Введение
Статические упражнения на сокращение мышц
Изометрическое упражнение – это упражнение, включающее статическое сокращение мышцы без видимого изменения угла в суставе. Термин "изометрический" образован от греческих слов isos (равный) и metria (измерение), что означает, что при выполнении таких упражнений длина мышцы и угол сустава не меняются, хотя сила сокращения может варьироваться. Это противопоставляется изотоническим сокращениям, в которых сила сокращения остается постоянной, а длина мышцы и угол сустава изменяются. Три основных типа изометрических упражнений – это изометрические нажатия, тяги и удержания. Их можно включать в программу силовых тренировок для улучшения способности тела проявлять силу из статического положения или, в случае изометрических удержаний, для повышения способности удерживать положение в течение определенного времени. Рассматриваемые как действия, изометрические нажатия также играют фундаментальную роль в способности организма подготовиться к немедленному выполнению силовых движений. Такая подготовка также известна как изометрическая преднагрузка.
Изометрические пересечения и уступки
Изометрическое действие – это такое, при котором поддерживается видимый угол в суставах. Хотя это определение всегда верно, существуют различные под-определения, чтобы подчеркнуть, как прикладываются усилия во время конкретных изометрических упражнений. В уступающем изометрическом упражнении цель состоит в поддержании определенной позы тела; это также может называться изометрической фиксацией. В преодолевающем изометрическом упражнении цель – толкать или тянуть либо против другой части собственного тела, оказывающей равное сопротивление, либо пытаться сдвинуть неподвижный объект. Исходя из этого, преодолевающее изометрическое упражнение может дополнительно называться изометрическим жимом или изометрической тягой.
Невесовые изометрические элементы
В изометрии без отягощений упражняющийся использует только собственный вес в качестве сопротивления. Например, удержание приседающей позиции или сжатие ладоней друг о друга. Когда человек оказывает давление на самого себя, это также называют самосопротивлением или тренировкой с динамическим напряжением.
Взвешенные изометрические элементы
Взвешенные изометрические упражнения включают удержание дополнительного веса, а также нажатие или тягу неподвижного веса или конструкции. Например, в положении для жима лежа штангу можно удерживать в фиксированной точке, не поднимая ее вверх и не позволяя опускаться. Альтернативно, в положении для тяги середины бедра человек может пытаться тянуть неподвижный прут вверх.
Изометрические упражнения в сочетании с динамическими упражнениями
Изометрическая тренировка редко используется сама по себе и обычно включается в более широкую программу тренировок. Например, изометрическая планка может быть включена в плиометрическую программу. Кроме того, когда испытуемый выполняет динамическое движение, вспомогательные группы мышц могут работать изометрически. Например, если человек приседает, держа гантель перед грудью, то работа его рук будет относительно изометрической, а работа ног – динамической. Подобная взаимосвязь между изометрическим удержанием и динамическим движением часто встречается в тяжелой атлетике: спортсмены обычно удерживают штангу над головой прямыми руками, одновременно выпрямляя ноги при подъеме из приседа. Это позволяет ногам нести основную нагрузку при подъеме веса. Однако в большинстве спортивных контекстов использование чисто изометрического действия встречается редко. Например, при катании на лыжах лыжник постоянно находится в полуприседе. Хотя это можно рассматривать как изометрическое удержание, присутствует также определенная динамика, поскольку лыжник меняет глубину приседа во время движения. Таким образом, можно сказать, что изометрия участвует и поддерживает общую технику катания на лыжах, хотя она не является исключительно изометрической по своей природе. В силовых тренировках и гимнастике часто бывает, что одна фаза упражнения дается сложнее, чем другие. Если выполняющий упражнение испытывает трудности именно в этой фазе, это называют «точкой застоя». Изометрическое удержание может быть включено для укрепления работы мышц в этой точке. Например, точка застоя при тяжелом приседании со штангой обычно приходится на самую нижнюю точку. В этой точке можно зафиксировать положение, чтобы укрепить способность спортсмена удерживать вес. Со временем это поможет ему легче поднимать вес из этого положения и, таким образом, преодолеть точку застоя.
Изометрические прессы для подготовки к движению взрывчатых веществ
Изометрическое преднатяжение мышц выполняется инстинктивно для генерации силы, которая будет использована в последующих динамических движениях: фундаментальным элементом этого мышечного преднатяжения является выполнение изометрического усилия прессования. Примером из повседневной жизни может служить человек, встающий с кресла. Сначала он поднимает таз от кресла, а затем оказывает давление вниз на согнутые ноги. Поскольку согнутые ноги оказывают сопротивление равносильной нисходящей силе, генерируется изометрическое прессование. С этой точки человек выпрямляется и встает. Более динамичным примером является вертикальный прыжок. Здесь прыгун приседает и создает аналогичное изометрическое прессование, прежде чем мощно оттолкнуться вверх в прыжке. Использование изометрического прессования для усиления взрывных движений также встречается в таких видах спорта, как бокс. Здесь боксер может сгибать опорную ногу, располагая туловище и вес тела над ней, создавая равные силы между направленной вверх силой согнутой ноги и направленной вниз силой туловища. Затем боксер наносит левый боковой удар из этого положения, и силы, генерируемые изометрическим прессованием, направляются в удар, увеличивая его общую мощность. Такое направление силы и является основной целью изометрического преднатяжения: это подготовительное действие, способствующее последующему мощному движению.
Приборы измерения силы для изометрических действий
Плита для измерения силы: это предполагает, что испытуемый стоит на плите для измерения силы. Вес тела и мышечное усилие, направленное вниз, давят на плиту, которая фиксирует показания. Мышечное усилие испытуемого, направленное вниз, обычно возникает в результате нажатия или тяги на что-либо, что вызывает у него действие, направленное вниз. Например, при выполнении тяги к середине бедра испытуемый тянет вверх фиксированную штангу, расположенную в области середины бедра. Это заставляет его толкать ногами вниз и оказывать дополнительное давление на плиту, помимо веса тела. Динамометр: Динамометр – это устройство, в котором две рукоятки сжимаются, разжимаются, толкаются или тянутся друг к другу или друг от друга для регистрации показаний. Поскольку рукоятки обычно очень жесткие, диапазон движений минимален, и действие преимущественно изометрическое. Например, динамометр можно использовать для измерения силы хвата: его держат в одной руке, и участник пытается сжать две рукоятки вместе; это регистрирует измерение силы на шкале. Электромиограф: Электромиограф измеряет уровни активации мышц с помощью электродов, которые либо прикрепляются к мышце в виде накладок, либо вводятся в мышцу в виде игл. Он способен измерять уровни активации мышц как при изометрических удержаниях, так и при нажатии и тяге. Обычно существует тесная взаимосвязь между механическим измерением приложенной силы и измерением активации мышц с помощью электромиографии.
Мюллер и Хеттингер
В 1950-х годах немецкие ученые д-р Эрих Альберт Мюллер и Теодор Хеттингер обнаружили, что сокращения, задействующие менее одной трети от максимальной силы, не приводят к тренировке мышц. Если же сокращение мышцы превышает одну треть от ее максимальной силы, то увеличивается ее масса, а следовательно, и сила. Исследование, проведенное в Институте Макса Планка, включало более 200 экспериментов на протяжении десяти лет. Теодор Хеттингер опубликовал книгу "Физиология силы". Оба ученых разработали программу тренировок, основанную на изометрических упражнениях. В 1960-х годах профессор Джеймс А. Бэйли проверил эффективность изометрии на группе из 104 студентов колледжа в Университете Коннектикута, изучая влияние упражнений на показатели силы, выносливости, координации и ловкости. Оригинальная статья показала значительный прирост результатов после четырехнедельной программы изометрических упражнений. Изометрические упражнения впервые привлекли внимание широкой американской публики в эпоху расцвета физической культуры – предшественницы бодибилдинга. Многие бодибилдеры уже включали изометрические упражнения в свои тренировочные программы.
Медицинское применение
Изометрические упражнения также могут применяться у постели больного для дифференциальной диагностики различных сердечных шумов: шум митральной регургитации усиливается по сравнению с менее выраженным шумом аортального стеноза. Их также можно использовать для профилактики синдрома иммобилизации в конечности, зафиксированной гипсом после перелома. Изометрические упражнения рекомендуются при травмах. Эти упражнения помогают поддерживать силу и способствуют восстановлению.
Исследования НАСА
НАСА исследовало применение изометрических упражнений для предотвращения атрофии мышц, которую испытывают астронавты в условиях невесомости. Изометрические упражнения, упражнения на растяжение и сокращение мышц были изучены и сопоставлены. Результаты показали, что, хотя все три типа упражнений способствовали росту мышц, изометрия не предотвратила уменьшение количества сократительных белков в мышечной ткани. Это привело к деградации мышц на молекулярном уровне. Поскольку именно сократительные белки обеспечивают сокращение мышц и их физическую силу, НАСА пришло к выводу, что изометрия может быть не самым эффективным способом поддержания мышечной ткани у астронавтов.