Физиологическая характеристика мышечной силы

Сила (Р) - это способность преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему мышечным напряжением. За счет силы производится работа (А):


где S - путь, тогда F = A/S (при равномерном движении).

При подъеме груза (Р) А= Рh (h - высота подъема).

В движениях с ускорением F = т·а (II закон Ньютона): сила, сообщающая телу ускорение, равна произведению массы (т) на ускорение (а). Поэтому F измеряется в Ньютонах (Н): Н = 1 кг/м/с2 и динах (Д): 1Д = 1 г/см/с2; 1Н=105Д.

Таким образом, существуют два проявления силы: в статике F = Р (в кг - килограмм-сила), в динамике F= т а (в Н или Д).

Классификация видов силовых способностей человека и условий их проявления предложена В. М. Зациорским (рис. 7).

Виды силы, измерение силы

Максимальная сила (МС) определяется в изометрических условиях при электрической стимуляции мышцы. МПС - максимальная произвольная сила, проявляемая в изометрических условиях при произвольном сокращении мышцы.

Силовой дефицит (СД) - это показатель степени координационных способностей нервно-мышечного аппарата: СД = МС - МПС.

СД зависит от эмоционального (психологического) состояния, установки, числа активных ДЕ, совершенства управления ЦНС двигательными единицами. Величина СД для одной мышцы составляет около 3,7 %, для двух мышц - 14,7 %, для трех и более мышц - 22-30 %.

Классификация силовых способностей (по В. М. Зациорскому)

Рис. 7. Классификация силовых способностей (по В. М. Зациорскому)


Выделяют расчетные показатели силовых способностей - абсолютную и относительную силу. Абсолютная сича (АС): АС = МПС / S", где S" - физиологический поперечник (кг/см). Так, АС портняжной мышцы равна 6, 24 кг/см, двуглавой - 11,4 кг/с.

Относительная сила (ОС): ОС = МПС/S, где S - анатомический поперечник, (кг/см2) или МПС / Р, где Р - масса тела (отн. ед.).

Физиологические механизмы развития силы

Выделяют периферические и центральные факторы, определяющие величину максимального мышечного напряжения. Группа периферических факторов подразделяется на структурные и функциональные. Из числа структурных факторов выделяют: количество мышечных волокон, длину мышечных волокон, строение (степень наклона мышечных волокон к оси движения), композицию мышц. Функциональные факторы обусловлены количественным содержанием в мышцах сократительных белков, АТФ, КрФ, гликогена.

Центральные факторы определяют: факторы внутримышечной координации: частоту и характер нервных импульсов; регуляцию числа активных ДЕ; режим сократительной деятельности (от одиночного сокращения до полного тетануса); синхронизацию работы ДЕ; факторы межмышечной координации (мобилизация агонистов, торможение антагонистов, адаптационно-трофические влияния симпатической нервной системы).

Физиологические изменения в организме при стимулируемом развитии мышечной силы складываются из структурных и функциональных изменений. Структурные изменения проявляются в укреплении костносуставного и связочного аппарата; мышечной гипертрофии, которая бывает двух типов: саркоплазматического и миофибриллярного типа. Саркоплазматический тип мышечной гипертрофии проявляется в накоплении в саркоплазме гликогена, различных ионов и других веществ и возникает в результате многократных повторений силовых напряжений. Истинной является миофибриллярная гипертрофия, сопровождающаяся увеличением количества сократительных белков и миофибрилл.

Функциональные изменения складываются из повышения возбудимости нервно-мышечного аппарата, усиления внутри- и межмышечной координации, улучшения координации двигательных и вегетативных функций.

Физиологическое обоснование методов силовой тренировки. Наиболее популярным является метод динамических усилий, который имеет две разновидности: метод максимальных усилий и метод повторных усилий.

Метод максимальных усилий (ММУ) предполагает использование максимальных мышечных напряжений с максимальными отягощениями. При этом происходят одновременное включение наибольшего количества ДЕ, максимальная частота импульсации мотонейронов, синхронизация работы различных ДЕ, концентрация усилия волевым напряжением, сопровождающаяся сокращением мышц-агонистов и частично - антагонистов.

Этот метод используется с 60-х годов XX столетия. Положительные стороны ММУ заключаются в том, что он способствует образованию специфических нервно-мышечных координационных отношений и наиболее эффективен для развития максимальной силы.

Как отрицательную сторону ММУ следует выделить его травматич- ность; при частом использовании он однообразен, быстро утомляет. Кроме того, увеличение максимальной силы связано не только с улучшением координации, но и со значительными морфофункциональными изменениями, возникающими в связи с выполнением значительного объема нагрузок.

Сущность метода повторных усилий (МПУ) заключается в использовании нагрузок ниже максимальных. Для оценки величины отягощения при тренировке используют или величину отягощения в процентах от максимальной силы, или число подъемов (количество раз), которое выполняется при данном весе в виде показателя повторного максимума (ПМ). Приводим классификацию нагрузок, используемых в тяжелой атлетике:

Безымянный.jpg

Достоинства МПУ заключаются в том, что этим методом можно выполнить большой объем работы и, соответственно, получить необходимые сдвиги в обмене веществ, что является основой формирования гипертрофии. При этом наблюдается меньшее натуживание и уменьшение травматичности.

Недостатки МПУ состоят в том, что он невыгоден в энергетическом отношении, а последние, наиболее важные, попытки осуществляются при сниженной возбудимости ЦНС.

Разновидность МПУ - поднимание непредельного веса с максимальной скоростью (некоторые называют его методом динамических усилий).

Изометрический метод (ИМ) для тренировки силы был предложен Т. Мюллером и П. Карповичем (1951). В качестве достоинства ИМ следует отметить возможность регуляции, оптимального времени поддержания заданной силы (в отличие от этого метода в динамическом методе максимальная сила поддерживается только доли секунды). Таким образом, ИМ представляет собой способ направленной адаптации мышц к максимальным силовым напряжениям. Кроме того, при использовании этого метода можно подбирать мышечные группы и положение звеньев двигательного аппарата в необходимых (рабочих) углах. Он не требует сложного оборудования и не занимает много времени.

Недостатки ИМ проявляются в возникновении через 6-8 недель стабилизации максимальной силы, появлении скованности мышц, снижении их эластичности, в малом "переносе" тренированности из-за различий нервно-мышечной координации.

Особенно эффективен ИМ в видах спорта, где выражен элемент изометрических и близких к ним напряжений (борьба, т/атлетика, гимнастика и др.). Наибольшая эффективность достигается в тренировке: при соответствующих углах положений тела и конечностей, не более 10-15 % от времени всей тренировки (10-15 мин), не более 3-4 раз в неделю и не больше 4-6 недель.

Дополнительные мероприятия при этом методе тренировки заключаются в использовании дыхательных упражнений, упражнений на расслабление в сочетании с динамическими упражнениями, при применении тренажеров с индикаторами, в частой смене упражнений и положений тела.

Уступающий метод (УМ), или плиометрическая тренировка (ПТ). Используются отягощения больше максимальной силы. Эффективный метод развития максимальной силы, так как при нем проявляется сила, больше максимально доступной. Упражнениям в ПТ должна предшествовать большая силовая тренировка. Эти упражнения называют упражнениями "ударного типа", например: упражнения "со срывом", прыжок в яму с последующим выпрыгиванием. Для квалифицированных спортсменов используют 3-4 серии по 5-8 упражнений, 1-2 раза в неделю во 2-м периоде подготовительного цикла.

Электростимуляционная тренировка (ЭСТ). При тренировке мышечной силы этот метод имеет вспомогательное значение. Он также используется при восстановлении деятельности мышц после травм. Обладает анальгезирующим (обезболивающим) эффектом.

Комбинированные методы тренировки начинаются с МПУ (техника и объемы), затем добавляются изометрический метод и ММУ. Использование динамико-статических упражнений и ПТ зависит от уровня подготовленности спортсменов и этапа тренировки. Значительный период времени в силовой подготовке спортсменов занимало использование анаболических стероидов (аналогов мужского полового гормона тестостерона). Наибольшую популярность имели препараты, которые обладают и сильным анаболическим и малым андрогенным действием. Анаболическое действие препаратов этой группы способствует увеличению синтеза белков и стимулирует рост тканей в целом (особенно выполняющих максимальную нагрузку). Эффект этих препаратов оказался наиболее значимым в тех видах спорта, которые связаны с развитием силы и использованием истощающих нагрузок. В настоящее время анаболики (неробол, ретаболил и др.) отнесены к классу допингов и запрещены к применению Международным олимпийским комитетом.

Возрастные особенности развития силы и резервы силы. Совершенствование силы у детей и подростков происходит неравномерно и зависит от генетической программы развития и социальных факторов. С возрастом благодаря совершенствованию нервной регуляции, изменению химизма и строения масса и сила мышц увеличиваются в 7,5-9,5 раза; максимальная сила различных мышечных групп - в 9-15 раз. Наибольший прирост силы происходит в период с 9 до 31 и с 13 до 17 лет. Максимальная сила регистрируется в 18-20 лет. В последующие годы при отсутствии специальной тренировки силы темп повышения максимальной силы замедляется.

Возрастные изменения массы мышц (в процентах от массы тела) происходят следующим образом: у новорожденных - 23 %, у детей 8, 15, 18 лет - соответственно, 27, 32, 44 %, у взрослых - снижается до 40 %, а у спортсменов высокого класса достигает 50 % и более.

Прирост силовых показателей мышц при тренировке к локальной работе достигает 3,5-3,7 раза, при глобальной - возрастает в 2-2,5 раза. Среднегодовое увеличение силы у тяжелоатлетов легкой весовой категории (до 56 кг) составляет 2,8 кг в год, а тяжелой категории - до 8,7 кг в год.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >