При сопоставлении длительности периода молчания скелетных мышц в процессе сокращений трех типов обращает на себя внимание более короткая продолжительность периода молчания исследуемых мышц при эксцентрических сокращениях в обоих подходах в сравнении с его длительностью при многократных изометрических и концентрических сокращениях (табл. 6.2). Так, период молчания икроножной мышцы в первом и шестом повторениях первого подхода при эксцентрическом сокращении был меньше на 65,1 % и 73,2 %, чем при изометрическом, и на 74,5 % и 73,5 %, чем при концентрическом мышечном сокращении соответственно (p<0,05). Изменения длительности периода молчания камбаловидной мышцы по своей направленности и количественной выраженности были аналогичны описанным для икроножной мышцы.
Анализ результатов по регистрации амплитуды ВМО показал, что амплитуда ВМО икроножной мышцы в шестом повторении достоверно повышается в сравнении с первым при всех трех типах мышечных сокращений. Так, в первом подходе при изометрическом сокращении амплитуда увеличилась на 22,1 %, концентрическом – на 17,4 % и эксцентрическом – на 34,2 %. Амплитуда ВМО камбаловидной мышцы в течение шести повторений изменялась незначительно. Эти факты свидетельствуют о зависимости изменений возбудимости моторной зоны головного мозга от типа мышечного сокращения и соотношения быстрых и медленных двигательных единиц в мышцах-агонистах, обеспечивающих выполнение изучаемого двигательного действия.
При анализе возможных причин изменений тормозных процессов и возбудимости моторной зоны коры при выполнении многократных мышечных сокращений, на наш взгляд, следует обратить внимание на литературные сведения о механизмах управления движениями при специфической мышечной деятельности, предусматривающей многократное выполнение одних и тех же двигательных задач (А.Н. Бернштейн, 1947; Н.В. Зимкин, 1973; А.Б. Трембач, В.В. Марченко, 2003; О.Л. Виноградова и др., 2004; С.А. Моисеев, 2010). В соответствии с данными, приводимыми в этих работах, стандартный двигательный результат может быть достигнут за счет разной управляющей стратегии, используемой центральной нервной системой при выполнении двигательного действия. Это дает основания предполагать, что повышение выраженности тормозных процессов спинального и коркового уровня в шестом повторении изометрического и эксцентрического типов сокращений является результатом модификации двигательной команды, предусматривающей активацию соответствующей группы мышц с определенными характеристиками их активности.
В литературе по изучению проблемы снижения работоспособности при напряженной мышечной деятельности приводятся сведения об увеличении коркового периода молчания, вызываемого магнитной стимуляцией моторной зоны коры, в стадии явного утомления (Д.А. Петров и др., 2009; C. McHeil at al., 2009). В связи с этим можно полагать, что увеличение периода молчания в шестом повторении, свидетельствующее о нарастании тормозных процессов, в определенной степени может быть связано и с развитием утомления. Факт отсутствия изменений выраженности тормозных процессов в ходе повторных концентрических сокращений, на наш взгляд, можно объяснить тем, что этот тип сокращений наиболее характерен для естественной (повседневной) мышечной деятельности, и поэтому стратегия управления, используемая ЦНС, сама двигательная программа весьма стереотипны и устойчивы.
Особого рассмотрения заслуживает установленный нами факт повышения амплитуды ВМО икроножной мышцы в шестом повторении по сравнению с ее значением в первом при изометрическом и эксцентрическом типах сокращения и отсутствие аналогичного изменения моторного ответа камбаловидной мышцы. Известно, что в состав камбаловидной мышцы в основном входят медленные ДЕ, тогда как в икроножной мышце быстрые и медленные ДЕ содержатся примерно в равном соотношении (Р.С. Персон, 1969; А.Дж. Мак-Комас, 2001). При субмаксимальном сокращении, составляющем 80 % индивидуального максимума, активируются не только медленные, но и быстрые ДЕ икроножной мышцы. В связи с тем, что быстрые ДЕ обладают низкой выносливостью, в шестом повторении некоторые из них могут выключаться из работы и компенсироваться рекрутированием наиболее высокопороговых ДЕ с самой высокой амплитудой потенциалов действия их мышечных волокон. При такой организации активности быстрых ДЕ икроножной мышцы магнитная стимуляция моторной коры может вызвать синхронное возбуждение наиболее быстрых ДЕ с высокоамплитудными потенциалами действия, суммация которых и обеспечивает высокую амплитуду вызванного моторного ответа в заключительном шестом повторении.
Более высокая устойчивость возбудимости мотонейроннного пула камбаловидной мышцы по сравнению с икроножной мышцей при выполнении одной и той же двигательной нагрузки позволяет высказать некоторые соображения по поводу содержания силовой тренировки. Даже при выполнении односуставного двигательного действия одинаковая нагрузка сопровождается различными в количественном отношении функциональными изменениями в мышцах-агонистах, обеспечивающих реализацию движения. Еще более сложен вопрос о возможных изменениях функционального состояния мышц при выполнении многосуставного физического упражнения. Очевидно, что одинаковое число повторений в одном подходе будет сопровождаться различными функциональными изменениями в рабочих мышцах в зависимости от соотношения содержащихся в них быстрых и медленных волокон. Эффект тренировочного воздействия на рабочие мышцы, имеющие в своей структуре в основном медленные волокна, будет меньше, чем на "быстрые" мышцы, состоящие преимущественно, из "быстрых" мышечных волокон. Это нужно учитывать при планировании числа подходов и повторений в программе силовой тренировки.
Какая из описанных программ наиболее эффективна? На этот вопрос нет однозначного ответа. Дело в том, что при сравнительном экспериментальном исследовании эффективности различных программ возникают большие сложности в организации экспериментов таким образом, чтобы отличающимся фактором был только тип сокращения, а все другие компоненты сравниваемых программ были уравнены (G. Guilhem et al., 2010). Хорошо известно, что при использовании различных программ силовой подготовки могут изменяться:
1) количество подходов в одной серии тренировки, повторений в одном подходе, число серий в тренировке;
2) время и характер отдыха между повторениями, подходами, сериями, тренировочными занятиями;
3) величина преодолеваемого сопротивления (груза) и скорость движения;
4) величина исходных суставных углов и их изменения при движении.
Уравнять разные тренировочные силовые программы по всем перечисленным выше компонентам, оставляя при этом неизменным только тип мышечного сокращения, крайне сложно. Тем не менее, в научной литературе имеется целый ряд работ, в которых изучалась эффективность различных программ силовой подготовки.
Результаты сравнительных исследований разных силовых программ представлены в работе R. Berger (1963). Автор исследовал прирост силы под влиянием изотонических тренировочных программ и одной изометрической программы. Испытуемыми были студенты университета. Частота тренировок составляла 3 дня в неделю, общая продолжительность тренировочного цикла -12 недель для каждой программы. Изометрическая программа состояла из 2 максимальных сокращений, поддерживаемых от 6 до 8 с; каждое сокращение выполнялось на различном суставном угле. Две изотонические программы отличались одна от другой числом подходов и повторений. Только одна из изотонических программ оказалась более эффективной в сравнении с изометрической. Другими словами, в этом случае изометрическая программа и 2 изотонические программы были примерно сопоставимы по величине прироста силы.
В целом ряде исследований получены результаты, свидетельствующие о том, что силовые программы, базирующиеся на использовании динамической работы, обеспечивают более значительный прирост мышечной силы по сравнению с изометрическими программами. На рис. 6.4 представлены данные о приросте мышечной силы в результате применения изометрической, изотонической и изокинетической программ, каждая из которых продолжалась 8 недель, а частота тренировок составляла 4 дня в неделю (H. Thistle et al., 1967).