Общим метолом изучения механизмов, лежащих в основе увеличения силовых возможнотей вследствие тренировочных занятий, являтя сопоставление временных изменений ЭМГ и размера мыши (например, площади поперечногo сечения целой мышцы или мышечного волокна). Результаты проведенных исследований показывают, что изменение ЭМГ происходит до изменения размера мышцы, и оно более значительно; кроме того, программы тренировочных занятий, слишком непродолжительные, чтобы вызвать морфологические изменения, могут тем неменее изменять ЭМГ и силовые возможности (Hakkinen, Alen, Komi, 1985; Rutherford, Jones, 1986). Например, на рис 9.10 показаны временные изменения площади поперечного сечения четырехглавой мышцы бедра (определенные с помошью метода магнитного резонанса), интегрированной ЭМГ, а также максимальной изометрической силы после 60 дней тренировочных занятий и 40 дней без занятий (Narici, Roi, Landoni et.al, 1989). Увеличение ЭМГ было не пропорционально больше увеличения размера мышцы. Эти результаты подтверждают вывод, что прирост силы возможен без адаптационных реакций в мышце, и не возможен без адаптационных реакций нервной системы.
Адаптационные реакции, по-видимому, имеют место на всех уровнях нервной системы. Некоторые типы адаптационных реакций, происходящих в нервной системе, приводятся ниже.
1. Воображаемые сокращения. Пожалуй, наиболее убедительное доказательство существования адаптационных реакций в нервной системе было получено при исследовании прироста силы вследствие изометрических сокрашений. Одна группа испытуемых выполняла сокращения, тогда как испытуемые другой группы только представляли, что выполняют сокращения (Уnc, Сole 1992). Исследование предполагало выполнение упражнений для мышц кисти 5 раз в неделю в течение 4 недель. У испытуемых, мысленно представлявших, что они выполняют максимальные изометрические сокрашения, мышца не активировалась (отсутствовала ЭМГ). Результаты исследований приведены на рис 9.11.
|
|
Максимальная изометрическая сила мышц тренируемой руки увеличилась у испытуемых обеих групп (30% — в группе, выполнявшей сокрашения, и 22% — в группе мысленно представлявших выполнение сокращений), и не увеличилась у контрольной группы испытуемых, которые не выполняли упражнения. Кроме того, у испытуемых обеих групп увеличилась максимальная изометрическая сила мышц нетренируемой руки (14% — в группе выполнявших сокращение и 10% — в группе представлявших выполнение), хотя и в меньшей степени. Поскольку мышца не активировалась у испытуемых, мысленно представлявших, что выполняют сокращения, прирост силы у них, по-видимому, был обусловлен адаптационными реакциями нервной системы.
2. Координация. В исследованиях Rutherford, Jones (1986) группа испьтуемых в течение 12 недель выполняла двустороннее выпрямление ноги в коленном суставе. Нагрузка составляла 6 МП, т.е. около 80% максимальной. Максимальную силу изометрического произвольного, сокращения и тренировочную нагрузку регистрировали в течение всего периода тренировок. Рис 9.12 иллюстрирует изменение взаимосвязи сила—тренировочная нагрузка, имевшее место после начала тренировочных занятий. Прирост силы, показанный смещением вдоль оси х, составил 20% у мужчин и 4% у женщин. В то же время тренировочная нагрузка (смещение вдоль оси у) увеличилась на 200% у мужчин и на 240% у женщин. Поскольку величину силы тестировали при изометрических сокращениях, в то время как упражнение включало и динамические сокращения, более существенное увеличение тренировочной нагрузки, было, по-видимому, обусловлено улучшением координации при выполнении упражнения разгибания ноги в коленном суставе. Подобная ааптационная реакция, очевидно, вызвана влиянием нервной системы.
|
|
Коактивация. Когда испытуемые выполняют максимальное произвольное сокрашение, в мышце-антагонисте, как правило, отмечается значительная активность ЭМГ (Dimitrjevic et al, 1992). Коактивация затрудняет измерение силы, поскольку сила, измеряемая при проведении силового теста, представляет собой результирующую производительность (разницу), обусловленную активацией группы мышц агонистов-антагонистов. Следовательно, очевидный прирост силы (результирующая сила) может быть обусловлен просто пониженной степенью коактивации.
4. Поперечное развитие. В пронессе реабилитационных мероприятий, а также тренироочных занятий силовой направленности часто наблюдают, что физические нагрузки одной половины тела приводят к изменениям во второй половине. Эту адаптационную реакцию иллюстрирует pис.9.12, показывающий прирост силы мышц правой (нетренированной) руки в результате выполнения упражнений левой рукой. Подобная адаптационная реакция наблюдается при использовании различных программ тренировочных занятий (рис.9.13), включая мысленное представление выполнения сокращений и активацию мышцы при произвольных сокрашениях и нервно-мышечном электростимулировании. Поскольку эта реакция происходит без активации (ЭМГ отсутствует) мышц противоположной конечности (Devine, LeVean, Yack, 1981; Panin, Lindenaner, Weiss, Ebel (1961), а также без изменения площади мышечных волокон или активности ферментов (Ноnston, Froese, Valeriote et al., 1983), прирост силы в нетренированной конечности, обусловлен, по-видимому, алаптационными реакциями нервной системы. Более того, следует отметить увеличение амплитулы ЭМГ в нетренированной конечности, связанной с максимальным произвольным сокращением (Butler, Darling, 1990).
|
|
5. Двусторонний лефицит. Одновременная активация обеих конечностей обычно приводит к снижению силы. Ее уменьшение во время максимального произвольного сокращения в этих условиях называют двусторонним дефицитом (Howard, Enoka, 1991; Secher, Rube, Elers, 1988), однако он ограничен гомологичными мышцами. Двусторонний дефицит (рис.9.14) — изометрическое сокращение мышц разгибателей локтевого сустава (трехглавых мыши плеча); локтевой сустав образует прямой угол. Каждая колонка на рис.9.14 соответствует одной попытке. В первой попытке (левая колонка) испытуемый выполнял максимальное изометрическое сокращение правой рукой. В третьей попытке (правая колонка) испытуемый выполнял максимальное изометрическое сокращение левой рукой. Bo второй попытке (средняя колонка) испытуемый одновременно максимально активировал разгибатели локтевого сустава обеих рук. На рис.9.14 показана ЭМГ трехглавой мышцы плеча (агониcra) и двуглавой мышцы бедра (антагониста) и двуглавой мышцы бедра (антагониста). Максимальная сила, образуемая мышцами каждой руки, и количество ЭМГ были меньше во время двусторонних сокращений (т.е. двумя руками). Снижение силы вследствие двустороннето дефицита в среднем составляет — 5..—10% максимальной. Вследствие уменьшения ЭМГ агониста и повышения степени коактивации во время двустороннего сокращения двусторонний дефицит должен быть обусловлен влиянием со стороны нервной системы (Еnока, 1988; Howard, Enoka, 1991; Koh, Grabiner, Clongh, 1993).
Хотя в большинстве исследований двусторонних взаимодействий отмечали двусторонний дефицит, они (двусторонние взаимодействия), по-видимому, изменяются вследствие тренировок. Так, Howard, Enoka (1991) сравнивали максимальную изометрическую силу при сокращениях мышц- разгибателей коленного сустава одной и двумя ногами и обнаружили двусторонний дефицит у нетренированных испытуемых (-9,5%) и велосипедистов высокого уровня (-6.6%), аутяжелоатлетов — двусторонний прирост (+6,2 %). Двусторонний прирост означает, что максимальная изометрическая сила наблюдается при сокращениях в обеих конечностях. Кроме того, Howard (1987) выяснил, что 3-недельные “двусторонние” тренировочные занятия оказались достаточными, чтобы у нетренированных испытуемых двусторонний дефицит (-3.7%) перешел в двусторонний прирост (+4,2 %).
Потенциация рефлексов. При возникновении максимальной М-волны в мышце, находящейся в состоянии покоя, как правило, не наблюдается Н-рефлекс. В то же время при произвольном сокращени мышцы наблюдаются две рефлекторные реакции (V1 и V2). V1 имеет такую же латентность, как и H-рефлекс, тогда как V2 характеризуется более продолжительной латентностью (Upton, McComas, Sica, 1971). Влияние тренировочных занятий силовой направленности на эти реакции определяли, вычисляя коэффициент потенциации, т.е. отношение амплитуд реакций V1 и V2 к амплитуде М-волны в мышце, находящейся в покое. Потенциация рефлексов наблюдается не во всех мышцах и более очевидна у тяжелоатлетов и сильнейших спринтеров; потенциация рафлексов усиливается вследствие занятий силовой направленности (Sale, 1988). Величина потенциации рефлексов, oчевидно, служит показателем активации двигательных единиц при произвольном сокращении.
Синхронизация. Одним из наиболее часто цитируемых примеров адаптационных реакций нервной системы, обусловленных тренировочными занятиями силовой направленности, является изменение степени синхронизации различных двигательных единиц. Это свойство — мера временного совпадения потенциалов их действия. Высокая степень синхронизации означает, что двигательные единицы разряжают потенциалы действия почти в одно и то же время.
Адаптационные реакции нервной системы, описанные в этом разделе играют важную роль в начальной фазе тренировочной программы (Sale,1988), в частности, начинающих тяжелоатлетов.