Физиологические основы мышечной силы и скоростно-силовых качеств

Перед тем как перейти к физиологическим особенностям мышечной силы, давайте вспомним каким образом внутри человеческого организма соотносятся сила и скорость мышечного сокращения. Для этого мы используем уже знакомую зависимость – это зависимость сила-скорость, которую сформулировал Арчибальд Хилл. Собственно-силовыми упражнениями, например, являются гимнастические упражнения - стойка на кистях, крест, переднее равновесие на кольцах, тяжелоатлетические упражнения со штангой околомаксимального или максимального веса, также некоторые упражнений в бодибилдинге, силовом троеборье и так далее. Скоростно-силовыми упражнениями, например, являются бег на короткие дистанции, прыжки, метания, частично упражнения из тяжелой атлетики, потому что там эффективность подъема штанги зависит от т.н. мышечного взрыва, т.е. от работы с отягощением, но с предельными скоростями. В движениях с перемещением малой массы, которая составляет менее 40% от максимальной изометрической силы, достигается высокая скорость, а проявляемая мышечная сила относительно мала. Пример скоростных упражнений - метание малого мяча с места, движение ненагруженных конечностей, как мы уже отмечали, например, при имитации боевых ударов в различных видах единоборств, которые называют «бой с тенью». Границы, разделяющие названные «виды» упражнений, достаточно условны, так как мы видим, что это некий спектр и мы не видим резкого перехода от силовых упражнений к мощностным, от мощностных к скоростным. Это некий диапазон, где существует множество точек и множество сочетаний силы и скорости мышечного сокращения. На иллюстрации наиболее распространенные способы измерения максимальной произвольной силы в изометрических напряжениях. Это кистевая динамометрия, когда мы сгибанием пальцев и усилием сгибателей кисти сжимаем эспандер или динамометр, пытаясь проявить максимальную силу, а также становая динамометрия, когда мы пытаемся разогнуть ноги и туловище усилием уже более крупных мышечных групп. Двигательные единицы небольших мышц содержат малое число мышечных волокон. Например, двигательная единица мышц глазного яблока содержит всего 3 или 6 мышечных волокон, двигательная единица мышц пальцев рук – от 10 до 25 мышечных волокон, а двигательные единицы более крупных мышц туловища и конечностей содержат до нескольких тысяч мышечных волокон. Например, двигательная единица икроножной мышцы человека содержит около 2000 мышечных волокон. То есть мышечные волокна не существуют сами по себе, они находятся внутри функциональной системы или двигательной единицы. Как только двигательная единица возбуждается, вовлекаются в работу все волокна, которые иннервируются данной двигательной единицей, они вовлекаются в работу все одновременно. Большие двигательные единицы образованы крупными мотонейронами, которые имеют толстые аксоны, множество концевых разветвлений и большое число связанных с ними мышечных волокон. Такие двигательные единицы имеют низкую возбудимость, генерируют высокую частоту нервных импульсов (от 20 до 50 импульсов в секунду) и характеризуются высокой скоростью проведения возбуждения. Они включаются в работу лишь при высоких нагрузках на мышцы. Мелкие двигательные единицы имеют мотонейроны меньших размеров, тонкие и медленно проводящие аксоны, малое число мышечных волокон, они легко возбудимы и включаются в работу при незначительных мышечных усилиях. Резюме по пункту 1. Чтобы проявить максимальную произвольную силу надо вовлечь в работу максимальное количество двигательных единиц, чтобы это сделать, согласно теоретической части, нужно сгенерировать максимально возможной силы нервный импульс. Соответственно, все двигательные единицы от низкопороговых до высокопороговых включатся в работу и проявление силы будет нарастать. Одиночное сокращение. Эта форма механической реакции состоит из 3-х фаз: • латентного, или скрытого периода, • фазы сокращения, • фазы расслабления. Самой короткой фазой является скрытый период, когда в мышце происходит электромеханическая передача. Фаза расслабления обычно в 2 раза более продолжительна, чем фаза сокращения, а при утомлении она затягивается еще на незначительное время. В естественных условиях скелетная мышца получает обычно из нервной системы не одиночные раздражения, а ряд быстро следующих друг за другом нервных импульсов. Под влиянием ритмических раздражений наступает сильное и длительное укорочение мышцы. А одиночные сокращения были продемонстрированы учеными, когда они раздражали электричеством икроножную мышцу лягушки. Гладкий тетанус еще называют «сплошной тетанус». Таким образом, в некоторых границах между частотой импульсов возбуждения и амплитудой сокращения двигательных единиц существует определенное соотношение. При небольшой частоте, например, 5-8 импульсов в секунду, возникают одиночные сокращения. При увеличении частоты сокращений до 15-20 импульсов в секунду возникает зубчатый тетанус. При дальнейшем нарастании частоты выше 25 импульсов и до 60 импульсов в секунду, возникает гладкий тетанус. Одиночное сокращение более слабое и менее утомительное, чем тетаническое. Зато тетанус обеспечивает в несколько раз более мощное, хотя и кратковременное сокращение мышечного волокна. Данное явление проиллюстрировано на картинке. Вверху представлено 2 одиночных сокращения при частоте 1 Гц, далее с увеличением частоты импульсаций мы видим, как одиночные сокращения переходят в зубчатый тетанус, а потом в более мощный гладкий тетанус при более высокой частоте импульсаций. Напряжение мышцы в определенной мере зависит от того, как связаны во времени импульсы, посылаемые разными мотонейронами данной мышцы. Если импульсы достигают мышцу одновременно, то и двигательные единицы сокращаются одновременно, синхронно. В этом случае общее напряжение мышцы выше, но колебания напряжения при этом очень большие. Если мотонейроны посылают импульсы не одновременно, двигательные единицы работают с разной частотой, то есть не одновременно, асинхронно. Поэтому фаза сокращения их мышечных волокон не совпадают и общее напряжение мышцы при этом меньше, чем в первом случае, но и колебания этого напряжения так же значительно меньше. Соответственно, более плавно совершается движение или точнее удерживается необходимая поза, то есть меньше амплитуда физиологического тремора. В нормальных условиях большинство двигательных единиц одной мышцы работают асинхронно, независимо друг от друга, то есть обеспечивают нормальную плавность ее сокращения. Если двигательные единицы работают в режиме полного или почти полного тетануса, то характер временной связи их активности почти не влияет на величину максимального напряжения, развиваемого мышцей в целом. При полном тетанусе уровень напряжения каждой из работающих двигательных единиц поддерживается почти постоянно, то есть двигательные единицы находятся в гладком тетанусе. Поэтому при относительно длительных и сильных сокращениях мышцы, характер связи во временной импульсной активности мотонейронов практически не отражается на максимальном напряжении мышц. Синхронизация импульсной активности мотонейронов играет важную роль при кратковременных сокращениях или вначале любого сокращения мышцы, влияя на скорость развития напряжения, то есть на величину градиента силы. Чем больше совпадений в сократительных циклах разных двигательных единиц в начале развития напряжения, тем быстрее оно нарастает. Такая синхронизация происходит особенно часто в начале выполнения быстрых движений, совершаемых против большой внешней нагрузки. Это в значительной степени связано с тем, что в начале разряда частота импульсаций мотонейронов выше, чем в дальнейшем. Благодаря высокой начальной частоте импульсаций и активности большого числа мотонейронов вероятность совпадения сократительных циклов многих двигательных единиц, то есть синхронизации в начале движения очень велика. Таким образом скорость нарастания напряжения мышцы, или градиент силы, или как говорят спортсмены взрывная сила, зависит как от числа активируемых двигательных единиц, так и от начальной частоты и степени синхронизации импульсаций мотонейронов данной мышцы. Данная особенность работы нервно-мышечного аппарата очень важна для проявления мощностных движений в скоростно-силовых видах спорта таких как метание, прыжки, тяжелая атлетика, подъем штанги при относительно высоких скоростях мышечного сокращения, а также надо уметь рекрутировать все двигательные единицы и синхронизировать их активность в самом начале движения чтобы показать максимальную произвольную силу, то есть, это второе условие, которые мы должны соблюдать, чтобы была действительно зафиксирована максимальная произвольная сила. Третье условие проявления максимальной изометрической силы – это сокращение мышцы при длине покоя. Если в результате чрезмерного растяжения мышцы не происходит взаимного перекрытия актиновых и миозиновых миофиломентов или оно недостаточно, стимулирование мышцы приводит к незначительному активному напряжению. Незначительное напряжение производит и предварительно сокращенная мышца, поскольку в ее мышечных волокнах отсутствует скольжение актиновых и миозиновых миофиломентов относительно друг друга. При оптимальном растяжении мышцы, позволяющем продлить максимально активное напряжение, происходит частичное перекрытие актиновых и миозиновых миофиламентов, однако остается большой свободный участок для взаимного скольжения миофиламентов и сокращения саркомеров. Данное явление мы можем увидеть на картинке, где есть некая оптимальная длина мышцы, в которой мышца может генерировать максимальное напряжение. То есть слишком короткая тоже не способна напрягаться достаточно сильно, и слишком длинная, предварительно перерастянутая мышца так же неспособна генерировать большое напряжение. Сила мышц при прочих равных условиях зависит не от ее длины, а от ее поперечного сечения. Чем больше физиологическое поперечное сечение мышцы, то есть чем больше сумма поперечных сечений всех ее волокон, тем большую силу эта мышца в состоянии проявить. Физиологическое поперечное сечение совпадает с анатомическим только в мышцах с продольно расположенными волокнами. У мышц с косыми волокнами сумма поперечных сечений волокон может значительно превышать анатомическое поперечное сечение самой мышцы. По этой причине силы мышц с косыми волокнами значительно больше, чем сила мышц той же толщины, но с продольными волокнами. Чтобы иметь возможность сравнивать силу разных мышц, максимальный груз, который мышца в состоянии поднять, ее делят на число квадратных см ее физиологического поперечного сечения. Таким образом вычисляют абсолютную мышечную силу. В качестве дополнительной информации о периферических факторах МПС можно привести данный график, где видно прямую линейную зависимость между площадью поперечного сечения мышечного волокна и их силой как у мужчин, так и у женщин. Важно отметить, что здесь структура и возможности мышечных волокон не зависят от пола. Зависимость между площадью поперечного сечения и силой является идентичной как для мужчин, так и для женщин. На единицу площади поперечного сечения мышцы у мужчин и женщин приходится один и тот же уровень силы – примерно 6 кг на 1 см кв. К центральным факторам относится совокупность центрально-нервных механизмов управления мышечным аппаратом – механизмы внутримышечной координации и механизмы межмышечной координации. Совершенство межмышечной координации проявляется в … (слайд) и в усилении мышц антагонистов, обеспечивающих фиксацию смежных суставов. То есть насколько технически подготовлен атлет для проявления МПС. На рисунке пример определения силового дефицита. Тестируются разгибатели голени, мышцы квадрицепса. 1. Психологический фактор. Пример – состояние спортсмена во время соревнований. В экспериментальных условиях значительное повышение показателей МПС, т.е. уменьшение силового дефицита, обнаруживается при сильной мотивации, то есть заинтересованности испытуемого, в ситуациях, вызывающих его сильную эмоциональную реакцию, например, после неожиданного резкого звука, выстрела, например. То же самое отмечается при гипнозе, при приеме некоторых лекарственных препаратов. При этом положительный эффект увеличения МПС и уменьшения силового дефицита сильнее выражен у нетренированных испытуемых и слабее, а иногда вообще отсутствует у хорошо тренированных спортсменов. Это указывает на высокую степень совершенства центрального управления мышечным аппаратом у спортсменов. Данное явление хорошо видно у новичков, которые приходят в тренажерные залы или фитнес, у них сила начинает расти от тренировки к тренировке прибавляет по 5 кг, естественно данная прибавка определяется не таким быстрым ростом мышечной массы, а именно совершенством вот этих центральных команд, то есть он становится все более и более обученным именно напрягаться, что значит рекрутировать двигательные единицы, что значит напрягать нужные мышечные группы, расслаблять мышцы-антагонисты и стабилизировать суставы, необходимые для более жесткой точки опоры и так далее. То есть он обучается и дальше прибавляется нервный компонент, и дальше, как мы уже сказали эмоциональное состояние очень важно. Например, с утра перед рабочим днем МПС будет 100%, после того, как вы отработали, получили эмоциональное напряжение и как следствие эмоциональное утомление, МПС может снизиться ввиду того, что нарушено совершенство центральных команд, исполнитель – мышцы – остались точно такие же как были утром, но центральные команды уже не такие интенсивные, не такие совершенные и вечером МПС будет не такая же как с утра. 2. Например, когда измеряется МПС мышц, только приводящих большой палец к кисти силовой дефицит, составляет у разных испытуемых от 5 до 15% от МС этих мышц. При измерении МПС мышц, приводящих большой палец и сгибающих его кольцевую фалангу, силовой дефицит возрастает до 20%. При максимальном произвольном сокращении больших групп мышц голени, силовой дефицит составляет 30%. То есть это есть некое сложение силовых дефицитов каждой мышечной группы в том конкретном движении, в котором они участвуют. Чем сложнее движение, чем многосуставнее, более глобального характера движение, тем больше силовой дефицит, потому что он складывается из силовых дефицитов каждого участника, каждой мышечной группы. 3. Роль третьего фактора доказывается различными силовыми экспериментами. Показано, что изометрическая тренировка, проводимая при определенном положении конечностей, приводит к значительному повышению МПС, измеряемой именно в этом же положении. Если измерения проводятся в других положениях конечностей, то прирост МПС оказывается незначительным или отсутствует совсем. Следовательно, в данном случае прирост МПС зависит от более совершенного чем до тренировки центрального управления мышечным аппаратом именно в тренируемом положении. Роль координационного фактора выявляется также при изучении показателя относительной произвольной силы, которая определяется делением показателя МПС на величину мышечного поперечника. Так как у человека можно измерить только анатомический поперечник мышц, то для большинства мышц определяется не абсолютная произвольная сила (отношение МПС к физиологическому поперечнику), а относительная, то есть отношение МПС к анатомическому поперечному сечению. В спортивной педагогике понятие относительная сила обозначают отношение МПС к весу спортсмена. Так после 100-дневной тренировки с применением изометрических упражнений МПС мышц тренируемой руки выросла на 92%, а ППС на 23% (данную динамику можно увидеть на рисунке). Соответственно, относительная произвольная сила увеличилась в среднем с 6,3 до 10 кг на см2. Явление переноса тренировочного эффекта очень хорошо видно на предложенном графике, где под цифрой 2 пунктиром видно, что в самом низу ППС практически не изменилась в мышцах не тренируемой руки, а МПС и отношение МПС к ППС немного увеличилась, то есть присутствует некий тренд к тому, что в формировании силовых усилий помимо периферического компонента очень активно участвует и центральный компонент. В качестве дополнительной иллюстрации влияния центральных факторов на МПС предлагаются графики. Под разными цифрами представлены различные тип мышечных волокон, которые представлены различными двигательными единицами, которые задействуются, рекрутируются в зависимости от величины, от частоты нервной импульсации. Обратимся к диаграмме а. Практически половину величины напряжения составляют волокна, которые не вовлечены в работу, то есть силовой дефицит большой, есть ресурс для работы с центральным фактором, с обучением рекрутированию двигательных единиц. У квалифицированных спортсменов мы видим, что этот ресурс есть, но он с годами сходит на нет, то есть спортсмен может достаточно эффективно рекрутировать все свои двигательные единицы, которые есть у него в мотонейронном пуле. Высокопороговые – плохо и медленно возбудимые. В этом случае совершенствуется произвольное управление мышцами, в частности механизмы внутримышечной координации, обеспечивающие включение как можно большего числа двигательных единиц основных мышц, в том числе и наиболее высокопороговых, быстрых двигательных единиц. То есть это снова нас отсылает к тому, что в проявлении максимальных и околомаксимальных силовых напряжений велика роль нервного компонента. Или простыми словами атлет должен уметь напрягаться, уметь заставлять свои мышцы выдавать напряжение, уметь рекрутировать двигательные единицы. Для того, чтобы это умение, во-первых, приобрести, во-вторых, поддерживать, необходимо все время использовать более или менее тяжелые веса, делать так, чтобы мышцы испытывали серьезное напряжение. Иначе эта способность будет утрачена и, если мы все время работаем со средними или маленькими весами на тренировках, когда в какой-то экстремальный момент создастся ситуация, которая потребует от нас большого мышечного напряжения, этого умения у нас может не хватить. Поэтому у элитных спортсменов как мы говорили, силовой дефицит практически отсутствует, потому что они достаточно часто на тренировках используют тяжелые веса, поэтому у них эта межмышечная координация и внутримышечная координация доведены до совершенства, поэтому они могут напрягать свою мышцу практически на 100%. А вот у новичка это надо тренировать и на это уходит до нескольких лет для того, чтобы новичок понял, что значит напрягать мышцу полностью. Когда говорят о влиянии мышечной композиции на проявление МПС или скоростно-силовых возможностей, будет полезным вспомнить этот график, где 3 типа мышечных волокон представлены относительно развиваемой мощности и времени ее достижения. Мы видим, что быстро сокращающиеся мышечные волокна значительно превосходят по мощности и промежуточные мышечные волокна, и медленные, и соответственно достигают своего пика гораздо быстрее, поэтому большее количество такого типа волокон в мышцах дает преимущество на периферических факторах для проявления МПС. Две фотографии, где представлены мышечные ткани пловца-спринтера, который будет характеризоваться хорошо развитой мускулатурой, высокими показателями мощности анаэробной работы. И велосипедист-шоссейник, который будет показывать хорошие показатели мощности в максимальной аэробной зоне, субмаксимальной аэробной зоне, то есть будет очень вынослив, но относительно слаб, если сравнивать его с пловцом-спринтером. В качестве простого примера возьмем двух атлетов, имеющих разный уровень МПС, например, в жиме лежа. Это гипотетический пример, опустим различные технические детали, у качка будет МПС 200 кг, у новичка 70 кг. Естественно, если мы возьмем 70 кг и посмотрим кто из них дольше сможет отработать с этим весом, то очевидно, что тот, кто сильнее, отработает дольше. 10 минут отработает бодибилдер, и всего лишь 10 секунд новичок. Тем самым бодибилдер покажет большой уровень, хорошее развитие именно абсолютной локальной выносливости, с этим весом он конечно выносливее. Но иную связь в этом примере покажет относительная выносливость. Если мы возьмем вес в районе 50% от МПС и попросим так же поработать с ним, то с данным весом каждый атлет отработает приблизительно одинаковое время. То есть они показывают одинаковую относительную локальную выносливость, но с разной МПС. Тренировка, направленная преимущественно на развитие мышечной силы, совершенствует механизмы, способствующие улучшению этого качества, значительно меньше влияя на мышечную выносливость и наоборот. То есть, какие основные 2 вывода можно сделать из сказанного. 1. Тренируется именно то, что ты тренируешь – силу или выносливость. Это очевидно. 2. Если ты тренируешь силу или выносливость, она не прибавляется, в общем и целом, во всем организме, она прибавляется именно в том исполнительном аппарате, который выполняет основную работу. Если качаем ноги, будут становиться сильнее ноги. Как мы посмотрели есть фактор переноса тренировочного результата, но он незначительный засчет центрального аппарата управления. Мы может научимся сильнее напрягаться и в мышцах рук, но в то же время основной исполнительный аппарат нагружаемый будет демонстрировать больший прогресс. Мышечные волокна являются высокоспециализированными клетками и, по-видимому, не способны к клеточному делению и образованию новых волокон. Во всяком случае, если деление мышечных клеток имеет место, то только в особых случаях и в очень небольшом количестве. В процессе силовой тренировки число продольно расщепленных волокон увеличивается. Саркоплазматическая гипертрофия – происходит засчет повышения содержания несократительных, в частности, митохондриальных белков и метаболических резервов мышечных волокон – гликогена, креатин фосфата, миоглобина и других. Значительное увеличение числа капилляров в результате тренировки так же может вызывать некоторое утолщение мышцы. Данный тип гипертрофии представлен на рисунке посередине, где красные миофибриллы остались в том же количестве, а саркоплазма увеличила свой объем. Миофибриллярная гипертрофия – представлена на рисунке справа, существенно увеличивается и абсолютная сила мышц, а при рабочей гипертрофии 1 типа она или совсем не изменяется или даже несколько уменьшается. В реальных ситуациях гипертрофия МВ представляет собой комбинацию двух названных типов с преобладанием одной над другой. Преимущественно развитие того или иного типа рабочей гипертрофии определяется характером мышечной тренировки. Во-первых, характер тренировки влияет на тип гипертрофии, во-вторых, величина мышечного напряжения. Мышечное напряжение регулируется активностью двигательных единиц, и если мы, например, не будем включать высокопороговые двигательные единицы, то даже если мы занимаемся силовой тренировкой, гипертрофии в их мышечных волокнах ждать не придется, поэтому если мы хотим заниматься гипертрофией мышечного волокна с максимальной эффективностью, то работать надо со всеми двигательными единицами. То же самое и касается гипертрофии 1 типа, поэтому не забываем о структуре нейромышечного аппарата, а именно о рекрутировании двигательных единиц. Важную роль в регуляции объема мышечной массы играют мужские половые гормоны – андрогены. У мужчин они вырабатываются с половыми железами - семенниками и в коре надпочечников, у женщин только в коре надпочечников. Соответственно у мужчин количество андрогенов будет больше, чем у женщин. Роль андрогенов в увеличении мышечной массы проявляется в следующем: возрастное развитие мышечной массы идет параллельно с увеличением продукции андрогенных гормонов. Первое заметное утолщение мышечных волокон наблюдается в 7-летнем возрасте, когда усиливается образование андрогенов. Соответствующий характер имеет и рост мышечной силы в школьном возрасте. Даже после коррекции показателей силы с размерами тела силовые показатели у взрослых женщин ниже, чем у мужчин. Вместе с тем, если у женщины в результате некоторых заболеваний усиливается образование андрогенов надпочечниками, то интенсивно увеличивается мышечная масса, появляется хорошо развитый мышечный рельеф, возрастает мышечная сила. В опытах на животных установлено, что введение препаратов андрогенных гормонов вызывает значительную интенсификацию синтеза мышечных белков в результате чего увеличивается масса тренируемых мышц и как следствие их сила. Вместе с тем развитие рабочей гипертрофии может так же проходить и без участия андрогенов и других гормонов. При этом в результате силовой тренировки степень гипертрофии быстрых МВ значительно больше, чем медленных окислительных. Тогда как тренировка выносливости ведет к гипертрофии в первую очередь медленных мышечных волокон. Эти различия показывают, что степень рабочей гипертрофии МВ зависит как от меры его использования в процессе тренировок, так и от его способности к гипертрофии. Силовая тренировка – люди с высоким процентом быстрых МВ в мышцах имеют более высокие потенциальные возможности для развития силы и мощности. Штангисты должны работать с гликолитическими МВ, развивать в них массу, развивать в них активность определенных ферментов, этого требует их вид спорта, поэтому они значительно проигрывают в показателях доли окислительных МВ. У бегунов-стайеров, то есть тех, кто бегает длинные дистанции, у них наоборот гликолитические мышцы не используются, ввиду особенностей тренировки практически не развиваются, здесь мы даже наблюдаем некую деградацию по сравнению с неспортсменами. Интересный факт, что ППС медленных МВ у штангистов проигрывает ППС бегунов-стайеров. Общая площадь – лидеры, конечно, штангисты, они имеют очень большие мышечные объемы, очень большую мышечную массу, а общий объём у бегунов-стайеров и неспортсменов сопоставим, то есть таким образом специализация определяет определенный тип мышечной композиции с преобладанием того или иного типа МВ и соответственно гипертрофии. Мощность проявляется во многих спортивных упражнениях, в метаниях, прыжках, в спринтерском беге, борьбе. Взрывная сила в значительной мере определяет, например, высоту прыжка вверх с прямыми ногами или прыжка в длину с места, переместительную скорость на коротких отрезках бега с максимально возможной скоростью. В качестве показателей взрывной силы используются градиенты силы, т.е. скорость ее нарастания, которая определяется как отношение МПС к времени ее достижения или как время достижения какого-либо выбранного уровня мышечной силы (абсолютный градиент), либо половина МС, либо какой-либо другой ее части (относительный градиент силы). Градиент силы выше у представителей скоростно-силовых видов спорта (спринтеры), чем у неспортсменов или спортсменов, тренирующихся на выносливость. Особенно заметно различие в абсолютных градиентах силы. В качестве иллюстрации – 4 графика с одинаковой высотой пика, то есть с одинаковой величиной напряжения мышц, но по оси абсцисс, где отложено время, мы видим, что время достижения максимальной мощности у всех 4-х графиков разное. Это как раз и определяет взрывную силу или градиент силы. В первом случае градиент силы является максимальным. Показатели взрывной силы мало зависят от максимальной произвольной изометрической силы. Так изометрические упражнения, увеличивая статическую силу незначительно изменяют взрывную силу, определяемую по показателям градиента силы или по показателям прыгучести, например. Следовательно, физиологические механизмы, ответственные за взрывную силу несколько отличаются от механизмов, определяющих статическую силу. Важную роль в проявлении взрывной силы играют: 1. Характер импульсации мотонейронов активных мышц, а именно частота их импульсации, то есть именно способность рекрутировать двигательные мышцы, способность рекрутировать и мгновенно, синхронно все. Чем выше начальная частота импульсации мотонейронов, тем быстрее нарастает сила. 2. Скоростные сократительные свойства мышцы, которые в значительной мере зависят от их композиции, то есть от соотношения быстрых и медленных МВ Быстрые волокна составляют основную массу мышечных волокон у высококвалифицированных представителей скоростно-силовых видов спорта. 3. Гипертрофия быстрых МВ. В процессе тренировки эти волокна подвергаются более значительной гипертрофии, чем медленные, поэтому у спортсменов скоростно-силовых видов спорта быстрые волокна составляют основную массу мышц или иначе занимают на поперечном срезе значительно большую площадь по сравнению с нетренированными людьми или представителями других видов спорта. Согласно второму закону Ньютона чем больше усилие, приложенное к массе, тем больше скорость, с которой движется данная масса. Таким образом сила сокращения мышц влияет на скорость движения. Чем больше сила, тем быстрее движение. 1. Если спортсмен имеет высокий уровень обеих форм проявления скорости это дает ему большое преимущество на спринтерских дистанциях. Один из важных механизмов повышения скоростного компонента мощности служит увеличение скоростных сократительных свойств мышц, другим – улучшение координации работы мышц. У выдающихся представителей скоростно-силовых видов спорта особенно у спринтеров процент быстрых МВ значительно выше, чем у неспортсменов, а тем более чем у выдающихся спортсменов, которые тренируют выносливость. Возвращаясь к примеру со спринтером мы понимаем, что чтобы разогнаться надо иметь большой уровень развития силы мышечной ног, но как только разгон будет заканчиваться, факторы влияния на результат поменяются и уже скоростной компонент мощности выйдет на первый план. А он как мы уже знаем определяется мышечной композицией. В то же время ничего этого может не произойти, если человек не будет обладать высоким уровнем межмышечной координации, проще говоря не будет достаточно техничным чтобы это все реализовать на дистанции. Мы видим, что спринт, прыжки в длину, метание диска – представители скоростно-силовых видов спорта – здесь огромный процент быстрых МВ Если мы возьмем две последние строки – бег на средние дистанции, где не столько силовые возможности, а скорее аэробные возможности выходят на первый план, и нетренированные мужчины – мы видим, что процент быстрых МВ уже ниже 50, и процент пощади занимаемой тоже ниже. С энергетической точки зрения все скоростно-силовые упражнения относятся к анаэробным. МАМ – работа такой мощностью выполняется почти исключительно засчет энергии анаэробного расщепления мышечных фосфагенов – АТФ и креатин фосфата. Поэтому запасы этих веществ и особенно скорость их энергетической утилизации определяют МАМ. Короткий спринт, прыжки являются упражнениями результаты которых зависят от МАМ. Максимальная анаэробная емкость – это объясняется тем, что наибольшая часть избыточного кислорода, потребляемого после работы, используется для восстановления запасов АТФ, креатин фосфата и гликогена, которые расходовались в анаэробных процессах за время работы. МАМ так же называют максимальной лактатной мощностью. Для оценки МАМ используется множество тестов, в лабораториях существует разнообразное оборудование, в зависимости от тех видов мышц, которые надо проверить при работе. В полевых условиях одним из самых распространенных тестов является тест МаргАрия. Её оценивают по величине быстрой фракции кислородного долга по которой можно судить о части анаэробной именно фосфагенной емкости которая обеспечивает именно эти кратковременные упражнения скоростно-силового характера. Простое определение емкости алактатного кислородного долга состоит в вычислении потребления кислорода за первые 2 минуты восстановительного периода Смотрим на график – мы отработали, у нас был кислородный запрос, был кислородный приход, потом мы закончили упражнение и начали восстанавливаться. И кислородный долг всегда имеет одну и ту же форму, состоит из 2-х фракций -быстрой и медленной (отмечены на графике). Быстрая фракция как правило заканчивается за 2-3 минуты, имеет форму треугольника, и в ней внутри сидит, во-первых, то потребление кислорода, которое идет на восстановление именно фосфагенов и небольшая часть идет на восстановление миоглобина и кислорода, который должен быть еще связан с гемоглобином в венозной крови Формула – КД за первые 2 мин восстановления после предельной работы продолжительностью 2-3 минуты. В результате специально направленной тренировки скоростно-силового характера максимальная величина фосфагенной фракции КД может увеличиваться в 1,5-2 раза. Медленная фракция КД после предельной работы на протяжении нескольких десятков секунд связана с анаэробным гликолизом, с образованием молочной кислоты, поэтому обозначается как лактатный кислородный долг. Максимальная емкость лактатного компонента анаэробной энергии у молодых нетренированных мужчин составляет около 200 кал/кг. У выдающихся спортсменов скоростно-силовых видов спорта максимальная лактатная емкость составляет 400-500 кал/кг. Такая высокая лактатная емкость обусловлена рядом причин. Прежде всего спортсмены способны развивать более высокую мощность работы и поддерживать ее более продолжительно, чем нетренированные люди. Это, в частности, обеспечивается включением в работу большой мышечной массы, то есть ее надо иметь и надо уметь рекрутировать ее, в том числе и быстрые мышечные волокна. Для которых характерна именно гликолитическая мышечная способность больше. Повышенное содержание таких волокон в мышцах высококвалифицированных спортсменов - представителей скоростно-силовых видов спорта является одним из факторов которые обеспечивают данную высокую гликолитическую емкость. Кроме того, в процессе тренировочных занятий особенно с применением повторных интервальных упражнений анаэробной мощности, по-видимому, развиваются механизмы, которые позволяют спортсменам переносить, терпеть бОльшие концентрации молочной кислоты, то есть более низкие значения PH в крови и в других жидкостях тела, тем самым поддерживая более высокую работоспособность. Особенно это характерно для бегунов на средние дистанции.