Физиологические механизмы развития силы

В развитии мышечной силы имеют значение:

1) внутримышеч­ные факторы,

2) особенности нервной регуляции и

3) психофизио­логические механизмы.

 

Внутримышечные факторы развития силы включают в себя биохимические, морфологические и функциональные особен­ности мышечных волокон.

• Физиологический поперечник, зависящий от числа мышечных волокон (он наибольший для мышц с перистым строением).

• Состав (композиция) мышечных волокон: соотношение слабых и более возбудимых медленных мышечных волокон (окисли­тельных, малоутомляемых) и более мощных высокопороговых быстрых мышечных волокон (гликолитических, утомляемых).

• Миофибриллярная гипертрофия мышцы — т.е. увеличение мы­шечной массы, которая развивается при силовой тренировке в результате адаптационно-трофических влияний и характе­ризуется ростом толщины и более плотной упаковкой сокра­тительных элементов мышечного волокна — миофибрилл. (При этом окружность плеча может достигать 80 см, а бедра — 95 см и более).

Нервная регуляция обеспечивает развитие силы за счет совершенствования деятельности отдельных мышечных волокон, двигательных единиц (ДЕ) целой мышцы и межмышечной коорди­нации. Она включает следующие факторы.

• Увеличение частоты нервных импульсов, поступающих в ске­летные мышцы от мотонейронов спинного мозга и обеспечи­вающих переход от слабых одиночных сокращений их воло­кон к мощным тетаническим.

• Активация многих ДЕ — при увеличении числа вовлеченных в двигательный акт ДЕ повышается сила сокращения мышцы.

• Синхронизация активности ДЕ— одновременное сокращение возможно большего числа активных ДЕ резко увеличивает силутяги мышцы.

• Межмышечная координация — сила мышцы зависит от дея­тельности других мышечных групп: сила мышцы растет при одновременном расслаблении ее антагониста, она уменьшается при одновременном сокращении других мышц и увеличивает­ся при фиксации туловища или отдельных суставов мышца­ми-антагонистами. Например, при подъеме штанги возника­ет явление натуживания (выдох при закрытой голосовой щели), приводящее к фиксации мышцами туловища спорт­смена и создающее прочную основу для преодоления подни­маемого веса.

Психофизиологические механизмы увеличения мышечной силы связаны с изменениями функционального состоя­ния (бодрости, сонливости, утомления), влияниями мотиваций и эмоций, усиливающих симпатические и гормональные воздей­ствия со стороны гипофиза, надпочечников и половых желез; био­ритмов.

Важную роль в развитии силы играют мужские половые гормоны (андрогены), которые обеспечивают увеличение синтеза сократи­тельных белков в скелетных мышцах, Их у мужчин в 10 раз больше, чем у женщин. Этим объясняется больший тренировочный эффект развития силы у спортсменов по сравнению со спортсменками, даже при абсолютно одинаковыхтренировочных нагрузках.

Открытие эффекта андрогенов привело к попыткам ряда трене­ров и спортсменов использовать для развития силы аналоги половых

гормонов — анаболические стероиды. Однако, вскоре обнаружились пагубные последствия их приема. В результате действия анаболиков у спортсменов-мужчин подавляется функция собственных половых желез (вплоть до полной импотенции и бесплодия), а у женщин-спортсменок происходит изменение вторичных половых признаков по мужскому типу (огрубение голоса, изменение характера оволосе­ния) и нарушается специфический биологический цикл женского организма (возникают отклонения в длительности и регулярности месячного цикла, вплоть до полного его прекращения и подавления детородной функции). Особенно тяжелые последствия наблюдаются у спортсменов-подростков. В результате подобные препараты были отнесены к числу запрещенных допингов.

Попытки заставить мышцу развивать мощные тетанические со­кращения с помощью электростимуляции также не привели к успе­ху. Эффект воздействия прекращался через 1 -2 недели, а искусст­венно вызванная способность развивать сильные сокращения не могла полноценно использоваться, так как не включалась в необхо­димые двигательные навыки.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЕЗЕРВЫ СИЛЫ

У каждого человека имеются определенные резервы мышечной силы, которые могут быть включены лишь при экстремальных ситу­ациях (чрезвычайная опасность для жизни, чрезмерное психоэмоци­ональное напряжение и т.п.).

В условиях электрического раздражения мышцы или под гипно­зом можно выявить максимальную мышечную силу, которая окажется больше той силы, которую человек проявляет при предельном произвольном усилии — так называемой максималь­ной произвольной силы. Разница между максишыъной мышечной силой и максимальной произвольной силой называется

д е ф и ц и т о м м ы ш е ч н о й с и л ы. Этавеличинауменьшаетсявходе силовой тренировки, так как происходит перестройка

морфофунк-циональных возможностей мышечных волокон и механизмов их произвольной регуляции.

У систематически тренирующихся спортсменов наряду с эконо-мизацией функций происходит относительное увеличение общих и специальных физиологических резервов. Приэтом первые реализуются через общие для различныхупражнений прояв­ления физических качеств, а вторые — в виде специальных для каж­дого вида спорта навыков и особенностей силы, быстроты и вынос­ливости.

К числу общих функциональных резервов мышечной силы отнесен ы следующие факторы:

• включениедополнительныхДЕвмышце;

• синхронизация возбуждения ДЕ в мышце;

• своевременное торможение мышц-антагонистов;

• координация (синхронизация) сокращений мышц-агонистов;

• повышение энергетических ресурсов мышечныхволокон;

• переход от одиночных сокращений мышечных волокон к тетаническим;

• усиление сокращения после оптимального растяжения мышцы;

• адаптивная перестройка структуры и биохимии мышечных волокон (рабочая гипертрофия, изменение соотношения объе­мов медленных и быстрых волокон и др.).

ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ, МЕХАНИЗМЫ И РЕЗЕРВЫ РАЗВИТИЯ БЫСТРОТЫ

Значительная часть спортивных упражнений не только требует максимально возможного развития скорости движений, но и проис­ходит в условиях дефицита времени. Достижение успеха в подобных упражнениях возможно лишь при хорошем развитии физического качества быстроты.

ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ БЫСТРОТЫ

Быстрота— это способность совершать движения в минимальной для данных условий отрезок времени. Различают комплексные и элементарные формы проявления быстроты.

В естественных условиях спортивной деятельности быстрота про­является обычно в комплексных формах, включающих скорость двигательных действий и кратковременность умственных операций., и в сочетании с другими качествами.

К элементарным формам проявления быстроты относятся следующие.

• Общая скорость однократных движений (или время одиночных действий) — например, прыжков, метаний.

• Время двигательной реакции — латентный (скрытый) период простой (без выбора) и сложной (с выбором) сенсомоторной реакции, реакции на движущийся объект (имеющее особенное значение в ситуационных упражнениях и спринте).

• Максимальный темп движений, характерный, например, для спринтерского бега.

Оценка времени двигательной реакции (ВДР) производится от мо­мента подачи сигнала до ответного действия. Она является одним из наиболее распространенных показателей при тестировании быстроты.

Это время чрезвычайно мало для передачи возбуждения от рецеп­торов в нервные центры и от них к мышцам. В основном оно затрачи­вается на проведение и обработку информации в высших отделах мозга и поэтому служит показателем функционального состояния центральной нервной системы.

У нетренированных лиц величина ВДР при движении пальцем в ответ на световой сигнал укорачивается с возрастом от 500-800 мс у детей 2-3-х лет до 190 мсу взрослых людей. Для спортсменов харак­терны более короткие величины этой реакции: в среднем, 120 мс у спортсменов и 140 мс — у спортсменок. У высококвалифицирован­ных представителей ситуационных видов спорта и бегунов на корот­кие дистанции эти величины еще меньше — порядка 110 мс, в отли­чие от бегунов-стайеров, показывающих 200-300 мс и более.

При выполнении специализированных упражнений ВДР у

вы­сококвалифицированных спортсменов также очень невелико. Так, стартовое время (от выстрела стартового пистолета до ухода со стар­та) у бегунов-спринтеров, участников Олимпийских игр и чемпио­натов мира, составляет, в среднем, при беге на 50-60 м 139 мс у муж­чин и 159 мсу женщин, при беге на 100 м, соответственно, 150-160 мс и 190 мс. Знаменитый спринтер Бен Джонсон мог уходить со старта через 99,7 мс. По теоретическим расчетам ВДР, равное 80-90 мс, во­обще составляет для человека предел его функциональных возмож­ностей.

Факторами, влияющими на ВДР, являются врожденные особен­ности человека, его текущее функциональное состояние, мотивации и эмоции, спортивная специализация, уровень спортивного мастер­ства, количество воспринимаемой спортсменом информации.

Другим простым показателем быстроты является максимальный темп постукиваний пальцем за короткий интервал времени — 10 с, так называемый теппинг-тест. Взрослые лица производят 50-60 движений за 10 с, спортсмены ситуационных видов спорта и спринтеры — порядка 60-80 движений и более.

Особым проявлением быстроты является скорость специализиро­ванных умственных операций: при решении тактических задач

высо­коквалифицированные спортсмены затрачивают всего 0,5-1,0 с, а время принятия решения составляет у них половину этого периода.