Влияние режима работы мышц на развитие силы

Кафедра тяжелоатлетических видов спорта

имени А.С. Медведева РГУФКСМиТ (ГЦОЛИФК)

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ПСХОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТЯЖЕЛОЙ АТЛЕТИКИ

(КУРС ЛЕКЦИЙ)

Проблема 1. Медико-биологические и психологические факторы, определяющие и лимитирующие спортивную деятельность

Лекция 9. Влияние силовых нагрузок на организм тяжелоатлета

Профессор: Ю.В. Верхошанский

Содержание

Введение

1.0. Факторы, определяющие развитие силовых способностей человека

1.1. Центрально-нервные факторы

1.2. Морфологические факторы

2.0. Характеристика способов стимуляции нервно-мышечного напряжения с целью развития силы

2.1. Влияние режима работы мышц на развитие силы

2.2. Величина отягощения

2.3. Количество подъемов в одном подходе

2.4 Ударный способ стимуляции нервно-мышечного напряжения

2.5. Общий объем нагрузки

2.6. Другие способы стимуляции нервно-мышечного напряжения

3.0. Характеристика методов упражнения при развитии силы

ХАРАКТЕРИСТИКА. СПОСОБОВ СТИМУЛЯЦИИ НЕРВНО-МЫШЕЧНОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЦЕЛЬЮ РАЗВИТИЯ СИЛЫ

Развитие силы требует сильных мышечных сокращений. Чтобы вы­звать сильное сокращение, активность мышц должна быть стимулирована извне, например, внешним сопротивлением сокращению (отягощением).

При этом для развития силы (с учетом специфики ее проявления при выполнении классических тяжелоатлетических упражнений) небезраз­лично какой используется способ стимуляции нервно-мышечного аппара­та. Каждый из них обнаруживает присущие только ему специфические черты воздействия на нервно-мышечный аппарат и организм в целом, а, следовательно, и обусловливает специфический характер его при­способительных реакций.

Рассмотрим характеристики способов стимуляции нервно-мышечного напряжения при различных видах работы мышц (динамический, изометрической), величины отягощения, количества повторений упражнения, использования кинетической энергии падения тела (отталкивание после прыжка в глубину), общего объема тренировочной нагрузки.

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ МЫШЦ НА РАЗВИТИЕ СИЛЫ

Для развития силы мышц используются средства с динамическим (преодолевающая и уступающая работа) и изометрическим напряжением (обзор см. Ю.В.Верхошанский, 1977).

Попытки выявить наиболее эффективный из этих режимов оказались безрезультатными и вообще вряд ли уместными из-за несопоставимости биомеханических условий проявления силы. Кроме того, каждый из этих режимов обеспечивает ту или иную специфическую особенность развивав мой силы. Поэтому, если возникает необходимость сравнения тренирующего эффекта работы того или иного режима, то прежде всего сле­дует задать вопрос: о какой силе идет речь? Для этого целесообразно рассмотреть особенности и возможности каждого их режимов.

Было показано, что сила, которую мышцы разви­вают при максимальном сокращении (активная сила), как правило, в 1, 2-1, 6 раза меньше силы сопротивления, которое сокращенная мышца оказывает растягиванию (пассивная сила). По данным Г.П.Семенова (1968), максимальные усилия, развиваемые разгибателями ног при угле коленных суставах около 120°, составили 465 кг в изометрическом ре­жиме и 401 кг - в преодолевающем. При сочетании режимов, наибольшие усилия зарегистрированы в медленном уступающем режиме (в условиях равномерного принудительного сгибания ног с помощью тяги электро­двигателя) после предварительного максимального напряжения в изо­метрическом режиме - 504 кг и в уступающем режиме после преодолевающего - 453 кг.

Большую роль в повышении рабочего эффекта уступающей работы имеют рефлексы на растяжение (миотатические рефлексы), которые вы­ражены тем сильнее, чем больше скорость растягивания мышц. Отмече­но, что чем тренированней спортсмен, тем точнее и полнее исполь­зуется рефлекторное напряжение мышц, возникающее по ходу выполне­ния ими уступающей работы.

Преимущество уступающего режима заключается и в том, что энер­гетическая стоимость работы при опускании груза (пассивная работа) для организма примерно в половину меньше, чем при поднимании груза (активная работа). Было показано, что замена ра­боты активного сокращения работой сопротивления уменьшает затраты энергии почти вдвое (при движениях, скорость которых не превышает 0, 12 м/с).

Эти выводы получили в дальнейшем экспериментальное подтверж­дение. Оказалось, что если при сокращении мышца имеет возможность укоротиться и выполнить работу, то общее количество выделенной энер­гии больше, чем при изометрическом сокращении. Если же мышца удли­няется, энергии выделяется меньше, чем при изометрии.

Следует, однако, подчеркнуть, что рассмотренные преимущества уступающей работы, во-первых, проявляются только при медленных дви­жениях с большим отягощением и, во-вторых, не гарантируют преиму­ществ в развитии максимальной и особенно взрывной силы мышц.

Исследование электрической активности мышц при преодолевающем, удерживающем и уступающем режимах работы, совершаемой с равноценным механическим эффектом, показало следующее (Б.А.Плетнев, 1978).

Для двуглавой мышцы плеча наибольшая электрическая активность, принятая за 100%, относится к работе преодолевающего характера. При удерживающем и уступающем режиме она составляет около 80%. Электри­ческая активность четырехглавой мышцы бедра была также больше при работе преодолевающего характера (100%), чем при удерживающем (71, 4%) и уступающем (72, 7%) режимах.

Суммарная электрическая активность двуглавой мышцы плеча в преодолевающем режиме составляет 1480 мв, в удерживающем 1182 мв, в уступающем - 1175 мв. Те же значения для четырехглавой мышцы бедра составляют соответственно 556 мв, 397 мв и 404 мв.

В смысле оценки тренирующего эффекта различных режимов для развития максимальной силы заслуживают внимания результаты ряда экспериментов (Б.А.Плетнев, 1978). Так, оказалось, что тренировка комбинированного характера (сочетание преодолевающего, уступающего и удерживающего режимов) обеспечила наибольшее влияние на прирост динамической (табл. I) и статической (табл. 2) силы. Преодолевающий режим работы был более эффективен, чем уступающий и удерживающий (табл. I). Результаты прироста статической силы разгибателей тулови­ща и бедра (табл. 2) свидетельствуют о том, что при комбинированном режиме прирост в целом выше, чем при других режимах. На увеличение силы сгибателей предплечья наибольшее влияние оказала работа удер­живающего характера.

Таблица I

Показатели прироста динамической силы мышц после тренировки в различных режимах работы с равноценными нагрузками (кг)

Экспериментальная оценка эффективности развития максимальной силы с помощью различных вариантов комбинированного режима дала следующие результаты (табл. 3). Вариант, в котором преодолевающий режим составлял 80% и удерживающий и уступающий - на 10%, оказался наиболее эффективным.

Рассмотренные данные приводят к следующим заключениям:

1. Комбинированный режим наиболее эффективен для развития максимальной динамической и статической силы по сравнению с преодолевающим, удерживающим и уступающим, взятыми в отдельности.

2. Из компонентов комбинированного режима самое значительное влияние на совершенствование силовой подготовленности атлетов ока­зывает преодолевающий режим.

3. Оптимальный вариант комбинированного режима: 80% преодо­левающий, 10% уступающий, 10% - удерживающий режимы.

4. При сравнении преодолевающего, удерживающего и уступающего режимов очевидно превосходство при росте силы при тренировке силы в первом режиме.

5. При сравнении эффективности уступающего и удерживающего режимов трудно отдать предпочтение какому-то из них, каждый при­носит успех в определенных контрольных упражнениях.

6. В увеличении силы сгибателей предплечья наиболее эффектив­ным оказывается удерживающий режим.

Следует обратить внимание, что суммарная электрическая актив­ность мышц при комбинированной работе меньше, чем при преодолеваю­щей, хотя прирост мышечной силы в первом случае больше. Здесь, по-видимому, играет роль состояние организма, который менее адаптиру­ется к комбинированной работе, чем к преодолевающей. Можно полагать, что в этом и кроется причина большей эффективности комбинированного варианта для развития максимальной силы мышц.

К сожалению, приведенные материалы не оценивают влияния раз­личных режимов работы на уровень взрывной силы мышц, а также взрыв­ного изометрического режима их напряжения.

Рассмотрим теперь более подробно возможности изометрического режима для развития мышечной силы.

В свое время успехи, достигнутые в результате применения изо­метрической тренировки (60-е года), вызвали цепную реакцию иссле­дований. Естественно, что цель многих из них связывалась с вопро­сом: какой режим эффективней для развития силы - динамический или изометрический? Такие исследования дали довольно противоречивые результаты (обзор см. Ю.В. Верхошанский, 1970). Однако общий вывод, который вырисовывается при анализе фактического материала, сводится к следующему: изометрическая тренировка может оказаться весьма эффективной в том случае, если спортивное упражнение (ради которого развивается сила) требует тяговой силы большой величины. Если же необходима высокая скорость движения, то изометрическая тренировка менее эффективна.

Результаты исследований говорят о том, что надо быть осмотри­тельным в подобном разграничении и, тем более, в противопоставлении тренирующего эффекта динамических и изометрических упражнений.

Дело в том, что при выполнении изометрических упражнений рекомендуется медленное нарастание и относительно длительное удержание напряжения мышц, так как именно в этом заключен смысл изометрической тренировки, направленной на развитие максимальной силы.

Длительное удержание напряжения требует соответствующих энер­гетических затрат, которые и стимулируют адекватные приспособительные сдвиги в нервно-мышечном аппарате, определяющие его силовые возможности. Причем, эти сдвиги могут быть более значительны, чем при кратковременных напряжениях динамического характера. Если учесть, что ряд авторов не обнаружил существенной разницы в приро­сте силы при использовании напряжений разной интенсивности, то очевидно, что основное значение в качестве тренирующего фактора имеет не столько величина изометрического напряжения, сколько его длительность.

Однако, если изометрические упражнения выполнять о акцентом на быстроту развития усилия, то они могут оказаться не менее эффектив­ными для совершенствования способности проявлять взрывную силу, чем динамические. Поэтому вряд ли стоит проводить грань между ди­намической и изометрической тренировкой, тем более, что работа мышц при поднимании больших отягощений весьма близка к изометри­ческому напряжению, а при соответствующей двигательной установке в условиях изометрии можно проявлять даже большую взрывную силу, чем при динамическом режиме. В связи с этим есть смысл различать изометрическую тренировку, имеющую задачей развитие максимальной силы, и изометрическую тренировку, направленную на развитие взрыв­ной силы, и применять преимущественно ту или другую в соответствии с обстоятельствами.

Напомним, что когда взрывная сила проявляется против большего внешнего сопротивления, в условиях переключения от уступающей работы к преодолевающей и ограниченной амплитуды движения (подрыв и толчок штанги от груди), важную роль для рабочего эффекта взрыв­ного усилия играет жесткость последовательной упругой компоненты (лекция 7). Совершенствованию этой жесткости и способствуют изомет­рические упражнения с взрывным проявлением напряжения мышц.

Длительное применение статических физических нагрузок способ­ствует значительному разрастанию внутримышечной соединительной ткани, что увеличивает прочность мышц. Однако, эластичность их при этом уменьшается. Поэтому для видов спорта, связанных с быстрой динамической работой мышц, длительное применение статических нагрузок, вызывающих большую реакцию внутримышечной соединительной ткани, не оправдано (П.З. Гудзь, 1975).

Для развития максимальной мышечной силы целесообразны следую­щие способы выполнения изометрических упражнений:

1. Напряжение с упором в неподвижные предметы с использованием динамометра, дающего возможность контролировать силу мышечного | напряжения.

2. Напряжение с использованием подвижных тяжестей, которые поднимаются (или опускаются) и поддерживаются в течение необходи­мого времени. Вариант этого способа - промежуточные напряжения, ког­да груз медленно перемещается по широкой рабочей амплитуде с оста­новками. Это позволяет " прорабатывать" мышцы по всей амплитуде и

по мере увеличения груза судить о возрастающей силе. Остановки це­лесообразно предусматривать в позах, соответствующих граничным моментам между фазами движений при рывке и толчке, которым соответ­ствуют максимальные значения вертикальной составляющей опорной реакции.

3. Напряжение с предварительным подъемом груза до упора об ограничитель (метод Гофмана). Такой способ имеет в начале короткую динамическую фазу, что дает спортсмену определенное представление о величине напряжения. Можно несколько раз поднимать груз в проме­жутках между ограничителями и, лишь сделав последний подъем, перей­ти к изометрическому напряжению необходимой длительности.

Во всех случаях необходимо: 1) постепенно развивать усилие, прилагаемое к неподвижному объекту; 2) выдерживать максимальное напряжение не 6 с; 3) выдерживать паузу между изометрическими напряжениями 3-4 минуты; 4) между изометрическими напряжениями и после тренировочного сеанса выполнять упражнения на расслабление и растягивание мышц; 5) если стоит задача развития взрывной силы, то изометрическое напряжение должно увеличиваться с максимально возможной быстротой до величины 70-80% от максимума.

При выборе позы в изометрических упражнениях следует учиты­вать (Б.А.Плетнев, 1978), что работа изометрического характера при углах в суставах 90° оказывает большее влияние на прирост динамической силы мышц разгибателей туловища, чем при углах 120 и 150. На прирост динамической силы мышц разгибателей бедра и сги­бателей предплечья также положительно влияет работа изометрического характера при углах в суставах 90°. В связи с этим можно предполо­жить, что при укороченной мышце, когда ее вязко-эластические свой­ства уже существенно не влияют на величину динамического эффекта, для достижения той же величины силы, что и при растянутой мышце, необходимо большее волевое усилие и вовлечение в активное состояние большего числа ее двигательных единиц. Отсюда, вероятно, что по­вторные выполнения изометрических напряжений при укороченной мыш­це, когда динамический эффект достигается главным образом за счет вовлечения в активное состояние возможно большего числа нервно -мышечных единиц, в большей степени будут способствовать приросту силы (В.М.Лебедев, 1965).

Показана целесообразность выполнения изометрических напряже­ний при таком положении тела, когда атлету приходится проявлять максимальные усилия, то есть при " труднопроходимых" углах, в част­ности, в фазе подрыва в тягах толчковой и рывковой, в фазе удержа­ния веса на плечах и груди при угле в коленных суставах 90°, в фазе удержания веса на плечах при наклоне 90° в тазобедренных суставах (Б, В. Павлов, Л.А. Погребняк, 1971). Авторы утверждают, что изометрические упражнения оказывают более эффективное влияние на прирост силы, чем изотонические упражнения. Однако это относится лишь к жиму и толчку. В рывке прирост результата был больше при исполь­зовании динамических упражнений, чем изометрических.