Метод «до отказа» для развития силовых способностей человека

В статье рассмотрено применение низко- средне- и высокоинтенсивного метода «до отказа» для развития силы, силовой выносливости и гипертрофии скелетных мышц человека. Предложена концепция, объясняющая наблюдаемые срочные физиологические и биомеханические эффекты при работе «до отказа».

Самсонова А.В., Ципин Л.Л., Утеганова М.А., Самсонов М.А. Использование метода «до отказа» для развития силовых способностей человека // Научный поиск: личность, образование, культура, 2021.- №1 (39).- С. 48-51.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА «ДО ОТКАЗА» ДЛЯ РАЗВИТИЯ СИЛОВЫХ СПОСОБНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА (НАУЧНАЯ СТАТЬЯ)

          Самсонова А.В., Ципин Л.Л., Утеганова М.А., Самсонов М.А.

Аннотация

В статье рассмотрено применение низко- средне- и высокоинтенсивного метода «до отказа» для развития силы, силовой выносливости и гипертрофии скелетных мышц человека. Предложена концепция, объясняющая наблюдаемые срочные физиологические и биомеханические эффекты при работе «до отказа».

Ключевые слова

сила мышц, силовая выносливость мышц, гипертрофия мышц, метод «до отказа».

The article discusses the use of low- medium- and highintensity method «to failure» for the development of strength, strength endurance and hypertrophy of human skeletal muscles. A concept is proposed that explains the observed acute physiological and biomechanical effects when working «to failure».

Key words: muscle strength, muscle strength endurance, muscle hypertrophy, «to failure» method.

Введение

С ростом уровня спортивного мастерства все более высокие требования предъявляются к организации тренировочного процесса и подбору адекватных поставленных целям и задачам средств и методов тренировки. Метод «до отказа» является одним из наиболее часто применяемых методов тренировки в различных видах спорта. Тем не менее до настоящего времени не утихают споры о том насколько необходимо применение метода «до отказа» для роста силы и объема мышц. Одни исследователи (Хартманн Ю., Тюннеманн Х. 1988; Wernbom M., Augustsson J. Thomee R. 2007) находят, что этот метод действительно дает прирост силовых способностей, а также приводит к гипертрофии скелетных мышц. Другие исследователи (Роман Р.А., 1986; Drinkwater E.J. et al., 2005; Izquierdo M. et al. 2006; Looney D.P. et al., 2016; Davies T. et al., 2016; Da Silva et al., 2018) не находят различий в долговременной адаптации скелетных мышц посредством метода «до отказа» и других методов, если объем тренировочной нагрузки является сопоставимым.

Так, например, Da Silva et al. (2018) изучали влияние метода «до отказа» на гипертрофию скелетных мышц пожилых мужчин (66,2±5,2 лет, n=52). Были сформированы три группы, одна из которых тренировалась, используя метод «до отказа» (n=17). Вторая группа (n=20) не использовала метод «до отказа». Третья группа (n=15) также не применяла метод «до отказа», однако объем выполненной работы у третьей группы был таким же, как у первой группы. В результате достоверный и одинаковый прирост объема четырехглавой мышцы бедра был зафиксирован в первой и третьей группах.

Целью настоящего исследования являлся обзор современных исследований по вопросу применения метода «до отказа» в тренировочном процессе спортсменов и разработка концепции, объясняющей увеличение силовых способностей спортсменов под воздействием этого метода.

Результаты

«Отказ» от работы скелетных мышц определяется как невозможность перемещения конкретной нагрузки (Drinkwater E.J. et al., 2005) или неспособность выполнить полное повторение движения из-за утомления (Izquierdo M. et al. 2006).

Силовая тренировка с использованием метода «до отказа» стала применяться с 40-х годов прошлого века. Ее впервые применил Томас де Лорме – врач американских ВВС для устранения последствий атрофии мышц (Schoenfeld B.J., Grgic J. 2019). Затем ее взяли на вооружение основоположник теории интенсивного тренинга Артур Джонс и известный тренер и бодибилдер Майк Ментцер (Ментцер М., 1998). В семидесятые годы прошлого века тренировку «до отказа» активно применял известный советский тяжелоатлет Василий Алексеев. А.С. Медведев (1996) указывает, что этот метод тренировки позволил Василию Алексееву, снизив массу отягощений, тем не менее установить более 40 мировых рекордов в тяжелой атлетике.

По уровню отягощений Nóbrega S.R. и Libardi C.A. (2016) подразделяют метод «до отказа» на низкоинтенсивный (величина отягощений не более 40%) и высокоинтенсивный (величина отягощения более 60% от максимума). Если внешнее отягощение составляет от 40 до 60% от максимума предлагаем использовать термин среднеинтенсивный.

Исследования К.Ф. Шутова (1997) показали, что использование низкоинтенсивного метода «до отказа» в первую очередь влияет на развитие силовой выносливости скелетных мышц и их гипертрофии и только во вторую очередь их силы.

Если значения внешней нагрузки составляют от 40% до 60% от максимума, развивается силовая выносливость и сила мышечных волокон типа I и типа IIA (Селуянов В.Н. Шестаков М.П. 2000.).

Применение высокоинтенсивного метода «до отказа» в первую очередь влияет на силу скелетных мышц (Rooney K.J., Herbert R.D., Belnave R.J., 1994; Schott J., McCully K., Rutherford O.M., 1995; Drinkwater E.J. et al., 2005; Pyne D.B., Hunt P.H., McKenna M.J., 2005; Izquierdo M. et al. 2006; Nóbrega S.R., Libardi C.A., 2016).

Широкое применение метода «до отказа» в силовой тренировке в различных видах спорта обусловлено рядом его достоинств.

Низкоинтенсивный метод можно использовать при тренировке с начинающими спортсменами и добиваться роста силы и силовой выносливости (Курамшин Ю.Ф., 2004; Косьмина Е.А., 2012).

Посредством всех видов метода «до отказа» можно тренировать различные типы мышечных волокон особенно быстрые мышечные волокна (Мякинченко Е.Б. 1997; Pincivero, D. M. et al. 2006; Zatsiorsky V.M., Kramer W.J., 2006; Akima H., Saito A., 2013).

Метод «до отказа» вызывает значительные изменения в обмене веществ, что приводит к гипертрофии мышц (Муравьёв В.Л., 2001. Izquierdo M. et al. 2006; Schoenfeld B., Crgic J., 2019).

Несмотря на существенные достоинства метод «до отказа» обладает целым рядом недостатков.

Во-первых, этот метод требует от спортсмена проявлять большие волевые усилия, так как к последнему «отказному» циклу спортсмен испытывает сильные болезненные ощущения (Курамшин Ю.Ф., 2004).

Во-вторых, в последнем, «отказном» цикле возникает резкий скачок артериального давления (MacDougall et al. 1985; Stone M.H. et al. 1996). Поэтому этот метод не рекомендуется использовать в силовой тренировке лицам пожилого возраста и лицам, страдающим повышенным артериальным давлением.

В-третьих, этот метод менее выгоден в энергетическом отношении, так как спортсмен выполняет значительно больше механической работы по сравнению с методом максимальных усилий  (Курамшин Ю.Ф., 2004).

В-четвертых, постоянное применение метода «до отказа» приводит к перетренированности спортсмена (Stone M.H. et al. 1996; Платонов В. Н. 2015).

В-пятых, метод «до отказа» отрицательно влияет на развитие скоростно-силовых качеств или, другими словами, мощности двигательных действий (Izquierdo M. et al., 2006).

Срочные и отставленные тренировочные эффекты

Установлено, что метод «до отказа» приводит к изменению концентрации гормонов в крови. W. J. Kraemer et al. (1990) показали, что при использовании метода «до отказа», в крови возрастает концентрация тестостерона. J.P. Ahtiainen et al. (2003) установили, что применение в тренировочном занятии силовых упражнений «до отказа», вызывало более высокий подъем концентрации кортизола в крови, по сравнению такой же по объему тренировкой, но с меньшей нагрузкой и без выполнения работы «до отказа». M. Izquierdo et al. (2006) показали, что после 16 недель физически активными мужчинами силовых тренировок методом «до отказа» снижается концентрация IGF-1 и повышается концентрация IGFBP-3.

Срочные биомеханические и физиологические эффекты

Установлено (Самсонова А.В., 2010; 2011; Самсонова, А.В. Косьмина Е.А., 2011; Косьмина  Е.А., 2012; Самсонова, А.В., Косьмина Е.А., Борисевич М.А., 2012), что при выполнении предпоследнего и последнего «отказного» циклов значительно возрастает их длительность, уменьшается амплитуда и скорость движений. При этом возрастает амплитуда электрической активности мышц. Также установлено (Косьмина Е.А., 2012), что количество повторений «до отказа» в каждом последующем подходе меньше, чем в предыдущем.

В.Ф. Кондаленко (1979) установил, что даже после однократной нагрузки «до отказа», выполненной на велоэргометре возникают серьезные повреждения миофибрилл.

Предлагаем концепцию, объясняющую воздействие высокоинтенсивного метода «до отказа» на организм спортсмена. При выполнении стандартных циклов в мышечных волокнах накапливается лактат, что значительно ускоряет наступление утомления, при этом часть мышечных волокон повреждается. Перед окончанием работы «до отказа» в последнем и предпоследнем циклах количество мышечных волокон, способных развивать необходимое усилие резко уменьшается – частично из-за их повреждения, частично из-за накопления лактата, резко снижающего процесс сокращения мышцы и гликолиз, а также из-за того, что к 35-45 с запасы креатинфосфата в мышечных волокнах подходят к концу (Волков Н.И. с соавт. 2000). Поэтому ЦНС в последних циклах активирует свой резерв – самые большие и сильные ДЕ, которые не принимали участие в работе и сохранили большие запасы КрФ. Этим объясняется резкое увеличение амплитуды ЭМГ на последних циклах (Самсонова А.В., 2010; 2011; Самсонова А.В., Косьмина Е.А., 2011; Косьмина Е.А., 2012; Самсонова А.В., Косьмина Е.А., Борисевич М.А., 2012) Однако падение силы, которую развивает мышца таково, что мышца уже не способна развить требуемый импульс силы (произведение силы мышцы на длительность ее активности). Поэтому для сообщения внешней нагрузке необходимого импульса силы, мышца увеличивает длительность своей активности. Скорость сокращения мышцы резко падает, и мышца начинает функционировать в квазиизометрическом режиме, который, по сравнению с концентрическим, является более повреждающим. Это приводит к сильным повреждениям мышечных волокон в последних, «отказных» циклах.

Через несколько минут в части истощенных но не поврежденных мышечных волокон запасы КрФ частично восстанавливаются и они могут снова развивать достаточное усилие. Поэтому спортсмен способен снова повторить подход «до отказа», но так как часть мышечных волокон уже повреждена, а в саркоплазме мышечных волокон сохраняется высокая концентрация лактата, количество циклов в работе «до отказа» уменьшается.

Если применяется низкоинтенсивный метод «до отказа», то к последнему «отказному» циклу движения, большая часть мышечных волокон отключается не из-за их повреждения, а из-за того, что в них исчерпались запасы энергии и накоплено большое количество лактата. Поэтому работа в таком режиме приводит к развитию силовой выносливости, при этом в первую очередь гипертрофируются мышечные волокна типа I (Платонов В.Н. 2005).

Выводы:

1. Следует различать низкоинтенсивный метод «до отказа» при котором используются отягощения не более 40% от максимума; среднеинтенсивный метод «до отказа» (величина отягощений от 40 до 60%) и высокоинтенсивный (величина отягощений более 60% от максимума).
2. Применение низкоинтенсивного метода «до отказа» в первую очередь влияет на развитие силовой выносливости скелетных мышц и их гипертрофию. Применение среднеинтенсивного метода «до отказа» направлено на развитие силовой выносливости, гипертрофии и силы. Высокоинтенсивный метод «до отказа» в первую очередь влияет на развитие силы.
3. Достоинствами метода до «отказа» являются: возможность применяя небольшие отягощения при тренировке с начинающими спортсменами, тем не менее добиваться развития силы мышц; возможность тренировать все виды мышечных волокон; значительное повышение метаболизма, приводящее к гипертрофии мышц.
4. К недостаткам метода «до отказа» можно отнести: необходимость проявлять большие волевые усилия, повышение артериального давления, высокие энерготраты, возможная перетренированность и отрицательное влияние на развитие скоростно-силовых качеств.
5. На основе срочных и отставленных тренировочных эффектов, а также срочных биомеханических и физиологических эффектов предложена концепция, объясняющая воздействие метода «до отказа» на скелетные мышцы человека.

Библиографический список

1. Волков Н.И. Несен Э.Н., Осипенко А.А., Корсун С.Н. Биохимия мышечной деятельности. Киев: Олимпийская литература. 2000. 503 с.
2. Кондаленко В.Ф. Ультраструктура скелетных мышц нетренированных человека и животных при физической нагрузке // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии, 1979. Т.76. Вып.6. С. 92-101.
3. Косьмина Е.А. Развитие силовых способностей юношей методами «до отказа» и субмаксимальных усилий на начальном этапе занятий атлетизмом: Дисс…канд. пед. наук. 2012. СПб. 152 с.
4. Курамшин Ю.Ф. Глава 9. Силовые способности и методика их развития / в кн: Теория и методика физической культуры: учебник для высших учебных заведений. М.: Советский спорт, 2004. С. 122-134.
5. Медведев А.С. Проблема дальнейшего совершенствования методики тренировки тяжелоатлетов на современном этапе //Теория и практика физической культуры, 1996. № 6. С. 51-54.
6. Ментцер М. Супертренинг. М.: Медиа-Спорт, 1998. 102 c.
7. Муравьёв В.Л. Жми лежа. Советы, методика, техника, планы тренировок. М.: Лана, 2001. С. 54.
8. Мякинченко, Е. Б. Концепция воспитания локальной выносливости в циклических видах спорта: Автореф… дис. докт. пед. наук. М., 1997. 48 с.
9. Платонов В. Н. Перетренированность в спорте // Наука в Олимпийском спорте. 2015. №1. 19-34.
10. Платонов В.Н. Система подготовки спортсменов в Олимпийском спорте. Общая теория и ее практические приложения. М.: Советский спорт. 2005. 820 с.
11. Роман Р.А. Тренировка тяжелоатлета. М.: Физкультура и спорт, 1986. 175 с.
12. Самсонова А.В. Характеристика суммарной электрической активности мышц при выполнении силовых упражнений //Вiсник Чернiгiвського державного педагогiчного унiверситету. Вип. 81. Серiя: Педагогiчнi науки. Фiзичне виховання та спорт. Чернiгiв, 2010. C. 427-431.
13. Самсонова А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека: монография. НГУ им. П.Ф. Лесгафта. СПб., 2011. 203 с.
14. Самсонова А.В., Косьмина Е.А., Борисевич М.А. Воздействие метода до «отказа» на силовые способности спортсменов // Культура физическая и здоровье, 2012. №3. С. 80-83.
15. Самсонова А.В., Косьмина Е.А. Срочные тренировочные эффекты воздействия силовых упражнений методом до «отказа» на скелетные мышцы человека //Вiсник Чернiгiвського державного педагогiчного унiверситету. Вип. 91. Том 1 Серiя: Педагогiчнi науки. Фiзичне виховання та спорт. Чернiгiв, 2011. С. 407-410.
16. Селуянов В.Н. Шестаков М.П. Определение одаренностей и поиск талантов в спорте. М.: СпортАкадемПресс. 2000. 112 с.
17. Хартманн Ю. Тюннеманн Х. Современная силовая тренировка. Берлин: Шпортферлаг. 1988. 335 с.
18. Шутов К.Ф. Развитие силовой выносливости культуристов 16-18 лет с учетом их морфологических особенностей: автореф. канд. дисс. СПб., 1997. С.20.
19. Ahtiainen J.P., Pakarinen A., Kraemer W.J. et al. Acute hormonal and neuromuscular responses and recovery to forced vs maximum repetitions multiple resistance exercises // International Journal of Sports Medicine, 2003. V. 24. P. 410-418.
20. Akima H., Saito A. Activation of quadriceps femoris including vastus intermedius during fatiguing dynamic knee extensions // European Journal of Applied Physiology, 2013. Vol. 113 P. 2829–2840.
21. da Silva L.X.N., Teodoro J.L., Menger E. et al. Repetitions to failure versus not to failure during concurrent training in healthy elderly men: A randomized clinical trial // Experimental Gerontology, 2018. Vol. 108. P. 18-27.
22. Davies T., Orr R., Halaki M., Hackett D. Effect of Training Leading to Repetition Failure on Muscular Strength: A Systematic Review and Meta-Analysis // Sports Medicine, 2016. V. 46. P.487–502.
23. Drinkwater E.J., Lawton T.W., Lindsell R.P. et al. Training leading to repetition failure enhances bench press strength gains in elite junior athletes // Journal of Strength and Conditioning Research, 2005. Vol. 19. P. 382–388.
24. Izquierdo, Ibañez J., González-Badillo J.J. et al. Differential effects of strength training leading to failure versus not to failure on hormonal responses, strength, and muscle power gains // Journal of Applied Physiology. 2006. Vol. 100. No5. P.1647-1656.
25. Looney D.P., Kraemer W.J., Joseph M.F. et al. Electromyographical and Perceptual Responses to Different Resistance Intensities in a Squat Protocol: Does Performing Sets to Failure With Light Loads Produce the Same Activity? // Journal of Strength and Conditioning Research, 2016. Vol.30. No.3. P.792-799.
26. MacDougall J.D., Tuxen D., Sale D.G., Moroz J.R., Sutton J.R. Arterial blood pressure response to heavy resistance exercise // Journal of Applied Physiology. 1985. Vol. 58. P. 785–790.
27. Nóbrega S.R., Libardi C.A. Is Resistance Training to Muscular Failure Necessary? // Frontiers in Physiology, 2016. Vol. 7. Art. 10. P. 1-4.
28. Pincivero D. M., Gandhi V., Timmons M. K., Coelho A. J. Quadriceps femoris electromyogram during concentric, isometric and eccentric phases of fatiguing dynamic knee extensions // Journal of Biomechanics, Vol. 39. P. 246–254.
29. Pyne D.B., Hunt P.H., McKenna M.J. Training leading to repetition failure enhances bench press strength gains in elite junior athletes // Journal of Strength and Conditioning Research, 2005. Vol. 19 P. 382–388.
30. Rooney K.J., Herbert R.D., Belnave R.J. Fatigue contributes to the strength training stimulus. Medicine and Science in Sports and Exercise, 1994. Vol. 26. P. 1160–1164.
31. Schoenfeld B.J., Grgic J. Does Training to Failure Maximize Muscle Hypertrophy // Strength and Conditioning Journal, 2019. V. 41. No P. 108-113.
32. Schott J., McCully K., Rutherford O.M. The role of metabolites in strength training. II. Short versus long isometric contractions. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 1995. Vol. 71. P. 337–341.
33. Stone M.H., Chandler T.J., Conley M.S., Kramer J.B., Stone M.E. Training to muscular failure: is it necessary?// Journal of Strength and Conditioning Research, 1996. Vol. 18. P.44–48.
34. Kraemer W.J., Marchitelli L., Harman S.E.G. Hormonal and growth factor responses to heavy resistance exercise protocols // Journal of Applied Physiology, 1990. V. 69. P. 1442–1450.
35. Wernbom M., Augustsson J. Thomee R. The influence of frequency, intensity, volume and mode of strength training on whole muscle cross- sectional area in humans // Sports Medicine, 2007. Vol. 37. P. 225–264.
36. Zatsiorsky V.M., Kramer W.J. Science and Practice of Strength. Champaign, IL: Human Kinetics. 2006. 251 p.

С уважением, А.В. Самсонова