Постактивационная потенциация (ПАП) означает кратковременное улучшение результатов (например, в прыжках) вследствие использования подготавливающего упражнения (например, приседания со штангой). Многие тренировочные упражнения (приседания со штангой, становые тяги, плиометрические и изометрические сокращения мышц) способны улучшить последующую работоспособность.
Это улучшение результатов происходит из-за перехода мышц в «потенцированное», или «активированное» состояние. В настоящее мнение нет единого мнения о причинах «потенцированного» состояния мышц, предполагается наличие нескольких нервно-физиологических механизмов с большей доказанностью некоторых из них по сравнению с другими. Более того, нет научных обзоров, пытающихся установить оптимальное время отдыха между подготавливающим и основным упражнением, поэтому вероятной наиболее эффективной продолжительностью отдыха считают 3 – 12 минуты. И наконец, необходимо понять, что эффект ПАП чрезвычайно индивидуален, а значит, для максимальной результативности тренировку нужно разрабатывать для каждого спортсмена.
ЧТО ТАКОЕ ПОСТАКТИВАЦИОННАЯ ПОТЕНЦИАЦИЯ?
Название «постактивационная потенциация» (ПАП) означает срочное возбуждение нервно-мышечной системы после выполнения определённых упражнений (например, приседаний со штангой 5 ПМ). Показано, что срочное возбуждение улучшает результат в последующих упражнениях, таких как прыжок с подседом или скорость спринтерского бега (2, 3). Поэтому, выполнив приседания со штангой 5 ПМ перед взрывным упражнением (прыжком с подседом или спринтом), вы возможно улучшите результаты. Примечательно, что этот метод тренировки улучшал результаты в прыжках (2), спринте (4), метаниях (5), ударах ногой (6) и даже в скорости изменения направления движения (6).
Очень важно, чтобы подготавливающие упражнения были биомеханически похожи на основные. Например, приседания со штангой используются для улучшения прыжка с подседом из-за биомеханической схожести. Тем не менее, приседания со штангой не улучшают результаты взрывного жима лёжа, так как нет биомеханической схожести.
Несмотря на то, что большинство исследований этого феномена появилось в последнее десятилетие (7), этот метод тренировки фактически можно отследить до середины 20-го века (1). На протяжении всего этого времени ПАП также называли посттетанической потенциацией, посттетаническим облегчением, комплексной тренировкой, комплексной потенциацией «сила-мощность» или комплексной парой.
МОДЕЛЬ ТРЕНИРОВКА-УТОМЛЕНИЕ
Способность ПАП улучшать результат подтверждена большим количеством данных, и в этом отношении неоднократно доказана эффективность приседаний со штангой (8, 9). Например, сообщалось об улучшении результатов вертикального прыжка спустя несколько минут после выполнения тяжёлых приседаний со штангой (9). Тем не менее, хорошо известно о необходимости значительного промежутка отдыха между выполнением подготавливающего упражнения (например, тяжёлых приседаний со штангой) и основным упражнением (например, прыжком с подседом или спринтом). Если времени недостаточно, тогда улучшения результата может не быть вовсе (5). Причиной этому может быть утомление, которое остаётся после подготовительного упражнения (например, тяжёлых приседаний со штангой). Если промежуток отдыха будет слишком большой, то потенциация может исчезнуть, и улучшения результатов также не произойдёт (10). Поэтому влияние ПАП зачастую рассматривается как «окно возможностей» или принцип «золотой середины». При слишком коротком отдыхе сохраняется утомление, и улучшения результативности не наблюдается. При чрезмерном отдыхе исчезает потенциация, и вновь не наблюдается улучшения результатов. Только при достаточном отдыхе происходит улучшение результатов. Эта концепция, названная «модель тренировка-утомление», показана на рисунке 1. Именно в момент исчезновения утомления можно использовать влияние ПАП.
В единственном исследовании обнаружили, что утомление развивается в нервной системе центрально или периферически, в зависимости от вида подготавливающего упражнения (статических или динамических сокращений) (11). Тем не менее, влияние ПАП изучено недостаточно, и чтобы специалисты могли разрабатывать более эффективные программы тренировки с использованием этого влияния, необходимы дополнительные исследования по теме.
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОТДЫХА И ПАП
Несмотря на способность упражнений потенцировать нервно-мышечную систему, они также вызывают определённое утомление, что объяснялось выше на примере модели «тренировка-утомление». Эти эффекты широко представлены в большом количестве исследований (10). Например, в одном из исследований показали первоначальное снижение работоспособности сразу после подготавливающего упражнения, но сообщали о существенном увеличении результатов спустя 4,5 – 12,5 минут восстановления (12). Авторы обнаружили, что начальное снижение работоспособности связано с утомлением. И вновь, принцип «тренировка-утомление» предполагает, что после 12,5 минут отдыха работоспособность «нормализуется», так как потенциация снижается до уровня, наблюдаемого перед подготавливающими сокращениями.
Поэтому продолжительность отдыха важна для реализации влияния ПАП, предотвращающая маскировку эффекта потенциации утомлением. Таким образом, необходимо установить оптимальное соотношение времени отдыха и потенциации (10). Хотя во многих экспериментах непосредственно оценивали различное время отдыха, в определении наиболее эффективной продолжительности (4, 13, 14) мнения исследователей разделились. Ситуация усложняется из-за того, что нет обзоров исследований ПАП, в которых устанавливается соответствующее время отдыха (10, 15 -18), несмотря на предложенные DeRenne 8 – 12 минут (19). Постоянные трудности с выделением оптимального времени отдыха обусловлены вариабельностью спортсменов (индивидуальность – все люди разные в принципе).
Очевидно, оптимальное время для разных популяций будет отличаться. Тренированные спортсмены проявили большую чувствительность к ПАП, чем нетренированные люди (20). Более сильные люди также оказались чувствительнее к ПАП, чем более слабые (5, 21). Кроме того, люди с большим соотношением мощность-сила также проявили большую чувствительность к влиянию ПАП, чем более слабые коллеги (22). Для максимальной эффективности ПАП вам нужно знать свою группу клиентов. Помимо этого, на величину потенциации также оказывают влияние вид, интенсивность и объём подготавливающих упражнений, так как все эти факторы могут влиять на величину утомления. Из-за этого предоставление точного руководства - очень сложная задача, а также усложняется принятие решений для тренеров по силовой и кондиционной тренировке.
Несмотря на предложенный в обзоре DeRenne (19) отдых 8 – 12 минут, существует множество исследований, показавших улучшение работоспособности при отдыхе 3 – 12 минут (2, 4, 12, 13, 20, 21, 23 – 27). Тем не менее, необходимо отметить, что эти работы - лишь часть огромного количества исследований ПАП. Однако можно предположить, что продолжительность отдыха 3 – 12 минут наиболее эффективна для использования эффекта ПАП.
Таким образом, продолжительность отдыха сильно зависит от подготавливающего упражнения и уровня тренированности спортсмена (тренирован или нет), а также требует индивидуальной адаптации. Вследствие этого специалисты по тренировке обычно работают на основе грубых рекомендаций, перечисленных ниже:
- Отдых 3 – 12 минут.
- Выше интенсивность/нагрузка (90% ПМ) = дольше отдых.
- Ниже интенсивность/нагрузка (30% ПМ прыжок из приседа/плиометрика) = короче отдых.
- Больше подходов = дольше отдых.
- Меньше подходов = короче отдых.
- Тренированный спортсмен = короче отдых.
- Нетренированный спортсмен = дольше отдых.
- Более сильный спортсмен = короче отдых.
- Более слабый спортсмен = дольше отдых.
ЧТО ВЫЗЫВАЕТ ПАП?
В основе механизма действия ПАП лежит сочетание нескольких внутри- и межмышечных нервно-физиологических реакций. Из нескольких предполагаемых механизмов, способствующих эффекту ПАП, существуют три, которые, по-видимому, вносят наибольший вклад (10):
1. Фосфорилирование лёгких регуляторных цепей.
2. Потенциация Н-рефлекса.
3. Угол перистости мышечных волокон.
Фосфорилирование лёгких регуляторных цепей
Согласно первому предположению, после подготавливающего упражнения увеличивается фосфорилирование лёгких регуляторных цепей миозина (ЛЦМ) (10). Это увеличивает чувствительность взаимодействия актин-миозин, что ведёт к ускорению образования поперечных мостиков (28). Изменение в конечном итоге сдвигает вправо кривую сила-скорость, позволяя быстрее выполнять движения с высокими нагрузками (15) (Рисунок 2).
О положительной корреляции между увеличением фосфорилированием ЛЦМ и потенциации сообщалось во многих исследованиях на животных (29, 30), но исследований с участием людей проведено очень мало (10). В нескольких исследованиях, проведённых с участием людей, не обнаружили существенного фосфорилирования ЛЦМ (31, 32). Несмотря на корреляцию между фосфорилированием ЛМЦ и потенциацией, подтверждённую экспериментами на животных, данные исследований с участием людей противоречивы. Это предполагает наличие других факторов, вызывающих ПАП у людей.
Интересным фактом, относящимся к предположению о фосфорилировании МЛЦ, является большее проявление фосфорилирования в волокнах типа II, чем в волокнах типа I (33). Это говорит о том, что у людей с преобладанием волокон типа II, например, спортсменов силовых и мощностных видов спорта, потенциация может быть выше (10). Тем не менее, это верно лишь в случае справедливости гипотезы о фосфорилировании.
Потенцирование Н-рефлекса
Согласно второй гипотезе за ПАП ответственно возбуждение неврологических механизмов после подготавливающего упражнения. Предполагается несколько неврологических реакций, возникающих в состоянии возбуждения после подготавливающего упражнения, такие как потенциация Н-рефлекса, увеличение синхронизации двигательных единиц, десенситизация к входящему сигналу альфа мотонейронов и уменьшение реципрокного ингибирования мышц-антагонистов (34). Тем не менее, потенциация Н-рефлекса представляется наиболее вероятным механизмом, обнаруженным в исследованиях (35, 36, 10). Н-рефлекс – электромиографический (ЭМГ) показатель уровня возбудимости мышцы. Проще говоря, более высокий Н-рефлекс связан с увеличением возбудимости.
Н-рефлекс возникает в результате разрядки альфа-нейронов в ответ на одиночную субмаксимальную стимуляцию соответствующих нервных пучков. Достаточное восстановление ПАП повышает амплитуду Н-рефлекса, что предположительно вызвано увеличением рекрутирования высокопороговых мотонейронов в спинном мозге (10). Следовательно, увеличение рекрутирования высокопороговых мотонейронов ведёт к повышению силы и скорости мышечного сокращения, что и улучшает результаты упражнений.
Угол перистости мышечных волокон
За последние годы в научной литературе появилась третья гипотеза (37). Согласно этой теории, после подготавливающего упражнения происходит уменьшение угла перистости мышечных волокон. Уменьшение угла перистости в мышце означает большую силу, которая может передаваться через сухожилия на кость вследствие сокращения – более мощные сокращения приводят к улучшению результатов в упражнениях (36). Тем не менее, эту гипотезу поддерживает мало исследований, и требуются дополнительные эксперименты, прежде чем можно будет сделать точные выводы (10).
КАКАЯ ИНТЕНСИВНОСТЬ/НАГРУЗКА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПОТЕНЦИАЦИИ НАИЛУЧШАЯ?
В настоящее время в исследованиях нет единого мнения относительно наилучшей интенсивности упражнений для создания ПАП (10). Например, что приседать лучше с 60% ПМ, чем с 95% ПМ.
Разногласия в исследованиях по поводу оптимальной интенсивности для стимуляции ПАП затрудняют предоставление рекомендаций для планирования тренировки. Несмотря на это, в большинстве исследований выявлена большая эффективность высоких нагрузок (10, 15 - 18). Например, выполнение приседаний со штангой 3 ПМ приблизительно 90% ПМ, вероятно вызовет большую ответную ПАП, чем выполнение приседаний с 10 ПМ или 50% ПМ. Следовательно, использование больших нагрузок (>80% ПМ) возможно эффективнее для возникновения значимой потенциации.
В последнее время исследователи обыгрывают ситуацию с применением упражнений с высокой скоростью и малой нагрузкой, таких как приседания с небольшим отягощением (40% ПМ), прыжок из приседа и даже плиометрики в качестве подготавливающего упражнения. Во многих экспериментах показано, что упражнения с малой нагрузкой и высокой скоростью неэффективны для вызова ПАП, особенно по сравнению с большими нагрузками (9, 38, 39). Предположительно, это объясняется неспособностью быстрой разрядки двигательных единиц при малой нагрузке увеличивать высокочастотную силу (15).
НУЖНО ЛИ МНЕ ПРИМЕНЯТЬ ПАП?
Тренеры по силовой и кондиционной подготовке постоянно спорят о целесообразности включения комплексной тренировки (ПАП) в тренировочные программы. Поэтому представляем перечень доводов «за» и «против», помогающих принять решение.
Аргументы, поддерживающие использование ПАП
- Срочное улучшение результатов – могут улучшаться результаты последующих тренировочных и соревновательных упражнений (например, спринт на 100 м).
- Долговременное улучшение результатов – накопление срочных улучшений может со временем привести к долговременным улучшениям.
- Увеличение плотности занятия – применение ПАП в тренировке может увеличивать объём работы в течение одного занятия (плотность занятия).
- Повышение общей работоспособности – просто общей работы, выполненной в течение одного занятия, результата сложения средней произведённой мощности, известной также как «силовая выносливость». Следовательно, увеличение плотности занятия ведёт к увеличению общей работоспособности.
Аргументы против использования ПАП
- Тестирование спортсменов: для определения оптимальных переменных, вызывающих ПАП, спортсменов нужно тестировать и делать это постоянно. В большинстве случаев это непрактично, сложно и отнимает дополнительное время.
- Высокая индивидуальность: мы не можем учесть все переменные, влияющие на потенциацию для каждого человека без постоянных тестов (уровня тренированности, времени отдыха, интенсивности и объёма).
- Окно возможностей: если упражнение выполнить слишком рано (до исчезновения утомления), показатели могут уменьшаться, что ведёт к искажению результатов. Если опоздать, то подготавливающее упражнение теряет смысл.
- Возможно, непрактично: продолжительный отдых иногда может не вписаться в тесные временные рамки занятия.
- Доступность оборудования: не всегда перед началом соревнований (например, спринтом на 100 м) доступно необходимое оборудование.
- Разминка: разминка сама по себе может улучшать сократительные способности мышц и, таким образом, улучшать результаты последующих упражнений (40).
ВЫВОДЫ
Постактивационная потенциация доказала способность улучшать результаты последующих спортивных упражнений, в частности, прыжка с подседом и спринтерского бега. Несмотря на то, что подготавливающее упражнение способно улучшить результаты, этот эффект реализуется лишь после исчезновения начального утомления (теория тренировка-утомление). По-прежнему неизвестно оптимальное время отдыха, лучшие на сегодняшний день рекомендации – 3- 12 минут, но их нужно адаптировать для каждого спортсмена. Специалистам по тренировке нужно также учитывать вид, интенсивность и объём подготавливающего упражнения, так как известно, что они влияют на величину утомления и потенциации. Для реализации эффектов ПАП обычно предлагаются биомеханически сходные упражнения с высокой нагрузкой и минимальным количеством повторений (<10 ПМ). Спортсмены, тренирующиеся с отягощениями, проявляют большую чувствительность к влиянию ПАП, и реализуют потенцирующий эффект при меньшем отдыхе, чем нетренированные люди. В исследованиях признаётся высоко индивидуальный эффект ПАП, предполагающий, что нет «подходящего для всех» варианта тренировочных рекомендаций.
ИСТОЧНИКИ:
1. Verkhoshansky, Y. (1966). Perspectives in the improvement of speed-strength preparation for sprinters. Track Field. 17(9), 11-12.
2. Ruben, R.M., Molinari, M.A., Bibbee, C.A., Childress, M.A., Harman, M.S., Reed, K.P., & Haff, G.G. (2010). The acute effects of an ascending squat protocol on performance during horizontal plyometric jumps. Journal of Strength and Conditioning Research, 24(2), 358–369. [PubMed]
3. Rahimi R. The acute effect of heavy versus light-load squats on sprint performance. Phy Educ Sport 2007; 5 (2): 163-9[Link]
4. Bevan, H.R., Cunningham, D.J., Tooley, E.P., Owen, N.J., Cook, C.J,. & Kilduff, L.P., (2010). Influence of post activation potentiation on sprinting performance in professional rugby players. Journal of Strength and Conditioning Research, 24(3), 701–705. [PubMed]
5. Kilduff LP, Bevan HR, Kingsley MI, et al. Postactivation potentiation in professional rugby players: optimal recovery. J Strength Cond Res 2007 Nov; 21 (4): 1134-8 [PubMed]
6. García-Pinillos, F, Martínez-Amat, A, Hita-Contreras, F, Martínez-López, EJ, and Latorre-Román, PA. Effects of a contrast training program without external load on vertical jump, kicking speed, sprint, and agility of young soccer players. J Strength Cond Res 28(9): 2452–2460, 2014 [PubMed]
7. Farup, J., & Sorensen, H. (2010). Postactivation potentiation: upper body force development changes after maximal force intervention. Journal of Strength and Conditioning Research. 24(7), 1874-1879. [PubMed]
8. Yetter, M., & Moir, G.L. (2008). The acute effects of heavy back and front squats on speed during forty-meter sprint trials.Journal of Strength and Conditioning Research. 22(1), 159-165. [PubMed]
9. Weber, K.R., Brown, L.E., Coburn, J.W., & Zinder, S.M. (2008). Acute effects of heavy-load squats on consecutive squat jump performance. Journal of Strength and Conditioning Research, 22(2), 726–730. [PubMed]
10. Tillin, N.A., & Bishop, D. (2009). Factors modulation post-activation potentiation and its effect on performance of subsequent explosive activities. Sports Medicine. 39(2), pp.147-166. [PubMed]
11. Babault, N., Desbrosses, K., & Fabre, M.S. (2006). Neuromuscular fatigue development during maximal concentric and isometric knee extensions. Journal of Applied Physiology, 100(3), 780-785. [PubMed]
12. Gullich, A., & Schmidtbleicher, D. (1996). MVC-induced short-term potentiation of explosive force. New Studies in Athletics, 2(11), 67-81.
13. McCann, M.R., & Flanagan, S.P. (2010). The effects of exercise selection and rest interval on post activation potentiation of vertical jump performance. Journal of Strength and Conditioning Research, 24(3), 1285–1291. [PubMed]
14. Kilduff, L.P., Owen, N., Bevan, H., Bennett, M.A., Kingsley, M.I.C., & Cunningham, D. (2008). Influence of recovery time on post-activation potentiation in professional rugby players. Journal of Sports Sciences, 26(8), 795–802. [PubMed]
15. Sale DG. Postactivation potentiation: role in human performance. Exerc Sport Sci Rev 2002 Jul; 30 (3): 138-43 [PubMed]
16. Ebben, W.P. A brief review of concurrent activation potentiation: Theoretical and practical constructs. J. Strength Cond. Res. 20(4):985–991. 2006 [PubMed]
17. Robbins D. W. Postactivation potentiation and its practical applicability: A brief review. J. Strength Cond. Res. 19(2):453–458. 2005 [PubMed]
18. Advanced Human Performance AHP by Dr. Joel D. Seedman PhD, Atlanta GA. 2016. Advanced Human Performance AHP by Dr. Joel D. Seedman PhD, Atlanta GA. [ONLINE] Available at: http://www.advancedhumanperformance.com/#!post-activation-potentiation-part1/c1oaf. [Accessed 29 January 2016].
19. DeRenne, C. (2010). Effects of Postactivation Potentiation Warm-up in Male and Female Sport Performances: A Brief Review. Strength and Conditioning Journal, 32(6):58-64. [Link]
20. Chiu LZ, Fry AC, Weiss LW, et al. Postactivation potentiation response in athletic and recreationally trained individuals. J Strength Cond Res 2003 Nov; 17 (4): 671-7. [PubMed]
21. Gourgoulis V, Aggeloussis N, Kasimatis P, et al. Effect of a submaximal half-squats warm-up program on vertical jumping ability. J Strength Cond Res 2003 May; 17 (2): 342-4 [PubMed]
22. Schneiker K, Billaut F, Bishop D. The effects of preloading using heavy resistance exercise on acute power output during lower-body complex training [abstract]. Book of Abstracts of the 11th Annual Congress, European College of Sports Science, 2006 Jul 5-8, Lausanne, 89
23. Turner, AP, Bellhouse, S, Kilduff, LP, and Russell, M. Postactivation potentiation of sprint acceleration performance using plyometric exercise. J Strength Cond Res 29(2): 343–350, 2015 [PubMed]
24. Young WB, Jenner A, Griffiths K. Acute enhancement of power performance from heavy load squats. J Strength Cond Res 1998; 12 (2): 82-4 [Link]
25. Rixon KP, Lamont HS, Bemben MG. Influence of type of muscle contraction, gender, and lifting experience on postactivation potentiation performance. J Strength Cond Res 2007 May; 21 (2): 500-5 [PubMed]
26. French DN, Kraemer WJ, Cooke CB. Changes in dynamic exercise performance following a sequence of preconditioning isometric muscle actions. J Strength Cond Res 2003 Nov; 17 (4): 678-85 [PubMed]
27. Batista MA, Ugrinowitsch C, Roschel H, et al. Intermittent exercise as a conditioning activity to induce postactivation potentiation. J Strength Cond Res 2007 Aug; 21 (3): 837-40 [PubMed]
28. Hodgson, M., Docherty, D., & Robbins, D. (2005). Post-activation potentiation: Underlying physiology and implications for motor performance. Sports Medicine. 35(3), 585–595. [PubMed]
29. Szczesna, D., Zhao, J., & Jones, M. (2002). Phosphorylation of the regulatory light chains of myosin affects Ca2+ sensitivity of skeletal muscle contraction. Journal of Applied Physiology. 92(4), 1661-1770. [PubMed]
30. Manning, D.R., & Stull, J.T. (1982). Myosin light chain phosphorylation in mammalian skeletal muscle. American Journal of Physiology. 242(3), 234-241. [PubMed]
31. Smith, J.C., & Fry, A.C. (2007). Effects of a ten-second maximum voluntary contraction on regulatory myosin light-chain phosphorylation and dynamic performance measures. Journal of Strength and Conditioning Research, 21(1), 73-76.[PubMed]
32. Stuart, D.S., Lingley, M.D., & Grange, R.W. (1988). Myosin light chain phosphorylation and contractile performance of human skeletal muscle. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 66(1), 49-54. [PubMed]
33. Hamada T, Sale DG, MacDougall JD, et al. Interaction of fibre type, potentiation and fatigue in human knee extensor muscles. Acta Physiol Scand 2003; 178 (2): 165-73 [PubMed]
34. Crum, A.J., Kawamori, N., Stone, M.H., & Haff, G.G. (2012). The acute effects of moderately loaded concentric-only quarter squats on vertical jump performance. Journal of Strength and Conditioning Research, 22(3). 726-730. [PubMed]
35. Trimble, M., & Harp, S. (1998). Postexercise potentiation of the H-reflex in humans. Medicine and Science in Sports and Exercise. 30(6), 933-94. [PubMed]
36. Folland, J.P., Wakamatsu, T., & Fimland, M.S. (2008). The influence of maximal isometric activity on twitch and H-reflex potentiation, and quadriceps femoris performance. European Journal of Applied Physiology, 10(4), 739-748. [PubMed]
37. Mahlfeld K, Franke J, Awiszus F. Postcontraction changes of muscle architecture in human quadriceps muscle. Muscle Nerve 2004 Apr; 29 (4): 597-600 [PubMed]
38. Esformes, JI, Cameron, N, and Bampouras, TM. Postactivation potentiation following different modes of exercise. J Strength Cond Res 24(7): 1911–1916, 2010 [PubMed]
39. Hanson ED, Leigh S, Mynark RG. Acute effects of heavyand light-load squat exercise on the kinetic measures of vertical jumping. J Strength Cond Res 2007 Nov; 21 (4): 1012-7 [PubMed]
40. Jeffreys, I. (2007). Warm-up revisited: The ramp method of optimizing warm-ups. Professional Strength and Conditioning. (6) 12-18. [Link]
