Обзор физических упражнений (Overview of Exercise)

Перед началом спортивной программы или интенсивной физической нагрузки дети и взрослые должны пройти процедуру скрининга (т.е., изучение анамнеза и физикальное обследование), особое внимание при этом уделяется выявлению сердечно-сосудистых рисков. Тестирование проводится только в случае, если нарушения клинически подозреваются.

Гибкость важна для безопасного, удобного выполнения физических действий. Растяжка полезна при силовых тренировках, чтобы улучшить диапазон движения и расслабить мышцы. Эти упражнения можно делать до или после других форм обучения или в самостоятельном режиме, как это происходит во время занятий йогой и пилатесом. Хотя растягивание до выполнения физических упражнений повышают умственную готовность, нет доказательств того, что растягивание уменьшает риск получения травмы или боли в мышцах (1). Однако нет никакой необходимости препятствовать растяжению до выполнения физических упражнений, если людям это нравится. Для облегчения безопасного выполнения упражнений общий разогрев (например, неактивная имитация упражнения, бег на месте, художественная гимнастика или другие упражнения, повышающие внутреннюю температуру тела) кажется более эффективным, чем растяжки. Проведение растяжки обычно предпочтительнее после тренировки, поскольку растяжка тканей более эффективна, когда они согреты.

Особые упражнения на гибкость включают медленное и размеренное растяжение группы мышц, без рывков или подпрыгиваний. Для повышения гибкости упражнение на растяжение должно длиться в течение как минимум 10–30 секунд и не более 60 секунд (удержание растяжения > 60 с не вызывает нежелательных эффектов, но от этого нет и дополнительной пользы) (2, 3). Каждая растяжка повторяется 2–3 раза, и каждый раз растяжка выполняется постепенно далее. Следует ожидать некоторого легкого дискомфорта, но сильных болей следует избегать, так как боль может быть сигналом непреднамеренного незначительного разрыва тканей или сдавливания нервов через суставы (например, чрезмерное растяжение тазобедренного сустава на седалищном нерве). Для многих мышц гибкость в достаточной степени повышается при правильно составленной программе силовых тренировок, поскольку мышцы и растягиваются, и работают в заданном диапазоне движения.

Аэробные упражнения (на укрепление сердечно-сосудистой системы) представляют собой непрерывные, ритмические физические упражнения. Нагрузка происходит на уровне, который поддерживает аэробный метаболизм (хотя они могут перемежаться короткими периодами более интенсивной нагрузки, запускающей анаэробный метаболизм), непрерывно в течение не менее 5 минут в качестве отправной точки и увеличивается медленно, в течение отрезка времени. Аэробная тренировка увеличивает максимальное поглощение кислорода и сердечный выброс (в основном за счет увеличения ударного объема), снижает частоту сердечных сокращений в покое, уменьшает сердечную смертность и смертность от всех причин. Однако слишком высокая активность приводит к чрезмерному износу организма (например, к износу хрящей, способствующему развитию остеоартрита) и увеличению клеточного окисления и свободных радикалов. Примеры аэробных упражнений включают бег, бег трусцой, быстрая ходьба, плавание, езда на велосипеде, гребля, катание на байдарках, на коньках, беговых лыжах и использование аэробных тренажеров (например, беговая дорожка, подъем по лестнице или эллиптические машины). Некоторые командные виды спорта, такие как баскетбол и футбол, также обеспечивают активные аэробные упражнения, но могут привести к нежелательной нагрузке на коленные и другие суставы. Рекомендации должны основываться на предпочтениях пациентов и их способностях.

Аэробные упражнения начинают выполнять в течение 2 минут после начала активности, но для достижения пользы для здоровья требуются более последовательные усилия. Обычная рекомендация – упражнение ≥ 30 мин/день по крайней мере 3 раза/неделю с 5-минутной разминкой и 5-мин заминкой, но эта рекомендация основывается как на удобстве, так и на научном доказательстве. Если осуществляется интервальное циклирование, то оптимальное аэробное дыхание появляется уже при 10–15 минут упражнениях в течение одного занятия 2–3 раза/неделю. При интервальном циклировании короткие периоды умеренной активности чередуются с интенсивными нагрузками. Согласно одной схеме, около 90 секунд умеренной активности (60–80% максимальной частоты сердечных сокращений [HR_max]) чередуются примерно с 20–30 секунд интенсивных упражнений по типу спринта (85–95% HR_max или так напряженно, как только может напрягаться человек, сохраняя при этом надлежащую биомеханику организма). Этот режим, известный как высокоинтенсивные интервальные тренировки (ВИИТ), является более стрессовым для суставов и тканей и поэтому должен выполняться нечасто (например, сначала 1 раз в неделю, чтобы позволить организму адаптироваться к нагрузке, а затем увеличить до 2 или 3 раз в неделю) или чередуются с более классическими тренировками низкой и умеренной интенсивности. Хотя физические упражнения снижают общий риск сердечно-сосудистых заболеваний, риск развития фибрилляции предсердий у выносливых спортсменов, особенно в возрасте до 55 лет, возрастает (1, 2).

Силовые тренажеры или свободные веса могут использоваться для аэробных упражнений при условии, что за подход выполняется достаточное количество повторений, отдых между подходами минимален (от 0 до 60 секунд) и интенсивность усилий относительно высокая. При круговой тренировке за тренировкой больших мышц (ног, бедер, спины и груди) следует тренировка малых мышц (плеч, рук, живота и шеи). Круговая тренировка в течение всего лишь 15–20 минут может принести большую пользу сердечно-сосудистой системе, чем бег трусцой или использование аэробных тренажеров в течение такого же промежутка времени, так как более интенсивные тренировки приводят к более выраженному увеличению частоты сердечных сокращений и потребления кислорода. Сочетание аэробных упражнений и тренировок с отягощениями увеличивает мышечную выносливость всех данных мышц (т.е., не только сердца).

Объем аэробных упражнений оценивается по продолжительности. Интенсивность ориентируется на частоту сокращений сердечной мышцы. Частота пульса при соответствующей интенсивности составляет 60–85% от HR_max человека (частота сокращений сердечной мышцы на пике O₂ потребления [VO_2peak] или скорость, после которой исчезает устойчивость аэробного метаболизма, потому что O₂ не хватает и начинается анаэробный метаболизм). ЧССHR_max можно приблизительно определить с помощью непосредственного измерения (3, 4) или рассчитать по следующей формуле:

Целевую частоту сердечных сокращений можно рассчитеть альтернативным способом, с использованием формулы Карвонена (4):

Эти формулы основаны на данных о населении в целом и не могут дать точные данные о людях при крайних состояниях физической подготовки (т.е., очень подготовленных спортсменах или физически детренированных пациентах). У таких людей тестирование метаболизма или объема VO₂ может предоставить более точную информацию.

Хронологический возраст следует отличать от биологического возраста. У субъектов любого возраста, менее привыкших к выполнению аэробных упражнений (в меньшей степени тренированных), необходимая частота пульса будет достигаться гораздо раньше и с меньшими усилиями, что требует более короткого периода времени на упражнения, по крайней мере на начальном этапе. Люди с ожирением могут быть детренированными и должны передвигать больший вес тела, тем самым заставляя сердечную мышцу дольше работать с повышенной частотой сокращений при менее активной деятельности, чем это наблюдается у более стройных людей. У пациентов с соматическими заболеваниями или принимающих определенные лекарственные препараты (например, бета-блокаторы) может наблюдаться видоизмененная связь между возрастом и частотой сердечных сокращений. Безопасной отправной точкой для этих пациентов могут быть 50–60% целевого сердечного ритма для данного возраста. Эти цели могут увеличиться с учетом выносливости пациента и его успехов.

Силовая подготовка (на сопротивление) означает силовое мышечное сокращение, вызванное нагрузкой – обычно это свободные грузы или силовые тренажеры с противовесами, а иногда и вес тела (например, отжимания, скручивание брюшного пресса, подтягивания, глубокие приседания). Такие тренировки увеличивают силу мышц, мышечную выносливость и мышечную массу. Силовые тренировки также улучшают функциональные способности и, в зависимости от темпов программы, аэробные показатели. Одновременно увеличиваются выносливость и гибкость сердечно-сосудистой системы. Кроме того, укрепление мышц вокруг травмы (например, мышц бедра при травмированном колене) уменьшает боль, поскольку укрепленные мышцы более функциональны, а более функциональные мышцы меньше болят по мере своего развития и перестройки. Таким образом, программа силовых тренировок может помочь в реабилитации после травм.

Объем обычно классифицируется с точки зрения количества поднятого веса, количества подходов и числа повторов упражнения в каждом подходе. Однако не менее важным параметром является период напряжения – общая продолжительность подъема и опускания веса в течение одного подхода. Для достижения умеренного улучшения физиологического состояния (как развивающего мышечную массу и силу) приемлемое время напряжения – около 60 секунд. Длительность напряжения 90–120 секунд приемлема при реабилитации травм и для повышения мышечной выносливости. Когда целью является увеличение силы, продолжительность напряжения более важна, чем количество повторов (сетов), поскольку количество повторов может изменяться в течение периода напряжения из-за различий в технике, длительности одного подхода и того, насколько медленно проводится каждый повтор. Когда человек может достичь по крайней мере 60-ти секундного напряжения при хорошей технике, сопротивление (груз) можно увеличить с целью выдерживать напряжение в течение минимум 60 секунд на следующем весовом уровне. Количество сетов определяется интенсивностью тренировки; более интенсивная тренировка может потребовать меньшего количества сетов.

Интенсивность, по существу, это субъективная мера воспринимаемых усилий и как близко человек приходит к мышечной усталости в данном множестве (или истощению во время тренировки). для человека, который может поднять не более 100 кг за один раз, 75 кг составляют 75% ПМ. Интенсивность можно также объективно охарактеризовать как количество поднятого веса, выраженное в процентах от максимального количества, поднятого человеком за одно повторение данного упражнения (1 повторный максимум, ПМ), т.е. Общим правилом является выполнение упражнений с нагрузкой от 70 до 85% ПМ. Большие нагрузки увеличивают риск получения травмы и, как правило, подходят только для силовых атлетов-профессионалов. Подъем < 30–40% ПМ обеспечивает минимальное увеличение силы, хотя аэробное улучшение состояния организма и мышечной выносливости может произойти при достаточно длительном времени напряжения и усилий. Во время силовых тренировок стимул изменения тканей определяется в первую очередь качеством и напряженностью и объемом тренировки. Например, у человека, поднимающего 85% ПM за один раз (способного с максимальным усилием выполнить еще 6 повторов), было бы меньше воздействий стимулирующих изменение тканей, чем при подъеме несколько раз по 75–80% ПM (что близко к мышечной усталости или при ее наступлении).

Интенсивность обусловлена мотивацией и толерантностью субъектов. У многих пациентов, проходящих реабилитацию, дискомфорт, боль, недостаток опыта в выполнении физических упражнений и/или ограничение объема движений (вследствие дискомфорта или боли) приводят к приложению меньших усилий, чем можно было бы предпринять или переносить. В результате, для получения желаемой пользы требуется больше подходов (хотя при определении количества добавления подходов необходимо принять во внимание, что при слишком большой физической активности может нарастать раздражение и увеличивается вероятность получения травмы). Люди должны регулярно изменять интенсивность тренировок с целью достижения психического и физического отдыха. Упражнения следует выполнять максимально интенсивно в течение не более чем половины подходов в данной тренировке. Люди должны включать в свое планирование фитнеса перерывы или остановки в тренировках высокой интенсивности (например, 1 неделя каждые 3 мес., возможно, согласованная с праздниками или отпуском), чтобы обеспечить организму достаточное восстановление.

Тем, кто часто тренируется с очень высокой интенсивностью, могут потребоваться более частые перерывы. Постоянный высокоинтенсивный тренинг контрпродуктивен даже для тренированных спортсменов. В этих людей такие симптомы, как усталость или мышечная тяжесть в промежутках между занятиями, отсутствие мотивации к тренировкам, уменьшение физической работоспособности, боль в суставах и сухожилиях (вследствие воспаления) и увеличение ЧСС в покое, предполагают, что упражнение было слишком интенсивным в течение слишком долгого времени. Некоторые люди вынуждены умственно или физически регулярно тренироваться очень интенсивно (например, спортсмены тренируются с высокой интенсивностью). Таким людям могут потребоваться перерывы на восстановление (например, одна неделя перерыва на каждые 3 недели работы), чтобы оправиться от такой напряженной и регулярной активности.

Максимизация мышечной гипертрофии требует больших усилий. Однако выполнение упражнений до тех пор, пока мышцы больше не смогут выполнять повторения (мышечный отказ), не требуется и может трудно переноситься. Количество подходов, необходимых для максимизации мышечной гипертрофии, варьируется в зависимости от генетики человека. У одних людей мышечная масса увеличивается при большом количестве подходов, а у других лучший результат будет наблюдаться при меньшем количестве подходов. Независимо от количества подходов или упражнений, процент улучшений уменьшается с каждым дополнительным повторением или упражнением. Выполнение слишком большого количества упражнений не приводит к более лучшим результатам и может привести к потере мышечной ткани и силы в результате чрезмерной стимуляции. Начинающим следует начинать с 1 подхода или упражнения на каждую мышцу или группу мышц, а затем медленно увеличивать количество повторений или упражнений до достижения 3–5 подходов по 1 упражнению или 1 подхода по 3–5 упражнений, особенно если они не тренируются до мышечного отказа.

Вариации упражнений помогают разнообразием раздражителей; многократное использование одного и того же раздражителя (например, одного и того же вида движений) в конечном итоге не даёт желаемого эффекта из-за адаптации мышц к раздражителю. Вариации упражнений также помогают предотвратить микротравмы, вызванные повторяющимися движениями.

Правильная биомеханика тела важна для личной безопасности и эффективных силовых тренировок. Люди должны стремиться к правильной биомеханике тела (грудь высоко поднята, плечи прямые и отведены назад, живот втянут, но при этом не допускается блокировка суставов) и выполнять упражнения плавными и непрерывными движениями без рывков или слишком быстрого опускания веса. Не менее важно поощрять контролируемое дыхание, что пред-отвращает головокружение (а в крайних случаях – и потери сознания), как происходит при опыте Вальсальвы. Следует выдыхать во время подъема тяжести и вдыхать при одновременном опускании тяжести. Если движение выполняется медленно, например, опускание груза в течение ≥ 5 секунд, людям может потребоваться сделать несколько вдохов и выдохов, но дыхание все равно должно быть скоординировано таким образом, чтобы последний вдох был сделан непосредственно перед фазой подъема, а выдох – в момент начала подъема. Артериальное давление увеличивается во время силовых тренировок (не связанно с атеросклерозом) и, как правило, достигает наиболее высокого уровня при чрезмерном захвате (обычно во время упражнения «жим ногами» при работе больших нижних мышц тела и очень плотном сжимании ручек тренажера). Тем не менее после тренировки КД быстро возвращается к норме; увеличение является минимальным при правильной технике дыхания независимо от нагрузки.

Упражнения на тренировку равновесия включают смещение центра тяжести путем выполнения упражнений в нестабильных условиях – стоя на одной ноге или используя балансир или качающиеся доски. Базовые силовые упражнения улучшают равновесие, т.к. при их применении увеличиваются размер и сила мышц вокруг суставов, тем самым способствуя косвенному улучшению равновесия. Тренировка равновесия может помочь некоторым людям с нарушенным ощущением собственной позы в пространстве и часто используется для профилактики падений у пожилых людей (см. Физическая нагрузка у пожилых людей).

Правильная гидратация (насыщение клеток водой) важна, особенно при длительном напряжении или при высокой температуре. Перед началом выполнения упражнений люди должны выпить достаточное количество жидкости, регулярно пить жидкость во время длительных нагрузок и восполнять ее дефицит после упражнений. Во время физической нагрузки следует выпивать примерно 120–240 мл (0,5–1 стакан) жидкости каждые 15–20 минут в зависимости от температуры и уровня физической нагрузки; однако следует избегать гипергидратации, способной привести к гипонатриемии и последующему развитию судорог. Жажда не является точным показателем потребности в жидкости. Питье при ощущении легкой или умеренной сухости во рту, но до наступления сильной жажды, помогает поддерживать надлежащую гидратацию и избежать электролитного дисбаланса, болезни и возможных судорог и/или смерти (например, от гипонатриемии из-за чрезмерного потребления свободной воды).

Дефицит жидкости после нагрузки рассчитывается путем сравнения массы тела до и после упражнений. Дефицит жидкости восполняется по принципу «один к одному» (т.е., 1 л за каждый сброшенный килограмм веса, или 2 чашки за фунт). В большинстве случаев приемлема обыкновенная вода. В условиях высокой влажности электролитсодержащие спортивные напитки могут быть предпочтительнее, особенно при выполнении длительных физических упражнений. Тем не менее жидкость с содержанием углеводов > 8% (8 г/100 мл или 20 г в обычной 250-миллиметровой порции) уменьшает опорожнение желудка и замедляет поглощение жидкости. Смешивание простой воды со спортивными напитками в соотношении 50:50 позволяет ускорить поглощение глюкозы и электролитов. Пациентам с признаками теплового удара или уменьшения объема внеклеточной жидкости требуется немедленное пероральное или внутривенно возмещение потерь воды и электролитов.