Режимы деятельности скелетных мышц

Физиологическая характеристика мышечной силы.

Тема 7. Физиологическая характеристика двигательных качеств

Вопросы:

1. Физиологическая характеристика мышечной силы.

2. Физиологическая характеристика быстроты.

3. Физиологическая характеристика выносливости.

4. Физиологическая характеристика ловкости.

5. Физиологическая характеристика гибкости.

Мышечная сила является физическим качеством организма, которая зависит от объема и качества мышечной массы и только второстепенным образом от других обстоятельств. Она характеризуется степенью мышечного напряжения и величиной противодействия внешнему сопротивлению или отягощению. При ее оценке выделяют абсолютную и относительную мышечную силу.

Абсолютная сила мышцы – это отношение мышечной силы к ее физиологическому поперечнику. Физиологический поперечник мышцы – это поперечный разрез мышцы, проведенный перпендикулярно к ходу мышечных волокон. Физиологический поперечник мышцы совпадает с анатомическим для мышц параллельным ходом волокон. Абсолютная сила мышцы колеблется от 0,5 – 1 Н/см² (кг/cм²). Силу мышцы измеряют динамометром без учета ее поперечника.

Относительная сила мышцы – это отношение мышечной силы к ее анатомическому поперечнику. Анатомический поперечник – это число и толщина мышечных волокон, определяющих толщину мышцы в целом, или площадь поперечного сечения мышцы. Измеряется в тех же единицах, что и абсолютная сила мышцы. Для ее оценки используют отношение мышечной силы к весу спортсмена в пересчете на 1 кг.

Мышечная сила проявляется в виде максимальной силы, скоростно-силовых качеств и силовой выносливости.

По существу, каждое движение основано на мышечной силе, в каждом движении могут проявляться силовые качества. Без физического качества силы не может осуществляться ни один двигательный акт. Однако величина развиваемой спортсменом мышечной силы при выполнении различных движений неодинакова.

Изотонический режим деятельности мышц. В этом режиме скелетная мышца при возбуждении может свободно укорачиваться. Так, в естественных условиях сокращаются мышцы языка, т.е. мышцы, которые закреплены только одним своим концом. Скелетные мышцы, как правило, прикрепляются к костям скелета обоими концами. Поэтому в естественных условиях исключается возможность сокращения мышц в изотоническом режиме. Термин «изотонический» подчеркивает отсутствие изменений в напряжении или тонусе скелетной мышцы при ее возбуждении, а изменяется лишь ее длина.

Изометрический режим деятельности мышц. В этом режиме скелетная мышца при своем возбуждении не укорачивается. Термин «изометрический» подчеркивает отсутствие изменений в длине мышцы при ее возбуждении, а изменяется лишь ее напряжение. Это можно наблюдать во время выполнения упражнений статического характера. Например, при удержании груза.

Ауксотонический режим деятельности мышц. В этом режиме проявляются обе формы механической реакции скелетной мышцы – напряжение и укорочение. Это происходит при динамической работе.

Физиологические основы развития мышечной силы. Морфологической основой мышечной силы является содержание сократительных белков в мышечном волокне и толщина мышечных волокон. В результате этого увеличивается поперечное сечение мышцы, называемое гипертрофией.

К функциональным предпосылкам развития мышечной силы относятся: частота нервных импульсов, поступающих к мышце от двигательных нейронов; уровень тонических влияний от подкорковых ядер и ретикулярной формации; количество нервно-мышечных единиц, вовлекаемых в работу.

Биохимической основой мышечной силы является эффективность энергетического обмена и пластической функции белка, совершенствование сократительного актомиозинового комплекса, активность ферментов, ускоряющих ресинтез АТФ, гормональная регуляция.

При систематических занятиях физическими упражнениями максимальная сила мышц растет за счет увеличения абсолютного (анатомического) поперечника мышц, а также в результате мобилизации нервно-мышечных (моторных) единиц, вовлекаемых в работу. Так, число вовлекаемых в работу моторных единиц у спортсменов достигает 80 – 90 %, а у нетренированных – не более 35 %.

Проявление мышечной силы зависит от типа мышечных волокон, которые по своей структуре и функциональным возможностям различаются на два типа мышечных волокон – быстрые и медленные. Быстрые (белые) мышечные волокна – это толстые волокна, способные развивать большую силу и скорость мышечного сокращения, не приспособленные к длительной работе на выносливость. В быстрых волокнах преобладают анаэробные механизмы энергообеспечения. Если в мышцах преобладают быстрые волокна, то спортсмен способен развивать максимальную мощность в скоростно-силовых упражнениях, выполнять работу взрывного характера. Медленные (красные) волокна приспособлены к длительной малоинтенсивной работе за счет большого числа кровеносных капилляров, содержания миоглобина (мышечного гемоглобина) и большей активности окислительных ферментов. Это окислительные мышечные клетки, энергообеспечение которых осуществляется аэробным путем (за счет потребления кислорода). Состав мышечных волокон генетически обусловлен. Поэтому при выборе спортивной специализации этот факт необходимо учитывать. Например, у бегунов на длинные дистанции и марафонцев мышцы нижних конечностей на 70-80 % состоят из медленных окислительных волокон и только на 20-30 % из быстрых анаэробных волокон. У бегунов-спринтеров, прыгунов, метателей соотношение мышечных волокон противоположное. Преобладание медленных волокон способствует длительному поддержанию мышечного напряжения. У таких людей силовая выносливость выше, чем у людей взрывного типа.

Для обеспечения рабочего состояния максимального числа нервно-мышечных единиц необходимы предельные или околопредельные отягощения. Такие отягощения создают благоприятные предпосылки для развития силы при относительно небольших энергозатратах. Использование непредельных отягощений менее эффективно для увеличения мышечной силы, но они создают благоприятные возможности для наращивания мышечной массы. Соревновательные ситуации, требующие максимального проявления волевых качеств юного спортсмена, эффективны для развития максимальной силы, но при соблюдении индивидуального подхода к оценке его функционального состояния. Малые отягощения (менее 10 % от максимального веса) для развития силы нецелесообразны, т.к. они не создают функциональных предпосылок для увеличения мышечной силы. В этом случае эффект сверхвосстановления минимален.

Для наращивания мышечной массы используют анаболические стероиды, которые являются стимуляторами синтеза белка в организме. Они оказывают положительное влияние на азотистый обмен, вызывая задержку азота в организме и уменьшая выделения почками мочевины, т.е. происходит задержка выделения необходимых для синтеза белков калия, серы и фосфора. Активность некоторых анаболических стероидов достигает 400 – 500 %, и это связано с их химической структурой.

Анаболические стероиды являются дериватами натурального мужского стероидного гормона – тестостерона. Это эндогенный мужской половой гормон, который вырабатывается в мужских половых железах, необходим для формирования половых органов и развития вторичных половых признаков. Незначительное количество его вырабатывается надпочечниками. У женщин источником тестостерона являются надпочечники.

Тестостерон обладает двумя основными действиями: андрогенным (продуцирование вторичных мужских половых признаков) и анаболическим (увеличение массы скелетной мускулатуры).

В связи с тем, что применению тестостерона как анаболического средства препятствует его сильное андрогенное действие, были синтезированы стероидные соединения, близкие по структуре к андрогенам, но обладающие избирательной анаболической активностью при маловыраженном андрогеном действии и большей степени биологически пригодные. Эти соединения получили название «анаболические стероиды».

У тех, кто принимает анаболические стероиды происходят нарушения в функции печени и изменения в репродуктивной системе. Поэтому с 1976 г. было запрещено использование анаболических стероидов.

2. Физиологическая характеристика быстроты.

Быстрота – двигательное качество, при помощи которого человек способен срочно реагировать на внешние раздражители и выполнять моментальные движения. Это уже сложное физическое качество, в составе которого есть проявление из физиологии и психологии. Быстрота имеет несколько форм:

- осуществление отдельного движения,

- двигательная реакция на сигнал,

- смена одного движения другим или частота движений в единицу времени (темп движений).

Для осуществления быстрого отдельного движения необходимо, чтобы нервные клетки могли посылать к мышцам достаточно частые импульсы, и при этом нервно-мышечный аппарат и сама мышца должны обладать способностью отвечать сокращением на импульсы, т.е. необходима высокая лабильность тканей. Занятия спортом способствуют увеличению лабильности нервно-мышечного аппарата и самих мышц. Об этом свидетельствуют изменения, происходящие в хронаксии скелетных мышц в результате тренировки скоростного характера.

Процессы, обуславливающие быстроту реакции, в различных видах спорта неодинаковы. Виды спорта, в которых ситуации постоянно меняются (спортивные игры, единоборства), связаны с более сложными процессами, чем реакция организма на заранее ожидаемый сигнал с возникновением стандартной мышечной деятельности. В первом случае требуется сложный анализ возникшей ситуации и «творческая» деятельность коры больших полушарий головного мозга для решения двигательных задач. Однако для понимания физиологического механизма быстроты реакции целесообразно рассмотреть реакцию организма на стандартную мышечную деятельность. В этом случае время, которое необходимо для рефлекса складывается из следующих составляющих:

- время для возбуждения рецептора (мигание глаза, слуховой нерв),

- время для проведения возбуждения по афферентному нерву в соответствующие нервные центры,

- время для проведения возбуждения от одних нервных центров к другим (к двигательным нервным центрам),

- время для проведения возбуждения по эфферентным двигательным нервам,

- время на развитие возбуждения и сокращения скелетной мышцы.

Наибольшее время необходимо для проведения возбуждения в пределах ЦНС, когда нервные импульсы переходят от одних нервных центров к другим. Этот путь характеризуется наибольшей изменчивостью. Время двигательной реакции, или быстрота реакции, является одной из характеристик ЦНС. В этом случае регистрируется быстрота переключения нервных возбуждений от одних нервных клеток на другие. Быстрота реакции относится к врожденным свойствам нервной системы. Однако она может изменяться и в результате занятий определенными видами спорта.

Быстрота смены одного движения другим обусловлена чередованием сокращения и расслабления работающих скелетных мышц. А это происходит в результате быстрой смены процессов возбуждения и торможения в соответствующих центрах коры больших полушарий головного мозга, т.е. подвижностью нервных процессов.

Высокая взаимосвязь (корреляция) отмечена между частотой движений, совершаемых в различных суставах, т.е. если частота движений выше в одном суставе, она выше и в других суставах. Следовательно, максимальная частота движений характеризует скоростные качества всего организма и в первую очередь деятельность ЦНС.

Частота, или темп движений, имеет решающее значение в упражнениях циклического характера, таких как ходьба, бег, плавание, велосипедный спорт и т.д.

Длительность выполнения скоростных упражнений должна быть оптимальной. После достижения предельной скорости упражнение выполняется в течение 1 – 2 с и прекращается до очередного повторения. Для спортсменов таким упражнением может быть бег на 30 – 60 м с максимальной скоростью. За одну тренировку рекомендуется выполнять 5 – 10 забегов с интервалами отдыха 4 – 6 мин. Продолжительность упражнения должна быть такой, чтобы к концу его скорость не снижалась. С падением скорости выполнения упражнение теряет смысл, т.к. в этом случае скорость не развивается. Если упражнение выполняется при утомлении, то оно является средством развития скоростной выносливости.

Дата добавления: 2014-11-06