ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ

Каждое движение можно характеризовать по ряду параметров. Из этих параметров при оценке выполнения физических упражнений наибольшее значение придается силе и скорости, которые в спортивной практике именуются физическими качествами — силы и быстроты. Кроме того, выделяются такие качества, как выносливость, ловкость и гибкость.

Физиологические факторы, способствующие совершенствованию параметров двигательной деятельности, проявляются в улучшении регуляции деятельности мышц и вегетативных органов. Нервная регуляция различных функций при физической работе осуществляется как безусловно-рефлекторным, так и условно-рефлекторным путем.

Условно-рефлекторная регуляция осуществляется в отношении всех влияний, касающихся непосредственно мышц (степень мобилизации в каждой мышце двигательных единиц (ДЕ), упорядочение сменности при их деятельности, ритм импульсов, поступающих через нервы в мышцы, адаптационно-трофические воздействия, координация сокращения агонистов и антагонистов), и функций внутренних органов (установление правильного соответствия между работой мышц и обеспечением этой работы со стороны органов кровообращения, дыхания, выделения, внутренней секреции).

Механизмы проявления и развития силы.

Одним из основных физических качеств спортсмена является сила. Сила мышц характеризуется значением величины мышечных усилий, которую развивает человек для преодоления внешнего сопротивления. Максимальное напряжение мышцы отражает ее максимальную силу при данном функциональном состоянии и условиях опыта. Сила мышцы зависит от сократительной способности всех составляющих ее мышечных волокон и физиологического поперечника данной мышцы. Под физиологическим поперечником мышцы понимают величину площади поперечного сечения (см2), которое проходит через все ее волокна. Величина поперечника зависит от строения мышцы. Для сравнения силы разных мышц пользуются показателем абсолютной силы. Под абсолютной силой мышцы понимают ее максимальную силу, приходящуюся на 1 см2 физиологического поперечника. Так, абсолютная сила икроножной мышцы равна 6,24 кг/см2, двуглавой плеча — 11,4 кг/см2. Чем больше волокон содержится в мышце, тем большую силу она развивает. В практике спорта силу мышц оценивают без учета ее поперечника.

Различают также относительную силу — величину силы, приходящуюся на 1 см2 анатомического поперечника. Относительную силу в спортивной практике определяют как отношение абсолютной силы к весу тела спортсмена. Кроме того, различают силу статическую, проявляемую в изометрических условиях, и динамическую, которая видна при динамической работе. Разновидностью динамической силы служит взрывная сила. Взрывная сила — это способность организма проявлять значительную силу в очень короткий промежуток времени. От развития этой силы зависит успех в скоростно-силовых упражнениях (прыжки, метание). Произвольная максимальная сила человека измеряется при развитии мышцами максимального напряжения в изометрическом режиме, т.е. при максимальном статическом усилии она оказывается меньше той силы, которую могли бы развить в сумме те же мышцы при их максимальном раздельном напряжении (например, при электрическом раздражении, в гипнозе и т.п.).

С возрастом благодаря совершенствованию нервной регуляции, изменению химизма и строения мышц увеличиваются масса и сила мышц. От 4—5 до 20 лет мышечная масса увеличивается в 7,5—8,5 раза; максимальная сила различных групп мышц — в 9—14 раз. Наибольший прирост силы происходит в периоде от 13—15 до 16—17 лет, и максимальное ее значение достигается в 18—20 лет. В последующие годы (если специально не тренироваться) темп повышения максимальной силы мышц замедляется.

Физиологические факторы, оказывающие влияние на развитие и проявление мышечной силы, многообразны. К наиболее существенным физиологическим механизмам, обусловливающим проявление значительной мышечной силы, относятся степень мобилизации моторных (двигательных) функциональных единиц в мышцах-агонистах, осуществляющих этот двигательный акт. Чем больше возбуждаются ДЕ, тем сильнее при прочих равных условиях сокращается мышца. Число активных ДЕ определяется интенсивностью возбуждающих влияний, которым подвергаются мотонейроны данной мышцы со стороны вышележащих отделов нервной системы, внутриспинальных моторных путей и периферических рецепторов. По мере усиления возбуждающих влияний в активность вовлекаются все более крупные по размеру мотонейроны. Следовательно, большие напряжения мышцы обеспечиваются активностью ДЕ, начиная от малых (низкопороговых) медленных и кончая большими (высокопороговыми) быстрыми ДЕ. При произвольных движениях способность к мобилизации значительного количества ДЕ приобретается только в результате многократно проводимых упражнений.

Частота импульсации мотонейронов определяет напряжение, развиваемое ДЕ, переход от одиночных сокращений мышечных волокон к тетаническим, поэтому регуляция частоты импульсации мотонейронов — важный механизм, характеризующий напряжение мышцы в целом.

Напряжение мышцы в некоторой мере зависит от того, как связаны во времени импульсы, посылаемые разными мотонейронами данной мышцы. Если ДЕ работают в режиме одиночных сокращений, но асинхронно, то общее напряжение всей мышцы колеблется незначительно, а если синхронно, то колебания напряжения в мышце значительны. В нормальных условиях большинство ДЕ одной мышцы работают асинхронно, независимо друг от друга, что и обеспечивает нормальную плавность ее сокращения.

Величина произвольного напряжения мышц человека зависит от внутри- и межмышечной координации. Под внутримышечной координацией понимают степень активности и синхронности в работе ДЕ, входящих в данную группу мышц. Межмышечная координация определяется степенью слаженности в работе различных мышц человека (синергистов и антагонистов), участвующих в развитии мышечного напряжения. Чем эффективнее внутри- и межмышечная координация, тем выше величина максимальной силы человека.

Максимальное напряжение, которое способна развить мышца, зависит от числа и толщины волокон, входящих в ее состав. Толстые волокна развивают большее напряжение, чем тонкие. В процессе спортивной тренировки происходит утолщение волокон — рабочая гипертрофия. На мышечную силу положительное влияние оказывают импульсы, поступающие через симпатические нервы.

Весьма сложный характер имеет влияние на силу мышц-агонистов напряжения мышц-антагонистов. Известно, что растянутая (в определенных пределах) мышца развивает большее напряжение, чем нерастянутая. В этом отношении растягивание мышц при деятельности их антагонистов способствует увеличению степени напряжения, в некоторых случаях до 2—3 раз. Вместе с тем при совместной работе противоположных мышечных групп часть развиваемой силы мышц-агонистов идет на преодоление сопротивления мышц-антагонистов. Вследствие этого при одновременной деятельности таких мышц растягивание приводит к увеличению мышечной силы, преодоление же противодействия антагонистов — к уменьшению. В зависимости от характера сочетаний и преобладания одного из этих двух факторов в одном случае сила мышц-антагонистов повышается, в других — снижается.

Проявление значительной мышечной силы связано с безусловно- и условно-рефлекторной регуляцией двигательных и вегетативных функций. Нарушение координации в результате ухудшения деятельности нервной системы, в частности при понижении ее возбудимости в результате утомления, сонливого состояния, заболеваний и т.д., приводит к ухудшению результатов. Наоборот, при повышении возбудимости нервной системы, например при наличии у человека на старте эмоционального возбуждения оптимальной степени, максимальная мышечная сила увеличивается.

Мышечная сила отдельных мышечных групп при тренировках возрастает в 3—4 раза, наибольший прирост наблюдается в малотренированных группах. При этом 50—70% прироста происходит в первые тренировочные дни. Упражнения в движениях могут производиться в различном темпе и при различных интервалах между тренировочными занятиями, что очень существенно сказывается на приросте мышечной силы. Известно, что предельно быстрые движения и чрезмерно малые или чрезмерно большие интервалы между тренировочными занятиями меньше способствуют развитию силы.

Резервами силы и механизмами ее развития являются: 1) включение дополнительных мышечных единиц; 2) синхронизация возбуждения мышечных (двигательных) единиц в мышце; 3) выключение антагонистов; 4) растяжение мышц-агонистов; 5) согласованное (координированное) сокращение агонистов; 6) совершенствование структуры и биохимии мышечных волокон.

Иными словами, физиологическими резервами силы являются условно- и безусловно-рефлекторные механизмы координации возбуждения в ДЕ, отдельных мышцах и группах мышц.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >