Физиологические закономерности тренировки силы скелетных мышц

Физиологические механизмы и закономерности развития физических качеств

Развитие физических качеств в разной мере зависит от врожденных особенностей. Вместе с тем в индивидуальном развитии ведущим меха­низмом является условно-рефлекторный.

В развитии мышечной силы имеют значение:

1) внутримышечные факторы,

§ 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);

2) особенности нервной регуляции. Нервная регуляция обеспечивает развитие силы за счет со­вершенствования деятельности отдельных мышечных волокон, двигатель­ных единиц (ДЕ) целой мышцы и межмышечной координации. Она вклю­чает в себя 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;

3) психофизиологические механизмы. 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 рост синтеза сократительных белков в скелетных мышцах,

К числу общих функциональных резервов мышечной силы отнесены следующие факторы: включение дополнительных ДЕ в мышце; синхронизация возбуждения ДЕ в мышце; своевременное торможение мышц-антагонистов; координация (синхронизация) сокращений мышц-антагонистов; повышение энергетических ресурсов мышечных волокон; 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.).

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

В процессе спортивной тренировки рост быстроты обусловлен следую­щими механизмами: увеличение лабильности нервных и мышечных клеток, ускоряю­щих проведение возбуждения по нервам и мышцам; рост лабильности и подвижности нервных процессов увеличиваю­щих скорость переработки информации в мозгу; сокращение времени проведения возбуждения через межнейронные и нервно-мышечные синапсы. синхронизация активности ДЕ в отдельных мышцах и разных мы­шечных групп; своевременное торможение мышц-антагонистов; повышение скорости расслабления мышц.

Выносливостью называют способность наиболее длительно или в заданных границах времени выполнять специализированную ра­боту без снижения ее эффективности.

Развитие общей выносливости обеспечивается разносторонними пере­стройками в дыхательной системе. Повышение эффективности дыхания достигается: увеличением (на 10-20 %) легочных объемов и емкостей (ЖЕЛ дос­тигает 6-8 л и более); нарастанием глубины дыхания (до 50-55% ЖЕЛ), увеличением диффузионной способности легких; увеличением мощности и выносливости дыхательных мышц;

В системе крови повышению общей выносливости способствуют.

— увеличение объема циркулирующей крови (в среднем на 20%) за счет, главным образом, увеличения объема плазмы, при этом адап­тивный эффект обеспечивается: 1) снижением вязкости крови и со­ответствующим облегчением кровотока и 2) большим венозным воз­вратом крови, стимулирующим более сильные сокращения сердца,

— увеличение общего количества эритроцитов и гемоглобина (следует заметить, что при росте объема плазмы показатели их относительной концентрации в крови снижаются),

— уменьшение содержания лактата (молочной кислоты) в крови при работе, связанное, во-первых, с преобладанием в мышцах выносли­вых людей медленных волокон, использующих лактат как источник энергии, и во-вторых, обусловленное увеличением емкости буфер­ных систем крови, в частности, ее щелочных резервов. При этом лактатный порог анаэробного обмена (ПАНО) так же нарастает, как и вентиляционный ПАНО.

Физиологические резервы выносливости включают в себя:

· тонкая и стабильная нервно-гуморальная регуляция механизмов поддержания гомеостаза и адаптация организма к работе в изменен­ной среде (так называемому гомеокинезу).

Источник

Формы проявления, физиологические механизмы и функциональные резервы развития силы

Сила мышцы– это способность за счет мышечных сокращений преодолевать внешнее сопротивление. При оценке силы мышцы различают абсолютную и относительную мышечную силу.

Относительная сила– это отношение мышечной силы к ее анатомическому поперечнику (толщине мышцы в целом, которая зависит от числа и толщины отдельных мышечных волокон). Измеряется в тех же единицах. В спортивной практике для ее оценки используют отношение мышечной силы к весу тела спортсмена, т.е. в расчете на 1кг веса тела.

Качество силы является одним из ведущих физических качеств спортсмена. Оно необходимо при выполнении многих спортивных упражнений, особенно в стандартных ациклических видах спорта (тяжелой атлетике, спортивной гимнастике, акробатике и др.).

В собственно-силовых упражнениях необходима абсолютная мышечная сила, где максимальное изометрическое напряжение обеспечивает преодоление большого внешнего сопротивления – при подъемах штанги максимального или околомаксимального веса, при выполнении в гимнастике стойки на кистях, переднего и заднего равновесия на кольцах и упора рук в стороны «крест» и др.

Успешность перемещения собственного тела определяет относительная мышечная сила (например, в прыжках).

В зависимости от режима мышечного сокращения различают:

1) статическую (изометрическую) силу, проявляемую при статических усилиях, и

2) динамическую силу, проявляемую при динамической работе, в том числе и так называемую взрывную силу.

Взрывная сила определяется скоростно-силовыми возможностями человека, которые необходимы для придания возможно большего ускорения собственному телу или спортивному снаряду. Она лежит в основе таких важных для спортсмена качеств как прыгучесть (при прыжках) или резкость (в метаниях, ударах). При проявлении взрывной силы важна не столько величина силы, сколько ее нарастание во времени, т.е. градиент силы: чем меньше длительность нарастания силы до ее максимального значения, тем выше результативность выполнения прыжков, метаний, бросков, ударов.

Скоростно-силовые возможности человека в большей мере зависят от наследственных свойств организма, чем абсолютная изометрическая сила.

Физиологические механизмы развития силы.К основным факторам и резервам формирования мышечной силы относятся:

1) внутримышечные факторы,

2) особенности нервной регуляции и

3) психофизиологические механизмы.

1) Внутримышечные факторы развития силы включают в себя следующие биохимические, морфологические и функциональные особенности мышечных волокон:

а) величина физиологического поперечника,зависящая от числа мышечных волокон (он наибольший для мышц с перистым строением); б) состав (композиция) мышечных волокон: соотношение слабых
и более возбудимых медленных мышечных волокон (окисли­тельных, малоутомляемых) и более мощных высокопороговых быстрых мышечных волокон (гликолитических, утомляемых); в) 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.

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

а) увеличение частоты нервных импульсов, поступающих в скелетные мышцы от мотонейронов спинного мозга, которые обеспечивают переход от слабых одиночных сокращений их волокон, к мощным тетаническим сокращениям;

б) активация многих двигательных единиц (ДЕ) – при увеличении числа вовлеченных в двигательный акт ДЕ повышается сила сокращения мышцы;

в) синхронизация активности ДЕ – одновременное сокращение возможно большего числа активных ДЕ резко увеличивает силу тяги мышцы;

г) межмышечная координация – сила мышцы зависит от деятельности других мышечных групп: сила мышцы растет при одновременном расслаблении ее антагониста, сила уменьшается при одновременном сокращении других мышц и увеличивается при фиксации туловища или отдельных суставов мышцами-антагонистами.

3) Психофизиологические механизмы, влияющие на увеличение мышечной силы:

а) изменения функционального состоя­ния (бодрости, сонливости, утомления).

б) влияния мотиваций и эмоций (они усиливают симпатические и гормональные воздействия со стороны гипофиза, надпочечников и половых желез.

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

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 больше силы проявляемой человеком при определенных произвольных усилиях – так называемой максимальной произвольной силы. Разница между максимальной мышечной силой и максимальной произвольной силой называется дефицитом мышечной силы. Эта величина уменьшается в ходе силовой тренировки, так как происходит перестройка морфофункциональных возможностей мышечных волокон и механизмов их произвольной регуляции.

У систематически тренирующихся спортсменов наряду с экономизацией функций происходит относительное увеличение общих и специальных физиологических резервов. При этом первые реализуются через общие для различных упражнений 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 относят следующие факторы: включение дополнительных ДЕ в мышце; своевременное торможение мышц−антагонистов; координация (синхронизация) сокращений мышц−агонистов; повышение энергетических ресурсов мышечных волокон; переход от одиночных сокращений мышечных волокон к тетаническим сокращениям; усиление сокращения после оптимального растяжения мышцы; адаптивная перестройка структуры и биохимии мышечных волокон (рабочая гипертрофия, изменение соотношения объемов медленных и быстрых волокон и др.).

Источник

Лекция 7. Тема: Физиологические механизмы и закономерности развития физических качеств

1. Физиологические основы тренировки мышечной силы.

2. Физиологические механизмы развития быстроты движений.

3. Выносливость, ее виды, показатели, критерии.

4. Физиологические механизмы проявления ловкости. Гибкость, ее виды и лимитирующие факторы.

1. Качество силы является одним из ведущих физических качеств спортсме­на. Оно необходимо при выполнении многих спортивных упражнений.

Сила мышцы — это способность за счет мышечных сокращений преодо­левать внешнее сопротивление. Различают абсолютную и относительную мы­шечную силу.

Абсолютная мышечная сила необходима в собственно-силовых упражнени­ях (подъем штанги, «крест» в гимнастике и др.). Относительная мышечная сила определяет успешность перемещения собственного тела (например, в прыжках).

В развитии мышечной силы имеют значение внутримышечные факторы, особенности нервной регуляции и психофизиологические механизмы.

— физиологический поперечник, зависящий от числа мышечных волокон;

— состав мышечных волокон: соотношение более возбудимых медленных мышечных волокон (окислительных, малоутомляемых) и более высокопороговых быстрых мышечных волокон (гликолитических, утомляемых);

2. Нервная регуляция обеспечивает развитие силы за счет совершенствова­ния деятельности отдельных мышечных волокон и межмышечной координации. Она включает следующие факторы:

— увеличение частоты нервных импульсов, поступающих в скелетные мыш­цы от мотонейронов спинного мозга и переход к тетаническим сокращениям;

3. Психофизиологические механизмы увеличения мышечной силы связаны с изменениями функционального состояния (бодрости, сонливости, утомления), влияниями мотиваций и эмоций, биоритмов. Важную роль в развитии силы игра­ют мужские половые гормоны (андрогены), которые обеспечивают рост 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 одинаковых тренировочных нагрузках.

Однако, применение анаболиков приводит к негативным эффектам. 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), возникают отклонения в длительности и регулярно­сти месячного цикла, вплоть до полного его прекращения и подавления детород­ной функции.

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.).

Разница между максимальной мышечной силой и максимальной произволь­ной силой называется дефицитом мышечной силы. У систематически тренирую­щихся спортсменов происходит увеличение физиологических резервов.

К числуфункциональных резервов мышечной силы относят факторы:

— включение дополнительных ДЕ в мышце;

— своевременное торможение мышц-антагонистов;

— координация (синхронизация) сокращений мышц-агонистов;

— повышение энергетических ресурсов мышечных волокон;

— переход от одиночных сокращений мышечных волокон к тетаническим;

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

2. Значительная часть спортивных упражнений требует хорошего развития физического качества быстроты.

Быстрота — это способность совершать движения в минимальный 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 в сочетании с другими качествами.

К элементарным формам проявления быстроты относятся следующие:

— общая скорость однократных (одиночных) движений (прыжки, метания).

— максимальный темп движений.

По теоретическим расчетам ВДР, равное 80-90 мс, 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.

Показателем быстроты является также теппинг-тест.

Быстрота зависит от следующих факторов.

— лабильность — скорость протекания возбуждения в нервных и мышечных клетках.

— соотношение быстрых и медленных мышечных волокон в мышцах. При осуществлении реакции на движущийся объект (РДО) большое значе­ние приобретают явления экстраполяции, позволяющие предвидеть возможные действия соперников или полет спортивных снарядов, что ускоряет подготовку ответных действий спортсмена.

В процессе спортивной тренировки рост быстроты обусловлен следующими механизмами:

— увеличение лабильности нервных и мышечных клеток.

— повышение лабильности и подвижности нервных процессов увеличиваю­щих скорость переработки информации в мозгу.

— координация в деятельности мышц-антагонистов.

— повышение скорости расслабления мышц.

Для каждого человека имеются свои пределы роста быстроты, контроли­руемые генетически. В спорте существует явление стабилизации скорости движе­ний («скоростной барьер») на некотором достигнутом уровне. Для преодоления этого предела применяются специальные средства: бег под горку, СОЛ, облегчен­ные снаряды. Этим путем достигается дополнительное повышение лабильности нервных центров и работающих мышц.

Различают выносливость общую и специальную.

Общая выносливость характеризует способность длительно выполнять лю­бую циклическую работу умеренной мощности с участием больших мышечных групп, а специальная выносливость проявляется в различных конкретных видах двигательной деятельности.

Физиологической основой общей выносливости является высокий уровень аэробных возможностей человека.

В свою очередь аэробные возможности зависят от:

— аэробной мощности (определяемой МПК);

— аэробной эффективности (степень использования энергии аэробных про­цессов для выполнения работы).

Общая выносливость зависит от доставки кислорода работающим мышцам и, главным образом, определяется функционированием кислородтранспортной системы: сердечно-сосудистой, дыхательной и системой крови.

Несмотря на указанные адаптивные перестройки функций, в организме стайера происходят значительные нарушения постоянства внутренней среды (пе­регревание и переохлаждение, падение содержания глюкозы в крови и т. п.). Спо­собность спортсмена переносить весьма длительные нагрузки обеспечивается его способностью «терпеть» такие изменения.

В скелетных мышцах у спортсменов, специализирующихся в работе на вы­носливость, преобладают медленные мышечные волокна (до 80-90 %). Рабочая гипертрофия протекает по саркоплазматическому типу, т.е. за счет роста объема саркоплазмы. В ней накапливаются запасы гликогена, липидов, миоглобина, ста­новится богаче капиллярная сеть, увеличивается число и размеры митохондрий. Мышечные волокна при длительной работе включаются посменно, восстанавли­вая свои ресурсы в моменты отдыха.

Специальные формы выносливости характеризуются разными адаптивным перестройками организма в зависимости от специфики физической нагрузки.

Силовая выносливость зависит от переносимости нервной системой и дви­гательным аппаратом многократных повторений натуживания.

Скоростная выносливость определяется устойчивостью нервных центров к высокому темпу активности. Она зависит от быстрого восстановления АТФ в ана­эробных условиях за счет креатинфосфата и реакций гликолиза.

Критериями ловкости являются координационная сложность, точность движений и быстрое их выполнение. В основе этих способностей лежат явления экстраполяции, предвидение возможной будущей ситуации, быстрая реакция на движущийся объект, высокий уровень лабильности и подвижности нервных про­цессов, умение легко управлять различными мышцами. В процессе тренировки для развития ловкости требуется варьирование различных условий выполнения одно и того же двигательного действия, использование дополнительной срочной информации о результате движений, формирование навыка быстрого принятия решений в условиях дефицита времени.

Она зависит от морфофункциональных особенностей двигательного аппара­та (вязкости мышц, эластичности связочного аппарата, состояния межпозвоноч­ных дисков). Гибкость улучшается при разогревании мышц и ухудшается на хо­лоде. Она снижается в сонном состоянии и при утомлении. Величина гибкости минимальна утром и достигает максимума к середине дня (12-17 час). Улучшение гибкости происходит, когда во время предстартового возбуждения повышается частота сердечных сокращений, нарастает кровоток через мышцы и в результате разминка происходит их разогревание.

Источник