Физиологические и биоэнергетические причины мышечного отказа

Все спортсмены знают, что основным принципом силовой тренировки является выполнение заданного количества повторений в упражнении до отказа. То есть до того момента, когда выполнение последующего повторения становится невозможным. Вот только при всем видимом сходстве отказного повторения в любом силовом упражнении причины отказа на втором, шестом или пятнадцатом повторении различны. Давайте разберемся, что служит причиной мышечного отказа на каждом конкретном повторении. Рассмотрим все на примере жима штанги лежа.
Отказ на первом повторении
Это даже не отказ как таковой, а причина, по которой спортсмен не поднимает предельный вес в первой попытке, а во второй, отдохнув и настроившись, сумел его преодолеть. Этой причиной является нервный фактор, связанный с умением рекрутировать двигательные единицы. Есть еще технический момент, когда спортсмен ошибается и прикладывает усилия по неправильной траектории движения снаряда; но сегодня мы говорим о физиологических и биоэнергетических особенностях отказа. Рекрутировать все свои двигательные единицы – это очень сложная вещь, и этому специально надо учиться. Наша нервная система должна послать столько импульсов в спинной мозг, чтобы было возбуждено 100 % всех двигательных единиц и активизировались все мышечные волокна, задействованные в движении. Как правило, спортсменам соревновательного уровня это удается на 90 %, а новичкам и не тренирующимся – менее чем на 70 %, так что всегда есть резерв. Тренировки болгарских тяжелоатлетов по системе Ивана Абаджиева были направлены именно на то, чтобы спортсмен умел активировать все свои двигательные единицы. Мы будем говорить «все», предполагая 90 %. 10 % – это неприкосновенный запас на случай экстремальных жизненных ситуаций. Помните историю про старушку, вытащившую из горящего дома сундук со скарбом, который потом с трудом затаскивали четверо мужчин; или про полярного летчика, запрыгнувшего на крыло самолета, когда, развернувшись, увидел прямо перед собой белого медведя? Это как раз из той оперы. Под влиянием сильнейшего эмоционального стресса возможно рекрутировать 100 % двигательных единиц.
Отказ на втором или третьем повторении
На втором повторении причиной отказа также может являться нервный фактор, то есть недостаточное вовлечение в работу мышечных волокон, но уже здесь может быть и иная причина. При выполнении упражнения с большим весом за полсекунды работы тратится примерно половина запаса АТФ, находящегося в мышце, который восстанавливается за три-четыре секунды. Если второе повторение выполняется через одну-три секунды, то запаса АТФ в мышце недостаточно для выполнения следующего повторения.
Напомню физиологию мышечного сокращения
Сократительным аппаратом мышечного волокна (мышечной клетки) являются специальные органеллы – миофибриллы. Число миофибрилл в волокне достигает двух тысяч. Состоят миофибриллы из последовательно соединенных саркомеров, каждый из которых включает нити актина и миозина. Между актином и миозином могут образовываться мостики в присутствии кальция, который попадает в клетку при ее нервном возбуждении. При затрате энергии, заключенной в АТФ, может происходить поворот мостиков, т. е. сокращение миофибриллы, сокращение мышечного волокна и сокращение мышцы в целом. Энергии одной молекулы АТФ достаточно для одного поворота (гребка) миозиновых мостиков. Мостики расцепляются с актиновым филаментом, возвращаются в исходное положение, сцепляются с новым участком актина и делают гребок. Энергия АТФ в основном требуется для разъединения. Для очередного гребка нужна новая молекула АТФ. При недостаточном количестве молекул АТФ миофибрилла сократиться не сможет, несмотря на наличие нервного возбуждения клетки.
Количества АТФ в миофибриллах хватает на одну-две секунды высокоинтенсивной работы, но с первой же секунды работы в мышце разворачивается процесс ресинтеза миофибриллярных АТФ за счет КрФ (креатинфосфата). Одновременно с этим в мышце начинаются процессы аэробного и анаэробного гликолиза. Эти процессы менее мощные, чем расщепление КрФ, поэтому молекулы АТФ, образуемые при гликолизе, в первую очередь идут на ресинтез КрФ, и только после полного исчерпания запасов КрФ в мышце идут непосредственно на обеспечение мышечного сокращения. Аэробный гликолиз проходит в митохондриях ОМВ (окислительных мышечных волокон) и ПМВ (промежуточных мышечных волокон). В них молекула глюкозы расщепляется с участием кислорода, образуя 38 молекул АТФ, углекислый газ и воду. Анаэробный гликолиз проходит в саркоплазме ГМВ (гликолитических мышечных волокон), без участия кислорода. В результате него образуется две молекулы АТФ и молочная кислота. Молочная кислота – нейтральная молекула, но она может распадаться на лактат и ион водорода. Лактат – крупная молекула, поэтому не может участвовать в химических реакциях без участия ферментов, по этой причине он не может повредить клетке. Ион водорода – это самый маленький атом, к тому же заряженный, поэтому он способен проникать в сложные структуры, где приводит к существенным химическим разрушениям. Также ионы водорода препятствуют ионам кальция присоединяться к актину, что делает невозможным мышечное сокращение. Чем больше ионов водорода, тем больше закисление мышцы и разрушение в ней белковых структур, тем сложнее выполнить следующее повторение.
Отказ на четвертом-шестом повторении
При работе большей продолжительностью вес штанги соответственно ниже. Включается механизм рекрутирования мышечных волокон. Креатинфосфат уже начинает тратиться на восстановление АТФ, и уже начинается накопление молочной кислоты. Причина отказа комбинированная – из-за недостатка АТФ, связанная с исчерпанием запасов креатинфосфата и с появлением ионов водорода, которые затрудняют мышечное сокращение.
Отказ на седьмом-девятом повторении
Вес штанги еще ниже, соответственно, роль недостатка АТФ в причине наступления мышечного отказа уменьшается, так как процесс ресинтеза АТФ с помощью креатинфосфата проходит более активно, а роль ионов водорода увеличивается.
Отказ на десятом-пятнадцатом повторении
После 30 секунд работы, а это примерно 10-12 повторений, причина отказа – полное исчерпание креатинфосфата и скопление большого количества ионов водорода. Восстановление будет длиться очень долго. При увеличении количества повторений каждый повторный подход становится более тяжелым в связи с накоплением ионов водорода, а ионы водорода из клетки быстро не уходят (от двух минут до часа).
Работа свыше 15-20 повторений (40 секунд активной работы) не представляет никакого интереса с точки зрения силовой подготовки, поскольку в мышцах начинается сильнейший катаболизм из-за большой концентрации ионов водорода, которые сами по себе разрушают клетку. А кроме того, активизируются лизосомы, которые внутри клетки начинают «поедать» травмированные белковые структуры. Критерием оценки сильнейшего накопления ионов водорода служит сильное мышечное жжение, из-за которого, в общем-то, и приходится остановить выполнение упражнения. А если вы, например, сделали 20 повторов приседаний, и отказом послужил недостаток сил, то это уже не так критично.