СПОСОБ И ВЕЛОТРЕНАЖЕР ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ МЫШЦ НОГ В ЭКСЦЕНТРИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ДОЗИРОВАНИЕМ НАГРУЗКИ Российский патент 2008 года по МПК A63B23/04 A63B69/16 

Область применения

Велотренажер предназначен для проведения специализированных тренировок в эксцентрическом режиме с заданной скоростью педалирования и дозированной нагрузкой на тренируемые группы мышц в условиях обычных спортивных залов. Велотренажер может использоваться для тренировок спортсменов высокой квалификации и других лиц, чья деятельность связана с интенсивными физическими нагрузками.

Уровень техники

Из физиологической литературы и спортивной практики известно об эффективности тренировок с использованием эксцентрического (уступающего) режима сокращения мышц для увеличения мышечной силы. При тренировке в эксцентрическом режиме внешняя сила, действующая на мышцу, больше максимальной силы, которую может развивать тренируемая мышца, поэтому мышца испытывает заведомо большую нагрузку, чем в обычном концентрическом режиме сокращения. Силовые тренировки, построенные на применении упражнений с эксцентрической работой, приводят к более выраженному приросту мышечной массы и силовых возможностей человека по сравнению с тренировками в концентрическом режиме. Физиологические механизмы, лежащие в основе более выраженного гипертрофического ответа при эксцентрической нагрузке, сводятся к более интенсивной экспрессии ростовых факторов (механозависимого фактора роста и инсулиноподобного фактора роста (ИФР-1)), поскольку в этом режиме мышечного сокращения развивается большее удельное напряжение в пересчете на мышечное волокно. Кроме того, эксцентрический режим мышечного сокращения оказывается энергетически более выгодным, так как расход метаболических источников энергии при этом режиме заметно ниже, чем при обычных концентрических сокращениях такой же механической мощности. Последнее обстоятельство актуально не только для атлетов, регулярно тренирующихся при предельно высоких затратах энергии, но и для людей, у которых энергетический обмен снижен из-за нарушений в системах энергообеспечения мышечной работы, возникающих в результате некоторых хронических заболеваний.

Тренировать мышцы в эксцентрическом режиме можно с использованием различных тренажерных устройств и приспособлений. Известны велотренажерные устройства, позволяющие проводить тренировки в эксцентрическом режиме сути, педали которых соединены цепной передачей с электродвигателем, поддерживающим необходимую скорость вращения.

Если, сохраняя паттерн мышечных сокращений, характерный для обычного педалирования, поменять направление вращения педалей, то при движении сокращаются те же самые мышечные группы, но уже при их растяжении, т.е. мышечная работа происходит в эксцентрическом режиме. Следует отметить, что при таком способе нагружения мышц возникает проблема дозирования тренировочной нагрузки, поскольку развиваемые мышечные напряжения полностью определяются самим испытуемым. Так, например, испытуемый может полностью расслабить мышцы ног, если перенесет вес тела на жестко фиксированное сиденье тренажера.

Хорошо известно, что важнейшим условием эффективности тренировочного процесса является точное дозирование физической нагрузки и ее контроль во время выполнения упражнения. Особенно остро это проявляется в спорте высших достижений, где спортсмены тренируются с предельными нагрузками, и в восстановительной медицине. Лица, использующие физическую тренировку для восстановления своего функционального состояния после перенесенных болезней или травм, имеют сниженные резервные возможности организма, и поэтому даже незначительное отклонение от предписанной нагрузки может привести к нежелательным последствиям. Для дозирования физической нагрузки контролируется либо скорость выполнения упражнения при фиксированном отягощении, либо сила сокращения при фиксированной скорости движения. При тренировках с использованием фиксированных отягощений применяются различные тренажеры, принцип действия которых основан на использовании веса снаряда (штанга, гантели, тренажеры со свободными весами и т.д.). Для контроля скорости выполнения упражнения обычно используют специальные тренажерные устройства, которые могут поддерживать постоянную скорость движения. В первом случае (работа с отягощениями) тренирующийся может контролировать развиваемую мощность, изменяя скорость выполнения движения, во втором случае (устройства, обеспечивающие постоянную скорость) - изменяя силу, прикладываемую к устройству. Таким образом, для точного дозирования нагрузки необходимо измерять либо скорость, либо силу сокращения, что связано с некоторыми методическими трудностями. Прежде всего измерительные устройства, предназначенные для контроля параметров движения (тензодатчики, спидометры, акселерометры и т.д.), довольно дороги и сложны в использовании. Кроме того, такой контроль требует постоянного внимания как со стороны тренера, так и самого тренирующегося. Таким образом, имеется необходимость создания тренажерного устройства, в котором два основных параметра - скорость движения и сила мышечного сокращения - могут поддерживаются на заданном уровне автоматически.

Основной целью велотренажеров с электроприводом было обеспечение эксцентрического режима сокращения для мышц, участвующих в педалировании. Эти устройства являются обыкновенными велотренажерами, педальная каретка которых посредством цепной передачи соединена с электродвигателем, заставляющем педали вращаться в противоположном направлении (против часовой стрелки). Использование велотренажеров такой конструкции позволяет тренироваться в эксцентрическом режиме мышечного сокращения, при этом при значительно меньших энергетических затратах внешняя сила, воздействующая на тренируемую группу мышц, заметно выше, чем при тренировках с такой же мощностью в обычном, концентрическом режиме [1, 2]. Следует отметить, что такая конструкция не снимает проблемы точного дозирования нагрузки. Так, при тренировке на эксцентрическом велотренажере такой конструкции тренирующийся может практически полностью расслабить мышцы ног, если перенесет вес тела на жестко фиксированное сидение.

Принципиальное отличие предлагаемого велотренажера от аналогов заключается в том, что сиденье, на котором находится тренирующийся, может свободно скользить по направляющей балке, поэтому тренирующийся вынужден поддерживать заданное напряжение мышц ног во время педалирования. Силовой нагрузкой в этом случае является часть собственного веса занимающегося, величина которой зависит от угла наклона направляющей балки, при этом заданная скорость принудительного вращения педалей электромотором устанавливается путем изменения параметров электропитания. Следует отметить, что, изменяя направление принудительного вращения педалей, на велотренажере такой конструкции можно тренировать основные мышечные группы ног (разгибатели коленного и тазобедренного суставов) как в эксцентрическом, так и в концентрическом режиме мышечного сокращения.

Известны патенты US 2003125167 A1, US 2004082438 A1, US 2003207734 A1, WO 0164297 A2. Недостатком описанных в них устройств является жестко закрепленное сиденье. Это дает возможность тренирующемуся произвольным образом изменять величину мышечного напряжения в широком диапазоне вплоть до полного расслабления (при переносе веса тела на сиденье), что снижает эффективность тренировки. В заявляемом изобретении этот недостаток исключен, поскольку платформа, на которой находится тренирующийся, может свободно перемещаться. Более близким аналогом изобретения является устройство велотренажера по патенту US 4586706 A1, А63В 23/04, 1986, в котором описывается конструкция велотренажера с перемещающимся рулем и с подвижным сиденьем, которое может двигаться в процессе тренировки в основном в горизонтальном направлении. Такая конструкция служит для того, чтобы во время педалирования можно было тренировать также мышцы рук и туловища, и содержит раму с направляющей балкой, платформу, подъемник и педали.

Задачей данного изобретения является реализация возможности тренировки мышц ног в эксцентрическом режиме мышечного сокращения с заданной угловой скоростью педалирования и с заданной силой давления на педали.

Технический результат настоящего изобретения заключается в разработке велотренажерного устройства, позволяющего тренировать мышцы ног в эксцентрическом режиме мышечного сокращения с заданной силой давления на педали. Разработанный велотренажер позволяет дозировать нагрузку на тренируемые мышцы ног путем задания силы давления на педаль и/или скорости педалирования. Тренировки с использованием велотренажеров такого типа увеличивают скоростно-силовые возможности мышц-разгибателей тазобедренного, коленного и голеностопного суставов, повышают их выносливость и аэробную работоспособность, воздействуют на морфологические характеристики мышечных волокон; вызывают кратковременные и долговременные изменения в метаболизме мышечных клеток; стабилизируют гормональный и иммунный статус тренирующегося.

Достижение результата

Результат достигается за счет того, что в способе тренировки мышц ног в эксцентрическом режиме на велотренажере с принудительным вращением педалей и дозированием нагрузки направление вращения педалей относительно обычного изменяют на противоположное, при этом тренирующегося располагают на подвижной платформе, которая имеет возможность свободного скольжения по направляющей балке, а силу давления на педали регулируют путем соответствующего изменения угла наклона направляющей балки с помощью подъемника или посредством навешивания на подвижную платформу дополнительного груза.

При проведении тренировки на тренажере передние поверхности стоп тренирующегося жестко крепят к педалям пристяжными ремнями. Велотренажер для тренировки мышц ног в эксцентрическом режиме с принудительным вращением педалей и дозированием нагрузки, содержащий раму с направляющей балкой, платформу, подъемник и педали, содержит электропривод, с помощью которого осуществляется принудительное вращение педалей, при этом платформа, на которой находится тренирующийся, выполнена с возможностью свободного перемещения платформы по направляющей балке, которая соединена с подъемником, регулирующим угол наклона платформы для задания величины нагрузки, причем питание электропривода выполнено с возможностью изменения угловой скорости и направления вращения педалей по заданному алгоритму как в течение тренировки, так и во время одного цикла вращения. На платформе может быть жестко закреплен ремень, предназначенный для фиксации положения тренирующегося.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показано конструктивное устройство велотренажера (а - вид сбоку, б - вид сверху, в - вид спереди), где 1 - несущая рама, 2 - подвижная платформа, 3 - шатун, 4 - электродвигатель, 5 - подъемник, 6 - ремень, 7 - дополнительные отягощения (грузы), 8 - педали.

На фиг.2 показан кадр видеоряда, использующийся для определения кинематических параметров тренировочного движения, где 9 - звездочка, 10 - цепная передача, 11 - направляющая балка, 12 - ось вращения педалей, 13 - носок стопы, 14 - световой маркер, установленный на оси вращения в голеностопном суставе, 15 - световой маркер, установленный на оси вращения в коленном суставе, 16 - световой маркер, установленный на оси вращения в тазобедренном суставе, 17 - световой маркер, установленный на оси вращения в плечевом суставе.

На фиг.3 показан внешний вид велотренажера.

На фиг.4 показана динамика изменений тренировочной нагрузки за время тренировочного цикла.

На фиг.5 приведена диаграмма относительных приростов регистрируемых показателей:

а) средней мощности за 30 сек теста Вингейта;

б) максимальной статической силы мышц-разгибателей коленного сустава;

в) объема четырехглавой мышцы бедра, рассчитанного по результатам МР-томографии.

Сущность изобретения

На несущей раме 1 (фиг.1) велотренажера установлен электродвигатель 4. На валу двигателя установлены звездочки с цепной передачей на шатуны 3 с педалями 8. Кроме того, на раме 1 установлена платформа 2, соединенная с подъемником 5, позволяющим изменять угол наклона направляющей балки. Отличительной особенностью устройства является то, что испытуемый находится на подвижной платформе 2, которая может свободно скользить по направляющей балке. Несущая рама 1 должна обладать необходимым запасом прочности, позволяющим выдерживать динамические нагрузки, возникающие при выполнении упражнений на велотренажере. Платформа 2 предназначена для фиксации тренирующегося на велотренажере с помощью ремня 6. Конструкция платформы обеспечивает свободное перемещение платформы вместе с находящимся на ней тренирующимся вдоль направляющих балок, по которым движутся ролики платформы. Шатуны 3 предназначены для передачи момента вращения вала двигателя через педали 8 на ноги испытателя. Вращение педального вала создается электродвигателем 4 с редуктором, на валу которого может быть установлена звездочка, соединенная цепной передачей 10 с ведущей звездочкой велотренажера 9, как показано на фиг.2. Подъемник 5 предназначен для изменения угла наклона платформы 2, что обеспечивает установку заданной нагрузки на педали. Комплект грузов 7 предназначен для увеличения нагрузки в случае необходимости. Дополнительными отягощениями могут служить, например, грузы стандартной штанги.

Во время проведения тренировки пуск и остановка электродвигателя осуществляется самим занимающимся путем нажатия на кнопку, находящуюся на рукоятке подвижной платформы. С целью обеспечения безопасности при проведении тренировки на тренажере стопы занимающегося фиксируются на педалях с помощью пристяжных ремней.

Принцип работы тренажера

Способ тренировки мышц ног в эксцентрическом режиме на велотренажере с принудительным вращением педалей основан на том, что направление вращения педалей относительно обычного изменяют на противоположное, при этом тренирующегося располагают на подвижной платформе, которая может свободно скользить по направляющей балке, а силу давления на педали регулируют путем соответствующего изменения угла наклона направляющей балки с помощью подъемника либо посредством навешивания на подвижную платформу дополнительного груза.

При проведении тренировки на тренажере передние поверхности стоп тренирующегося жестко крепят к педалям пристяжными ремнями.

На фиг.5 представлена фотография, на которой показан момент проведения тренировочного занятия на тренажере такой конструкции. Тренирующийся закреплен с помощью ремня на платформе, которая свободно скользит по направляющей балке. Во время проведения тренировки тренирующемуся задается установка имитировать педалирование на велосипеде, в то время как электропривод принудительно вращает педали велотренажера в заданном направлении. Такая конструкция велотренажера не позволяет испытуемому расслаблять мышцы ног, во время тренировки он все время вынужден сопротивляться движению педалей. В зависимости от направления вращения электродвигателя 4 мышечная работа выполняется в концентрическом либо в эксцентрическом режиме мышечного сокращения. Силу давления на педали можно уменьшить путем соответствующего уменьшения угла наклона направляющей балки с помощью подъемника 5 либо, напротив, увеличить посредством навешивания на подвижную платформу дополнительных отягощений 7. Управляя питанием электродвигателя, можно в широких пределах изменять частоту и направление вращения вала электродвигателя 4, что позволяет задавать практически любой алгоритм изменения скорости вращения педалей, в том числе изменять ее в течение одного цикла вращения. Это дает возможность контролировать скорость укорочения или растяжения тренируемых мышц в заданном диапазоне углов в тазобедренном и/или коленном суставе, что открывает принципиально новые возможности тренировочных воздействий на различные мышцы ног, которые могут использоваться как в спорте, так и в восстановительной медицине.

Следует отметить, что возможность точного дозирования двух основных параметров нагрузки (силы и скорости мышечного сокращения) в широком диапазоне значений открывает перспективы использования велотренажеров такой конструкции не только для тренировки спортсменов, но и для реабилитации после перенесенных болезней и травм, а также для лечения больных, не способных к активным движениям.

ИСПЫТАНИЯ ВЕЛОТРЕНАЖЕРА

Для оценки эффективности использования велотренажера описываемой конструкции для увеличения массы тренируемых мышц нижних конечностей, их силы и анаэробной мощности был проведен физиологический эксперимент с целью сравнения долговременного влияния тренировок мышц ног в эксцентрическом и концентрическом режимах, уравненных по развиваемой мощности.

Организация эксперимента и используемые методы

В эксперименте принимали участие 18 молодых добровольцев. Все испытуемые прошли медицинский осмотр в клиническом отделе Института медико-биологических проблем РАН и дали письменное согласие на участие в эксперименте. Непосредственно перед началом эксперимента было проведено тестирование их функционального состояния. На основании результатов тестирования испытуемые были разбиты на две равные группы, статистически не различающиеся по средним антропометрическим, возрастным и физическим данным (см. Таблицу 1): К-группа (9 человек) тренировалась в концентрическом режиме с частотой педалирования 70 об/мин, Э-группа (9 человек) тренировалась с такой же скоростью педалирования, но в эксцентрическом режиме мышечного сокращения. При распределении участников эксперимента по группам учитывались следующие показатели:

- возраст, лет;

- рост, см;

- вес тела, кг;

- максимальная анаэробная мощность (МАМ), отнесенная к весу тела, (Вт/кг);

- максимальное потребление кислорода (МПК), отнесенное к весу тела (мл/кг);

- максимальный момент силы разгибателей коленного сустава в изокинетическом режиме на угловой скорости 30 град/с, отнесенный к весу тела (Н·м/кг).

Результаты представлены в таблице 1.

До и после тренировочного цикла оценивали функциональное состояние испытуемого: максимальную анаэробную мощность, силу и объем тренируемых мышечных групп.

Максимальную анаэробную мощность (МАМ) определяли в тесте Вингейта. Тест проводился на велоэргометре Monark с высокой нагрузкой и максимальной скоростью педалирования в течение 30 с. Испытуемый на «холостом ходу» увеличивал частоту педалирования до 70 об/мин. В этот момент резко возрастала нагрузка до предварительно рассчитанной величины, после чего начинался отсчет времени. Испытуемый развивал максимальную частоту педалирования и старался удерживать ее в течение 30 с. В течение теста регистрировали развиваемую мощность, затем вычисляли среднюю мощность. Тестирование проводилось до и после 9-недельного тренировочного цикла.

Максимальную произвольную силу (МПС) разгибателей коленного сустава в изометрическом режиме определяли с использованием силоизмерительного комплекса BIODEX (США). Испытуемому предлагалось разогнуть колено с максимальной силой при оптимальной длине мышц (100 град. в коленном суставе); испытуемый выполнял несколько попыток, учитывалась лучшая попытка.

Объем мышц-разгибателей коленного сустава определяли при помощи магнитно-резонансной томографии (МРТ) Измерения проводились в Институте клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова РКНПК МЗ РФ на МР-томографе Magnetom 63 SP (Siemens, Германия) с напряженностью магнитного поля 1,5 Тл). Шаг сканирования составлял 17 мм. При анализе данных на каждом снимке проводилась граница четырехглавой мышцы т.quadriceps femoris и с учетом масштаба снимка вычислялась площадь поперечного сечения этой мышцы (в см²). Объем мышцы вычислялся путем суммирования произведений средних арифметических значений площадей оснований соседних сечений на расстояние между ними.

На 2-й и 8-й неделе тренировочного цикла определяли физиологические реакции организма в ответ на стандартное тренировочное занятие: измеряли содержание лактата и активность креатинфосфокиназы в крови, кроме того, определяли субъективную оценку интенсивности отставленной мышечной боли. В день тестового занятия испытуемые получали стандартный завтрак калорийностью 1000 ккал. Концентрацию лактата в венозной крови (маркер интенсивности анаэробного гликолиза, отражающий метаболическую стоимость выполняемой работы) определяли до и сразу после окончания тренировочного занятия. Концентрацию лактата в крови определяли электрохимическим методом (Super GL easy, Germany). Активность креатинфосфокиназы (КФК) (маркер повреждения мышечных мембран, косвенно указывающий на уровень механического повреждения мышечных волокон), определяли до и через сутки после окончания тестового занятия. Активность общей креатинфосфокиназы (КФК) и ее сердечной изоформы определяли с помощью наборов реагентов фирмы DyaSys, Германия. Активность мышечной изоформы КФК определяли как разность между активностью общей и сердечной КФК. Субъективную оценку отставленных мышечных болей проводили на 2-й и 8-й неделях тренировочного цикла через сутки после тренировочного занятия. Испытуемым предлагалось спуститься по лестнице (30 ступенек), а затем оценить свои ощущения в баллах (см. таблицу 2).

Методика силовой тренировки

Выбранный режим тренировки состоял из периодов высокоинтенсивной работы длительностью около 60 с, разделенных 10-минутными периодами отдыха. Такое построение тренировочного занятия ведет к увеличению мощности, которую может развить тренируемая мышечная группа - разгибатели коленного сустава [3]. Интервалы времени между тренировочными занятиями подбирались таким образом, чтобы проходило полное восстановление функций рабочих мышц.

Выбранная частота педалирования (70 об/мин) близка к частоте, при которой достигается максимум развиваемой мощности. И в то же время это достаточно комфортная и безопасная частота педалирования для тренирующихся спортсменов.

Таким образом, схема тренировочного цикла для обоих режимов была следующей:

- частота педалирования - 70 об/мин;

- нагрузка (приблизительно 60% максимальной анаэробной мощности) подбиралась таким образом, чтобы отказ от работы наступал приблизительно через 60 с;

- длительность одного рабочего периода - до отказа;

- интервал отдыха между рабочими периодами - 10 мин;

- количество рабочих периодов в одном тренировочном занятии - 5-7;

- время отдыха между тренировочными занятиями - 3-4 дня;

- общая длительность тренировочного цикла - 9 недель.

Биомеханический анализ тренировочного движения

Основные кинематические характеристики тренировочных движений на велотренажере были определены при помощи видеосъемки, которая проводилась цифровой видеокамерой с частотой 50 кадров в секунду. Для идентификации анатомических ориентиров использовали световые маркеры, которые укрепляли на коже в районе плечевого 17, тазобедренного 16, коленного 15 и голеностопного 14 суставов, а также на передней части стопы, на ось вращения педалей, ось вращения каретки и на рабочую платформу 11 (см. Фиг.2). Покадровый анализ изображений позволил определить углы и угловые скорости движения в голеностопном, коленном и тазобедренном суставах в различных фазах педалирования. При выбранном положении испытуемого на велотренажере угловые скорости в коленном и тазобедренном суставах при педалировании зависят от анатомического строения тела - чем больше длина ноги, тем выше угловые скорости. При педалировании с частотой 70 об/мин максимальные значения угловой скорости в коленном суставе у разных испытуемых находились в диапазоне от 150 до 300 град/с, в тазобедренном - от 200 до 400 град/с.

Результаты испытаний велотренажера

Мощность работы, выполняемой в каждом тренировочном занятии, неуклонно росла в течение 9 недель тренировки в обеих группах (см. Фиг.4). Достоверных различий в приросте мощности между группами не обнаружено.

Концентрация лактата в крови возрастала от одного рабочего периода к другому в обеих тренируемых группах как в начале, так и в конце тренировочного цикла (см. таблицу 3). Данное наблюдение можно объяснить, по крайней мере, двумя причинами:

1) происходит интенсификация гликолиза от одного рабочего периода к другому;

2) концентрация лактата не успевает опуститься до исходного уровня (уровня покоя) во время интервалов отдыха.

Второе объяснение кажется предпочтительным [4].

Во время тренировочного занятия как на 2-й (начало тренировочного цикла), так и на 6 неделе (конец тренировочного цикла) тренировки концентрация лактата после 2-го рабочего периода (начало тренировки) была значительно выше в К-группе по сравнению с Э-группой (Р<0.05). Это можно рассматривать как свидетельство меньшей энергетической стоимости эксцентрической работы - в эксцентрическом режиме напряженная мышца под действием внешней силы растягивается, при этом часть энергии запасается в растянутых последовательных и параллельных упругих компонентах мышцы, поэтому вклад собственно сократительного компонента в суммарную выполненную работу оказывается меньше. К концу тренировочного занятия как на 2-й, так и на 6-й неделе тренировочного цикла различия между группами сглаживались. Изменения концентрации лактата в крови в ответ на тренировочную нагрузку приведены в таблице 3.

Известно, что силовая тренировка может сопровождаться механическим повреждением мышечных волокон. Такие микроповреждения рассматриваются как один из факторов, вызывающих рабочую гипертрофию мышц [5, 6, 7]. В то же время эти микроповреждения служат источником неприятных субъективных ощущений после тренировки, а при высокой резистивной нагрузке могут приводить к развитию отставленных мышечных болей, что значительно ограничивает применимость данного режима тренировки.

Показателем интенсивности микроповреждений мышечных волокон в результате механического воздействия на мышцу служила активность в крови мышечной креатинфосфокиназы (КФК). Этот фермент появляется в крови в результате нарушения целостности мембран мышечных клеток. Базальная активность фермента (до нагрузки) у двух групп испытуемых не различалась и не изменялась в течение всего тренировочного цикла (таблица 3). На 2-й неделе эксперимента активность фермента в пробах крови, взятых через 24 часа после тестового тренировочного занятия, возрастала у испытуемых обеих групп, но статистически достоверно только в Э-группе (Таблица 4), что свидетельствует о более значительном механическом воздействии на мышечные волокна при эксцентрическом режиме тренировки. На 6-й неделе послерабочее повышение активности КФК у испытуемых обеих групп было незначительным, что отражает процесс адаптации мышечных волокон к механическим воздействиям. Изменения активности сердечной изоформы КФК у обеих групп испытуемых на всех этапах эксперимента также были незначительными. Вместе с тем следует отметить, что в К-группе наблюдалось статистически значимое повышение активности сердечной изоформы КФК, тогда как в Э-группе изменения были недостоверными. Этот факт можно расценить как свидетельство меньшей нагрузки на миокард во время тренировочного занятия в эксцентрическом режиме и позволяет охарактеризовать этот режим как более щадящий, пригодный для тренировки лиц с ослабленной насосной функцией сердца.

В нашем исследовании у испытуемых Э-группы обнаружено достоверное повышение уровня мышечной КФК в ответ на стандартную тренировочную нагрузку. Однако этих изменений оказалось недостаточно для возникновения сколько-нибудь заметных отставленных болевых ощущений. Оценку субъективных болевых ощущений проводили с использованием специально разработанной шкалы (Таблица 2). Проведенное исследование показало, что тренировка в выбранном эксцентрическом режиме не сопровождается выраженными отставленными болевыми ощущениями в нагружаемых мышцах. В начале тренировочного цикла испытуемые Э-группы оценили свои ощущения всего в 2,4±0,6 балла, а к концу цикла - в 1,3±0,3 балла. Сходную оценку дали испытуемые К-группы (2,±0,6 и 0,7±0,2 баллов соответственно). Изменения содержания КФК (МЕ/л) в крови испытуемых через сутки после тренировки в концентрическом и эксцентрическом режимах представлены в таблице 4.

Максимальные анаэробные возможности организма оценивали по средней мощности в 30-секундном тесте Вингейта. Этот показатель достоверно увеличился в обеих группах на 4,5% (см. Фиг.5(а)). Достоверных различий между группами найдено не было. Мощность мышечного сокращения - интегральный показатель, являющийся произведением силы сокращения на скорость. Поскольку в тесте Вингейта различия в скорости педалирования (до и после всего тренировочного цикла) были незначительными, следует сделать вывод, что приросты мощности произошли вследствие увеличения максимальных силовых возможностей основных мышечных групп, принимающих участие в педалировании, а не их скоростных возможностей. Одной из таких мышц является четырехглавая мышца бедра (ЧГМБ). Максимальная произвольная сила ЧГМБ, измеряемая в изометрическом режиме при оптимальном угле в коленном суставе (100 град.), достоверно возросла в Э- и К- группах на 12,8% и 15,3% соответственно (см. Фиг.5(б)). Достоверных различий между группами найдено не было.

Причиной, приведшей к приросту силы основной рабочей мышечной группы - мышц-разгибателей коленного сустава - является увеличение размеров тренируемых мышц. Объем основной мышечной группы (ЧГМБ) рассчитывали по данным, полученным методом магниторезонансной томографии. Были обнаружены статистически достоверные приросты объема ЧГМБ в обеих тренируемых группах. Для Э-группы и К-группы приросты составили 11 и 10% соответственно (см. Фиг.5(в)). Различий между группами не обнаружено.

Таблица 1.
Характеристики испытуемых Возраст (лет)Рост (см)Вес тела (кг)МАМ (Вт/кг)МПК (мл/кг)Момент силы (Н·м/кг)К-группа22,7±2,8178,5±7,672,6±12,613,0±1,146±93,5±0,3Э-группа22,1±3,2179,7±4,375,1±8,213,5±2,447′±73,4±0,3

Таблица 2.
Система баллов для оценки субъективных ощущений в мышцах бедраОписание субъективных ощущенийБалльная оценкаНет болевых и дискомфортных ощущений0Ощущение дискомфорта1Небольшая тупая боль2Легкая непрерывная боль3Боль средней тяжести4Глубокие болевые ощущения5Невыносимая боль6

Таблица 3.
Изменения концентрации лактата крови в ответ на тренировочную нагрузку Первое тестовое занятие (2 неделя)Второе тестовое занятие (6 неделя)До занятияПосле 2-го рабочего периодаПосле 6-го рабочего периодаДо занятияПосле 2-го рабочего периодаПосле 6-го рабочего периодаЭ-группа1.94±0.336.62±0.5910.63±0.86*2.87±1.126.94±0.489.19±0.72*К-группа2.24±0.248.92±0.73*+11.36±1.2*2.04±0.618.14±0.69*10.58±0.61** р<0,05 по сравнению со значением до нагрузки
+р<0.05 при сравнении групп

Таблица 4.
Изменения содержания КФК (МЕ/л) в крови испытуемых через сутки после тренировки в концентрическом и эксцентрическом режимах.ГруппыПервое тестовое занятие (2 неделя)Второе тестовое занятие (6 неделя)До занятияЧерез суткиДо занятияЧерез суткиЭ-группаСуммарная КФК149,3±35,1231,8±54,2164,8±31,7188,2±33,8Сердечная изоформа КФК12,2±1,816,9±2,711,9±1,410,4±1,6Мышечная изоформа КФК137,1±35,7217,0±55,7*152,9±31,1177,8±32,9К-группаСуммарная КФК166,1±31,9207,1±29,2173,2±20,7211,4±21,1Сердечная изоформа КФК7,5±1,710,5±1,29,4±2,214,2±1,2*Мышечная изоформа КФК158,6±30,6196,5±28,8163,8±19,6197,2±21,6* - р<0,05 по сравнению со значением до нагрузки

Источники информации

1. LaStayo P.C., Pierotti D.J., Hoppeler H., Lindstedt S.L., Eccentric ergometry: increases in locomotor muscle size and strength at low training intensities//Am J Physiol Regul Integr Comp Physio.-2000.-V.278(5).-P.1282-1288.

2. Wells R., Morrissey M., Hughson R. Internal work and physiological responses during concentric and eccentric cycle ergometry// Eur J Appl Physiol Occup Physiol.-1986.-V.55(3).-P.295-301.

3. Burgomaster K.A., Hughes S.C., Heigenhauser G.J., Bradwell S.N., Gibala M.J., Six sessions of sprint interval training increases muscle oxidative potential and cycle endurance capacity in humans//Appl Physiol.-2005.-V.98(6).-P.1985-1990.

4. Меньшиков В.В., Коц Я.М., Виноградова О.Л., Костина Л.В. Озолина Е.В., Гитель Е.П., Губальд Ю., Дудов Н.С., Медведник Р.С., Демина Т.Я. Углеводный и липидный обмен и его гормональная регуляция при повторном выполнении предельной работы высокой интенсивности//Физиология человека.-1988.-V.14.-С.256-261.

5. Behm D.G., Baker K.M., Kelland R., Lomond J. The effect of muscle damage on strength and fatigue deficits//J Strength Cond Res.-2001.-V.15(2).-P.255-263.

6. Ebbeling C.B., Clarkson P.M. Exercise-induced muscle damage and adaptation//Sports Med.-1989.-V.7(4).-P.207-234.

7. Paddon-Jones D., Leveritt M., Lonergan A., Abernethy P. Adaptation to chronic eccentric exercise in humans: the influence of contraction velociny//Eur J Appl Physiol.-2001.-V.85(5).-P.466-471.

Способ тренировки мышц ног в эксцентрическом режиме на велотренажере с принудительным вращением педалей и дозированием нагрузки, направление вращения педалей относительно обычного изменяют на противоположное, при этом тренирующегося располагают на подвижной платформе, которая имеет возможность свободного скольжения по направляющей балке, а силу давления на педали регулируют путем соответствующего изменения угла наклона направляющей балки с помощью подъемника либо посредством навешивания на подвижную платформу дополнительного груза. Использование данного изобретения позволяет тренировать мышцы ног в эксцентрическом режиме мышечного сокращения с заданной силой давления на педали. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 ил.

1. Способ тренировки мышц ног в эксцентрическом режиме на велотренажере с принудительным вращением педалей и дозированием нагрузки, отличающийсяся тем, что направление вращения педалей, относительно обычного, изменяют на противоположное, при этом тренирующегося располагают на подвижной платформе, которая имеет возможность свободного скольжения по направляющей балке, а силу давления на педали регулируют путем соответствующего изменения угла наклона направляющей балки с помощью подъемника, либо посредством навешивания дополнительного груза на подвижную платформу.2. Способ тренировки по п.1, отличающийся тем, что при проведении тренировки на тренажере поверхности стоп тренирующегося жестко прикрепляют к педалям пристяжными ремнями.3. Велотренажер для тренировки мышц ног в эксцентрическом режиме с принудительным вращением педалей и дозированием нагрузки, содержащий раму с направляющей балкой, платформу, подъемник и педали, отличающийся тем, что имеет электропривод для принудительного вращения педалей, при этом платформа, на которой находится тренирующийся, выполнена с возможностью свободного перемещения по направляющей балке, которая соединена с подъемником, регулирующим угол наклона платформы для задания величины нагрузки, причем питание электропривода выполнено с возможностью изменения угловой скорости и направления вращения педалей по заданному алгоритму как в течение тренировки, так и во время одного цикла вращения.4. Велотренажер по п.3, отличающийся тем, что на платформе жестко закреплен ремень, предназначенный для фиксации положения тренирующегося.