Роль мышц и сухожилий

Содержание статьи

Мышцы и сухожилия. Как улучшить спортивные показатели и избежать травм

Переводчик: Татьяна Архарова

Редактор: Вероника Рис

Источник: Bas Van Hooren

Сухожилия передают усилие от наших мышц к костям, и правильное взаимодействие между мышцами и сухожилиями очень важно для работоспособности спортсмена и предотвращения травм.

При сокращении (напряжении) мышцы сухожилие растягивается и остается таким, пока мышца сокращена. Когда сильная мышца тянет «слабое» сухожилие, оно может очень сильно растягиваться (Рис. 1). Это, в свою очередь, может привести к микротравмам, разрывам в волокнах сухожилий.

Когда растяжение сухожилия происходит часто, и оно не успевает заживать, это может в конечном итоге привести к травмам, таким как тендинопатия. Когда мышца становится сильнее и крупнее, сухожилие должно «подстраиваться», чтобы предотвращать чрезмерное напряжение и связанные с ним повреждения. Увеличение жёсткости сухожилий позволяет им меньше растягиваться и служит защитным механизмом.

Сильные мышцы нуждаются в жёстких сухожилиях.

Рис.1 Верхние изображения. Слева: дисбаланс между мышцой и сухожилием. Мышца, сильно растягивающая сухожилие. Справа: баланс между мышцой и сухожилием. Сокращение мышцы приводит к снижению напряжения в сухожилии. Ниже: изображения сухожилий крыс с растяжением под микроскопом. A — сухожилия без растяжения с ровными, параллельными волокнами коллагена; B — небольшое растяжение сухожилия характеризуется некоторой деформацией волокон; C — умеренное растяжение, наблюдается расширение пространства между волокнами; D — сильное растяжение, неровность волокон, увеличение пространства между волокнами.

Дисбаланс из-за тренировок

Мышцы и сухожилия приспосабливаются к механическим нагрузкам и чувствительны к механическим воздействиям. Процесс, с помощью которого механический стимул превращается в биохимический ответ, называется механотрансдукцией.

Благодаря биохимическому ответу происходит адаптация. Но время адаптации и механические стимулы, которые и вызывают эти адаптации, могут различаться в тканях мышц и сухожилий. Недавние эксперименты in vivo (в живом организме) показали, что высокоинтенсивные тренировки приводят к адаптациям в тканях сухожилий. Также было показано, что умеренная продолжительность нагрузки (3 секунды + релаксация) привела к лучшей адаптации, в отличие от более короткой (1 секунда + релаксация) или более длительной (12 секунд).

Таким образом, тренировки, в особенности плиометрические (прыжковые тренировки) или с низкой интенсивностью, могут привести к дисбалансу между мышцами и сухожилиями, и в итоге привести к травмам.

Существуют ли доказательства дисбаланса?

В недавнем перекрестном исследовании Mersmann и коллеги выяснили, что у волейболистов наблюдается больший дисбаланс в силе мышц-разгибателей коленного сустава и коленной чашечки по сравнению с просто активными людьми их же возраста. Авторы предположили, что этот дисбаланс может способствовать повреждению связок коленной чашечки в результате плиометрической тренировки.

Более «слабое» сухожилие по отношению к более сильной мышце может привести к травме сухожилия, но и слишком жёсткое сухожилие по отношению к более слабой мышце также может привести к травме. Жёсткое сухожилие меньше растягивается, например, ахиллово сухожилие во время бега.

Спортивные показатели

«Слабое» сухожилие может привести не только к травмам, но и к плохим спортивным показателям, так как снижается работоспособность из-за более быстрого сокращения мышечных волокон. В результате силовые показатели хуже. Слишком жёсткое сухожилие тоже может привести к ухудшению показателей. Поэтому нахождение «золотой середины» не только снижает риски травм, но и положительно влияет на показатели спортсмена.

Что нужно для баланса?

Дисбаланса можно избежать с регулярными силовыми тренировками. Чтобы упражнения были эффективными для мышц и сухожилий, они должны соответствовать нескольким критериям:

1. Механическая нагрузка:

Эксперименты in vivo показывают, что растяжение около 5% является оптимальным для тренировки жёсткости сухожилия. Эти результаты совпадают с результатами другой недавней работы, в которой соизмеримое растяжение привело к наибольшему увеличению фосфорилирования.

Как в экспериментах in vivo, так и in vitro, меньшие нагрузки (с меньшим весом отягощения) приводили к меньшей адаптации/фосфорилированию. Чтобы получить достаточную нагрузку на сухожилие, мышца должна сильно сокращаться. Использование веса больше 85-90% от максимального произвольного сокращения приводит к сильному сокращению мышц и достаточной нагрузке (~5%) на сухожилие, чтобы привести к адаптации.

2. Продолжительность нагрузок:

При короткой продолжительности нагрузок, например, как при плиометрической тренировке, снижается процесс адаптации в тканях сухожилий. Исследования in vivo показывают, что продолжительность сокращений около 3 секунд с периодом отдыха 3 секунды приводит к адаптации сухожилий, что свидетельствует об эффективной механотрансдукции (процесс, через который силы и другие механические сигналы преобразуются в клеточные сигналы).

Более короткие (1 секунда) и более длинные (10 секунд) сокращения привели к снижению фосфорилирования.

3. Период отдыха:

К сожалению, не было проведено исследований in vivo для определения оптимального периода отдыха между подходами. Только в экспериментах in vitro изучалось воздействие на сухожилия повторной тренировки без отдыха и с периодом отдыха около 6 часов. Данные говорят о том, что между тренировками сухожилий требуется как минимум 6 часов отдыха.

4. Другие факторы:

Хотя тип сокращения — концентрический, эксцентрический или изометрический — не имеет первостепенного значения в случае адаптации сухожилий, важно учитывать некоторые преимущества и недостатки разных типов тренировок.

При динамической — концентрически-эксцентрической — тренировке сухожилие испытывает большие нагрузки только в течение некоторого времени. Поэтому рекомендуется увеличить продолжительность упражнения примерно до 6 секунд, чтобы стимул был достаточным для эффективной механотрансдукции. Также можно делать те упражнения, при которых нагрузка на сухожилия высока, например, сгибание колена под 60 градусов во время выполнения приседа.

Преимущество изометрических тренировок состоит в том, что продолжительность и интенсивность легче контролировать по сравнению с динамическими упражнениями. Упражнения также можно легче модифицировать, чтобы не травмировать сухожилия. Изометрические упражнения рекомендуется выполнять 3 раза в неделю с примерно 2 минутами перерыва между подходами (Рис. 2).

Рисунок 2. Тренировка сухожилия [Bohm et al.]

Есть предположение, что тренировки с низкой механической нагрузкой, такие как подъёмы голеней, могут привести к дисбалансу между силой мышц и сухожилий, поскольку малая механическая нагрузка оказывает больше влияния на мышцы, чем на сухожилия. Недавний систематический обзор показал, что силовая тренировка высокой интенсивности имеет потенциальные преимущества по сравнению с эксцентрическими упражнениями при тендинопатии ахиллова сухожилия, хотя эффект мал.

В нескольких исследованиях для лечения тендинопатии использовалась относительно долгая продолжительность мышечных сокращений. Например, Rio с коллегами обнаружили, что изометрические сокращения мышц уменьшают боль в долгосрочной перспективе у людей с тендинопатией связки надколенника. Тем не менее, недавние исследования не обнаружили такого же эффекта у пациентов с тендинопатией ахиллова сухожилия.

При тендинопатии можно травмироваться, и при нагрузке повреждённого сухожилия здоровая ткань сухожилия «защищает» менее прочную и травмированную ткань. Так как здоровые волокна больше напрягаются, повреждённые не получают стимулов к адаптации. Решить это можно с помощью так называемой «релаксации напряжения». Поскольку неповреждённые волокна коллагена медленно расслабляются, повреждённая ткань становится более «нагруженной» и, таким образом, адаптируется.

Желатин

Коллагеновые волокна под микроскопом

Недавно было показано, что приём 15 г желатина в сочетании с ~225 мг витамина С за час до тренировки приводит к увеличению синтеза коллагена по сравнению с плацебо. Это может использоваться для профилактики травм или во время реабилитации в сочетании с ранее описанными упражнениями.

Недавнее исследование, в котором приняло участие 18 человек, показало, что лечебная физкультура при тендинопатии ахиллова сухожилия дала лучшие результаты с приёмом 2,5 г желатина за 30 минут до выполнения упражнений.

Также напоминаем, что гидролизированный коллаген имеет большую биодоступность. 15 г гидролизата коллагена в день эквивалентны 15 г желатина, и даже больше из-за лучшей способности усваиваться.

Дополнительно: СМТ — Научный подход выпускает гидролизат коллагена отличного качества с разными вкусами. Одна порция содержит 5 г необходимого вещества — 3 порции могут заменить вышеописанный желатин с витамином С. Заказать себе домой коллаген можно по ссылке.

Источник

Роль связок и сухожилий в армрестлинге

file

Меня всегда поражала удивительная безграмотность большинства армрестлеров в вопросах касающихся сухожильно-связочного аппарата. Во-первых, постоянно путают связки с сухожилиями. Во-вторых, приписывают связкам какие-то удивительные качества. По толщине сухожилий уверенно заявляют о генетической предрасположенности к армрестлингу.

Постоянно озадачены вопросом, как бы закачать связки. Продолжать перечень этих нелепиц можно долго. И я это наблюдаю в армрестлинге уже более 20-и лет. Складывается впечатление, что большинство рукоборцев никогда в жизни не открывало учебник по анатомии. Но нет, открывало. Те же спортсмены прекрасно знают о круглом и квадратном пронаторе, о мышце супинаторе, о функциях плечелучевой мышцы. То есть те анатомические моменты, о которых среднестатистический посетитель тренажерного зала имеет весьма смутное представление. Так почему же такое невежество в вопросе о связках и сухожилиях? Честно говоря, не знаю.

Надеюсь, что моя статья позволит вам лучше понять роль сухожильно-связочного аппарата в армрестлинге и заставит пересмотреть общепринятые положения.

Связки

Связки представляют собой соединительнотканные тяжи, крепость которых увеличивается тем, что составляющие их волокна идут не параллельно, а имеют перекрестный и косой ход. Некоторые из связок, как например подвздошно-бедренная или длинная подошвенная, могут выдерживать нагрузку на растягивание равную нескольким стам килограммов. (М. Ф. Иваницкий). Построены связки из плотной соединительной ткани, богатой коллагеновыми волокнами. Содержание эластина в связках выше, чем в сухожилиях, поэтому они более растяжимы. Некоторые связки способны при растяжении увеличивать свою длину на 20-40%, тогда как сухожилия способны к растяжению всего на 2-5% (Shah et al., 1977).

Функция связок заключается в укреплении суставов. С мышцами они не связаны и соответственно никакого участия в мышечном сокращении не принимают. Поэтому закачать связку невозможно в принципе. В то же время в связках происходит увеличение синтеза белка под воздействием гормона роста (ГР). Поэтому выполняя упражнения в статодинамике, а именно этот режим способствует максимальной секреции ГР, мы повышаем концентрацию гормона роста в крови, а из общего кровотока часть гормонов будет усвоено и тканью связок. Так что связкам достаточно обычных тренировок без какой-либо специализации, чтобы поддерживать свое состояние.

Постоянная растягивающая нагрузка на связки приводит не к тренировке их, а к перерастяжению. И этот процесс необратим. Бывшие спортсмены — пловцы, представители художественной гимнастики и других видов спорта, требующих от спортсменов повышенной гибкости, по завершении карьеры часто мучаются от разболтанности суставов и позвоночника. У них только два выхода: либо делать операцию на удаление части связки, либо продолжать до конца жизни силовые тренировки. Тогда мышцы берут на себя функции стабилизации суставов. Но стоит только прекратить тренироваться, мышечный тонус падает и суставы опять начинают вылетать.

У борцов часто наблюдается привычный вывих плеча. Некоторые из них даже приловчились сами себе его вправлять. Это ничто иное, как перерастяжение связок плечевого сустава и вылечить это можно только операцией.

Локтевой сустав

Локтевой сустав — достаточно прочное соединение. Стабильность обеспечивается формой блоковидного плече-локтевого сустава, кольцевидной связкой, тяжем лучевой коллатеральной и веерообразной локтевой коллатеральными связками. При любом используемом техническом варианте в армрестлинге, основным движением является пронация плеча, выполняемая в статическом режиме. Соответственно, в процессе борьбы к суставу всегда будет приложена сила в направлении его супинации, выворачивающая кости предплечья из сустава. Казалось бы, сдерживающая роль медиальных связок сустава должна иметь решающее значение, но это не совсем так.

Во-первых, сустав значительно укрепляют напряженные мышцы, причем как мышцы предплечья, крепящиеся к медиальному надмыщелку плечевой кости, так и сгибатели предплечья, которые хотя и прикладывают усилие перпендикулярно действующей силы, но сильное напряжение сгибателей, уравновешенное противодействующей силой партнера, способствует стабилизации сустава и снижает нагрузку со связочного аппарата при любом направлении приложенной силы. То есть в первую очередь нагрузка падает не на связки, а на мышцы и сухожилия, особенно предплечья.

Поэтому заболевания и травмы медиальных связок предплечья крайне редки, в то время как заболевания и травмы сухожилий встречаются не в пример чаще. Например, известный всем медиальный эпикондилит, локоть гольфиста. Это воспаление сухожилий, крепящихся к медиальному надмыщелку плечевой кости, следующих мышц: круглый пронатор, лучевой сгибатель запястья, локтевой сгибатель запястья, поверхностный сгибатель пальцев.

Знакомые мышцы? Все они играют важную роль в борьбе и именно их напряжение значительно снимает нагрузку со связок и принимает удар на себя. Во-вторых, прочность локтевого сустава достаточно высокая и даже если тонус мышц снижается, например, в положении борьба в опасном положении, когда плечо во фронтальной плоскости выходит вперед захвата, происходит не разрыв связок, а винтовой перелом плечевой кости — самая распространенная травма в армрестлинге. Так что прочность связок не является лимитирующем звеном, в отличии от прочности сухожилий. Постоянная борьба в опасном положении на тренировках может не привести к перелому, но приведет к перерастягиванию медиальных связок и последующей дестабилизации сустава, о последствиях которой я уже писал.

Сухожилия

Сухожилия — это соединительнотканная часть мышц, посредством которой они прикрепляются к костям. Сухожилия состоит из компактных параллельных пучков коллагеновых волокон, между которыми расположены ряды фиброцитов. Как уже говорилось, сухожилия более прочны и менее растяжимы, чем связки. Основное функциональное значение сухожилий состоит в том, что, фиксируя места прикрепления мышц к костям, они обеспечивают передачу мышечных усилий на костные рычаги.

Несмотря на то, что сухожилия принимают непосредственное участие в мышечной работе, сами они не имеют сократительных элементов и представляют собой по большому счету просто тросы, соединяющие мышцы с костями, и на проявляемую силу они не оказывают существенного влияния. Представьте себе, что вы собираетесь вытащить из грязи застрявший автомобиль товарища. Вы подгоняете свой автомобиль и закрепляете на автомобилях буксировочный трос.

Так вот вытащить автомобиль вы сможете только в том случае, если мощность вашего автомобиля будет способна создать необходимое для этого усилие. А будете вы использовать один трос или повесите пять, значения не имеет. Если прочность одного троса достаточна, чтобы выдержать необходимое усилие, то нет необходимости добавлять другие. Так и в мышечной работе. Сухожилие — это тот же трос, а мышца — буксирующая машина. Ширина и прочность сухожилия не дает никаких преимуществ, поскольку силу тяги создает только миофибриллярный аппарат мышц. Хотя здесь следует оговориться. Широкое и прочное сухожилие косвенно свидетельствует о большом количестве мышечных волокон, а это уже показатель генетической одаренности для силовых видов спорта.

Но силу определяет не количество волокон в рабочей мышце, а количество миофибрилл. Мышечное волокно (МВ) способно увеличить свой диаметр в 5 раз за счет увеличения количества миофибрилл. И спортсмен с относительно небольшим количеством гипертрофированных МВ будет иметь больше миофибрилл, чем спортсмен с большим количеством МВ, но среднего размера. И хотя у первого сухожилие будет тоньше он будет иметь преимущество в силе.

Гораздо более важным показателем является не ширина сухожилия, а расстояние от места его крепления до оси вращения сустава. Недаром издревле говорится о людях богатырского сложения и о людях жилистых, не уступающих им в силе. Жилистые, значит, сухожилия отчетливо различимы под кожей, что возможно при их удалении от сустава. Такие люди прикладывают гораздо меньше мышечного усилия при выполнении определенного двигательного действия, чем их менее одаренные соперники. Поэтому пусть вас не удивляет, что, имея меньший поперечник рабочей мышцы, они способны развить большую силу. Законы механики!

Так что запомните, если худосочный парень на тренировке легко расправляется с более массивными соперниками у него не крепче связки или сухожилия, а места крепления сухожилий дальше от оси вращения сустава.

Миф об исключительной роли прочности сухожилий в развитии силы пошел от великого циркового атлета и борца Александра Засса, поистине культовой фигурой в силовых видах спорта. Многие знакомы с его высказываниями:
Сами по себе мышцы не могут поднять лошадь, а сухожилия — могут.
Некоторые люди с тонкими ногами сильнее, чем люди с толстыми, — Почему? Потому что сила лежит в сухожилиях, в тех невидимых твердых тканях, которые уступают по плотности только костям. Без сухожилий человек превратился бы в студень. Но сухожилия надо тренировать. На моем опыте можно убедиться, что не обязательно крупный мужчина должен быть сильным, а человек скромного сложения — обязательно слабым.
Я не верю в большие мускулы, если рядом с ними нет настоящей большой силы сухожилий. Можно видеть энтузиастов физической культуры, обладающих довольно большими мускулами. Но какой от них прок, если отсутствует мощная основа — развитые сухожилия. Они не могут полностью использовать силу своих мышц в момент действительного испытания силы. И поэтому их сила — только иллюзия.
Сухожилия же лучше всего увеличивают свою крепость, когда их мощь прилагается к какому-либо почти неподвижному предмету. Они становятся сильнее от сопротивления, чем от движения.

Но все эти домыслы великого атлета не имеют никакого научного обоснования. Сила определяется исключительно развитием мышечного компонента. Никоим образом не хочу умалить величие Засса. Напротив, я считаю, его одним из величайших атлетов всех времен и народов и планирую написать про него и про его систему тренировок цикл статей. Но

Засс не был ученым, не был врачом и даже не имел высшего образования.

Он разработал свою систему на основе собственного опыта и экспериментов. Засс обладал уникальной генетикой, как раз в плане большого расстояния от места крепления сухожилий до оси вращения суставов, что позволяло ему показывать выдающиеся силовые результаты при достаточно скромной мышечной массе. Кстати генетика ему досталась от отца. Тот безо всяких тренировок легко ломал подковы.

Изометрическая гимнастика Засса с точки зрения спортивной адаптологии не имеет никакого преимущества для развития сухожилий перед динамической тренировкой, хотя и является достаточно эффективной для роста силы. Рост сухожилия происходит вместе с гиперплазией миофибрилл.

Миофибриллы растут 10-14 дней, а их концевые части, входящие в сухожилие 50-90 дней. При правильно организованном тренировочном процессе рост миофибрилл всегда сопровождается утолщением сухожилий. К сожалению, в спорте такой процесс практически неосуществим. Ударные нагрузки, борьба со старта травмируют сухожилия, а им до восстановления требуется около 50 дней. Но ни один спортсмен не будет прекращать развивающие тренировки на такой срок.

В результате травмы накапливаются и сухожилие изнашивается. Особенно это заметно на фоне приема анаболических стероидов. АС действуют на контрактильную часть мышцы, а на соединительную действует в большей степени гормон роста. Но рост соединительной ткани сухожилия гораздо медленнее, чем рост мышц и при применении ударных нагрузок, плиометрических упражнений, спаррингов со старта сухожилие изнашивается и рвется. Надо сказать, что разрыва сухожилия как такового не бывает. Отрыв всегда происходит в месте крепления сухожилия к кости.

В 2012 г. на соревнованиях мне оторвали дистальное сухожилие бицепса. На следующее утро сделали операцию, поставили его на титановый якорь. Оперирующий хирург показал мне снимки. Меня поразило насколько изношенным, тонким и разволокнистым было мое сухожилие. Врач сказал, что у всех спортсменов подобная картина. Реалии большого спорта в том, что времени для восстановления сухожилий никто не дает. Двухмесячный перерыв в сезоне никто не может себе позволить, а травмы накапливаются и сухожилия изнашиваются.

Сухожилие разволакивается и концами коллагеновых нитей царапает стенки сухожильного влагалища. Отсюда постоянные ноющие боли. Что бы эти выступающие нити отмирали и уничтожались надо прекратить или значительно снизить нагрузки, иначе этот вялотекущий воспалительный процесс будет продолжаться. Лучше всего в этом случае помогает лечение оксидом азота с использованием воздушно-плазменного аппарат «Плазон» ( подробнее об этом можно узнать в моей статье «NO-терапия при лечении спортивных травм». ЖМ № 9).

В отличии от связок, сухожилия тренировать можно. Как я уже говорил, наиболее важную роль в синтезе белка соединительной ткани играет гормон роста. Соматропин усваивается из общего кровотока активными тканями. Кровеносные сосуды проникают в сухожилия со стороны брюшка мышцы и из него ГР проникает в ткань сухожилий.

После базового упражнения на выброс ГР необходимо выполнить упражнения на укрепление сухожилий. Это достигается объемной тренировочной работой невысокой интенсивности. Желательно, чтобы движения выполнялись с максимально возможной для данного сустава амплитудой и во всех направлениях. (Зациорский В. М., Селуянов В. Н., Арунин А.С. 1981). Именно такой тренировки и работе в статодинамике следует придерживаться при травмах и болезненностях в сухожилиях.

Рассказ о сухожилиях будет неполным, если на рассказать о том, что при выполнении быстрых движений мы все же можем использовать упругие свойства сухожилий. Они обеспечивают повышение рабочего эффекта за счет использования дополнительной (не метаболической) механической энергии. Упругая деформация сухожилий и возбужденных мышц при их растягивании внешней силой приводит к накоплению в их веществе определенного потенциала напряжения, который с началом сокращения используется как существенная силовая добавка к силе тяги мышц, увеличивая мощность их сокращения.

Чем больше вклад такой силовой добавки в движение, тем выше его рабочий эффект (подробнее об этом можно прочитать в моей статье-интервью с В. Н. Селуяновым «Упругая деформация в силовых видах спорта» ЖМ № 9). Но в цирковых силовых номерах и в армрестлинге энергия упругой деформации практически не используется. Ее используют в первую очередь в беге, прыжках и метаниях. То есть в скоростно-силовых видах спорта. Там она дает существенную прибавку.

Выводы:

Толщина и прочность сухожилия не дают преимущества в силе.
Толщина сухожилия лишь косвенно свидетельствует о предрасположенности к проявлению силы, предполагая большое количество МВ.
Расстояние от места крепления сухожилия к оси вращения сустава — главный критерий одаренности.
Тренировка сухожилий требуется только для снижения травматизма.
Лучше всего на сухожилия воздействуют объемный тренировки низкой интенсивности после базового упражнения в статодинамике для повышения секреции ГР и тренировка в статодинамическом режиме.
Связки не принимают участия в мышечной работе
Прочность связок не является лимитирующем фактором в армрестлинге
Связки не требуют специализированной тренировки, а планомерно укрепляются в ходе обычного тренировочного процесса.

Таким образом, роль связок в армрестлинге сильно преувеличена.

Автор: Андрей Антонов. По материалам ж. Железный Мир.

Источник