На правах рукописи

НЕТРЕБА Алексей Иванович

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТНО-СИЛОВЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ПОД ВЛИЯНИЕМ ТРЕНИРОВКИ В ИЗОТОНИЧЕСКОМ И ИЗОКИНЕТИЧЕСКОМ РЕЖИМАХ МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ И ПРИ ГИПОКИНЕЗИИ

03.00.13. - физиология

Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук

Москва - 2007

Работа выполнена в Государственном научном центре Российской Федерации - Институте медико-биологических проблем Российской Академии Наук.

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор ВИНОГРАДОВА Ольга Леонидовна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор СОНЬКИН Валентин Дмитриевич
доктор биологических наук, профессор ГОРОДНИЧЕВ Руслан Михайлович

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт физической культуры.

Защита диссертации состоится "18" мая 2007 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета К 002.111.01 в ГНЦ РФ - Институте медико-биологических проблем Ран по адресу: 123007, г.Москва, Хорошевское ш., 76а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ - Института медико-биологических проблем РАН.

Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат биологических наук Пономарева Ирина Павловна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Специфические изменения, происходящие в двигательной системе человека в результате воздействия различных режимов и типов физической тренировки - одна из наиболее интересных проблем физиологии мышечной деятельности. Исследователи пытаются ответить на вопрос: проявляется ли тренировочный эффект лишь в том режиме мышечной деятельности, в котором осуществлялась тренировка, или же этот эффект можно наблюдать и при использовании режимов тестирования, отличающихся от тренировочного. При изучении эффектов тренировки с использованием некоторых режимов мышечного сокращения установлена достаточно четкая и воспроизводимая специфичность тренировочных эффектов. Например, при тренировке с постоянной скоростью сокращения (изокинетический режим) максимальный прирост силы проявляется в основном на тех тренировочных скоростях, на которых производилась тренировка (Moffroid et al., 1970; Adeyanju et al.,1983; Бравая 1985; Petersen et al., 1989; Behm et al.,1991; Bell et al.,1992). Тренировка в эксцентрическом режиме мышечного сокращения приводит к большему приросту силы при тестировании именно в эксцентрическом режиме, то же справедливо и для тренировки в концентрическом режиме (Komi et al.,1972; Hater et al., 1991; Collander et al., 1992). Хорошо изучена специфичность тренировочных эффектов при тренировке в изометрическом режиме мышечного сокращения при различных значениях угла в суставе (Graves et al., 1989; Lindh et al., 1989; Bandy et al.,1993). Приведенные данные свидетельствуют о том, что максимальный прирост скоростно-силовых возможностей мышц регистрируется в том режиме тестирования, в котором осуществлялась тренировка. Данный феномен получил название "специфичность тренировочных воздействий".

Режимы мышечного сокращения, изучаемые в цитируемых работах, объединяет одно общее свойство - переменной (измеряемой) величиной является сила мышечного сокращения. Однако существуют условия, в которых нагрузка или сила, противодействующая мышечной тяге, остается постоянной, а переменной (измеряемой) величиной является скорость сокращения. Таким режимом мышечного сокращения является изотонический режим. При сравнении эффектов тренировки, в различающихся по измеряемому параметру режимах (изотонический и изокинетический), возникает проблема корректного сопоставления полученных приростов, поскольку приходится сравнивать различные двигательные качества: силу и скорость мышечного сокращения.

Таким образом, назрела необходимость разработки адекватного способа сопоставления скоростно-силовых возможностей мышц, регистрируемых в изотоническом и изокинетическом режимах сокращения. Использование данного способа оценки позволит существенно расширить возможности анализа скоростно-силовых возможностей мышц в широком диапазоне изменений двигательной активности: от резко ограниченного (гипокинезия в условиях моделируемой гравитационной разгрузки) до значительно повышенного (многолетняя физическая тренировка).

Цель работы.

Выявление специфических особенностей скоростно-силовых проявлений скелетных мышц человека в результате силовой тренировки в изотоническом и изокинетическом режимах мышечного сокращения и при гипокинезии в условиях гравитационной разгрузки.

Задачи исследования

1. Разработка обоснованного способа сопоставления скоростно-силовых возможностей скелетных мышц, регистрируемых в изотоническом и изокинетическом режимах мышечного сокращения (индекс межрежимной разности - МРР).
2. Анализ индекса МРР при нормальном уровне двигательной активности (физически активные нетренированные люди).
3. Анализ индекса МРР при повышенном уровне двигательной активности у высокотренированных спортсменов, тренирующихся с использованием преимущественно изотонического (конькобежный спорт), или изокинетического (академическая гребля) режимов мышечного сокращения.
4. Выявление ведущего звена нервно-мышечной системы, ответственного за специфические изменения скоростно-силовых возможностей мышц, развивающиеся в результате использования различных режимов тренировки.
5. Сравнительный анализ изменений сократительных возможностей мышц, регистрируемых в изотоническом и в изокинетическом режимах сокращения, при пониженном уровне двигательной активности (моделируемая гравитационная разгрузка).

Научная новизна.

1. Предложен адекватный способ сопоставления результатов скоростно-силового тестирования в изотоническом и изокинетическом режимах мышечного сокращения, основанный на анализе зависимостей "сила-скорость".
2. Выявлены различия в приросте скоростно-силовых возможностей мышц при тренировке в изотоническом и изокинетическом режимах мышечного сокращения. Наблюдается ярко выраженная специфичность тренировочных эффектов.
3. Установлена связь выраженности наблюдаемых различий с длительностью тренировки.
4. Раскрыты некоторые механизмы, лежащие в основе наблюдаемых изменений. Установлено, что в результате силовой тренировки на фоне различного метаболического обеспечения мышечной деятельности, несмотря на существенные межгрупповые различия в приросте максимальной произвольной силы (МПС) и размеров мышечных волокон, изменения электромиографической активности (ЭМГ-активность) в группах не различались. При этом изучаемый показатель (индекс МРР) в группах также не различается. Таким образом, изменение индекса МРР, по-видимому, отражает изменения, происходящие в центральном звене нервно-мышечного аппарата (НМА), а не на периферии.
5. Отмечено, что в условиях сухой иммерсии снижение скоростно-силовых возможностей мышц проявляется ярче при регистрации в изотоническом режиме, чем в изокинетическом. Наиболее выраженное снижение наблюдается на низких угловых скоростях в изокинетическом режиме и при высоких нагрузках в изотоническом.

Научно-практическая значимость.

Результаты данного исследования значительно расширяют современные представления о специфичности адаптационных реакций нервно-мышечной системы человека в широком диапазоне двигательной активности. Разработанный в результате исследований индекс межрежимной разности позволяет сопоставлять результаты скоростно-силового тестирования в изотоническом и изокинетическом режимах мышечного сокращения. Кроме того, результаты, полученные в ходе проведенных исследований, позволяют обоснованно подходить к выбору тренировочных воздействий, а также корректно оценивать изменения скоростно-силовых возможностей мышц в ответ на эти воздействия.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Имеется возможность адекватного сопоставления результатов скоростно-силового тестирования мышц в изотоническом и изокинетическом режимах сокращения на основании анализа зависимостей "сила-скорость".
2. Использование данного способа оценки позволяет выяснить, что:
   - скоростно-силовые проявления в изотоническом и изокинетическом режимах не различаются у нетренированных людей;
   - тренировка в изотоническом режиме мышечного сокращения приводит к большим приростам скоростно-силовых возможностей в изотоническом режиме;
   - тренировка в изокинетическом режиме мышечного сокращения приводит к большим приростам скоростно-силовых возможностей при тестировании в изокинетическом режиме.
3. Специфические изменения скоростно-силовых возможностей мышц при тренировке в различных режимах тесно связаны с ее длительностью.
4. Параметр, косвенно отражающий различия, происходящие в центральном звене НМА (ЭМГ-активность), а также величина индекса МРР, в группах тренирующихся с одинаковой моторной командой, но с различным обеспечением мышечной деятельности не различаются.
5. Снижение сократительных возможностей мышц-разгибателей коленного сустава, возникающего в результате ограничения уровня двигательной активности, при тестировании в изотоническом режиме проявляется ярче, чем в изокинетическом.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы были представлены на XIX съезде физиологического общества им И.П.Павлова (2004 г., Екатеринбург, Россия), на международном симпозиуме по биологической подвижности (2004 г., Пущино, Московская область), на IX, X, XI конгрессах Европейского колледжа спортивных наук (2004 г., Клермон-Ферра, Франция; 2005 г., Белград., Сербия; 2006 г., Лозанна, Швейцария), на IV, V конференциях по силовой тренировке (2004 г., Серрес, Греция; 2006 г., Оденса, Дания), на 25, 26, 27 конференциях Международного общества гравитационной физиологии (2004 г., Москва, Россия; 2005 г., Кельн, Германия; 2006 г., Осака, Япония),.

Диссертация апробирована на заседании секции "Космическая физиология и биология" Ученого совета ГНЦ РФ - ИМБП РАН 30 июня 2006 года.
По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста и состоит из введения, литературного обзора, описания методов исследования, 4-х глав собственных исследований, итогового обсуждения результатов исследований, выводов и списка цитируемой литературы. Последний включает 208 источников, 31 из которых опубликованы в отечественных изданиях, 177 - в иностранных. Диссертация иллюстрирована 14 рисунками и 9 таблицами.

Полный текст автореферата (в формате MS Word, 247 Kb)