Факторы, определяющий уровень проявления силовых способностей

Уровень проявления силовых способностей определяется рядом медико-биологических, психологических и биомеханических факторов. К медико-биологическим факторам относятся:

· сократительные способности мышц;

· характер иннервации мышечных волокон, синхронность работы мотонейронов и число мотонейронов, рекрутируемых в работу одновременно;

· уровень секреции таких гормонов, как адреналин, норадреналин, соматотропин, гормоны половых желез;

· мощность, ёмкость и эффективность метаболических процессов при выполнении динамической силовой работы.

Сократительные способности мышц, наряду с анатомическим строением мышц и их физиологическим поперечником, определяются композицией мышечных волокон, то есть соотношением различных типов мышечных волокон внутри мышц. Мышцы человека состоят из мышечных волокон четырех типов, которые различаются между собой:

a) характером иннервации,

b) порогом возбуждения,

c) скоростью сокращения,

d) энергетикой мышечного сокращения.

Согласно современным научным представлениям, основанным на биопсических исследованиях мышц, мышечные волокна по скорости сокращения и характеру энергетического обеспечения сокращений делятся на:

· медленные оксидативные (далее по тексту – МО),

· быстрые оксидативно-гликолитические (далее по тексту – БОГ),

· быстрые гликолитические (далее по тексту – БГ),

· переходные (далее по тексту – П).

Таблица 1. Сравнительные нейрофизиологические, биохимические и моторные характеристики мышечных волокон разных типов (Остранд П.О., Родаль Ф., 1977; Яковлев Н.Н., 1987)

МО мышечные волокна иннервируются медленными мотонейронами (с низкой скоростью проведения возбуждения по аксону), с которыми образуют медленные двигательные единицы. Они работают преимущественно за счёт биологического окисления жиров и углеводов, содержат большое количество митохондрий и развитую капиллярную сеть. Медленные двигательные единицы низкопороговые – они включаются в работу при внешнем сопротивлении до 50 – 60% от максимальной силы и являются устойчивыми к утомлению в процессе длительной динамической работы. Процентное содержание в мышцах МО волокон в значительной мере определяет способность выполнять длительную работу умеренной интенсивности.

БГ и БОГ мышечные волокна иннервируются быстрыми мотонейронами (с высокой скоростью проведения возбуждения по аксону) и в совокупности с ними образуют быстрые двигательные единицы. Быстрые двигательные единицы являются высокопороговыми – они включаются в работу при высоком внешнем сопротивлении (80 – 95% от максимальной силы) или при динамической работе, требующей максимальной скорости мышечного сокращения и максимального темпа движений при большом или субмаксимальном отягощении (темп 80 – 100% от максимально возможного при сопротивлении 70 – 90% от максимальной силы). БГ волокна богаты миофиламентами (сократительными белковыми нитями), гликогеном, ферментами гликолиза, но бедны митохондриями. БГ волокна работают преимущественно за счёт гликолитического ресинтеза АТФ и являются быстроутомляемыми в динамической работе. Содержание в мышцах БГ волокон связано с проявлениями максимальной, взрывной и скоростной силы.

БОГ волокна сокращаются как за счёт гликолитического, так и за счёт аэробного ресинтеза АТФ. Они имеют развитый сократительный аппарат и более высокое, по сравнению с БГ волокнами, содержание митохондрий на единицу объёма. БОГ волокна обладают способностью к проявлению больших динамических усилий и выносливостью.

Соотношение медленных и быстрых волокон в мышцах индивидов является генетически обусловленной характеристикой и незначительно изменяется в процессе тренировки, в основном за счёт трансформации переходных волокон в медленные или быстрые. В то же время в результате адаптации к скоростно-силовой тренировке медленные мышечные волокна могут приобретать некоторые свойства быстрых волокон (в МО волокнах увеличивается содержание миофиламентов, запасы гликогена, усиливается активность ферментов гликолиза). Быстрые мышечные волокна в результате тренировки на выносливость могут приобретать ряд свойств медленных волокон (это выражается в увеличении в БОГ и БГ волокнах количества и размеров митохондрий).

И медленные, и быстрые мышечные волокна рекрутируются в работу не все сразу, а как бы порциями, так как иннервирующие их мотонейроны подразделяются на большое число групп с разным порогом возбуждения. Изменяя величину отягощения в упражнениях, скорость выполнения одиночного сокращения, темп движений, длительность рабочих периодов и время отдыха, можно вовлекать в работу преимущественно быстрые или медленные двигательные единицы, заставлять сокращаться БГ, БОГ или МО мышечные волокна. В процессе целенаправленной тренировки имеет место избирательное увеличение миофиламентов в быстрых или медленных мышечных волокнах или во всех типах волокон одновременно, избирательное увеличение количество и массы митохондрий в МО, БГ или БОГ волокнах, увеличение запасов гликогена и креатинфосфата в БГ, БОГ или МО волокнах. Изменяя в мощности, скорости и энергетики сокращения мышечных волокон на уровне целостной мышцы и всего мышечного аппарата выражается в преимущественном увеличении максимальной или взрывной силы, скоростно-силовых способностей или выносливости к работе определённой мощности.

Адаптация скелетных мышц человека к систематическим силовым упражнениям проявляется на регулярном, структурном и метаболическом уровнях. Первая фаза адаптации к силовой тренировке, первые заметные изменения в уровне проявления силовых способностей обусловлены регуляторными факторами – повышением «пускового» числа двигательных единиц в начале работы, рекрутированием дополнительных двигательных единиц по ходу работы и повышением синхронности в их работе. Этот эффект проявляется довольно быстро – через 1 – 2 недели после начала силовой тренировки и выражается в увеличении максимальной силы и других силовых способностей без увеличения мышечной массы. По мере продолжения тренировки происходит структурная адаптация – увеличивается содержание миофиламентов в мышечных волокнах и физиологический поперечник нагружаемых мышц. Структурная адаптация мышц к силовой тренировке становится четко выраженной в процессе относительно длительной тренировки, продолжающейся от 3 – 4 недель до нескольких месяцев. Причем, целенаправленно подбирая методы и средства тренировки, дозировку нагрузок, можно добиваться избирательной гипертрофии медленных или быстрых мышечных волокон. С гипертрофией мышечных волокон наиболее тесно связано увеличение силовых способностей спортсменов.

Метаболический эффект адаптации к силовой работе выражается в увеличении энергетического потенциала мышечных волокон, в избирательном повышении запасов гликогена, количества и размеров митохондрий, в активности ферментов гликолиза или биологического окисления в мышечных волокнах различного типа. Следует отметить, что гипертрофия мышечных волокон в процессе силовой тренировки не только приводит к увеличению мышечной силы, но и является важной предпосылкой для последующего развития выносливости, так как больший объём мышечной ткани способен вместить большее количество митохондрий и энергетических субстратов. Интенсивная мышечная деятельность может влиять не только на особенности энергетических процессов, протекающих на уровне мышечных волокон, но и оказывать преобразующее воздействие на деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем организма. Скелетные мышцы человека связаны безусловно-рефлекторными связями с вегетативными функциями (так называемые моторно-висцеральные рефлексы), и сократительная деятельность внутренних органов. Поэтому динамическая силовая работа приводит не только к росту силовых способностей, но и сопровождается повышением выносливости.