Традиционно одной из основных проблем, связанных с физическими нагрузками, является утомление рабочих мышц. Утомление включает в себя: накопление продуктов распада (метаболический компонент) - лактата, аммиака; истощение энергетических запасов мышечных клеток (гликогена, АТФ); повреждение структуры мышечных волокон. Эти процессы могут сопровождаться сильными болевыми ощущениями, слабостью мышц, потерей координации, эмоциональным стрессом.
1. Метаболический «мусор» и режимы работы мышц
Наиболее известным «виновником» боли и усталости мышц является лактат (соль молочной кислоты) - продукт клеточного метаболизма (обмена веществ в процессе сокращения мышц).
Почему он образуется и при каких условиях?
Не вдаваясь в химические подробности процесса образования лактата, важно знать, что образуется он в процессе расщепления (гликолиза) в мышцах глюкозы (гликогена) при условии, что это происходит в анаэробном = бескислородном режиме (высокоинтенсивный режим работы мышц, когда клеточного кислорода недостаточно).
Зачем мышцам нужна дополнительная глюкоза? Неужели им мало тех белков, жиров, углеводов и витаминов, которые в результате пищеварения поступают в кровь и питают их клетки?
Эта глюкоза, которую мышцы запасают в виде гликогена, нужна им для того, чтобы снабжать свои электростанции топливом. Электростанциями клеток, в том числе мышечных, являются митохондрии - структуры (органеллы) внутри клетки. Топливом для них служат специальные молекулы - АТФ (аденозинтрифосфат). Без этих молекул не может происходить ни один процесс в организме - они основной источник энергии, можно сказать основная «валюта». Мышечное волокно совершает движение, используя энергию АТФ. Именно на создание (восстановление) АТФ и расходуется глюкоза в мышцах, просто делается это разными способами, в зависимости от количества наличного кислорода и некоторых других элементов (ферментов). Иными словами, мышцы не сами «кушают» эту глюкозу, а «покупают» на нее топливо для своей работы.
Обычно (вне тренировки) мышцы работают в умеренном режиме: удерживают позу (стоя, сидя); обеспечивают ходьбу, ношение небольших грузов (сумка), выполнение повседневной работы. К такому же режиму (аэробному) работы мышц относятся и тренировки на выносливость (длительная нагрузка средней интенсивности) - бег трусцой, марафонский бег, быстрая ходьба, гребля и другие. Для такой деятельности достаточно того кислорода, который находится в мышцах. При этом процесс окисления глюкозы проходит в аэробном (с высоким потреблением кислорода) режиме и лактата образуется незначительное количество. В таком режиме для производства АТФ используется не только глюкоза, но и жирные кислоты (составляющие жировой ткани), аминокислоты (элементы белков), а также может «дожигаться» молочная кислота (оставшаяся от интенсивной работы в анаэробном режиме).
Итак, энергоресурсы мышц восполняются несколькими способами, выбор которых зависит от вида нагрузки (интенсивность и длительность), от степени тренированности человека (у спортсменов есть еще креатинфосфатный способ производства АТФ), от индивидуальной комплектации его мышечных волокон (быстрые - белые, красные - медленные).
Метаболические продукты - лактат, аммиак, фосфорная кислота, будут образовываться в больших объемах только при анаэробных способах (гликолиз, креатинфосфокиназный, миокиназный).
Преимущество анаэробных режимов в том, что они производят наибольшее количество энергии по сравнению с аэробным способом. При расщеплении 1 г глюкозы анаэробным способом получается 36 молекул АТФ, а при аэробном - всего 2 молекулы.
Анаэробный режим - это большая мощность, короткие промежутки времени, быстрое истощение запасов гликогена и образование побочных продуктов (режим спринтеров, бодибилдеров, тяжелоатлетов).
Аэробный режим - малая и средняя мощность, длительная нагрузка, почти отсутствие тяжелых метаболитов, большой запас исходного топлива. Сначала сгорает гликоген, затем используется жировая ткань, затем белки. На одной жировой ткани (жирных кислотах) организм может работать в аэробном режиме непрерывно 7-10 дней. Это основной повседневный режим работы мышц и всех видов спорта на выносливость.
Почему избыток лактата создает болевые ощущения, слабость в мышцах?
Скопление молочной кислоты (лактата) провоцирует образование большого количества ионов водорода в мышечных клетках, которые блокируют мышечное сокращение - возникает слабость, невозможность продолжать движение. Вместе с тем повышается гидростатическое давление, и жидкость из плазмы крови начинает заполнять мышечную ткань - образуется отек. Лактат сдвигает pH - баланс клетки в кислую сторону, развивается ацидоз. Снижается проводимость нервных тканей, и раздражаются болевые рецепторы клетки.
Помимо лактата в работающей мышце образуется аммиак как продукт распада белковых соединений (аминокислот). Аммиак в свою очередь блокирует выход (утилизацию) молочной кислоты из клетки и усиливает ацидоз. Длительное нахождение аммиака и лактата в клетке разрушающе действует на структуру волокна, оно повреждается.
Требуется как можно скорее транспортировать лактат и аммиак в печень для их трансформации соответственно в гликоген и мочевину. Гликоген будет возвращен в мышцы (круговорот глюкозы в организме), а мочевина выводится почками наружу.
Выведением «метаболического мусора» из мышц занимается лимфатическая и кровеносная система. Сначала лактат и аммиак диффундируются (проникают) в лимфатические капилляры, затем в сосуды, узлы и протоки, из которых поступают в венозное русло и далее - к печени. При интенсивной мышечной работе объемный ток лимфы (тканевой жидкости) увеличивается в 10-15 раз.
2. Какие виды тренировок (концентрические, эксцентрические и т.д) вызывают максимальное и минимальное утомление и почему. Типы мышечных волокон.
Наибольшее утомление и закисление мышц вызывают тренировки:
- на начальном уровне или после длительного перерыва;
- с максимальными отягощениями (≥70% от одноповторного максимума 1ПМ - вес, который человек может переместить данной мышцей один раз);
- с использованием эксцентрического режима работы мышц (мышца сокращается и при этом удлиняется - все уступающие движения возврата груза в исходное положение).
Наиболее оптимальный режим мышечного сокращения - концентрический, когда мышца сокращается и укорачивается одновременно (преодолевающий режим). При этом преодолевается сопротивление блочной тяги, свободного веса и (или) веса собственного тела.
Концентрический и эксцентрический режим относятся к динамическому типу. Чаще всего имеют вид восстановления АТФ - анаэробный с образованием лактата.
Есть еще один режим мышечного сокращения - статический, когда мышцы напряжены (сокращены), но никаких перемещений тела или груза не происходит. Длина мышцы при этом не изменяется. Этот режим преимущественно аэробный. Однако отмечу и существенный недостаток тренировок с использованием статики - снижение гемодинамики (движения крови по капиллярам и сосудам). Снижается приток крови к сердцу и соответственно от сердца, падает давление и может возникнуть гипоксия головного мозга. По окончании такой тренировки происходит резкий скачок артериального давления и есть опасность отрыва тромбов. Такая тренировка особенно негативно может повлиять на возрастных людей и тех, кто имеет проблемы с сердечно-сосудистой системой.
Утомляемость мышц обусловлена и самим типом волокон, из которых они состоят.
Таких типов выделяется три:
К типу I относятся все антигравитационные тонические мышцы, предназначенные для поддержания позы - икроножная и камбаловидная, околопозвоночные постуральные, трапециевидная, квадратная мышца поясницы и другие. Они являются самыми устойчивыми к утомлению. Содержание медленных красных волокон в них около 50%. Рекордсменом является камбаловидная мышца голени, имеющая 60-100% волокон медленного типа. Все вышеперечисленные мышцы работают постоянно и даже во сне могут сохранять остаточное напряжение до 40-50% от максимального.
Возможно, что при добавлении к постоянному напряжению еще и динамической работы их быстрых компонентов (2 и 3 типа) происходит та самая метаболическая перегрузка - закисление и боль. А в мышцах голени часто происходят метаболические судороги, особенно после интенсивных тренировок.
3. Способы восстановления мышц во время и после тренировки.
Что же можно сделать, чтоб избежать излишнего утомления (закисления, отеков и боли) мышц во время тренировок или устранить такие последствия?
1) Выбрать оптимальный режим работы для мышц.
- Наиболее благоприятный режим работы, где сочетается концентрический (преодолевающий) и эксцентрический (уступающий) тип движений, а также отсутствует статика и осевая нагрузка - силовая тренировка с грузо-блочным тренажером. В зависимости от веса груза и количества повторов она может быть как анаэробной (вплоть до мышечного отказа), так и аэробной;
- Из скоростно-силовых видов аэробной нагрузки - гребля, быстрая ходьба, плавание, беговые лыжи, велосипед и т.д;
- На третье место можно поставить тренировки с собственным весом в обоих режимах. Приседания, отжимания, подтягивания и др. - анаэробный режим. Круговые тренировки - аэробный режим.
- Самым нагрузочным видом тренировок с наибольшим закислением, кислородным долгом, натуживанием, осевыми нагрузками на скелет являются - силовые тренировки с перемещением свободного веса (штанги, гантели, гири).
2) Во время силовой тренировки после каждого подхода или упражнения нужно делать растяжку рабочих мышц (а если они имеют укорочение, то и их антагонистов). Растяжение мышц делается медленно на выдохе, без пружинных движений. Небольшими сериями по 10-15 секунд.
3) Скорость выполнения силовых упражнений не должна быть выше частоты дыхания. Средний темп позволит мышце отдохнуть в негативной (возврат в исходное положение) фазе. Быстрый темп создаст высокую концентрацию лактата и может повредить не только мышцу, но и ее сухожилие.
4) Во время тренировки нужно пить достаточное количество воды, по 2-3 глотка через каждые 10-15 минут.
5) После силовой тренировки полезно 10-15 минут поработать в аэробном режиме (ходьба, велосипед и т.д), чтобы помочь мышцам окислить остатки лактата.
6) Если отек и боль в мышцах (особенно в голени и двуглавой мышце бедра) сохраняются после тренировки:
- Провести водные процедуры перед сном или несколько раз в течение дня - душем с ледяной водой пролить ноги до покраснения кожи и ощущения «мурашек» (1-1,5 мин). Можно сделать контрастный душ - сначала холодный (1 мин), потом горячий (2-3 мин), в конце снова холодный (1 мин). Ноги можно не вытирать, дать воде высохнуть.
- Сделать массаж с акцентом на лимфодренажные методики.
- Если есть склонность к отекам ног и сильному закислению мышц можно рассмотреть покупку вибрационной платформы. Ее можно использовать для снятия отека, лимфодренажа и расслабления мышц. Кроме того, это прекрасный способ и эмоциональной разгрузки.
- Хорошие результаты показали и средства гирудотерапии (пиявки) при метаболических проблемах.
Упражнения на растяжение мышц ног и спины во время и после любых видов тренировок.
1. Четырехглавая мышца бедра (передняя поверхность).
2. Двуглавая мышца бедра (бицепс) и трехглавая мышца голени (икроножные и камбаловидная).
3. Мышцы голени и стопы.
4. Отводящие мышцы бедра, ягодичные, мышцы ротаторы бедра (грушевидная, квадратная).
5. Приводящие мышцы бедра.
6. Вся задняя поверхность тела (от трапециевидной до икроножной мышцы), включая мышцы спины.
Будьте здоровы!