Формы проявления, физиологические механизмы и функциональные резервы развития силы.

Сила мышцы - это способность человека преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему за счет мышечных напряжений.

В. М. Зациорский предложил классификацию силовых способностей человека (табл. 4). При оценке силы мышцы выделяют расчетные показатели силовых способностей - абсолютную и относительную мышечную силу.

Таблица 4

Классификация видов силовых способностей человека

и условий их проявления (по В.М. Зациорскому)

Абсолютная сила это отношение мышечной силы к физиологическому поперечнику мышцы (площади поперечного разреза всех мышечных волокон). Она измеряется в Ньютонах или килограммах силы на 1см² (Н∙см^-2 или кг∙см^-2). Абсолютная сила портняжной мышцы равна 6,24 кг/см², двуглавой – 11,4 кг/см². В спортивной практике силу мышцы измеряют динамометром без учета ее поперечника.

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 массы тела.

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 и 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.

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 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.

Силовой дефицит тем меньше, чем совершеннее центральное управление мышечным аппаратом.

В собственно-силовых упражнениях необходима абсолютная мышечная сила, где максимальное изометрическое напряжение обеспечивает преодоление большого внешнего сопротивления - при подъемах штанги максимального или около максимального 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).

Взрывная сила определяется скоростно-силовыми возможностями человека, которые необходимы для придания возможно большего ускорения собственному телу или спортивному снаряду (например, при стартовом разгоне). 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.

В развитии мышечной силы определенное значение имеют периферические и центральные факторы, характеризующие величину максимального мышечного напряжения.

Периферические факторы подразделяются на структурные (количество и длина мышечных волокон, композиция мышц, физиологический поперечник) и функциональные (содержание АТФ, КрФ, гликогена, сократительных белков).

Центральные факторы включают внутримышечную координацию (частоту и характер нервных импульсов, синхронизацию активности нервных центров, регуляцию числа двигательных единиц, режим сократительной активности) и межмышечную координацию (адаптационно-трофические влияния вегетативной нервной системы, реципрокную работу мышц-антагонистов).

При развитии силы происходят физиологические изменения в организме, которые складываются из структурных (укрепление костно-суставного и связочного аппаратов, мышечной гипертрофии саркоплазматического или миофибриллярного типа) и функциональных (повышение возбудимости нервно-мышечного аппарата, усиления внутри- и межмышечной координации, согласованность двигательных и вегетативных функций).

Механизмы внутримышечной координации определяют число и частоту импульсации мотонейронов конкретной мышцы. С помощью вариаций импульсной активности центральная нервная система регулирует максимальную произвольную силу мышцы (МПС). Показатель МПС любой мышечной группы зависит от силы сокращения многих мышц, поэтому в обычных условиях МПС мышц меньше, чем их максимальная сила. Разница между этими величинами называется силовым дефицитом. Силовой дефицит измеряется следующим образом. На специальной динамометрической установке измеряют МПС выбранной группы мышц. Затем раздражают нерв, иннервирующий мышечную группу электрическими импульсами (50-100 имп/с), вызывая тетанус. Таким образом, сокращаются все мышечные волокна данной мышечной группы, развивая при этом максимально возможное для них напряжение – мышечную силу (МС). Силовой дефицит тем меньше, чем совершеннее центральное управление мышечным аппаратом.

Психофизиологический механизм увеличения мышечной силы связан с изменениями функционального состояния (бодрость, сонливость, утомление), влиянием мотиваций и эмоций, переходом на более высокий уровень нейро-гуморальной регуляции, сменой биоритмов и т.д. При некоторых эмоциональных состояниях человек может развить силу, намного превышающую его максимальные возможности в обычных условиях. К таким стрессовым состояниям относится состояние спортсмена во время соревнования.

Важную роль в развитии силы играют мужские половые гормоны (андрогены), усиливающие скорость синтеза сократительных белков в скелетных мышцах.