Состояние мышц у легкоатлетов является одним из ведущих факторов, определяющих как работоспособность, так и успешность выступления в соревнованиях. Между тем в практической работе тренеров часто недоучитываются особенности и текущее состояние основных работающих мышечных групп атлета, что нередко приводит к неблагоприятным изменениям в них, а иногда и повреждениям и вследствие этого к снижению работоспособности, стабилизации или даже спаду спортивных результатов. В последние годы к исследованию мышечной системы легко атлетов было приковано пристальное внимание врачей, физиологов, биохимиков, что позволило глубже изучить морфологические и функциональные особенности мышц, а также решить ряд важных вопросов отбора и подготовки и разработать практические рекомендации по оптимизации тренировочного процесса.
Мышцы человека по своему составу не однородны. Они состоят из так называемых быстрых (фазических) и медленных (тонических) волокон. При этом важно отметить, что ни при какой работе не происходит одновременного сокращения всех мышечных волокон данной мышцы. Преимущественное сокращение тех или других волокон в мышце происходит автоматически под влиянием приказов, поступающих из центральной нервной системы, и зависит от характера выполняемой работы. Интенсивная (взрывная) работа, непродолжительная по времени, производится в основном за счет активного сокращения быстрых волокон. При малоинтенсивной и длительной работе основную нагрузку берут на себя медленные волокна.
Установлено, что у разных людей имеется генетически предопределенное различное соотношение быстрых и медленных волокон в каждой мышце, не претерпевающее существенных изменений ни на протяжении жизни, ни под влиянием тренировок, причем у одних людей может наблюдаться преобладание медленных волокон (до 90%), у других, наоборот, быстрых (до 80—85%) в аналогичной мышце. В начале занятий спортом ни тренеры, ни сами юные спортсмены не знают, какое у них соотношение волокон, однако в процессе естественного отбора из группы стайеров отсеиваются спортсмены с преобладанием быстрых волокон, а из группы спринтеров — с преобладанием медленных. Но это примеры, так сказать, крайних случаев. А ведь на практике атлет может довольно успешно выступать на какой-то дистанции, в то время как на другой дистанции (в силу особенностей состава мышц) он имеет, несомненно, большие данные. Именно в этих случаях, особенно при отборе и специализации, на помощь тренерам приходят методы, позволяющие определить состав мышц.
Наиболее совершенным методом является биоптическая пункция поперечно-полосатых мышц с последующим электронно-микроскопическим исследованием пунктата (Б. Салтин и др.). Процедура эта довольно сложная и несколько болезненная, хотя и безвредная, но зато она помогает сберечь иногда годы упорного и малопродуктивного труда тренера и спортсмена, особенно в случаях неправильного выбора специализации. Кроме того, полученная информация позволяет тренеру более успешно и целенаправленно развивать наиболее сильные стороны своего ученика и максимально использовать их во время соревнований.
Соотношение быстрых и медленных волокон в мышцах спортсменов можно определить также методом, предложенным профессором Н. В. Зимкимым с соавторами, однако он менее надежен. На мышцу подается электрическое раздражение, в ответ на которое сокращаются все ее волокна. Сокращение мышцы регистрируется при помощи наложенного на нее тензодатчика. В полученной двугорбой кривой величина первой волны обусловлена сокращением быстрых волокон и коррелирует с их количеством, а второй — медленных.
Одной из фундаментальных Характеристик мышцы, отражающей как ее свойства, так и состояние нервно-мышечного аппарата, является величина мышечного тонуса. В спортивной практике для измерения мышечного тонуса обычно используют миотонометр Уфлянда. Большую работу по изучению мышечного тонуса у спортсменов применительно к особенностям тренировочного процесса провел Ф. М. Талышев с соавторами. Были определены три показателя: “тонус покоя”, когда мышца полностью расслаблена, “амплитуда тонуса” при максимальном напряжении мышцы и “остаточный тонус” — разница между “тонусом покоя” до и после максимального напряжения или сокращения мышцы. Величина “тонуса покоя” зависит от длины мышцы, поперечного сечения и физических свойств. Величина “остаточного тонуса” отражает метаболические и физические свойства мышцы, адаптацию к выполняемой нагрузке, характер восстановления после работы.
Наиболее информативным с точки зрения контроля и коррекции тренировочного процесса является определение показателя “остаточного тонуса” после специфичной для данного вида легкой атлетики стандарт ной нагрузки. Оно проводится на тех мышцах, на которые падает основная нагрузка и которые в наибольшей степени могут лимитировать работоспособность. Увеличение “остаточного тонуса” до трех единиц по шкале миотонометра рассматривается как норма, увеличение более чем на 5 единиц свидетельствует о недовосстановлении и требует снижения нагрузок на соответствующие мышцы или проведения восстановительных мероприятий. Увеличение “остаточного тонуса” более чем на 8 единиц указывает на то, что выполняемая нагрузка превышает функциональные возможности нервно-мышечного аппарата данной группы мышц и необходимо внести коррективы в тренировочный процесс, иначе могут возникнуть патологические изменения в мышцах, что может привести к травмам. Уменьшение более чем на 5 единиц “амплитуды тонуса” после стандартной нагрузки по отношению к ее величине до нагрузки указывает на неадекватно высокую интенсивность выполняемой работы и требует увеличения интервалов отдыха между повторными выполнениями аналогичных нагрузок.
В последние годы для контроля за состоянием мышц легкоатлетов широкое распространение получил новый информативный и сравнительно простой метод сейсмомиотонографии (В. Федоров, Ф. Талышев). Этот метод позволяет определять такие важнейшие параметры физического состояния мышц, как эластичность и растяжимость, или, иначе говоря, их упруговязкие свойства. Суть метода заключается в регистрации при помощи сейсмодатчика механических колебаний, распространяющихся по мышце под действием дозированного удара по ней (падение шарика диаметром 7,7 мм, весом 2 г с высоты 35—40 см). При этом на движущейся ленте записывающего устройства регистрируется синусоидальная затухающая кривая, частота колебаний которой (в герцах) принимается за показатель упругости, а показатель вязкости связан с крутизной затухания колебаний.
Рассмотрим те процессы в мышце, которые определяют работоспособность и находят отражение в упруговязких свойствах.
Каждая мышца состоит из большого числа мышечных волокон, внутри которых проходят пучки миофибрилл, являющихся сократительным аппаратом мышечного волокна. Миофибрилла построена из нитей двух белков: актина и миозина. В основе механизма сокращения и расслабления мышц лежит взаимное перемещение (“скольжение”) нитей актина и миозина относительно друг друга. Для сокращения мышцы необходимо наличие источника энергии (АТФ) и повышение концентрации ионов кальция в области миофибрилл. При этих условиях нити актина и миозина сближаются, и мышца укорачивается. При расслаблении концентрация ионов кальция снижается, расстояние между нитями увеличивается, и мышца удлиняется.
При утомлении, метаболических нарушениях или ухудшении трофики истощаются запасы АТФ, замедляются изменения концентрации ионов кальция, что приводит к снижению работоспособности, заболеваниям и травмам. На ранних этапах эти изменения для спортсмена и тренера проходят незаметно, но могут быть зарегистрированы в динамике упруговязких свойств, особенно в ухудшении способности к расслаблению — наиболее раннему и важному признаку снижения работоспособности.
Проведенные исследования показали, что чем выше спортивная форма атлета, особенно специализирующегося в скоростно-силовых видах, тем лучше расслабляются во время отдыха его мышцы. Этот показатель с некоторыми оговорками может коррелировать со спортивным результатом.
Показатели упругости расслабленной мышцы достаточно сильно различаются не только для разных мышц, но и для идентичных мышц у отдельных спортсменов, то есть в данном случае можно говорить об индивидуальной норме. По динамике этих показателей можно судить о степени воздействия нагрузок на те или иные мышцы раньше, чем спортсмен начнет предъявлять жалобы. Увеличение показателя упругости расслабленной мышцы относительно наименьших индивидуальных значений на 2—3 гц можно считать в пределах нормы, увеличение на 5—6 гц является признаком недовосстановления, увеличение на 7—8 гц указывает на значительные изменения в мышце, связанные с выраженным утомлением. Метод сейсмомиотонографии позволяет также оценивать эффективность различных восстановительных мероприятий (массажа, физиотерапевтических процедур, фармакологических и тренировочных средств). Универсальным физиологическим приспособлением мышц спортсмена к выполнению больших физических нагрузок является развитие мышечной гипертрофии. С точки зрения повышения работоспособности этот механизм адаптации, безусловно, полезен, поскольку увеличение мышцы до определенного предела сопровождается повышением силы мышечного сокращения. Однако гипертрофия вызывает такие изменения в мышце, которые могут явиться причиной снижения работоспособности и развития заболеваний, особенно у атлетов, специализирующихся в скоростно-силовых видах.
Дело в том, что при развитии гипертрофии увеличение мышечной массы опережает развитие сосудистой сети. Ухудшается питание и снабжение мышцы кислородом, медленнее удаляются из нее шлаки, быстрее накапливаются токсические вещества. Кроме того, в мышце происходит замедление метаболических процессов, поскольку поверхность мышечной клетки, через которую осуществляется обмен веществ, при гипертрофии увеличивается медленнее, чем объем клетки. Таким образом, значительная гипертрофия неизменно приводит к замедленному восстановлению мышцы после работы, ухудшению качеств, как скорости, так и выносливости, повышению травматизма. К тому же развитие соединительно-тканных образований (связки, сумки, сухожилия) происходит значительно медленнее, чем увеличение мышечной массы, и повышенная нагрузка на эти образования, обусловленная увеличением силы гипертрофированных мышц, является дополнительным фактором травматизма.
Таким образом, говоря о гипертрофии как о полезном приспособительном механизме повышения работоспособности, необходимо учитывать и вредные последствия, связанные с переходом количественных изменений в новое, нежелательное качество при избыточной гипертрофии. Необходимо избегать форсированного увеличения мышечной массы. Не следует также применять для “накачивания” мышц упражнений, не имеющих четкой функциональной направленности. Специальные упражнения необходимо сочетать в тренировках с работой восстановительного и общеукрепляющего характера.
Для контроля за состоянием гипертрофированных мышц, оценки степени утомления и восстановления, профилактики травматизма кроме упомянутых выше используются также дополнительные методы (рео - и плетизмография для исследования кровотока, электромиография для выяснения характеристик нервно-мышечного аппарата и другие методы). Такой контроль в сочетании с постоянным врачебным контролем обеспечивает оптимальное развитие гипертрофии и стойкое повышение работоспособности.
Важнейшим фактором, определяющим состояние и работоспособность мышц, непосредственно связанным с обменом веществ, является энергообеспечение мышечной деятельности. Преобладание того или иного типа энергообеспечения зависит от специализации легкоатлета и развивается в процессе спортивного совершенствования, имея, однако, генетические предпосылки, которые можно рассматривать как элемент спортивного таланта. Тип энергообеспечения специфической работоспособности определяет особенности построения тренировочного процесса и системы восстановительных мероприятий, направленных на повышение энергетического потенциала мышц.
Так, для легкоатлетов с алактатным механизмом снабжения энергией (прыгунов, метателей) суперкомпенсация запасов креатинфосфата (Кф) более успешно происходит в тех случаях, когда после кратковременной работы субмаксимальной и максимальной мощности следует 8—12-минутный период работы в аэробной зоне. Многократные повторные нагрузки, связанные с использованием Кф, при уменьшении интервалов работы в аэробной зоне приводят к истощению энергетических запасов, развитию дистрофических изменений, а затем и травмам.
Для легкоатлетов с преимущественно гликолитическим энергообеспечением (бегуны на 200, 400 и 800 м) рекомендуется работа под контролем показателей лактата крови, причем продолжительность работы в смешанной и анаэробной зонах должна быть тем короче, чем выше уровень лактата. Это связано с тем, что при работе в этих зонах накапливается молочная кислота, которая закисляет ткани и приводит к разрушению митохондрий-внутриклеточных образований, обеспечивающих тканевое дыхание. Кроме того, длительное повышение рН крови и тканей ведет к необратимым изменениям в мышцах, связках и сухожилиях.
Гликолитическое энергообеспечение возможно только при условии достаточных запасов основного источника анаэробного окисления — гликогена, депонированного в печени и мышцах, причем мощность и продолжительность снабжения энергией, а, следовательно, и выполняемой работы тем больше, чем выше запасы гликогена. В настоящее время установлено, что наибольшего энергетического потенциала в гликолитической зоне можно добиться в тех случаях, когда после истощающей тренировки в смешанной или анаэробной зоне спортсмен получает сразу после работы до 150—200 г глюкозы с достаточным количеством жидкости. Затем, оставаясь на диете, богатой углеводами, он в течение двух-трех дней выполняет работу в аэробной зоне.
Атлетам с преимущественно аэробным типом энергообеспечения работы (стайеры, скороходы, марафонцы) рекомендуется (также под контролем лактата крови) планомерно увеличивать скорость бега в аэробной зоне, составляющую основу качества выносливости. При этом в мышцах нарастает как количество митохондрий, так и их ферментативная активность, что обеспечивает повышение мощности работы и продолжительности удержания высокой скорости бега.
В заключение остановимся на наиболее типичных жалобах, предъявляемых спортсменами в связи с изменениями, происходящими в мышцах. Чаще всего легкоатлеты предъявляют жалобы на “забитость мышц”. В основе этого синдрома лежит повышение тонуса работающих мышц, связанное со снижением, способности к расслаблению и обусловленное изменением, метаболизма и трофики в результате воздействия неадекватных нагрузок. В этом случае рекомендуется временное переключение нагрузки на другие группы мышц, снижение интенсивности работы, тепловые водные процедуры и электропроцедуры, плавание, восстановительный массаж с согревающими мазями. Часто возникающая “забитость мышц” может быстро привести к развитию дистрофических изменений, снижению работоспособности и травмам.
Нередко легкоатлеты жалуются на боли в одной или обеих стопах при ходьбе или беге. Типичной причиной этих жалоб является плоскостопие, связанное с хроническим растяжением и травматизацией мышечно-связочного аппарата стоп, обусловленное нерациональной системой тренировок или первичной слабостью этого аппарата. При выраженном плоскостопии необходимо регулярно выполнять специальные упражнения на укрепление сводов стоп и периодически проводить курсы электростимуляции.
Довольно часто встречаются жалобы на тяжесть или слабость в конечностях. Как правило, они связаны с ухудшением локального кровотока и лимфообращения, особенно при значительной гипертрофии мышц. В этих случаях эффективными оказываются аэробные кроссы, плавание и восстановительный массаж в сочетании с тепловым процедурами.
Иногда у спортсменов по являются локальные боли конечностях, возникающие, как правило, во время тренировки или вскоре после нее. Эти боли обычно вызваны травматизацией тканей (мышц, связок, сухожилий, сосудов) и требуют проведения соответствующего лечения врачом. Грубой ошибкой является стремление спортсменов продолжать тренировки и “пересиливать” боль, что нередко приводит к развитию хронических заболеваний опорно-двигательного аппарата стойкому снижению работа способности.
Автор: М. ЗАЛЕССКИЙ, БУРХАНОВ А.
Электронный хронометраж, Платформа регистрации, timing events
Facebook
RSS