Глава 2. Биологические основы подтягиваний на перекладине.

 

ФОРМЫ И ТИПЫ МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ.

Сокращение скелетных мышц возникает в ответ на нервные импульсы, идущие от специальных нервных клеток - мотонейронов. В процессе сокращения в мышечных волокнах возникает напряжение. Напряжение, развиваемое при сокращении, реализуется мышцами по-разному, что и определяет различные формы и типы мышечного сокращения. Классификация всевозможных форм и типов мышечных сокращений приведена, в частности, в [9].

Если внешняя нагрузка меньше, чем напряжение сокращающейся мышцы, то мышца укорачивается и вызывает движение. Такой тип сокращения называют концентрическим или миометрическим. В лабораторных условиях при электрическом раздражении изолированной мышцы, ее укорочение происходит при постоянном напряжении, равном величине внешней нагрузки. Поэтому данный тип сокращения называют также изотоническим (изос - равный, тонус - напряжение). В начале изотонического сокращения увеличивается напряжение мышцы, а когда его величина сравняется с величиной внешней нагрузки, начинается укорочение мышцы.

Если внешняя нагрузка на мышцу больше, чем напряжение, развиваемое во время сокращения, мышца растягивается. Такой тип сокращения называют эксцентрическим или плиометрическим.

С помощью специальных устройств можно регулировать внешнюю нагрузку таким образом, что с ростом напряжения мышцы величина внешней нагрузки в такой же степени увеличивается, а при уменьшении мышечного напряжения - величина внешней нагрузки настолько же снижается. В данном случае при постоянной активации мышц движение осуществляется с постоянной скоростью. Такой тип сокращения мышц называется изокинетическим. Сокращения, при которых мышца изменяет свою длину (концентрические, эксцентрические, изокинетические), относятся к динамической форме сокращения.

Сокращение, при котором мышца развивает напряжение, но не изменяет своей длины, называется изометрическим (изос - равный, метр - длина). Изометрическое сокращение мышц относится к статической форме сокращения. Она реализуется в двух случаях. Во-первых, когда внешняя нагрузка равна напряжению, развиваемому мышцей при сокращении. И во-вторых, когда внешняя нагрузка превышает напряжение мышцы, но отсутствуют условия для растяжения мышцы под влиянием этой нагрузки. Примером второго случая может служить лабораторный эксперимент, в котором раздраженная с помощью электричества изолированная мышца пытается приподнять лежащий на столе груз, величина которого превосходит ее подъемную силу.

В реальных условиях деятельности мышц практически не встречается чисто изометрическое или изотоническое сокращение, т.к. при выполнении двигательных действий внешняя нагрузка на сокращающиеся мышцы не остается постоянной вследствие изменения механических условий их работы, т.е. изменения плеч сил и углов их приложения. Смешанную форму сокращения, при которой изменяется как длина, так и напряжение мышцы, называют ауксотоническои или анизотонической.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ МЫШЦ.

При изучении особенностей работы мышц в теле человека в естественных условиях принято различать несколько режимов работы мышц. Выделяют преодолевающий, уступающий, удерживающий и смешанный режимы [4].

При преодолевающей работе мышца преодолевает внешнюю нагрузку, при этом момент силы мышцы или группы мышц больше момента силы этой нагрузки.

При подтягивании на перекладине преодолевающая работа в основном производится в фазе подъема туловища.

Разновидностью преодолевающей работы является так называемая баллистическая работа мышц. Это резкое, быстрое преодолевающее сокращение после предварительного растягивания мышц. При этом мышца дает толчок эвену тела и расслабляется, а последующее движение данного звена продолжается по инерции. Баллистический режим работы мышц характерен для спортивных метаний. А вот при подтягивании на перекладине использование этого режима оценивается судьями как ошибка типа "рывок" или "взмах бедрами". Можно, конечно, из исходного положения плавным, но мощным и быстрым напряжением мышц разогнать тело так, чтобы некоторую часть пути до момента подъема подбородка выше грифа перекладины двигаться по инерции. Такой стиль подтягивания правилами не запрещен, но не является рациональным с энергетической точки зрения и скорее подходит для любителей эффектного выполнения родственного подтягиванию элемента - "выхода силой".

При уступающей работе мышца, оставаясь напряженной, постепенно расслабляется, уступая действию силы внешней нагрузки; момент силы мышцы при этом меньше момента внешней нагрузки.

При подтягивании уступающий режим работы мышц наблюдается в фазе опускания туловища в исходное положение. Часто в таком же режиме приходится работать мышцам, обеспечивающим хват при выполнении подтягиваний. Это начинается с того момента, когда по причине сильного утомления мышц-сгибателей пальцев (длительно работающих в статическом режиме) хват ослабевает и, как говорят в таких случаях, кисти начинают "ползти".

При удерживающей работе выполняется равенство вращающих моментов сил, поэтому движение в суставах отсутствует. Роль удерживающей работы при подтягивании на перекладине трудно переоценить, т.к. от способности удерживать надежный хват в течение заданного времени напрямую зависит спортивный результат. Кроме того, удерживающую работу производят мышцы, фиксирующие суставы. Большая группа мышц обеспечивает выпрямленное положение туловища и ног при выполнении подтягиваний, в фазе виса на согнутых руках удерживающая работа выполняется кратковременно - в момент перехода от преодолевающей работы к уступающей, или более длительно - если старший судья по какой-либо причине задерживает подачу команды "Есть!".

Для лучшего понимания изложенного материала и наглядного представления о взаимосвязи между формами и типами сокращения мышц с одной стороны и режимами их работы с другой, все многообразие проявлений рабочей активности мышц схематически представлено в таблице 2.1.

При рассмотрении схемы можно заметить, что работа мышц при подтягивании на перекладине охарактеризована как работа в комбинированном режиме, т.е. таком режиме, в котором сочетаются динамическая и статическая формы сокращения мышц. И действительно, преодолевающая работа мышц при подъеме туловища и уступающая при его опускании сопровождаются удерживающей работой мышц-сгибателей пальцев, обеспечивающих контакт с перекладиной.

В дальнейшем нас будет в основном интересовать не то, каким образом сокращаются мышцы, а то, какую они при этом совершают полезную механическую работу и во что эта работа обходится организму (т.е. какова физиологическая стоимость произведенной работы). Поэтому давайте договоримся выражение "динамическая и статическая формы сокращения мышц" считать синонимом выражения "динамическая и статическая работа", а выражение "преодолевающий, уступающий, удерживающий режимы работы мышц - синонимом выражения "преодолевающая, уступающая, удерживающая работа мышц". Так короче и более привычно, хотя и не всегда корректно.

 

Таблица 2.1.