Развитие гибкости

Растягивание мышц и тренировка подвижности

Автор: Claudia Koch-Remmele

По мнению Weineck (2007), гибкость — это самостоятельная характеристика и вместе с мышечной силой, выносливостью и регулируемой ЦНС координацией относится к основным двигательным показателям физической работоспособности (Albrecht, Meyer, 2005; рис. 3.29).

Определение подвижности и ее виды

Под подвижностью понимают способность человека выполнять повседневные или связанные с определенным видом спорта движения с необходимой или оптимальной амплитудой (размахом) в задействованных при этом суставах. В качестве синонима «подвижности» в литературе часто используются понятия «пластичность» (Наrrе, 1975) или «гибкость» (Zaciorskij, 1972). От этих свойств следует отличать термины «подвижность в суставах» и «растяжимость». Подвижность в суставах зависит от формы костей, образующих суставы, в то время как растяжимость определяется способностью мышц и соединительной ткани вблизи суставов к растяжению. Они являются анатомо-физиологическими факторами подвижности и оба считаются ее компонентами.

Согласно общей тенденции принято различать общую и специфическую, активную и пассивную, а также статическую и динамическую подвижность. Когда уровень подвижности в самых важных суставах (суставах позвоночника, тазобедренных и плечевых) «достаточно высокий», это называют общей подвижностью. Величина общей подвижности может варьировать в зависимости от специфических требований (например, в массовом или профессиональном спорте). Специфическая подвижность означает, что один или большее количество суставов, играющих первостепенную роль в том или ином виде спорта, отличаются подвижностью, превосходящей средний уровень. Так, например, при метании копья важнейшее значение имеет подвижность в плечевом суставе руки, которой производится метание. Активная подвижность — это максимально возможная степень подвижности в одном суставе, достигаемая в результате сокращения мышц-агонистов при одновременном удлинении мышц-антагонистов. Под пассивной подвижностью понимают максимально возможную амплитуду подвижности в одном суставе, которая зависит от способности соответствующих мышц к растяжению и воздействия внешних факторов (например, помощь партнера или самопомощь, блочные устройства, отягощение или сила инерции). При этом, как правило, пассивная подвижность выше, чем активная. Статическая подвижность — это способность сохранять как можно более высокий уровень подвижности в течение длительного времени (от нескольких секунд до нескольких минут). Если же определенная степень подвижности обеспечивается активным участием соответствующих частей тела, го это называют динамической подвижностью (Klee, 2005).

Значение гибкости

Как в повседневной жизни, так и в спорте достаточный уровень подвижности является необходимым условием для выполнения различных движений (Нагге, 1975). Достижение оптимальной гибкости, специфичной для того или иного вида спорта, имеет множество положительных эффектов (Weineck, 2007).

• Качественная и количественная оптимизация специфической модели движения. Только при достаточной способности соответствующих мышц к растяжению регулируемая ЦНС внутри- и межмышечная координация способна обеспечить гармоничное, плавное и эстетичное движение. В результате становятся возможными оптимизация и достижение плавности, гармоничности и выразительности движения.

• Облегчение процесса освоения определенных двигательных навыков. Недостаточная подвижность (например, в тазобедренных суставах) усложняет процесс освоения техники движения в некоторых видах спорта (например, в гимнастике — перемах ноги врозь на перекладине, на земле, на брусьях или коне).

• Повышение мышечной силы. Укороченная мышца не способна развить оптимальную силу. Если она растягивается перед сокращением (как, например, большая грудная мышца во время замаха при метании копья), то ей приходится при этом оказывать более высокое сопротивление действию мышц-агонистов (остистая часть дельтовидной мышцы, подостная мышца, малая круглая мышца), что приводит к снижению общей производительности. С другой стороны, т. к. замах не может быть достаточно широким, сокращается путь ускорения, который, в свою очередь, отрицательно влияет на конечную скорость движения метающей руки или метаемого снаряда (в данном случае копья).

• Повышение быстроты движений и скорости реакции. Чем больше растягиваются во время спринта икроножные мышцы и мышцы-сгибатели тазобедренных суставов, тем энергичнее и быстрее касается земли опорная нога и приводится в движение маховая нога. Чем подвижнее спортсмен, тем быстрее он может принимать определенные положения, не оказывая большого сопротивления. Такая скорость реакции необходима прежде всего в спортивных играх. Также она играет большую роль и в других видах спорта, и в повседневной жизни, позволяя во многих ситуациях избежать травм.

• Повышение выносливости. При высокой подвижности уменьшается активность мышц-антагонистов. В результате процесс бега становится более экономичным благодаря сниженной потребности в энергии задействованных мышц.

Анатомо-физиологические факторы подвижности

Степень подвижности определяется многими факторами.

• Подвижность в суставах. Это свойство зависит от анатомических характеристик и может быть разным у различных суставов. Она зависит от строения суставов и определяется формой суставных поверхностей, рядом расположенными костными структурами, связками и капсулой суставов, которые соединяют компоненты сустава друг с другом. В отличие от растяжимости мышц, это свойство минимально поддается какому-либо воздействию (конституционный фактор). Хотя в условиях нефизиологической нагрузки в процессе тренировки детей и подростков изменения формы суставов все-таки возможны (Albrecht, Meyer, 2005).

• Растяжимость (способность к растяжению) мышц и соединительной ткани суставов. Данный фактор определяется как пассивными структурами (например, связками и капсулами суставов), так и активными структурами опорно-двигательного аппарата (мышечной тканью с соединительнотканными оболочками и сухожилиями). Сухожилия, капсулы и связки не отличаются растяжимостью, выполняя функцию стабилизации суставов. Возможность улучшения их способности к растяжению, в отличие от мышц, очень ограничена (Weineck, 2007).

• Общая физическая подготовленность — тренированность, величина мышечной массы, объем жирового слоя и соединительной ткани. В зависимости от тренированности гипертрофированная мышечная масса, например, у культуристов, может приводить к ограничениям подвижности по чисто механическим причинам. Также и рост объема жира и соединительной ткани у людей с избыточным весом может ограничивать подвижность в некоторых суставах.

• Индивидуальные факторы — возраст, пол и гормональный статус. Подвижность человека наиболее ярко выражена в детстве. С возрастом количество клеточных элементов сухожилий, связок и мышечных фасций уменьшается. Клетки ответственны за процессы синтеза, необходимые для сохранения тканей. Помимо уменьшения объема эластичных волокон откладывается мукополисахарид (длинные цепочки молекул сахара) и теряется жидкость (Weineck, 2007). В результате мышцы становятся менее эластичными, их сопротивление растяжению повышается и растяжимость снижается (повышенный пассивный тонус — см. ниже). Кроме того, в процессе старения мышечные волокна заменяются соединительной тканью, что уменьшает подвижность (Lindel, 2006). У женщин при повышении уровня эстрогенов, с одной стороны, сохраняется больше жидкости в тканях, но, с другой — повышается содержание жира и уменьшается количество мышечной ткани. При этом из-за снижения плотности ткани растяжимость увеличивается.

• Время дня (биоритмы), температура окружающей среды и температура тела и мышц. Согласно наблюдениям Ozolin (Weineck, 2007), максимальная гибкость достигается в районе 12 ч дня. Также положительно влияет на гибкость более высокая температура окружающей среды или температура тела и мышц, например, после разминки или теплой ванны.

• Мышечное утомление. Если после сильной анаэробной нагрузки мышц, несмотря на восстановительные меры, наблюдается недостаточное выведение остатков обмена веществ (прежде всего молочной кислоты), это приводит к повышенному поглощению воды клетками мышц, что приводит к снижению подвижности (Martin, Borra, 1983). Еще одной причиной недостаточной подвижности после утомления может быть снижение уровня АТФ, поскольку при расщеплении АТФ происходит разъединение поперечных мостиков головок миозина и нитей актина (недостаточный эффект пластификации АТФ) (Weineck, 2007). Мышечный тонус. Под мышечным тонусом понимают напряжение мышц. Он состоит из двух компонентов: активного и пассивного тонуса (Lindel, 2006; Gisler, 2007).

• При активном мышечном тонусе [постуральном тонусе (Gisler, 2007)] появляющийся в результате нервного импульса потенциал действия вызывает сокращение мышцы, что можно измерить с помощью ЭМГ. При преодолении силы тяжести (для сохранения положения туловища или удержания равновесия) или произвольном сокращении (целевые движения) мышечная активность повышается в соответствии с необходимостью. При повышении активного тонуса и снижении способности мышц к расслаблению увеличивается сопротивление при растягивании мышц, которое ограничивает подвижность (Weineck, 2007). В целом активный тонус мышц зависит от активности центральной нервной системы. Например, при психической нагрузке, состоянии страха, нервозности, стрессе или тревоге мышечный тонус повышается. Кроме того, изменение мышечного тонуса участвует в регуляции внутренней температуры тела (терморегуляции). Мышцы также реагируют на афферентные периферические импульсы: их тонус либо повышается, либо снижается. При этом центральную роль играют мышечные веретена задействованных мышц. Они реагируют на растяжение сокращением одноименных мышц. Чувствительность мышечных веретен регулируется у-мотонейронами и может усиливаться и ослабляться в результате воздействия различных факторов: по утрам чувствительность мышечных веретен, например, выше, вследствие чего разминка, необходшмая для подготовки к занятиям спортом, занимает больше времени. Сама разминка повышает порог чувствительности мышечных веретен. При утомлении порог чувствительности мышечных веретен снижается, поэтому после интенсивной мышечной нагрузки не имеет смысла проводить тренировку на подвижность. Многие данные ЭМГ показали, что у здоровых мышц в состоянии покоя электрической активности не наблюдается (Albrecht, Meyer, 2005; Lindel, 2006). Независимо от этого, растянутая мышца оказывает определенное сопротивление, даже если она абсолютно неактивна. Это сопротивление растет по мере растягивания не линейно, а экспоненциально (Klee, 2003). Данный процесс представлен на графике в виде кривой зависимости напряжения в покое от растяжения (рис. 3.30).

Это означает, что мышечный тонус определяется не только активными нейрофизиологическими (активный мышечный тонус), но и пассивными биофизическими свойствами ткани. Пассивный мышечный тонус (Lindel, 2006; Gisler, 2007) или напряжение в покое [мышечный тонус в покое или пассивное напряжение (Klee, Wiemann, 2005), собственный тонус (Gisler, 2007)], чувствуется, как правило, тогда, когда мышца приводится в движение из среднего положения. Поэтому в процессе растяжения его называют напряжением при растяжении или напряжением при растяжении из состояния покоя (Wiemann et al., 1998). Степень напряжения при растяжении определяется эластичностью мышц и соединительной ткани. С нейрофизиологической точки зрения (при здоровых мышцах и оптимальной длине мышц) структуры соединительных тканей (сарколемма, эндомизий, внутренний и внешний перимизий, эпимизий и собственная фасция) играют незначительную роль в процессе формирования напряжения при растягивании. Исследователи Magid и Law (1985) в ходе экспериментов на животных (использовались полусухожильные мышцы лягушки) установили, что экспоненциальный характер развития напряжения при растяжении всей мышцы не отличается от аналогичных процессов, происходящих в здоровых мышечных волокнах и в мышечных волокнах, не имеющих сарколеммы. В мышцах лягушки напряжение в покое, таким образом, зависело не от соединительной ткани, а от внутренних структур миофибрилл. Далее ученые определили, что напряжение оболочки мышечных волокон возможно, только если длина саркомера не короче 3,8 мкм (степень растяжения 170%) (Wiemann, 2000). В какой степени эти данные можно использовать при изучении скелетной мускулатуры человека, пока неизвестно. В пожилом возрасте (см. выше) в случае структурного укорочения мышц со значительными изменениями соединительных тканей или атрофии какой-либо мышцы структуры соединительных тканей, по всей видимости, способствуют повышению пассивного напряжения в процессе растяжения в рамках физиологического диапазона движений (Lindel, 2006). Maruyama (1977) и Wang (1979) подтвердили филаментные связи между миозиновыми нитями и Z-дисками саркомера. В литературе этот высокоэластичный структурный белок принято называть коннектином (Maruyama et al., 1977). Более распространенным, однако, является название «титин» (Wang etal., 1979).

Исследователи (Wang et al., 1993) в экспериментах на поясничных мышцах кролика установили, что филаменты титина отвечают за напряжение в покое мышечных волокон, а таким образом, и самих мышц. При механическом удалении сарколеммы и растворении филаментов титина, небулина, актина и миозина за счет оставшихся промежуточных филаментов напряжение при растяжении развивается только при длине саркомера не менее 4,5 мкм (180% длины в состоянии покоя). Физиологической считается длина саркомера до 3,8 мкм. Кроме того, при удлинении больше 200 % от состояния покоя происходит необратимое отделение титина от миозиновых филаментов (Wiemann et al., 1998). Растяжение до 4,5 мкм лежит, однако, далеко за обычными физиологическими пределами и встречается только приэкспериментировании с препарированными мышцами, но не в условиях in vivo. Например, максимально возможная степень растяжения ишиокруральных мышц составляет около 140% длины в состоянии покоя (Wiemann, 1991). Поэтому на основе полученных данных можно заключить, что промежуточные филаменты в физиологических пределах не оказывают влияния на напряжение в состоянии покоя (Klee, 2003). Напряжение в состоянии покоя, по-видимому, связано с параллельно расположенными филаментами титина. Их количество, в свою очередь, зависит от числа имеющихся филаментов миозина. В одном саркомере содержится от трех до шести филаментов титина и один филамент миозина. Поэтому можно предположить, что после гипертрофии следует ожидать либо повышенное, либо сниженное напряжение в состоянии покоя. При этом повышенное напряжение в состоянии покоя нельзя приравнивать к недостаточной растяжимости. Это означает только, что сопротивление растяжению не может не быть более высоким. В общем, в мышцах с высокой долей медленных волокон в пассивном состоянии наблюдается более высокий тонус, чем в мышцах с высокой долей быстрых волокон (Lindel, 2006). Краткосрочное понижение пассивного мышечного тонуса в обычных физиологических пределах объясняется тиксотропными свойствами мышц (Laube, Muller, 2002). Под «тиксотропией» понимают свойство некоторых гелей разжижаться под влиянием ультразвука и механической нагрузки (при размешивании, встряхивании) и опять сгущаться при отсутствии соответствующих факторов воздействия (Huttun, 1993). Аналогичное свойство мышц проявляется в том, что они как при активных, так и при пассивных движениях оказывают слабое сопротивление растяжению, не обладая особой жесткостью, однако после окончания действия двигательного раздражения возвращаются в прежнее состояние. В утомленных мышцах в связи с ослабеванием процесса обратного поступления ионов кальция в саркоплазматическую сеть иногда наблюдается состояние длительного сокращения мышц, не измеряемого ЭМГ, и, соответственно, повышение пассивного тонуса.

Патологические факторы ограничения гибкости

Помимо способности мышц к активному сокращению показателем здоровых и работоспособных мышц является также их растяжимость.

Напряжение при растяжении передается от места прикрепления мышцы к кости через коллагеновые сухожильные фибриллы и ретикулярные микрофибриллы в области мышечно-сухожильного перехода, переходит на мехмбрану мышечных волокон и через соответствующие Z-диски саркомера на конечные актиновые филаменты внутри мышечных волокон. Отсюда титановые филаменты проводят напряжение при растягивании дальше — от одного Z-диска саркомера к следующему — в направлении вдоль мышечных волокон. При этом растягиваются миофибриллы с отдельными саркомерами и окружающей соединительной тканью. Также растягивается эластичная зона титановых филаментов (домен титина PEVK) (Klee, 2003). На концах мышечных волокон начинается обратный процесс передачи напряжения через мембраны на сухожилия и место перехода мышцы в сухожилие.

За счет электромиографического исследования в экспериментах с растяжением мышц было показано, что мышцы, у которых активировано 2-5 % от максимального числа волокон, имеют незначительный потенциал активности (Gliick et al., 2002; Wiemann, 1991, 1993). Следовательно, в основе напряжения при растяжении из состояния покоя лежат как несократительные (прежде всего титановые филаменты), так и сокращающиеся элементы.

Растяжимость — это способность мышцы удлиняться на участке между ее началом и концом. При малой анатомической длине мышц (уменьшение количества саркомеров) растяжимость меньше. Недостаточная растяжимость может тем не менее являться результатом воздействия и других факторов при нормальной анатомической длине мышц. В повседневной жизни мышцы, отличающиеся невысокой растяжимостью, называют короткими или укороченными. Функциональная длина мышц — длина мышц при таком угле в суставе, при котором мышцы могут развивать максимальную силу (Wiemann, 2000). При этом актиновые и миозиновые филаменты перекрываются оптимальным образом и создается максимальное количество поперечных мостиков. В мышцах человека это наблюдается при длине саркомера от 2,47 до 2,81 мкм, что соответствует степени растяжения от 93,6 до 106,4% (Walker et al., 1973). Как правило, это достигается при том угле (рабочий сектор), при котором выполняется основная доля движений в повседневной работе или спорте (Herring et al., 1984).

Существует множество причин снижения эластичности и гибкости. Ниже будут рассмотрены важнейшие причины, прежде всего встречающиеся в спорте.

Контрактуры

Под контрактурой понимают потерю эластичности и концентрической сократительной способности мышц. С патоморфологической точки зрения различают функциональные и структурные контрактуры (Koch-Remmele, Kreutzer, 2006).

Функциональные контрактуры

Под функциональной контрактурой мышц понимают нарушение сокращения мышц при отсутствии в них морфологических изменений (Rock, Petak-Krueger, 1998). Она может развиться в связи с определенными движениями или положением туловища, которые способствуют односторонней работе или односторонней активации одной функции (например, когда мышца постоянно находится в укороченном состоянии при определенном положении туловища). Так, например, у велогонщика, который сидит на велосипеде, наклонив вперед туловище, а работая, вынужден целый день сидеть за письменным столом в аналогичном положении, наибольшая часть нагрузки приходится на мышцы-сгибатели спины. Если такую нагрузку соответствующим образом не компенсировать, то активность мышц-сгибателей спины окажется значительно выше, чем у мышц-разгибателей. Если диапазон движения не всегда охвачен полностью, то снижается устойчивость механорецепторов и ноцицепторов к раздражению при растягивании, и в результате уменьшаются пределы подвижности и, соответственно, снижается растяжимость мышц (Albrecht, Meyer, 2005). Если попытаться пассивным или активным образом выйти за пределы функционального сокращения мышц (о чем сигнализируют механорецепторы), активность ноцицепторов возрастает. При достаточной интенсивности активируются защитные механизмы центральной нервной системы и возникают так называемые вспомогательные движения (наклон туловища вбок вместо разгибания) или даже болевые ощущения в мышцах-агонистах (разгибателях спины) (Briigger, 1980). Ограничения подвижности, встречающиеся в спорте и медицинской реабилитации, обычно возникают вследствие функциональных контрактур.

Совет: При формировании функциональной контрактуры мышц необходимо принять соответствующие терапевтические меры (например, растягивание мышц), которые повысят порог чувствительности механорецепторов путем их стимулирования при растяжении в конечной фазе движения, что повышает переносимость напряжения при растяжении. Для того чтобы закрепить полученные результаты, следует видоизменить одностороннюю модель движения или позы (например, в положении сидя при работе за письменным столом следить, чтобы спина была прямой, а не сгорбленной). Если имеющуюся модель в повседневной жизни или при занятиях спортом изменить невозможно (например, велогонщики не могут сидеть на велосипеде с прямой спиной), необходимо регулярно делать соотв

Видео по теме