Физиологические механизмы (факторы) развития силы

Следует подчеркнуть, что, хотя силовые способности (сила действия) во многом зависят от силы мышц, они не идентичны силе тяги отдельных мышц или мышечных групп. Причины:

· При движении происходит сокращение большого количества мышц (агонистов) и взаимодействие между агонистами и антагонистами → развиваемая сила действия является векторной суммой сил тяги различных мышц.

· Результат действия силы тяги мышцы в биокинематической цепи помимо факторов, определяющих силу мышечной тяги, зависит от: длины рычага (при движении изменяются углы в суставах, что приводит к изменению плеча силы мышечной тяги); закреп­ления звеньев цепи; соотношения сил, вызывающих движение, и сил сопротивления; начальных условий вращения в суставе.

· На силовые способности кроме внутримышечных оказывают влияние внешние (внемышечные) факторы.

На развитие мышечной силы влияют внутримышечные факторы, особенности нервно-мышеной регуляции и психофизиологические механизмы.

· Внутримышечные факторы.

o Механические и биомеханические факторы

§ Внешняя нагрузка: отягощение, инерция и пр.

o Морфофункциональные факторы

§ Строение мышцы: физиологический поперечник (суммарный поперечник произвольно сокращающихся мышечных волокон) и масса мышц - определяет суммарную тягу волокон с учетом их взаимного расположения и величину упругой деформации и упругих сил. Наибольшей силой обладают мышцы с большим физиологическим сечением (например, перистые мышцы).

§ Расположение мышцы относительно оси сустава и костного звена - определяет величину плеча силы, величину момента силы тяги (при острых и тупых углах вращающая тяга меньше укрепляющей) и направление тяги мышцы.

§ Миофибриллярная гипертрофия мышцы при силовой тренировке (рост толщины и более плотная упаковка миофибрилл), увеличение физиологического поперечника.

§ Состав (композиция) мышечных волокон: соотношение быстрых и медленных ДЕ.

§ Длина мышечных волокон перед сокращением (соотношение «сила-длина).

o Биохимические

§ Активность ферментов мышечного сокращения; мощность и скорость анаэробной системы энергообеспечения мышц (ресинтеза АТФ), содержание креатинфосфата, буферные возможности мышечной ткани и др.

· Нервная регуляция обеспечивает развитие и проявление мышечной силы за счет влияния на факторы, контролирующие силу сокращения каждого волокна, на факторы, определяющие количество активных мышечных волокон, а также за счёт совершенствования межмышечной коорди­нации и интеграции.

o Увеличение частоты генерации нервных импульсов к скелетным мышцам создаёт оптимальные условия для:

§ тетанизации сокращений мышечных волокон (суперпозиции сокращений - тетанус). (Мышца в целом, в отличие от отдельного мышечного волокна, сокращается по градуальному закону – чем больше частота нервной импульсации, тем больше сила сокращений)

§ рекрутирования ДЕ и увеличением числа активных ДЕ (сначала происходит вовлечение медленных и более возбудимых ДЕ, затем - высокопо­роговых быстрых Д Е);

§ увеличения синхронизации активности ДЕ,что повышает силу сокращения целой мышцы за счет одновременной тяги всех ак­тивных мышечных волокон.

o Межмышечная координация (между синергистами, а также синергистами и антагонистами, действующими на уровне отдельного сустава, а также межсуставная интеграция). Совершенствование межмышечной координации при освоении физических упражнений силового характера является необходимым условием развития силы.

· Психофизиологические механизмы связаны с изменениями функционального состоя­ния человека, влиянием мотиваций и эмоций, усиливающим симпатические и гормональные влияния.

Факторы, определяющие проявление силовых способностей

        Существует ряд факторов, которые как облегчают, так и затрудняют проявление силовых способностей.

· Скорость движения

o Зависимость между проявлением силы мышцы и скоростью сокращения носит нелинейный характер иопределяются типом совершаемой работы (преодолевающая или уступающая)(рис).

§ Приактивном укорочении мышцыв преодолевающем режимеразвиваемаясила, обратно пропорциональна скорости сокращения: чем быстрее сокращается мышца, тем меньшую силу она может развить. Это означает, что для развития большей силы в преодолевающем режиме движение должно совершаться медленно (например, подъём штанги или подтягивание на перекладине из исходного положения вис).

§ При пассивном растяжении мышцы в уступающем режиме развиваемаясила прямо пропорциональна скорости растяжения: чем быстрее растягивается мышца, тем большую силу она может развить.

§ Статическая сила в изометрическом режиме зависит от предшествующего режима работы. Статическая сила больше, если предшествующий режим работы был уступающий.

Рис. Зависимость между силой и скоростью сокращения мышцы в преодолевающем и уступающем режиме. F₀ – статическая сила, при которой скорость сокращения равна нулю.

· Направление движения

o Сила действия в уступающих движениях (пр. приземление) больше силы преодолевающих движений (пр. отталкивание) (рис.).

· Положение тела

o Положение тела определяет длину мышц (пассивное напряжение) от которой зависит активное напряжение и плечо силы тяги мышц – кратчайшее расстояние (перпендикуляр) от оси вращения до линии действия силы. Близкое прикрепление мышц к оси вращения (характерно для двигательного аппарата человека) обеспечивает выигрыш в скорости за счёт проигрыша в силе. Максимальная сила действия зависит от величины суставного угла, который определяет плечо силы.