Гипоксическая силовая тренировка и силовые способности футболистов

Изучалось воздействие гипоксической силовой тренировки на силовые способности квалифицированных футболистов. Показано, что  гипоксическая силовая тренировка более эффективно повышает уровень силовой выносливости и силы мышц спортсменов по сравнению с традиционной силовой тренировкой. Обсуждаются возможные механизмы, лежащие в основе воздействия гипоксической силовой тренировки на скелетные мышцы человека.

Самсонова А.В., Ципин Л.Л., Голубев А.С. Влияние гипоксической силовой тренировки на силовые способности спортсменов // Теория и практика физической культуры, 2021.- № 10.- С. 95-97.

Самсонова А.В., Ципин Л.Л., Голубев А.С.

Влияние гипоксической силовой тренировки на силовые способности спортсменов

Аннотация 

Изучалось воздействие гипоксической[1] силовой тренировки на силовые способности квалифицированных футболистов. Показано, что  гипоксическая силовая тренировка более эффективно повышает уровень силовой выносливости и силы мышц спортсменов по сравнению с традиционной силовой тренировкой. Обсуждаются возможные механизмы, лежащие в основе воздействия гипоксической силовой тренировки на скелетные мышцы человека.

Ключевые слова

гипоксическая силовая тренировка, тренировка с ограничением кровотока, kaatsu-тренинг, локальная ишемия скелетных мышц человека

Введение

В последние десятилетия внимание исследователей обращено на изучение влияния гипоксической силовой тренировки на силовые способности спортсменов, в основе которой лежит локальная ишемия[2] скелетных мышц. Полученные результаты свидетельствуют о том, что применение гипоксической силовой тренировки позволяет достаточно быстро увеличить силу [Kubo K. et al, 2006; Wernbom M., 2007], силовую выносливость [Golubev A., Samsonova A., Tsipin L., 2020], а также добиться существенной гипертрофии скелетных мышц [Wernbom M., 2007; Kacin A., K. Strazar, 2011; K.A. Larkin et al., 2012; Самсонова А.В., Токмакова Е.П., Виноградов Г.П., 2017].

Особенностью гипоксической силовой тренировки является применение бароманжет, которые одеваются на верхние или нижние конечности спортсмена. Благодаря тому, что в бароманжетах создается определенное давление, в кровеносных сосудах конечностей возникает местное снижение кровообращения [Wernbom M., 2007; Scott B.R. et al., 2016].

Положительной особенностью гипоксической силовой тренировки является использование небольших отягощений (20-50% от максимума), однако достигаемый эффект соответствует силовой тренировке с большими отягощениями (70-80% от максимума) [Wernbom, M., 2011; Aagaard P., 2012].

Целью исследований

изучение влияния одной из разновидностей гипоксической силовой тренировки (KAATSU-тренинга) на силовые способности спортсменов.

Организация исследования

В эксперименте приняли участие 18 квалифицированных футболистов (средний возраст 19 лет), из которых были сформированы контрольная и экспериментальная группы. Спортсмены обеих групп выполняли три силовых упражнения, направленные на развитие силовой выносливости и силы мышц нижних конечностей: приседание со штангой на плечах, разгибание ног сидя в тренажере и сгибание ног лежа на горизонтальной скамье методом «до отказа». Экспериментальная группа выполняла силовые упражнения посредством KAATSU-тренинга. Контрольная группа KAATSU-тренинг не применяла. Эксперимент длился 40 дней.

Уровень развития силовой выносливости передней группы мышц бедра оценивался по количеству приседаний со штангой на плечах «до отказа» с отягощением 40% от максимума. Уровень максимальной изометрической силы (МИС), развиваемой на дистальном конце голени, определялся в положении сидя на скамье тренажерного устройства при угле между бедром и голенью 90 градусов. Применялся электронный динамометр ДОР-3-2и (Россия) с диапазоном измерений 0,2-2 кН и точностью показаний до 0,5 Н. Обработка экспериментальных данных осуществлялась с применением пакета Statgraphics Centurion XVI Version 16.2.04.

Результаты исследования

Установлено достоверное воздействие KAATSU-тренинга на локальную силовую выносливость передней группы мышц бедра футболистов. Через 26 дней после начала силовой тренировки с использованием KAATSU-тренинга количество повторений приседаний со штангой на плечах спортсменами экспериментальной группы составило 38±3, что достоверно выше (p<0,05) результатов, показанных спортсменами контрольной группы (25±3) (рис. 1).

Воздействие гипоксической силовой тренировки на силу скелетных мышц нижней конечности оказалось не столь однозначным. До начала эксперимента значения МИС передней группы мышц бедра спортсменов экспериментальной и контрольной групп достоверно не различались (p>0,05). В каждый из последующих дней применения KAATSU-тренинга достоверных различий также не наблюдалось, а после его завершения на 19 день эксперимента значения МИС в обеих группах спортсменов стали практически одинаковыми и составили соответственно 560±50 Н и 560±80 Н (рис. 2).

В дальнейшем на протяжении трех недель и вплоть до завершения эксперимента (40-й день) в экспериментальной группе спортсменов максимальная сила передней группы мышц бедра возрастала и к окончанию эксперимента составила 750±60 Н, то есть достоверно (p<0,01) возросла на 34 % по сравнению с 19 днем эксперимента. За тот же период в контрольной группе МИС четырехглавой мышцы бедра практически не изменилась.

 Обсуждение результатов

Можно выделить несколько механизмов, лежащих в основе влияния гипоксической силовой тренировки на силовые способности спортсменов.

Во-первых, гипоксическая силовая тренировка приводит к возрастанию силовой выносливости скелетных мышц, что связывается нами с накоплением энергетических веществ в мышечных волокнах и улучшением их капилляризации.

Во-вторых, гипоксия мышц вызывает рост производства активных форм кислорода [Takarada, Y., 2000; Wernbom, M., 2011; Aagaard P., 2012] и водорода [В.И. Морозов, Г.А. Сакута, М.И. Калинский, 2006], в результате чего повреждаются оболочки мышечных волокон и органелл. Это вызывает деление клеток-сателлитов, что в конечном итоге приводит к увеличению количества миоядер [Aagaard P., 2012]. Возрастание числа миоядер вызывает повышение синтеза белка и, как следствие, силы скелетных мышц.

В-третьих, гипоксическая силовая тренировка способствует дополнительной активации мышечных волокон типа II [Takarada, Y., 2000; Wernbom, M., 2011, 2012], что также способствует возрастанию силы скелетных мышц. Этот вывод подтверждается пониженным уровнем креатинфосфата в 93% быстрых мышечных волокон после гипоксической тренировки [Wernbom, M., 2009; 2011].

В-четвертых, гипоксия мышц вызывает увеличение в крови концентрации ряда гормонов: норадреналина, адреналина и гормона роста. Это повышает анаболический фон, стимулирует синтез белка, что также способствует увеличению силы скелетных мышц [Takarada, Y., 2000; Abe T et al., 2005; Aagaard P., 2012; Wernbom M., 2012].

Однако наши данные свидетельствуют о том, что KAATSU-тренинг оказывает на скелетные мышцы нижних конечностей столь сильное повреждающее воздействие, что во время его применения их сила не возрастает. Увеличение силы скелетных мышц возникает только через три недели после окончания использования гипоксической силовой тренировки.

Отсутствие роста силы скелетных мышц во время применения KAATSU-тренинга связывается нами с недостаточной длительностью паузы отдыха между силовыми тренировками. Мы находим, что перерыв в четыре дня между тренировками с применением KAATSU не позволяет мышцам окончательно восстановить свои состав и структуру. По-видимому, силовые тренировки с локальной ишемией мышц должны проводиться не чаще одного раза в неделю.

Выводы

1. Установлено достоверное воздействие KAATSU-тренинга на локальную силовую выносливость передней группы мышц бедра футболистов.
2. Установлено достоверное воздействие KAATSU-тренинга на максимальную изометрическую силу передней группы мышц бедра футболистов. Однако во время его применения уровень максимальной силы мышц не возрастает. Достоверный прирост максимальной силы скелетных мышц отмечен только через три недели после окончания применения KAATSU-тренинга.
3. Восстановление и превышение исходного уровня энергетических ресурсов скелетных мышц под воздействием KAATSU-тренинга происходит быстрее, чем восстановление состава и структуры мышечных волокон скелетных мышц.

Литература

1. Морозов В.И., Сакута Г.А., Калинский М.И. Морфологические и биохимические аспекты повреждения и регенерации скелетных мышц при физических нагрузках и гиподинамии // Морфология, 2006.– Т.129.– № 3.– С. 88-96.
2. Самсонова, А.В. Обзор исследований тренировок с ограничением кровотока (KAATSU-TRANING) / А.В. Самсонова, Е.П. Токмакова, Г.П. Виноградов // Культура физическая и здоровье, 2017.- № 3 (63).- С. 89-93.
3. Aagaard P. Hyperactivation of myogenic satellite cells with blood flow restricted exercise // 8th International Conference on Strength Training, 2012 Oslo, Norway, Norwegian School of Sport Sciences. – P.29-32.
4. Abe, T. Skeletal muscle size and circulating IGF-1 are increased after two weeks of twice daily Kaatsu resistance training / T. Abe, T. Yasuda, T. Midorikawa, Y. Sato, C.F. Kearns, K. Inoue, K. Koizumi, N. Ishii // International Journal of Kaatsu Training Research, 2005. – No. 1. – P. 7–14.
5. Golubev A., Samsonova A., Tsipin L. Influence of the Kaatsu Training on the Strength Endurance of the Muscles of the Lower Extremities in Qualified Football Players // International Journal of Applied Exercise Physiology, 2020.- 9.- No 6.- P. 202-210.
6. Kacin A, Strazar K. Frequent low-load ischemic resistance exercise to failure enhances muscle oxygen delivery and endurance capacity. Scand J Med Sci Sports. 2011; 21(6): 231-241.
7. Kubo K., Komuro N. Ishiguro N., Sato Y., Ishii N., Kanehisa H., Fukunaga T. Effect of low-load resistance training with vascular occlusion on the mechanical properties of muscle and tendon // Journal Applied of Biomechanics, 2006. Vol.22.- P. 112-119.
8. Larkin KA, Macneil RG, Dirain M, Sandesara B, Manini TM, Buford TW. Blood flow restriction enhances post-resistance exercise angiogenic gene expression. Med Sci Sports Exerc. 2012; 44(11): 2077-2083.
9. Scott B.R. Blood flow restricted exercise for athletes: A review of available evidence /B.R. Scott, Loenneke J.P., Slattery K.M., Dascombe B.J. // J. Sci Med. Sport, 2016.- Vol. 19.- No 5.- P. 360-367
10. Takarada, Y. Applications of vascular occlusion diminish disuse atrophy of knee extensor muscles / Y. Takarada, H. Takazawa, N. Ishii // Medicine & Science in Sports & Exercise, 2000. – Vol. 32, No. 12. – P. 2035–2039.
11. Wernbom M. Blood flow restricted resistance exercise: possible stimuli and signaling pathways // 8th International Conference on Strength Training, 2012 Oslo, Norway, Norwegian School of Sport Sciences. – P.25-28.
12. Wernbom, M. Acute effects of blood flow restriction on muscle activity and endurance during fatiguing dynamic knee extensions at low load / M. Wernbom, R. Järrebring, M.A. Andreasson, J. Augustsson // Journal of Strength and Conditioning Research, 2009. – Vol. 23. – No 8. – P. 2389-2395.
13. Wernbom, M. The influence of frequency, intensity, volume and mode of strength training on whole muscle cross-sectional area in humans / M. Wernbom, J. Augustsson, R. Thomee // Sports Medicine, 2007. – Vol.37. – No 3. – P. 225-264.
14. Wernbom, M. Effects of an Acute Bout of Low-Load Resistance Training with Blood Flow Restriction -with Special Reference to Muscle Damage, Hypertrophic Signaling and Satellite Cells / M. Wernbom // PhD. – The Norwegian School of Sport Sciences, 2011. – 115 p.

[1] Гипоксия (кислородное голодание) – пониженное содержание кислорода в организме или отдельных органах и тканях

[2] Ишемия – местное снижение кровообращения