Значение и механизмы растягивания, часть 1 из 2

Теперь, когда мы знаем действительно много о здоровом физическом развитии (Селуянов), мне интересна тема правильной растяжки. Здесь, как и в обычной физкультуре, бытует множество мифов, использование которых не только не принесёт результатов, но и может навредить.

Поэтому в теме растяжки стоит разобраться. Статья ниже — компиляция информации из книги Майкла Дж. Алтера «Наука о гибкости»: Киев, «Олимпийская литература», 2001, 434 с, 3000 экз. Оригинальное издание книги на западе вышло в 1998г.

Эту книгу так же можно найти в интернете, но там больше научного и теоретического контента. Практически всё практическое оттуда — собрано в этой статье, взятой с сайта http://yogin.by/.

Оглавление:

  1. Процессы в тканях при растяжке
    1.1. Мышечная ткань
    1.2. Соединительная ткань
    1.3. Сосуды
    1.4. Периферические нервы
  2. Влияние растяжки на разные системы организма
    2.1. Мышечная ткань
    2.2. Соединительная ткань
    2.3. Сосуды
    2.4. Внутренние органы
    2.5. Стрессовая адаптация и психическое состояние
  3. Оптимальные методы развития гибкости (ч.2)
    3.1. Нервная регуляция процесса растягивания (ч.2)
    3.2. Недостатки баллистического и пассивного растягивания (ч.2)
    3.3. Активное растягивание (ч.2)
    3.4. Некоторые факторы, влияющие на развитие гибкости (ч.2)
    3.5. Растягивание при травме (ч.2)
  4. Использование знаний о растягивании при построении тренировочного занятия по хатха-йоге (ч.2)
    4.1. Значение разминки для растягивания (ч.2)
    4.2. Особенности рефлекторного эффекта растягивания (ч.2)
    4.3. Особенности времени суток (ч.2)
    4.4. Частота и длительность растягивания (ч.2)
    4.5. Сочетание растягивания с другими видами тренинга (ч.2)
  5. Приложения (ч.2)
    5.1. Сравнение структуры коллагена и мышцы (ч.2)
    5.2. Описание нервно-мышечных веретен (ч.2)
    5.3. Описание нервно-сухожильных веретен (ч.2)
    5.4. Характеристика системы суставных рецепторов (ч.2)
    5.5. Анатомические половые различия (ч.2)

1. Процессы в тканях при растягивании

1.1. Мышечная ткань

В организме человека насчитывается 400-600 мышц. Их масса составляет у мужчин 40-45% веса, у женщин -30%

55% массы всех мышц расположено в области нижних конечностей.

Основной функциональной единицей мышц опорно-двигательного аппарата является мышечное веретено – длинное и узкое. Оно состоит из брюшка, с совершающего работу и сухожилия, которым мышца крепиться к костям или другим мышцам. В брюшке одной мышцы содержится 100-150 волокон, длинной от 1 до 40 мм. Часто волокна расположены под углом к продольной оси мышцы. Когда длина мышцы превышает длину одного волокна, волокна соединяются между собой сухожилиями, образуя своего рода цепь.

Одно мышечное волокно – это большая клетка, симпласт, которая объединила в себе несколько исходных мышечных клеток – миоцитов. Основными рабочими единицами клетки являются миофибриллы – длинные белковые нити. Которые расположены параллельно по оси волокна. В 1 кв.см мышечного волокна содержится в среднем 8000 миофибрилл. Вокруг миофибрилл находятся «обслуживающие структуры» — митохондрии, саркоплазматический ретикулум и пр.

Мускулатуру опорно-двигательного аппарата называют поперечно-полосатой, потому что под микроскопом миофибриллы видятся исчерченными. Они разделены на рабочие элементы –саркомеры. В одном см. миофибриллы примерно 4500 саркомеров.

В каждом саркомере есть параллельные нити сократительных белков – филаменты. Филаменты актина, крепятся к поперечным стенкам – Z-линиям, филаменты миозина располагаются по центру саркомера. В процессе сокращения головки на миозине цепляются за актин и сдвигают его по направлению к центру саркомера, тем самым саркомер укорачивается. В результате сокращения многих саркомеров укорачивается миофибрилла, а в результате укорочения миофибрилл укорачивается мышца.

Нити миозина крепятся к нитям титина – самого длинного белка в человеческом организме. Титин проходит на всю длину саркомера от одной стенки до другой. Он имеет внутреннее напряжение. И при растяжке это напряжение возвращает саркомер в исходное положение.

Титин – ключевой элемент растяжки мышечного волокна. Он скручен, и при растяжке распрямляется. Если растяжка продолжается, начинает рекрутироваться часть титина, которая совмещена с миозином. См. рисунок ниже:

Найдено, что мышцы могут содержать разные изоформы титина — крупные и длинные, крупные лучше обеспечивают сильное сокращение мышцы. Пока неизвестно, влияют ли тренировочные занятия на изоформы титина.

Так же в процессе растяжки утолщаются Z-линии.

Важно, что при занятиях на увеличение гибкости, как и при возрастном росте, на концах миофибрилл постепенно наращиваются новые саркомеры.

Влияние длинны мышцы на силу
Длина саркомера относительно длины покоя может при сокращении уменьшаться на 20-50%, при растягивании она может увеличиваться – до 120%. При безопасном активном сознательном растягивании – до 50%.

При очень сжатой мышце сила ухудшается в связи с сокращением саркомеров в состоянии покоя, и укороченной возможностью смещения актина относительно миозина.

При быстро растягиваемой мышце может произойти очень значительное отслоение титина от миозина, так, что количество головок миозина, соприкасающихся с актином критично уменьшиться. Так же уменьшается напряжение титина по возвращению саркомера в исходное положение. Поэтому ухудшается сила.

Вывод: растяжка мышцы должна производиться постепенно и параллельно с развитием силы, последнее будет сокращать саркомеры и не даст им значительно удлиняться. Это позволит избежать чрезмерной отслойки титина от миозина, и удлинение мышечного волокна будет происходить за счет постепенного наращивания новых саркомеров.

1.2. Соединительная ткань

Соединительная ткань составляет 30% мышечной массы и именно она позволяет менять длину мышцы. В основном растяжка именно соединительной ткани обуславливает гибкость мышцы.

Соединительная ткань содержит множество специализированных клеток. Для вопроса растягивания особую роль играют волокна коллагена, эластина и основное вещество.

Коллаген является преобладающим веществом в организме млекопитающих. Коллагеновая молекула состоит из трех полипептидных цепочек, представленных в виде ригидной спиралевидной структуры. Для соединительных тканей характерны волнообразные ундуляции (колебания), или «волнистость» коллагеновых волокон. «Волнистая» организация коллагена — один из основных факторов, лежащих в основе высокоэластичной реакции соединительной ткани.

Коллаген состоит из фибрилл, соединенных в волокна. Механические свойства коллагеновых фибрилл таковы, что каждую фибриллу можно рассматривать как механическую пружину, а каждое волокно — как совокупность пружин. Коллагеновая нить так же имеет поперечно-полосатую структуру, как и миофибрилла, и также имеет внутреннее напряжение. При растяжении волокна его длина увеличивается. Подобно механической пружине, энергия, обеспечиваемая для растягивания волокна, хранится в волокне, и именно выделение этой энергии обусловливает возврат волокна в нерастянутое положение, когда прикладываемую нагрузку убирают.

Ниже на рисунке показана структура сухожилия, другие типы организации соединительной ткани имеют меньшее количество порядков организации.

Главным фактором, который увеличивает растягивающую силу коллагеновых структур, является наличие внутримолекулярных поперечных соединений между цепочками молекулы коллагена, а также межмолекулярных поперечных соединений между коллагеновыми субфибриллами, филаментами и другими волокнами. Поперечные соединения связывают молекулы в прочную единицу. Обычно чем меньше расстояние между одним поперечным соединением и другим или чем больше число поперечных соединений на данном расстоянии, тем выше эластичность.

Ученые высказывают предположение, что количество поперечных соединений связано с интенсивностью обмена коллагена: коллаген непрерывно производится и расщепляется. Если количество производимого коллагена превышает количество расщепляемого, число поперечных соединений увеличивается и сопротивление структуры растягиванию повышается, и наоборот. По мнению некоторых специалистов, физическая нагрузка или мобилизация уменьшают число поперечных соединений, увеличивая интенсивность обмена коллагена. Результаты последних исследований также показывают, что эти два фактора могут играть определяющую роль в предотвращении образования поперечных соединений.

Гликозаминогликаны
Еще одним важным фактором, влияющим на механические свойства или поведение коллагена, является присутствие основных веществ. Эти вещества широко распространены в соединительной ткани. Во многих участках их называют цементирующими веществами. Они образуют нефиброзный элемент матрикса, в который заключены клетки и другие компоненты. Этот вискозный, гелеподобный элемент состоит из гликозаминогликанов (ГАГ, другое название- протеогликаны), белков плазмы и множества небольших белков, а также воды.

В соединительной ткани содержится 60-70 % воды. Гликозаминогликаны обладают большой способностью связывать воду, поэтому их считают частично ответственными за столь высокую концентрацию воды.

Основным ГАГ является гиалуроновая кислота. Гиалуроновая кислота и «захваченная» ею вода — основной смазывающий материал фиброзной соединительной ткани. В частности, считают, что вместе с водой она выполняет роль смазывающего вещества между коллагеновыми волокнами и фибриллами. Это смазывающее вещество обеспечивает сохранение критического расстояния между волокнами и фибриллами, тем самым способствуя свободному скольжению волокон и фибрилл друг за другом и, возможно, предотвращая чрезмерное образование поперечных соединений.

Значение эластина
Кроме коллагена, соединительная ткань содержит волокна эластина. Он делает соединительную ткань эластичной (подвижной), позволяет ей растягиваться, однако и заставляет возвращаться на исходную длину. Недостаток эластина вообще не позволит ткани растягиваться. Поэтому его нормальное содержание в ткани существенно важно.

Повышение гибкости заключается не в эластичности, а в пластичности ткани – т.е., способностью закрепить новую форму. А это зависит больше от коллагена и основного вещества, а не от эластина.

Механизм пластичности соединительной ткани
Соединительная ткань растягивается эластично, т.е. после окончания действия внешних сил, возвращается к исходной длине. Этим она напоминает растягивание резинового полимера, см. диаграмму ниже. Синусоидой показаны молекулы полимера, точками — поперечные соединения.

При повышении гибкости нас интересует не столько эластичность, а пластичность соединительной ткани – т.е., способностью закрепить новую форму.

На поведение соединительных тканей (коллагеновых или эластичных) и мышц, находящихся под воздействием нагрузки, влияет целый ряд факторов, в том числе:

  • расположение или ориентация волокон;
  • воздействие различных структур взаимного переплетения коллагеновых молекул в каждой фибрилле;
  • наличие межфибриллярных субстанций;
  • количество волокон и фибрилл;
  • площадь поперечного сечения волокон;
  • соотношение количества коллагена и эластина;
  • химический состав тканей;
  • степень гидратации;
  • степень расслабления сократительных компонентов;
  • температура ткани до и во время приложения силы;
  • температура ткани перед устранением действия силы;
  • количество прикладываемой силы (нагрузка);
  • продолжительность прикладывания силы (время);
  • тип прикладываемой силы (баллистическая или статическая).

Основными используемыми факторами влияющими на упруговязкое поведение соединительной ткани являются температура, сила и скорость растягивания.

Кратковременное растягивание с большой силой при нормальной или несколько пониженной температуре тканей способствует эластичной, или обратимой, деформации.

Пластическому же, или постоянному, удлинению в большей степени способствует более длительное растягивание с меньшей силой при повышенной температуре.

Кроме того, структурное ослабление, обусловленное остаточной деформацией ткани, оказывается минимальным, когда продолжительное воздействие небольшой силы сочетают с высокими температурами, и максимальным — при использовании больших сил и более низких температур.

Использование холода
Выяснено, что с точки зрения максимальной пластичности эффективно сначала максимального удлинить соединительную ткань внешними силами, и в это момент охладить, а вытяжение устранить уже после охлаждения. Однако это сильно затягивало бы тренировочный процесс.

В результате физических нагрузок, и особенно упражнений на растягивание происходит следующее:

  • поддерживается нормальное содержание гикозаминогликанов, что улучшает скольжение разных составляющих ткани;
  • поддерживается баланс синтеза и разрушения коллагена и эластина;
  • уменьшается количество поперечных сшивок коллагеновых волокон.

Соединительная ткань опорно-двигательного аппарата представлена:

  • сухожилиями, соединяющими концы мышечного волокна с костями;
  • связками, соединяющими между собой кости напрямую;
  • фасциями, окружающими отдельные мышечные волокна, мышцы в целом, органы и пр.

Удельный вес сопротивления разных образований соединительной ткани в развитии гибкости составляет: сухожилия -10%, связки – 47%, фасции – 41%.

Заметим, что в организме только желтая и выйная связки в основном состоят из эластина (эластичного волокна). Остальные в большей степени из коллагена.

1.3. Сосуды

Средние и большие сосуды растягиваются без особых проблем. Так, выяснено, что сокращение длины артерии на 20% не меняет ее диаметр.

Капилляры имеют извилистую форму и выпрямляются при вытяжении мышцы, а при большем растягивании способны к удлинению.

Растягивание мелких сосудов приводит к снижению кровотока, однако извлечение кислорода увеличивается, таким образом потребление кислорода остаётся на прежнем уровне.

Вывод: растяжка повышает обменные процессы в стенках сосудов и является безопасной для них, при отсутствии генетических или серьезных возрастных патологий сосудистой стенки.

1.4. Периферические нервы

Для большинства периферических нервов характерны три особенности, защищающие их от физической деформации: ненатянутость, ход (расположение) нервов относительно суставов и эластичность.

Периферические нервы имеют три отдельные оболочки соединительной ткани: эпиневрий, периневрий и эндоневрий.

Одной из функций оболочек соединительной ткани является обеспечение структурной поддержки периферическому нерву и эластичности, позволяющей нерву растягиваться во время движений тела.

Нервный ствол проходит волнообразно. Такой же волнообразный ход в оболочках эпиневрия характерен и для пучков волокон, а также для каждого нервного волокна внутри пучка. Если напряжение небольшое или отсутствует вообще, нервы сокращаются подобно гармошке. Вследствие этого длина нервного ствола и нервных волокон между любыми двумя фиксированными точками конечности значительно превышает линейное расстояние между этими точками. При начальном растягивании волнистость нерва устраняется. По мере продолжения растягивания она исчезает в пучках и, наконец, в отдельных нервных волокнах.

Для запаса растягивания толщина оболочек может быть очень существенной. Так, толщина соединительнотканных оболочек седалищного нерва в месте пересечения с разгибательной частью тазобедренного сустава составляет до 88%.

Влияние растягивания на передачу нервного сигнала
Последствием растяжения нервов является нарушение электрической проводимости. Это связывают с механической деформацией и нарушением внтуриневрального кровотока.

Ниже показана архитектура микрососудов внутри пучка, определенная в результате исследований периневрия, артериолы, венулы, капилляров. Обратите внимание на капиллярные петли, которые иногда располагаются в плоскостях, перпендикулярных продольной оси нерва. Стрелками отмечено направление кровотока.

При удлинении нерва на 8% отмечается существенное ухудшение внутриневрального капиллярного кровотока. Полная внутриневральная ишемия возникает при удлинении нерва на 15%. После расслабления, следовавшего за растяжением, кровообращение восстанавливалось.

Вывод: при интенсивной растяжке в отдельных местах потенциально может возникать та или иная степень ухудшения передачи нервного сигнала. Однако после окончания растягивания сигнал восстанавливается. Травматизм нервов при растяжке крайне маловероятен.

2. Влияние растягивания на разные системы организма

2.1. Мышечная ткань

При занятиях только на развитие мышечной силы происходит постепенное сокращение длинны саркомеров в состоянии покоя, что несколько ухудшает мышечные возможности к работе. Растягивание нормализует длину регулярно работающих саркомеров, и позволяет достичь большей мышечной силы.

Поэтому мнение об антагонизме силы и гибкости ошибочно!

Только интенсивное развитие гибкости не сопровождаемое силовой нагрузкой, может негативно влиять на мышечную силу, т.к. может слишком удлинять саркомеры и понижать их возможности к сокращению.

2.2. Соединительная ткань

Растягивание соединительной ткани способствуют улучшению ее обменной функции, что является очень важным для организма в целом. Одним из подтверждающих факторов является то, что в растянутом волокне встречается много пролиферирующих миофибрилл. Также выяснено, что сжатие соединительной ткани повышает выработку ею электрического потенциала.

Эластичность с возрастом уменьшается за счет изменения угла коллагеновых волокон относительно направления мышечных волокон. Так же в старости потеря ферментов расщепляющих коллаген снижает растяжку.

Регулярные растягивания предохраняют от этого, улучшают скольжение тканей, тормозят рост числа коллагеновых сшивок (в том числе это касается кожи).

Здоровье суставных хрящей улучшается при их регулярной загрузке и разгрузке.

Выявлено снижение активности нейронов в спинальном крестцово-поясничном сегменте в результате растяжения, что уменьшает выраженность болей при радикулите и пр.

Небольшое, но значимое увеличение растяжимости подколенных сухожилий сопровождается значительным увеличением растягивающей силы, которую могли выдержать пассивные мышцы подколенных сухожилий. Уровень эластичности, однако, остается таким же. Это означает, что упражнения на растягивание не удлиняют подколенные сухожилия и не делают их менее жесткими, а только влияют на толерантность к растяжению. На примере этого и других примеров растягивание уменьшает вероятность травм в результате несчастных случаев и физической нагрузки.

2.3. Сосуды

Растяжка повышает обменные процессы в стенках сосудов. На уровне микроциркуляции это значительно повысит обмен веществ, что, безусловно, является позитивным эффектом. Повышение обмена веществ на уровне средних и крупных сосудов является хорошим методом оздоровительной физкультуры при лечении (уменьшении выраженности) атеросклероза малой и средней степени, т.к. при этом не возникает сильного повышения системного артериального давления.

Растягивания и сжатия способствуют улучшению венозного оттока, что позитивно при венозных застоях.

Противопоказанием для растяжки будет являться атеросклероз, при котором имеются перекрытия сосудов бляшками на величину от 2/3 диаметра и выше. Так же противопоказанием будут генетические патологии сосудистой стенки и патологии системы свертывания крови (в сторону ухудшения свертываемости).

При варикозе проблемные участки нужно растягивать аккуратно.

2.4. Внутренние органы

При растягивании разных участков кожи, мышц и соединительной ткани происходит реализация кожно-висцеральных и моторно-висцеральных рефлексов. Это значит, что сигнал о растягивании ткани по пути в мозг «проходя» через нервный узел определенного позвонка стимулирует деятельность внутренних органов, вегетативные нервы которых проходят через этот же позвонок.

Так же улучшение растяжкой трофики сосудов, обслуживающих определенный орган, способствуют улучшению его работы.

Для подобной стимуляции достаточной физиологической выраженности во многих случаях требуется статическое удержание 2,5-5 минут. При невозможности, выполняется 15-30 повторений в динамическом режиме.

2.5. Стрессовая адаптация и психическое состояние

При выполнении упражнений на растягивание стимулируются различные проприорецепторы мышц, сухожилий, барорецепторы сосудов и др. Чувствительным структурам ЦНС и гомеостаза кажется, что возможна травма, и они реагируют на растяжку неспецифической стресс-реакцией. При этом задействуются стресс-активирующие и стресс-лимитирующие (ограничивающие развитие стресса) системы. Спецификой проявления активации этих систем при значительном объеме растяжки без значительной мышечной и кардио-респираторной нагрузки будут:

Рост активности симпатоадреналовой системы
Проявляется в росте частоты пульса, величине артериального давления, теплопродукции, сужении периферических сосудов, повышении уровня глюкозы и жирных кислот в крови.

Повышение уровня кортизола
Кортизол способствует реализации симпатоадреналовых эффектов. Одна из его основных функций – разрушение тканей для высвобождения свободных ресурсов в общий кровоток. Некоторое повреждение мышечной ткани необходимо для стимуляции адаптивного эффекта.

Повышение уровня эндорфинов
Опиоидергическая система является одной из основных стресс-лимитриующих систем. Производимые ею эндорфины вызывают:

  • значительное снижение болевой чувствительности;
  • усиление кровообращения миокарда и головного мозга;
  • повышение устойчивости к гипоксии, антиоксидантное действие;
  • способствуют снижению ошибок в реализации двигательных доминант;
  • модифицируют личностное поведение, вызывают легкую эйфорию, снижая внутренние личностные ограничения.

Так же эндорфины оказывают анаболический эффект, т.е. способствуют более быстрому восстановлению после нагрузок.

Воздействие на психику
Стресс-реакция в целом, и повышенные импульсы от проприорецепторов будут стимулировать ретикулярную формацию и другие системы, отвечающие за неспецифическое возбуждение активности мозга. Эндорфины же принесут состояние удовлетворения.

Практикующий растяжку человек может стараться сознательно уменьшать психосоматическую реакцию на возбуждающий импульс. Это может дать возможность человеку в некоторой степени управлять активностью опиоидной системы, и модулировать свое психическое состояние и в другое время, не связанное с выполнением растяжки.

С другой стороны, человек может впасть в зависимость от регулярной практики, и постепенно повышать ее объем, что может привести уже к излишней вредной активации не только стресс-лимитирующей опиоидной, но и стресс-активирующих систем.

Влияние разных типов занятий
Чем чаще стимулируются рецепторы, и с большей частотой их смены, тем интенсивнее общая реакция организма на растягивание.

Поэтому выполнения большого количества упражнений на растягивание с небольшой фиксацией (или большое количество подходов), создаст выраженную стресс-реакцию. Это будет позитивным для занятия, ставящего среди прочих, цели стрессовой адаптации.

Статическая растяжка или динамическая медленная без сильного напряжения вызовет слабую активацию стресс-систем. Такой тип занятия не будет иметь эффективного адаптивного эффекта, однако будет полезным для снижения психосоматического напряжения.

Для повышения сознательной способности управления опиоидной системой требуется отслеживание и контроль изменений состояния в процессе тренировки. Такой контроль легче осуществлять при медленном или статическом растягивании субъективно небольшой интенсивности. Однако при интенсивном занятии выраженность импульсов и контроля может быть выше, а значит – эффективнее.

Конец части 1 из 2.
Читать часть 2 из 2: практика растяжки.

Обсуждение

avatar

wpDiscuz