Как известно, существует огромное количество как внешних, так и внутренних факторов, влияющих на тренировку и адаптацию к ней. Это достаточно сложный для понимания процесс, но я постараюсь остановиться и рассмотреть каждый этап процесса адаптации. Мне пришлось пересмотреть и перечитать множество литературных источников, для того, чтобы в должной мере овладеть пониманием этого явления.
Каждый тип нагрузки, будь то кросс, спринт или приседание со штангой, вызывает определенные изменения на генетическом уровне в мышечных клетках, а это, в свою очередь, приводит к определенным функциональным изменениям в наших мышцах. Они могут становиться выносливее, быстрее или сильнее. Общая схема тренировочного стимула и этапов адаптации изображена ниже.
Пять этапов адаптации к нагрузке
Понять этот процесс гораздо сложнее, чем «закосить ударную работу» на стадионе и стать от этого сильнее. Интенсивная нагрузка, чтобы она действительна была эффективной, должна нарушить гомеостаз (постоянство внутренней среды организма). Нарушение гомеостаза вызывает появление в клетке мессенджеров (определенные химические вещества, появляющиеся в клетке только при нарушении гомеостаза), которые запускают определенные сигнальные пути в клетке. Если активация сигнального пути достаточно велика или повторяется неоднократно, это в конечном итоге приводит к генетическому ответу. Опять же, если генетический ответ достаточен, то в наших мышцах происходит функциональная адаптация. То есть увеличивается количество миофибрилл, если мы тренировали силу и скорость, или КПД митохондрий, если мы тренировали выносливость.
Глядя на эту модель, необходимо отметить следующие пункты:
1. Какого вида адаптацию мы ждем от каждой тренировки?
2. Какой стимулирующий фактор приведет к необходимой адаптации?
3. Как нам обеспечить тренировочный стимул?
4. Что запускает сигнальные пути в клетке?
5. Какой должна быть нагрузка по мощности и продолжительности, чтобы запустить процесс адаптации?
Слишком сложная схема, не правда ли? Слишком много надо знать, чтобы все это понять. Какой от этого смысл в простой тренерской практике? Вроде как понимание всех этих сигнальных путей и мессенджеров не является жизненно важным для тренера поскольку практический опыт подсказывает ему, что для тренировки скорости необходим спринт, для тренировки силы – работа с отягощениями и т.д. Поэтому можно взглянуть на весь этот процесс с более простой точки зрения.{banner_st-d-1}
Наглядный пример адаптации
В качестве примера предлагаю рассмотреть тренировку на высоте и адаптацию к ней. Это интересно прежде всего потому, что многие из нас используют в своей подготовке тренировки в среднегорье. Вот я и попробую наглядно и поэтапно рассказать – как работает высота. Выделим каждый этап адаптации из предложенной схемы.
1. Стимул – тренировка в условиях гипоксии.
2. Мессенджер – снижение концентрации кислорода в крови и мышцах.
3. Сигнальный путь – активация гипоксия – индуцибельного фактора (HIF-1).
HIF-1- это один из главных регуляторов кислородного гомеостаза в организме. Два вида - HIF-1- α и HIF-1-β образуют вместе комплекс HIF-1. В нормальных условиях (не на высоте), HIF-1- β всегда находится в клетках и активен, а HIF-1- α неактивен (подавлен протеасомами). Когда содержание кислорода в крови и мышцах снижается из-за подъема на высоту, HIF-1- α становится активной. После этого HIF-1- α проникает в ядро клетки, где связывается с HIF-1- β, образуя транскрипционный комплексHIF-1. А он, в свою очередь, при воздействии на ген ЭПО, вызывает активацию этого гена.
4. Генетический ответ – активация гена ЭПО приводит к росту выработки гормона ЭПО.
Гормон ЭПО транспортируется к ЭПО-рецепторам. Эти рецепторы расположены в костном мозге. Связывание ЭПО с рецепторами на клеточных мембранах вызывает сигнальные молекулярные каскады, приводящие к активации определенного фактора транскрипции - STAT-5 и двух энзимов - PI3K и MAPK. Они, при попадании в ядро клеток ингибируют запрограммированный апоптоз - смерть красных кровяных клеток эритроцитов. Конечным результатом является то, что эритроциты перестают разрушаться и их количество в крови возрастает. А также ускоренным путем идет созревание новых красных кровяных телец.
5. Функциональная адаптация – увеличение гемоглобиновой массы, что приводит к росту выносливости.
Упрощая схему адаптации
Что важно для понимания? – Это то, что весь тренировочный процесс это нескончаемая череда тренировочных стимулов и адаптация к ним. Если в двух словах, то это так. Вы даете стимул – и, если он адекватен, организм к нему адаптируется. Каким образом организм адаптируется, зависит уже от раздражителя, или вида нагрузки.
Предположив, что у нашего спортсмена все идет хорошо и выполняются оба пункта:
1. процесс адаптации идет как ему и положено, без нарушений;
2. восстановление также проходит нормально и происходит краткосрочная и долгосрочная адаптация.
Что из этого нам необходимо выделить и подчеркнуть:
1. Какого типа адаптация нам нужна?
2. Какого типа стимулы приведут к искомой адаптации?
3. Какой по величине и продолжительности должен быть раздражитель (тренировочный стимул)?
По существу, основная цель тренера – вычислить, что ему необходимо дать конкретному атлету в конкретный день, учитывая его состояние и работоспособность, чтобы запустить положительные адаптационные процессы в организме.
В качестве примера приведем следующий – пусть наша цель – повысить пороговую скорость (скорость ПАНО) гипотетического бегуна на 5000м. Представим, что в последний раз его пороговая скорость составляла около 3:05 мин/км во время темпового бега 6 км. Эту скорость можно определить даже интуитивным путем, опытные спортсмены уже достаточно чувствуют свой организм, чтобы практически безошибочно определять эту скорость и без лактатника. Теперь мы можем ему дать следующую тренировку - 7км в следующем режиме: 3:20, 3:15, 3:10, 3:05, 3:00, 2:55 и 2:50. Почему добавляем еще один километр и делаем бег прогрессивным? Мы немного увеличили километраж, и сделали бег прогрессивным, чтобы темповый бег начитался ниже пороговой скорости, а заканчивался – выше. То есть мы даем спортсмену новый стимул, новый, незнакомый его организму стресс. Если все пойдет хорошо, то после адаптации к этому стимулу у него немного вырастет пороговая скорость. То есть то, что нам и было необходимо. Возможно, пример е очень удачно подобран, но общий смысл именно таков.
Здесь необходимо понимать, какие инструменты вызовут нужную нам адаптацию. Применить новый чуть более сильный стимул, чем предыдущий и получить положительные адаптационные сдвиги – основа тренерской работы. И, согласитесь, эта схема гораздо проще для понимания той, что я описал вначале, где рассматриваются сигнальные пути, генная активация и т.д.{banner_st-d-2}
Влияние различных факторов на «переваривание нагрузки»
До сих пор я заострял внимание лишь на тренировочном стимуле, что от него зависит дальнейшая адаптация. Мы предполагали, что стимул адекватен и адаптация протекает как ей положено. То есть мы предположили, что у нас все отлично… Но в реальном мире так не бывает, мы тренируемся не в вакууме. Много как внешних, так и внутренних факторов способно вмешиваться и нарушать адаптационные процессы в организме, да и сам тренировочный стимул из-за некомпетентности тренера может быть выбран неверно. Так что, предлагаю рассмотреть процесс адаптации под другим, неидеальным углом.
Вообще, многие вещи и явления способны как ускорить адаптацию, так и ее замедлить. На любом из пяти уровней той схемы, что я обозначил. И именно по этой причине НАСТОЯЩЕМУ тренеру нужно знать ту, первоначальную, очень сложную для понимания схему адаптации к нагрузке. Эта комплексная модель может дать ответ, почему и как внешние факторы нарушают адаптационный ответ организма. У нас же как, тренер, да и спортсмен вместе с ним недоумевают : «Ну мы ведь выполняем всю нагрузку по плану, а результат не растет. Почему?». Вот на это «Почему?» я и попробую сейчас ответить простым языком. Когда мы смотрим на сложную комплексную модель, мы понимаем, что многие вещи могут пойти не так, как запланировано. И если мы знаем основной базовый процесс этой комплексной модели, это позволит адекватнее подходить к выбору нагрузки и избегать многие ошибки в тренировках.
Некоторые факторы и конкретные примеры, влияющие на адаптацию к нагрузке
1. Нервное возбуждение и эмоциональное состояние, или простыми словами, эмоциональный стресс. Возбужденное состояние до и во время тренировки значительно влияет на адаптацию. А конкретно, повышенный уровень адреналина изменяет величину тренировочного стимула, что влияет на активирование мышечных волокон, уровень лактата и т.д. Подробнее этот вопрос будет разобран в отдельной статье.
2. Питание. Важнейший фактор, вмешивающийся в адаптационный ответ на нагрузку.
2.1. Прием углеводов непосредственно перед бегом значительно изменяет пропорции использования жиров/ углеводов во время тренировки.
2.2. Прием углеводов в середине длительного бега значительно снизит приспособление организма работать с низким уровнем гликогена, это будет тормозить адаптацию организма использовать в качестве топлива жиры. А это важнейший процесс для марафонцев. Прием же углеводов во время бега позволяет поддерживать уровень гликогена в крови и сохранять быстрый темп. То есть – налицо сдвиги в тренировочном стимуле. Если мы примем сразу же после тренировки смесь белка с углеводами, то вмешиваемся в процессы восстановления и запускаем синтез белка. Если мы не примем питание сразу же – изменим восстановительные процессы.
2.3. Необходимые макро- и микронутриенты для полноценного протекания адаптационных процессов. Если нам не хватает в организме железа, аминокислот или других веществ, необходимых для адаптационных сдвигов, то независимо от адекватности нагрузки, эффект от тренировки или проживания в горах значительно снизится.
3. Факторы внешней среды.
3.1. Тренировки в жару. В этом случае активизация мышечных волокон уже с самого начала претерпит изменения.
3.2. Бег по холмам и горкам. Мы изменяем количество активированных мышечных волокон. Добавляется силовой компонент и уменьшается зависимость от эластичного компонента мышц и сухожилий. Бег по мягкой траве или хвое полностью «выключает» эластичный компонент мышц и сухожилий. Бег становится полностью силовым. Изменяется напряжение мышц, биомеханика бега и нейро-мышечная адаптация. Таким образом, бег по мягкому и по твердому грунту, несет различные адаптационные приспособления. Стоит это учитывать при тренировках – в зависимости от того, готовимся мы к дорожке, асфальту или кроссу.
4. Восстановление.
4.1. Питание и его особенности влияют на восстановление.
4.2.Качество и продолжительность сна влияет на «цементирование» тренировочного эффекта – усиление или ослабление биохимических и иных реакций в организме, гормональный фон (уровень гормона роста или тестостерона) и синтез белка в мышцах.
И это лишь малая часть примеров того, как различные факторы влияют на адаптацию.
Каким образом, и на каком уровне это происходит?
1. Дополнительные стимулы – стресс, волнение, возбужденное состояние, активизация ЦНС, питание. Все эти вещи могут как усилить, так и ослабить адаптационный ответ.
2. Конфликт между сигнальными путями. В процессе тренировок разной направленности в организм возникает взаимодействие между различными сигнальными путями. Самый классический пример – конфликт между AMPK (возникает в результате тренировки на выносливость) и mTOR(возникает при силовой тренировке). К примеру, у нас задача – получить мышечную гипертрофию для бегуна на выносливость. Если после силовой нагрузки (активирован mTOR ) мы сразу же выполним аэробную нагрузку (запустим AMPK), то возникнет своеобразный конфликт интересов иAMPK ингибирует эффект mTOR. И о росте гипертрофии можно забыть.
3. Нам не хватает адаптационных резервов - некачественный сон, плохое питание и т.д. Такие негативные факторы снизят эффективность даже самой идеальной с методической точки зрения тренировки.
4. Функциональная адаптация на клеточном уровне. Макронутриенты, протеин, витамины, минеральные вещества. Их недостаток не позволит адаптации протекать качественно. Если дефицит белка – мышцы практически не восстанавливаются. Если дефицит железа, витаминов Б12 или фолиевой кислоты –у нас не будут созревать новые эритроциты даже при значительной гипоксии в горах.
Еще несколько примеров. Прием кофеина или иных стимуляторов перед тренировкой повышает активизацию дополнительных мышечных волокон за счет более сильных нервных импульсов, вызванных стимуляторами. Регулярное использование на тренировках стимуляторов естественно, позволит выполнять более быстрые и качественные тренировки, но есть и обратная сторона медали. Приемом стимуляторов мы загоняем себя в еще более серьезный долг перед организмом, который потом в процессе восстановления необходимо возвращать. А это значительно повышает риск возникновения адаптационного срыва из-за изменения баланса нагрузка/ восстановление. Кроме того, организм привыкает к искусственному стимулированию ЦНС и впоследствии, уже без стимуляторов, нам будет очень сложно развивать ту же скорость/мощность. Поэтому наиболее целесообразно лишь периодически применять стимуляторы – во время контрольных тренировок или соревнований.
Антиоксиданты - влияют на тренировочный стимул последующие сигнальные пути и мессенджеры. Если мессенджер – это свободные формы кислорода, которые являются основным стимулом для роста выносливости, то есть для бегунов на выносливость, то прием антиоксидантов после тренировки в разы сокращает эффект от тренировки. В нашей стране особо популярные антиоксиданты у спортсменов это: большие дозы витаминов С и Е, селен, коэнзим Q10, различные формы янтарной кислоты (цитофлавин, реамберин, и т.д.) и, конечно же, самый сильный и значит наиболее вредный для адаптационных процессов антиоксидант TAD(глутатион). Кроме того, с ростом спортивного мастерства растут также и внутренние антиоксидантные механизмы в нашем организме, которые самостоятельно подавляют свободные радикалы и свободные формы кислорода. Кстати это одна из главных причин выхода результатов на плато у спортсменов высокого уровня. Такой спортсмен просто не в состоянии запустить качественные сигнальные пути в клетках организма, которые привели бы к качественной адаптации, способной привести к выходу на новый уровень из-за чрезмерно развитых уровней внутренней антиоксидантной защиты. То есть, неуспев появиться в результате тренировки свободный кислород тут же подавляется нашей внутренней антиоксидантной защитой. Эффект тренировки практически равен нулю. Вот такая вот интересная информация для Вас. По этой причине использование дорогостоящих антиоксидантных препаратов нашими спортсменами, тренирующимися на выносливость, выглядит как минимум бессмысленно.
Очень надеюсь, что в общих словах я объяснил как протекает и от чего зависит процесс адаптации к нагрузке.
К чему все это знать?
Согласен, что в этой статье я слишком усложнил то, что, казалось бы, настолько элементарно и лежит на поверхности – тренируйся, и форма будет расти. Но не все так просто. Задача тренера, ученого или спортсмена – знать, когда ему достаточно простого пути, а когда необходимо усложнять процесс понимания происходящих в организме изменений. Я трачу очень много времени, копаясь и изучая научную литературу и данные о работе человеческого организма во время нагрузки, смотрю на тренировочные планы выдающихся спортсменов. Очень часто попадаются «мусорный» материал, и распознать, где правдивая информация, а где просто набор слов, не всегда так просто.
