Сила сокращения мышц
Сила мышц – это максимальное напряжение, развиваемое мышцами при их возбуждении.
Сила скелетной мышцы зависит от следующих факторов:
1. От числа мышечных волокон (двигательных единиц — ДЕ), возбуждаемых в данный момент времени.
В каждой мышце присутствуют 3 типа мышечных волокон:
— медленные мышечные волокна, которые активируются первыми после поступления единичных нервных импульсов. Они развивают небольшую силу и могут длительное время сохранять рабочее состояние. Количество этих волокон составляет примерно 20% — 30% от всех волокон мышцы;
— быстрые неутомляемые волокна, которые активируются вторыми после поступления от 20 до 35 нервных импульсов в секунду. Они развивают значительную силу в короткий промежуток времени и могут длительное время сохранять рабочее состояние. Количество этих волокон составляет примерно 40% — 50% от всех волокон мышцы;
— быстро утомляемые волокна, которые активируются третьими после поступления от 35 до 100 и выше нервных импульсов в секунду. Они могут развивать максимальную силу, но сохраняют рабочее состояние непродолжительное время. Количество этих волокон составляет около 20% от всех волокон мышцы.
Вывод:
При силовых тренировках с маленькими весами активны только медленные мышечные волокна. Опытным путём установлено, что те мышечные волокна, которые активны, те и развиваются!
Если необходимо развивать большую силу мышцы, то надо включать в работу все типы мышечных волокон!
2. От взаимодействия работы всех типов мышечных волокон (двигательных единиц). Чем большее количество мышечных волокон работает синхронно, тем большую силу развивает мышца.
Новичок при тренировках с отягощениями одновременно может задействовать до 60% мышечных волокон, в то время как спортсмен высокой квалификации может обеспечить активность до 90% мышечных волокон.
Вывод:
Силовые тренировки повышают уровень синхронной активности.
3. От частоты, с которой передаются нервные импульсы к соответствующим мышечным волокнам. Чем выше частота нервных импульсов, тем больше сила сокращения её мышечных волокон.
При частоте до 3 нервных импульсов в секунду мышечные волокна совершают разовое одиночное сокращение. Из чего следует, что они успевают сократиться и расслабиться. Причем фаза расслабления в 1,5-2 раза более продолжительна, чем фаза сокращения. Сила, которую развивает мышца — незначительная.
При частоте от 20 до 35 нервных импульсов в секунду мышечные волокна сократившись, не успевают до конца расслабиться, потому что приходит новый импульс, заставляющий их снова сокращаться. Сила мышцы резко возрастает до 85% — 90% от максимальной. Эта форма сокращения мышечных волокон называется зубчатыми.
При частоте от 35 до 100 и более нервных импульсов в секунду каждый последующий импульс попадает на фазу сокращения мышечных волокон. Возникает их мощное сокращение. Сила, развиваемая мышцей, становится максимальной. Эти сокращения называются гладкими.
Вывод:
При выполнении каждого движения в подходе необходимо полностью исключить влияние других раздражителей (слуховых, зрительных, обоняния, осязание, прикосновения) на головной мозг тренируемого. Все это поможет полностью сосредоточиться на выполнении упражнения и формирование сильных двигательных нервных импульсов, направляемых к мышце с большой частотой.
4. Сила мышцы (напряжение, развиваемое в момент её сокращения) зависит от исходной длины мышцы.
В этом разделе речь идёт не только о разных мышцах человека с разной длиной мышечных волокон, но и об одних и тех же мышцах у разных людей с различной длиной мышечных волокон.
Вывод:
Чем длиннее мышечное волокно, тем выше скорость расщепления АТФ и соответственно больше развиваемая мышцей сила.
Виды мышечных сокращений
В зависимости от изменения длины мышечных волокон различают следующие виды мышечных сокращений:
Изометрическое – сокращение мышцы, при котором её напряжение возрастает, а длина мышечных волокон остаётся неизменной.
Концентрическое – сокращение мышцы, при котором уменьшается её длина.
Эксцентрическое – сокращение мышцы, при котором длина мышцы увеличивается, несмотря на её напряжение.
Утомление
Временное снижение работоспособности, наступающее в процессе выполнения мышечной работы, называется утомлением.
Скорость развития утомления зависит от состояния нервной системы, ритма работы, величины нагрузки, тренированности мышц, возраста, пола, использования разных групп мышц.
Причины утомления:
1. Накопление продуктов обмена (молочная кислота) в мышцах, что ведёт к угнетению процесса возбуждения электрического импульса в нейронах.
2. Кислородное голодание, в результате которого к мышце не успевает доставляться кислород.
3. Истощение энергии.
4. Утомление нервных клеток наступает быстрее чем утомление мышц.
5. Утомление синапсов, через которые импульсы передаются к мышцам.
В результате утомления внутренних органов и свёртывания всех процессов в них происходящих, спортсмен начинает испытывать усталость. Ощущение спортсменом усталости вынуждают его прекратить физические нагрузки на мышцы и перейти к процессу восстановления.
И.М. Сеченов установил закономерность, при которой во время ритмической попеременной работы одноименных парных мышц утомление наступает позже, так как в промежутках между сокращениями мышца отдыхает. (Попеременное сгибание рук с нагрузкой на двуглавую мышцу плеча эффективнее чем одновременное сгибание рук с такой же нагрузкой на эту же мышцу. Нагрузки на двуглавые мышцы плеча в обеих случаях одинаковые). Данная закономерность работает только для парных одноименных мышц и не применима к попеременной работе не парных мышц.
В случаях, когда спортсмен с целью продления тренировочного процесса начинает принимать фармацевтические и другие средства для снятия ощущения усталости, в организме могут наступить необратимые процессы с негативными последствиями для всех его систем.
Восстановление
Процесс, происходящий в организме после прекращения работы и заключающийся в постепенном возвращении физиологических и биохимических функций к исходному состоянию.
Особенности восстановления:
1. Восстановление проходит в три фазы (смотри ниже таблицу «Суперкомпенсация»):
— фаза восстановления до исходного уровня;
— фаза сверх восстановления или суперкомпенсации;
— фаза утраты (падение работоспособности ниже исходного уровня).
2. Восстановление идёт быстро затем замедляется.
3. Вначале восстанавливается дыхание, затем частота пульса, далее энергетический потенциал мышц и в заключении — нервные клетки участвующие в работе.
Для ускорения восстановления необходимо:
— активный отдых;
— рациональное сочетание нагрузки и отдыха;
— дополнительные средства восстановления (питание, массаж, водные процедуры, витамины, баня и другие средства).
Сверхвосстановление или суперкомпенсация
Под действием нагрузок расходуется рабочий потенциал организма и возникает утомление. Это стимулирует восстановительные процессы. В процессе отдыха биосистема компенсирует свои растраты выше исходного уровня. Во время отдыха, организм сначала полностью восстанавливает свой потенциал (компенсация работоспособности), а затем увеличивает его, создавая эффект сверхвосстановления или суперкомпенсации. Период времени существования возросшего уровня называется фазой суперкомпенсации. Интенсивность восстановления работоспособности зависит от интенсивности расходования энергии во время работы. Эффект суперкомпенсации наблюдается только при правильном соотношении нагрузки и отдыха.
Задачи суперкомпенсации:
1. Продолжительность 1 – 5 дней.
2. Восстановление энергетических ресурсов выше исходного уровня.
3. Восстановление мышечных ресурсов, ресурсов внутренних органов и нервной системы выше исходного уровня.
В основе суперкомпенсации лежит активация генетического аппарата клеток и ускорение синтеза нуклеиновых кислот и белков.
Особенности суперкомпенсации:
— эта фаза развивается не на любую нагрузку, а только в ответ на максимальную или около максимальную нагрузку, приводящую к достаточно глубокому исчерпанию функциональных резервов организма спортсмена;
— развитие этой фазы сложно добиться у спортсменов высокой квалификации, так как их функциональные возможности очень велики и на тренировках сложно обеспечить их истощение и активацию генетического аппарата клеток – основу суперкомпенсации;
— суперкомпенсация носит разновременной характер. В первую очередь восстанавливаются выше исходного уровня энергетические ресурсы, а затем структуры рабочих органов.
Рост числа мышечных волокон
Этот подраздел самый интересный, особенно для начинающих занятия с отягощениями.
При физических нагрузках мышцы увеличиваются в объёме, в них улучшается кровоснабжение, открываются резервные капилляры. Под влиянием систематических тренировок происходит рабочая гипертрофия мышц, которая является результатом утолщения мышечных волокон, а также увеличения их количества. Утолщение мышечного волокна сопровождается увеличением его силы и имеет свои физиологические приделы, которые составляют примерно 25 — 30% от объёма не тренированной мышцы. Эти изменения не относятся к волокнам «забитым» продуктами распада совершенной работы и в первую очередь молочной кислотой и углекислым газом. Их объем может быть увеличен на больший процент от не тренированной мышцы, и он не сопровождается пропорциональным силовым ростом.
Увеличения числа мышечных волокон происходит тремя путями:
1. Посредством расщепления гипертрофированных волокон на два – три и более, тонких волокон.
2. Вырастание новых волокон из мышечных почек.
3. Формирование волокон из клеток стеллитов.
Наиболее продуктивным– по количеству вновь созданных волокон и эффективным способом является первый. Расщеплению мышечных волокон предшествует перестройка их моторной иннервации, в результате чего на гипертрофированных волокнах формируются одно – два и более дополнительных моторных нервных окончания. Благодаря этому после расщепления каждое новое мышечное волокно имеет собственную мышечную иннервацию. Кровоснабжение новых волокон осуществляется вновь образующимися капиллярами, которые проникают в щели продольного деления.
При явлениях хронического переутомления одновременно с возникновением новых мышечных волокон происходит распад и гибель уже имеющихся.
Сухожилия
Это плотная соединительная часть мышцы, посредством которой она присоединяется к костям и при сокращении приводит их в движение.
Сухожилие состоит из толстых коллагеновых волокон и отличается малой растяжимостью и прочностью. Легко повреждается при резких движениях в мышце и больших нагрузках. В нем очень мало нервных окончаний. Часть волокон сухожилия входит в костную структуру. По своему составу сухожилия похожи на связки.
Некоторые сухожилия близко расположены к поверхности тела и их можно легко прощупать.
-----------------------------------------------------------------
Эта одна из 15 статей цикла "Фитнес в СССР", где изложены основные научные принципы, которые необходимо учитывать при построении силовых тренировок с отягощениями в зависимости от поставленной Вами цели.
С остальными статьями Вы можете ознакомиться, подписавшись на Канал "Фитнес в СССР".
Всё, что будет опубликовано в этом канале, Вы можете прочитать на сайте «Фитнес в СССР», а также в электронной книге объемом 60 страниц А4, в формате PDF, которую Вы можете оформить на сайте.
В следующей статье нашего канала Вы сможете ознакомиться со страницей: "Суставы, кости, связки".
