2. Перестройка мышц под влиянием физических статических нагрузок

Одной из важных особенностей физической культуры йогов является сочетание в процессе тренировки динамических и статических нагрузок. Мышцы в процессе тренировки напрягаются или во время изменения положения тела, или путем волевого их напряжения. Есть два способа напряжения мышц - динамический и статический.

Рассмотрим некоторые морфологические особенности скелетных мышц и влияние динамических нагрузок.

Известны два типа мышечных сокращений - тонический и тетанический. Такая специализация мышечного аппарата происходила в процессе эволюции благодаря исключительно разнообразному характеру движений. Типичным примером тонического (медленного, сильного и длительного) типа сокращения может служить запирательная мышца некоторых моллюсков. Примером тетанического (быстрого, сильного) сокращения может быть портняжная мышца лягушки.

От характера деятельности мышц существенно зависят их энергетические затраты. Подсчитано, что того количества энергии, которое расходует скелетная мышца на поддержание в течение одной минуты определенного груза, хватило бы для тонической мышцы на трое суток. При этом тоническая мышца для поддержания максимального напряжения увеличивает обмен веществ лишь вдвое, тогда как такое же напряжение скелетной мышцы сопровождается усилением метаболизма в 10-15 раз.

Однако в большинстве случаев, особенно у млекопитающих, нет такого резкого подразделения мышц на тонические (статические) и тетанические (динамические). Оказалось, что все скелетные мышцы в большей или меньшей степени способны давать оба типа сокращений, и что причина этого лежит в особенностях строения таких мышц. Гладкая же мускулатура кишечника и других внутренних органов у человека являет собой пример тонических мышц. Так, медленные и сильные сокращения стенок пищеварительного аппарата, называемые перистальтикой, происходят обычно непроизвольно. Поперечнополосатые (в основном скелетные мышцы), участвующие в выполнении произвольных движений, являются примером тетанических мышц.

Нужно отметить, что классификация мышц по этому принципу не является совсем строгой. Например, мускулатура, участвующая в поддержании позы, работает в некотором роде непроизвольно; сердечная мышца - типично поперечнополосатая тоже работает непроизвольно (правда, за счет автоматизма), хотя на работу той и другой можно в определенных пределах влиять сознательно.

Преимущества жестких суставных скелетов, которыми обладают позвоночные, могли быть реализованы только при выполнении мышцами двоякой роли - статической (поддерживающей) и динамической (передвигающей).

Способность мышц производить тот или иной вид сокращения зависит от типа волокон, из которых они состоят.

Большинство мышечных волокон способны производить как тонические, так и тетанические сокращения, однако в мышцах есть волокна, специализированные лишь по одному типу сокращения. Преобладание таких специализированных волокон превращает мышцу в статическую или динамическую.

От функции и структуры мышц зависит их кровоснабжение. Длительные тонические сокращения статически работающих мышц способствуют развитию густой сети артерий, ветвящихся по рассыпному типу. В динамических мышцах преобладают артерии магистрального типа с острыми углами отхода боковых ветвей. В капиллярах статически работающих мышц наблюдаются местные расширения (вздутия), являющиеся как бы запасными резервуарами для крови, необходимой для правильного обмена веществ в мышцах в период длительного тонического сокращения, когда приток крови задерживается.

Однако самое главное состоит в том, что под влиянием тренировки в динамическом или статическом режимах в мышцах происходят соответствующие морфологические изменения: тренировка статическими нагрузками приводит к преобладанию признаков, характерных для тонических волокон (группировка миофибрилл, увеличение саркоплазмы); динамический режим тренировок приводит к преобладанию признаков тетанических волокон (равномерное распределение миофибрилл, уменьшение саркоплазмы, уменьшение миоглобина).

Это, конечно, не значит, что биохимические и морфологические особенности настолько специфичны, что исключают возможность выполнения мышцами нагрузок другого типа. Наоборот, это приводит к увеличению диапазона их возможностей.

Из приведенных выше данных видно, что статические упражнения не являются нефизиологичными. Характер деятельности мышц, например, при поддержании позы и при осуществлении так называемых активных движений существенно различен. Это приводит и к соответствующим морфологическим изменениям в самих мышцах. Тренировка мышц в статическом и динамическом режимах увеличивает функциональные возможности опорно-двигательного аппарата.

Не следует, однако, считать, что перестройка мышц в процессе их деятельности, увеличение их объема есть конечная цель физической тренировки. Например, в различных системах атлетизма и культуризма главное внимание уделяется увеличению мышечной массы, но при этом движения становятся менее ловкими, уменьшается выносливость к длительным физическим нагрузкам. Повышенное содержание гликогена в мышечных волокнах в момент развития большой мощности приводит к созданию огромного кислородного долга, справиться с которым организму без соответствующей тренировки довольно трудно.

Специальные исследования рабочей гипертрофии мышц на щенках показали, что абсолютный вес, например портняжной мышцы, увеличивается на 42,8 %. Но это увеличение идет за счет перегруппировки мышечных волокон в более крупные пучки (при этом возрастает сила) и главным образом за счет увеличения толщины волокон, а не за счет их числа. Во всяком случае, если число мышечных волокон и увеличивается, то совсем незначительно. Именно этот факт и объясняет быстрое уменьшение силы и появление дряблости мышц после прекращения их "накачки".

Мышечная работа есть проявление деятельности всего организма в целом, перестройка, происходит во всех органах и системах и в первую очередь в центральной нервной системе.

Статические упражнения, являясь одной из форм произвольной мышечной деятельности, вызывают значительные изменения корковых процессов. При статических усилиях в коре мозга в области двигательного анализатора возникает ограниченный очаг возбуждения, поддерживаемый с одной стороны формированием волевых импульсов, с другой - возбуждениями, приходящими от работающих мышц.

Наиболее характерным результатом статических упражнений является заторможенность целого ряда функций из-за возникновения в центральной нервной системе отрицательной индукции. Выраженность индукционных (то есть взаимных) отношений тем сильнее, чем выше волевое усилие. Причем это состояние более отчетливо проявляется при максимальном напряжении небольшой группы мышц, чем при среднем усилии большой группы мышц, хотя расход энергии в последнем случае может быть во много раз больше, чем в первом. После прекращения статического усилия, все заторможенные прежде функции осуществляются на более высоком уровне.