, 27, 54, 105, 118,128) также показали существенную гипертрофию на уровне цельной мышцы после короткого (3 – 5 недель) периода тренировок. Таким образом, в настоящее время существует множество подтверждений, что гипертрофия происходит раньше при условии соблюдения надлежащей частоты, интенсивности и объёма тренировки.
Основываясь на представлении о положительном балансе мышечных белков после отдельной тренировки с отягощениями, Phillips (198) предположил, что увеличение активных миофибриллярных белков может происходить после одной силовой тренировки, и это увеличение может происходить без изменений ППС волокон. В соответствии с этой идеей, Willoughby & Taylor (199) сообщили об увеличении содержания миофибрилл в мышечной биопсии, полученной от прежде не тренировавшихся молодых мужчин после всего лишь трёх силовых тренировок, разделённых 48 часами отдыха. Как утверждает Phillips (198), предположение о том, что ранее увеличение силы — результат исключительно нервной адаптации, ошибочно. Основываясь на исследованиях, включённых в данный обзор, процесс гипертрофии, на самом деле, наиболее быстро протекает в течение первых 6 недель, после чего прирост начинает медленно снижаться. Поскольку большинство экспериментов исследовало период времени до 12 недель, трудно оценить изменение уровня прироста белков при долговременной тренировке. В эксперименте Sale et al (112) обнаружено, что относительно высокий уровень прироста ППС мышцы (0,22 – 0,24%/день) можно поддерживать до 20 недель, но, к сожалению, данные середины этого периода не доступны. Таким образом, нельзя исключить возможности наибольшего увеличения в первые 10 недель тренировок.
Также доступно немного информации относительно того, как характеристики нагрузки взаимодействуют с продолжительностью периода тренировок. В некоторых исследованиях силовой тренировки увеличение объёма мышцы происходит с задержкой, в то время как в других наблюдается быстрый рост. Мы полагаем, что менее травматичная тренировка может способствовать более ранней гипертрофии. Режимы, включающие эксцентрические сокращения, особенно с максимальным усилием, требуют осторожности в начале тренировок и в прогрессивном увеличении нагрузки, чтобы избежать повреждений мышц и распада мышечных белков. В поддержку этого выступают результаты Foley et al (200), которые отметили продолжительное снижение объёма сгибателей локтя после тренировки, состоящей из интенсивных эксцентрических упражнений. Willoughby et al (201) зафиксировали снижение содержания миофибриллярных белков в биопсии, взятой из наружной широкой мышцы после занятия из 70, близких к максимуму эксцентрических сокращений разгибателей колена. Это снижение сопровождалось повышением активности каспазы 3 и экспрессией убиквитина, который авторы интерпретировали, как показатели апоптоза и увеличения протеолиза, происходящих в упражнявшейся мышце. Они также сообщили о повторении эффектов для большинства параметров после второго занятия с аналогичным протоколом. Несмотря на тенденцию к уменьшению содержания миофибрилл, было отмечено, что даже после второго занятия эти изменения не существенны и, конечно же, меньшей величины, чем после первой тренировки. Данные другого исследования Willoughby & Talor (199), в котором применялась модель традиционной тренировки с отягощениями для квадрицепсов, содержание миофибрилл начало увеличиваться после первого занятия, достигнув существенных значений после второй тренировки. Очевидно, что требуется больше исследований относительно временных рамок процесса гипертрофии, особенно в отношении влияния различных режимов и методов тренировки.
4.8 Гипертрофический ответ: квадрицепс vs. сгибатели локтя
Долгое время считалось, что некоторые мышцы очень отзывчивы к стимуляции силовой тренировкой, в то время как другие более упрямые. Единственным объяснением этого феномена может быть частое использование некоторых мышц в повседневной активности, вследствие чего они находятся в состоянии тренированности и предоставляют меньше возможностей для увеличения силы и размера. Например, камбаловидная мышца относительно плохо отвечает на упражнения с отягощением по сравнению с наружной широкой и бицепсом плеча (202). Относительно двух последних мышц общепринято, что сгибатели плеча находятся в менее тренированном состоянии, чем квадрицепсы (128, 203). Исследования, в которых напрямую сравнивали гипертрофический отклик квадрицепсов и сгибателей плеча на аналогичный режим тренировки, поддерживают эту теорию (48, 66, 204). Тенденции, обнаруженные в данном обзоре, также подтверждают, что сгибатели локтя проявляют больший прирост ППС (0,20%/день) по сравнению с квадрицепсом (0,11%/день). Ещё одно подтверждение можно найти в исследованииTurner et al (203), которые обнаружили существенную гипертрофию сгибателей локтя (увеличение ППС 24%) в результате тренировки на выносливость верхних конечностей (30 минут вращения педалей руками до утомления, пять раз в неделю, в течение 6 недель). Аналогичное упражнение для ног при одинаковой интенсивности и продолжительности оказало незначительное влияние на массу нижних конечностей. Интересно отметить, что величина прироста ППС сгибателей локтя в этом исследовании (0,57%/день) превзошла все исследования силовой тренировки, включённые в обзор, за исключением эксперимента Narici & Kayser (128). Необходимо соблюдать осторожность, делая выводы относительно различия между мышечными группами в физиологической реакции на сходные тренировочные режимы. Последующие исследования должны изучить, отличается ли зависимость «доза- эффект» между сгибателями плеча и квадрицепсом в отношении основных тренировочных переменных.
4.9 Стимулы гипертрофии мышц в силовой тренировке
Детальное обсуждение путей или сетей внутриклеточных сигналов, приводящих к гипертрофии в результате увеличения нагрузки на мышцы, выходит за пределы этой статьи. Доступно несколько прекрасных обзоров (205 — 208) и оригинальных исследований (91, 209 — 213) относительно различных аспектов этой темы. Тем не менее, вполне уместно коротко обсудить некоторые физиологические стимулы, посредством которых тренировка с отягощениями может запускать гипертрофию. Более 30 лет назад, Goldberg et al (214) показали, что увеличение развиваемого напряжения (как пассивно, так и активно) имеет критическое значение для компенсаторного роста. MacDougall (215) отметил, что нагрузка на мышцы должна быть очень большой, чтобы привести к гипертрофии, но общая продолжительность развиваемого усилия также влияет на величину гипертрофического ответа. Он приводил в подтверждение результаты исследования Sale et al (125), показывающие, что тренировка из 6 подходов по 10 – 12 РМ приводит к большему увеличению ППС сгибателей локтя, чем 6 подходов по 1- 3 РМ (33% vs. 24%).
Два исследования Martineau & Gardiner (216, 217) прояснили, как различия уровней развиваемого усилия и продолжительности напряжения могут влиять на сигнальные пути гипертрофии в скелетных мышцах. Используя препарирование мышц крысы, эти авторы отметили, что чувствительные к механическому стимулу пути работают дозозависимо от уровня усилия. Так, большее увеличение внутриклеточной сигнализации наблюдается после эксцентрических сокращений, по сравнению сизометрическим и концентрическими (216). В следующем исследовании (217) они показали, что некоторые пути также дозозависимо чувствительны к отношению время-напряжение. В этом отношении интересно отметить, что обнаруженное относилось к случаю, когда общее время напряжения разделяли на несколько менее долгих или очень коротких эпизодов. При этом уровень растяжения не оказывал влияния на этот путь. Также авторы (217) отметили, что максимальное напряжение и отношение время-напряжение должны учитываться при моделировании реакции скелетных мышц на механический стимул. Некоторые из важных путей гипертрофического ответа, известные в настоящее время, не оценивались в работах Martineau & Gardiner (216, 217) и мало что известно о реакции этих путей при изменениях максимального напряжения и отношения время-напряжение. Один из таких путей: фофотидиинозитол-3 киназа/протеинкиназа В/ мTOR (205 — 208), который оказывает влияние на несколько сигнальных молекул-мишеней, среди которых p70 S6 киназа (p70S6K). Недавнее исследование Eliasson et al (218) показало большее фосфорилирование p70S6K человеческого квадрицепса спустя 2 часа после упражнений с отягощением в результате 24 максимальных эксцентрических сокращений, чем после 24 максимальных концентрических или субмаксимальных эксцентрических сокращений. Тем не менее, это происходило без обеспечения нутриентами. В то же время Cuthbertson et al (219) наблюдали аналогичное увеличение p70S6K и синтеза мышечных белков после эксцентрических и концентрических упражнений. Важно отметить, что в этом эксперименте испытуемые получали белково-углеводные добавки непосредственно после упражнения.
Основываясь на данных, рассмотренных в обзоре, мы полагаем, что сигнальные пути гипертрофии в скелетных мышцах человека весьма чувствительны к величине напряжения, развиваемого мышцей. Таким образом, при кратковременной нагрузке увеличение размера мышцы больше после максимальных эксцентрических, чем после максимальных концентрических сокращений аналогичной продолжительности, как следует из работ Farthing & Chilibeck (151) и Hawkins et al(148). Реакция, по-видимому, также зависит от общей продолжительности работы и вначале увеличивается при большей продолжительности. Таким образом, кратковременные максимальные эксцентрические упражнения и несколько более продолжительные концентрические, изометрические и традиционные упражнения могут вызвать впечатляющее увеличение объёма мышц. Тем не менее, особенно для максимальных эксцентрических упражнений повреждения, наблюдаемые при увеличении продолжительности работы, острые и хронические и/или кумулятивные, могут, в конечном счёте, подавлять процесс гипертрофии. Это может объяснять умеренную гипертрофию, наблюдаемую в некоторых исследованиях эксцентрической изокинетической тренировки, где максимальные эксцентрические сокращения были «от средней к большой» продолжительности. Как обсуждалось Rennie et al (205) и Jones & Folland (220), другие физиологические явления, связанные с мышечной активностью (например, временное увеличение уровня Ca2+ в цитозоле, накопление метаболитов, ишемия и острые гормональные изменения), могут также действовать как сигналы к адаптации, и вполне вероятно, что они взаимодействуют с механическими стимулами. Потенциальная роль острой гормональной реакции обсуждалась Kraemer & Ratamess (221).
Помимо механических сил, факторов роста и гормонов, существует стимул, показавший своё влияние на сигнальные пути мышечной гипертрофии (оценивали фосфорилирование p70S6K) – тепловой стресс (222). Как в культуре мышечных клеток, так и в скелетных мышцах, тепловой стресс и механическое растягивание показали синергическое действие в отношении экспрессии и концентрации белков (223, 224). Согласно проведённым исследованиям, в ответ на стресс вследствие «теплового шока» возможно модулирование адаптации скелетных мышц, например, когда сочетаются окклюзия сосудов и упражнения с отягощением. Именно взаимодействием между тепловым стрессом и механическим стимулом во время силовой тренировки с ограничением кровотока частично объясняется эффективность низко и средне интенсивной тренировки для стимуляции гипертрофии (83,84, 131) даже у высоко тренированных спортсменов (76, 225).
4.10 Направления дальнейших исследований
Тенденции, рассмотренные в этом обзоре, можно рассматривать как стартовую точку для экспериментов, направленных на поиск эффективной модели тренировки с целью увеличения или профилактики снижения мышечной массы. Основным направлением грядущих исследований является выделение влияния каждой характеристики тренировки с отягощениями и изучения взаимодействия между ними, наряду с влиянием различных стратегий тренировки (периодизация, тейпинг, изменение типа и метода упражнения для «шокирования» мышц). Мы также рекомендуем исследователям более детально описывать протоколы упражнений, чем это делалось до настоящего времени. Соответственно, такие характеристики, как продолжительность каждого повторения, отдых между повторениями и подходами, нужно указывать в дополнение к широко используемым: частоте, интенсивности, объёму и методу упражнения.
В настоящее время большинство экспериментов выполнены с применением DER тренировки. В то же время мы не смогли найти ни одного исследования, которое напрямую сравнивает влияние различных объёмов аккомодационной тренировки на гипертрофический ответ. В связи с тем, что аккомодационная тренировка вызывает гипертрофию сходного уровня с традиционной силовой и потому, что параметры этой тренировки легко стандартизируются, этот метод целесообразно использовать для понимания природы зависимости «доза-эффект».
Показано, что электромиостимуляция (ЭМС) у людей вызывает сравнимое с произвольной силовой тренировкой увеличение объёма мышц. В связи с тем, что ЭМС действует в обход ЦНС, уровень активации мышечной группы можно стандартизировать. Сочетание ЭМС с изокинетичкеской динамометрией создаёт условие для более глубокого понимания тем, упоминавшихся в обзоре, например, влияния уровня вращающего момента, типа мышечного сокращения (концентрическое vs. изометрическое vs. эксцентрическое) и общей продолжительности активности. Тем не менее, в связи с тем, что уровень активации при ЭМС обычно существенно отличается от наблюдаемого в произвольных упражнениях, результаты подобных исследований не всегда применимы к произвольной силовой тренировке.
Как отмечалось в разделе 2.1, исследований, касающихся высоко тренированных людей очень мало, как и экспериментов, продолжительностью больше, чем обычные 8 – 12 недель. В связи с этим, сведения относительно динамики процесса гипертрофии за пределами этого срока ограничены. В кратковременных исследованиях наибольшее увеличение тренировочной нагрузки в упражнениях для нижней части тела: приседания, жим ногами, разгибание голени, иногда достигает 100 – 200% (18, 55, 196). В то же время увеличение объёма квадрицепса в тот же период времени редко превышает ≈ 15%, стресс, испытываемый отдельной сократительной единицей мышцы увеличивается почти так же, как тренировочное отягощение. Значение такого большого увеличения стресса и его взаимодействие с показателями объёма и частоты тренировки в отношении гипертрофического ответа, а также риск перетренировки нуждается в изучении. Необходимо также обсудить влияние «доза-эффект» на не рассмотренные в обзоре популяции, например, для пожилых или людей, восстанавливающихся после спортивных травм.
4.11 Ограничения
Мы осознаём трудности, связанные с выделением влияния каждой характеристики тренировки на эффект других переменных. Например, если увеличивается тренировочная нагрузка (процент 1 РМ) в традиционной силовой тренировке, это также будет влиять на объём тренировки, пока не компенсируется количеством выполненных подходов. Более того, основная цель многих упоминавшихся исследований не обязательно была связана с максимальной гипертрофией, а значит, уровень мотивации субъектов мог существенно отличаться. Тесно связано с мотивацией и наличие или отсутствие сопровождающего инструктора. При постоянном сопровождении демонстрируется большее увеличение силы, чем без него (226). Уровень сопровождения различался в исследованиях, включённых в обзор.
Кроме режима тренировки, на гипертрофический отклик оказывает влияние тренировочный статус. Теоретически мышцы, которые когда-либо увеличивались, имеют меньший потенциал для дальнейшей гипертрофии относительно не тренированных прежде мышц. В то же время мышцы, атрофированные вследствие детренировки или заболевания, имеют больший потенциал роста и быстро восстанавливают предыдущий уровень, демонстрируя увеличение объёма, если состояние атрофии принимать как отправную точку. Таким образом, даже небольшие различия в тренировочном статусе могут существенно влиять на гипертрофию вследствие тренировки с отягощением. Метод, которым измерялся объём или ППС, также может влиять на результат. Ранние техники сканирования измеряли анатомический ППС мышцы без коррекции для внутримышечного жира. Новые методы МРТ и КТ позволяют наряду с мышцами измерять жир интерстиция и учитывать мышцы без жира (227). У молодых здоровых людей анатомический поперечник мышцы лишь незначительно больше поперечника без жира (227). Следовательно, любое увеличение объёма мышц в результате силовой тренировки преимущественно связано с увеличением сухой мышечной массы. Поэтому данные, включённые в обзор, были обобщены независимо от метода сканирования мышц. В связи с тем, что обсуждаемые здесь и многие другие выявленные факторы, неизбежно присутствующие при суммировании и сравнении результатов множества отличающихся исследований, тенденции в зависимости «доза-эффект» и итоговые рекомендации, предоставленные в этом обзоре можно считать предварительными.
4.12 Тренировочные рекомендации
Предварительные рекомендации для каждого метода тренировки предоставлены в таблицах 1, 2 и 3. Они основываются на доказательствах, объединённых в этой статье, а также на протоколах, показавших увеличение мышечной массы. Тем не менее, таблицы нельзя интерпретировать как рекомендации к одинаково эффективному применению всех методов тренировки для увеличения мышечной массы. Цель — скорее суммировать разные методы для удобства использования в различных ситуациях и для специфических популяций. Например, от низкой к средней нагрузке, низко скоростная тренировка до утомления (75,88, 92, 130), потенциально применяемая для реабилитации пациентов, которым противопоказано высокое усилие традиционных интенсивных упражнений с отягощением. Для пациентов, способных переносить относительно высокие нагрузки, но без метаболической нагрузки и напряжения сердечно-сосудистой системы, свойственным традиционной силовой тренировке, можно предложить эксцентрические упражнения вследствие их низкого энергетического запроса (183). Наши рекомендации для традиционной тренировки с отягощениями сходны с позицией Американского Колледжа Спортивной Медицины (3) и Kraemer & Ratamess (1). Мы также согласны с этими авторами в необходимости прогрессии и индивидуальности при подборе упражнений. Относительно прогрессии: мы рекомендуем низкий объём (1 -2 подхода) в начальном периоде тренировок, когда выполняются эксцентрические сокращения мышц, потому что низкий объём достаточен для стимуляции гипертрофии в начале тренировок, а также потому что переносимость тренировок и желание тренироваться выше (приверженность к тренировке), когда занятие относительно короткое. Кроме того, уменьшение вероятности повреждений может способствовать ранней гипертрофии. Когда занимающийся адаптируется к стимулам силовой тренировки, общий объём и/или интенсивность можно постепенно увеличивать, продлевая физиологическую адаптацию. Для достижения дальнейшего прогресса также могут предлагаться другие стратегии (например, периодизацию).
В этом отношении для тренера или врача незаменимы знания о возможных взаимодействиях между характеристиками тренировки и тем, как они связаны с индивидуальной переносимостью упражнений. Например, объём тренировки из двух занятий на мышечную группу в неделю может подходить человеку, в то время как третье занятие окажется лишним. И наоборот, объём, достаточный при трёх занятиях в неделю, может оказаться ниже оптимального при двух. Структура тренировки (для всего тела или отдельных групп мышц), также имеет прямое отношение к оптимальному дозированию нагрузки. Данные таблиц 1 – 3 предлагаются как руководства для тренировки отдельной группы мышц. Если проводится тренировка всего тела, объём специфической работы для мышечной группы может уменьшаться так, чтобы общий объём не оказался избыточным. Для дальнейшего обсуждения темы построения тренировки мы рекомендуем работу Kraemer & Ratamess (1).
5. Выводы
В обзоре продемонстрировано, что несколько методов тренировки и все три типа мышечных сокращений способны вызывать впечатляющий уровень гипертрофии и что доказательства преимущества одного метода или типа несущественны в сравнении с другими. По-видимому, упражнения с максимальным эксцентрическим компонентом могут увеличивать массу мышц при меньшей продолжительности работы по сравнению с другими методами. Существует несколько подтверждений, что частота тренировки оказывает влияние на уровень прироста мышечного объёма при коротких периодах тренировки. В связи с тем, что продолжительных экспериментов с высокой частотой не проведено, нельзя исключать возможность стагнации или даже перетренировки в этом случае. Относительно интенсивности: умеренно высокие нагрузки обеспечивают наивысший прирост в большинстве тренировочных категорий, тем не менее отмечены примеры очень высокого прироста при очень низкой и очень высокой интенсивности, когда подходы выполнялись до утомления или с максимальным усилием соответственно. Таким образом, добиваться максимального рекрутирования двигательных единиц и их стимуляции, выполняя упражнения, возможно, также важно, как тренировочная нагрузка per se. Для общего объёма или продолжительности активности существует кривая «доза-эффект», показывающая увеличение уровня прироста в первой части, затем наблюдается регион максимального повышения, за которым следует плато или даже снижение.
Очевидно, что выводы, сделанные в данной работе на основе относительно кратковременной тренировки не тренировавшихся до этого людей и что для тренированных или для многомесячных экспериментов тенденция «доза-эффект» и влияние различных методов и типов силовой тренировки на увеличение массы мышц, может существенно отличаться. Подобные выводы можно сделать в отношении других категорий лиц, таких как пожилые или травмированные люди.
Таблица 1. Рекомендации относительно DER тренировки (например, свободные веса) для гипертрофии
| Умеренная нагрузка низкоскоростная | Традиционная | Эксцентрическая с перегрузкой | |
| Тип сокращения | Кон и Экс | Кон и Экс | Экс (кон по выбору) |
| Упражнение | Одно и/или многосуставные | Одно и/или многосуставные | Одно и/или многосуставные |
| Нагрузка | ≈50% РМ | 8 – 10 РМ (диапазон 6 — 12) ≈75-80% РМ | Экс => 105% PM Кон => 60 – 75% РМ |
| Повторения | 8 – 14 до мышечного утомления | 8 – 10 до мышечного утомления или близко к нему | 4 – 6 |
| Подходы | 1 – 3 в упражнении. Увеличиваются от 1 до 3- 4 для группы мышц | 1 – 3 в упражнении. Увеличиваются от 1-2 до 3-6 для группы мышц | 1 – 5 в упражнении. Увеличиваются от 1-2 до 3- 5 для группы мышц |
| Скорость и продолжительность повторения | Медленная Экс = 2 -3 секунды Кон = 2- 3 секунды | Умеренная Экс = 1- 2 секунды Кон = 1- 2 секунды | Медленная/умеренная Экс = 2 -4 секунды Кон = 1- 2 секунды |
| Отдых между подходами | 30 – 60 секунд | 60 – 180 секунд | 120 – 180 секунд |
| Частота | 2 – 3 занятия для мышечной группы в неделю | 2 – 3 занятия для мышечной группы в неделю | 1 – 3 занятия для мышечной группы в неделю |
| Комментарии | Метод подходит для начинающих и людей с плохой переносимостью высокого усилия | Рекомендации приведены для начинающих и средне тренированных людей, хорошо тренированным необходимо увеличить вариативность интенсивности и объёма | Преимущественно для продвинутых и элитных спортсменов. Прогрессивно, но осторожно увеличивать нагрузку и объём эксцентрической фазы |
Кон – концентрический; Экс – эксцентрический; РМ – разовый максимум
Таблица 2. Рекомендации относительно аккомодационной тренировки для гипертрофии
| Умеренно быстрая концентрическая | Медленная концентрическая | Аккомодационная эксцентрическая перегрузка | |
| Метод | Изокинетическая или гидравлическая | Изокинетическая или гидравлическая | Изокинетическая или изоинерционный маховик |
| Мышечное сокращение | Кон | Кон | Экс и Кон (кон по выбору в изокинетической) |
| Упражнение | Одно и/или многосуставные | Одно и/или многосуставные | Одно и/или многосуставные |
| Усилие* | 90 – 100% | 90% | Экс = до 100% Кон = до 100% |
| Повторения | 10 – 15 | 10 | 6 – 8 |
| Подходы | 3 – 6 в упражнении Прогрессия от 3 до 4 – 6 для группы мышц | 3 – 5 в упражнении Прогрессия от 3 до 5 для группы мышц | 1 – 5 в упражнении Прогрессия от 1- 2 до 4 – 5 для группы мышц |
| Скорость | 120 – 2400/с | 45 – 600/с | 45 – 600/с |
| Отдых между повторениями и подходами, соответственно | 1 – 2 секунды 60 – 120 секунд | 5 секунд 120 секунд | 0 – 5 секунд 120 секунд |
| Частота | 3 – 5 занятий для группы мышц /неделю | 3 занятия для группы мышц /неделю | 2 занятия для группы мышц /неделю |
Кон – концентрически, Экс – эксцентрический
* — показывает уровень вращающего момента по отношению к максимальному моменту при данной скорости
Таблица 3. Рекомендации относительно изометрической тренировки для гипертрофии
| Низкоинтенсивная | Высокоинтенсивная | Максимальной интенсивности | |
| Выбор упражнения | Одно и/или многосуставное | Одно и/или многосуставное | Одно и/или многосуставное |
| Уровень вращающего момента | 30 – 50% МПИС* | 70 – 80% МПИС | 100% МПИС |
| Повторения | 1 | 1 | 10 |
| Подходы | 2 – 6 в упражнении Прогрессия от 2 до 4 – 6 на группу мышц | 2 – 6 в упражнении Прогрессия от 2 до 4 – 6 на группу мышц | 1 — 3 в упражнении Прогрессия от 1 до 3 подходов на группу мышц |
| Продолжительность напряжения | 40 – 60 секунд, и до утомления мышц во время последних 1- 2 подходов | 15 – 20 секунд, и до утомления мышц во время последних 1- 2 подходов | 3 – 5 секунд |
| Отдых между повторениями и подходами соответственно | 30 – 60 секунд | 30 – 60 секунд | 25 – 30 секунд 60 секунд |
| Частота | 3 – 4 тренировки для мышечной группы/ неделю | 3 – 4 тренировки для мышечной группы/ неделю | 3 тренировки для мышечной группы/ неделю |
| Комментарии | Подходит для людей, не способных переносить высокое усилие и при ограничении в движениях, вызванных болью или травмой | Подходит для людей, не способных переносить близкие к максимуму усилия | Применять с осторожностью, избегая чрезмерной задержки дыхания и высокого давления |
* — МПИС – максимальное произвольное изометрическое сокращение