Сила и объем мышечной массы
Сила человека определяется как способность преодолевать внешнее сопротивление (или активно противодействовать ему) посредством мышечных напряжений. Именно так сила (как физическое качество) представлена в общей теории и методике физического воспитания и спортивной тренировки.
Сила, развиваемая мышцей, зависит:
1) от ее физиологического поперечника;
2) активирующего влияния со стороны ЦНС;
3) соотношения в ней двух основных типов волокон (сильных и быстрых – белых; выносливых и медленных – красных);
4) от внешних биомеханических условий (например, от показателей телосложения, индивидуальных особенностей техники выполнения упражнений).
Один из существенных моментов, определяющих мышечную силу, – режим работы мышц. При преодолении внешнего сопротивления мышцы сокращаются и укорачиваются – это преодолевающий режим их работы. Но мышцы могут при напряжении и удлиняться – это уступающий режим. Преодолевающий и уступающий режимы объединяются понятием динамического режима. Вместе с тем очень часто возникает ситуация, когда человеку приходится проявлять силу без изменения длины мышц. Такой режим их работы называется изометрическим, или статическим.
Наибольшую силу мышцы проявляют в статическом режиме, хотя в целом для организма этот режим оказывается самым неблагоприятным.
При характеристике силовых возможностей человека принято выделять следующие их разновидности:
1) максимальная статическая сила – показатель силы, проявляемой при сопротивлении внешнему воздействию или при удержании в течение определенного времени предельных отягощений с максимальным напряжением мышц;
2) медленная динамическая (жимовая) сила – проявляется, например, при перемещении предметов большой массы, когда скорость перемещения практически не имеет значения, а прилагаемые усилия достигают максимальных значений;
3) быстрая динамическая сила – определяется способностью человека к перемещению в ограниченное время больших (субмаксимальных) отягощений с ускорением ниже максимального;
4) "взрывная" сила – способность преодолевать сопротивление с максимальным мышечным напряжением в кратчайшее время и с максимально возможным ускорением при движениях;
5) амортизационная сила – характеризуется способностью к развитию усилия в уступающем режиме работы мышц в короткое время;
6) силовая выносливость – определяется способностью длительное время поддерживать оптимальные силовые характеристики движений.
Тренировочные занятия, направленные на развитие силы, мощности, скорости, оказывают незначительное влияние (или не оказывают вообще) на аэробные возможности и вызывают относительно небольшие адаптационные изменения в сердечно-сосудистой системе. Это находится в соответствии с принципом специфичности спортивной тренировки.
Повышение мышечной силы в течение первых недель тренировочных занятий, направленных на развитие силовых возможностей, способствует полной активации двигательных единиц и мышечных групп. Первоначальный быстрый прирост силы, который получают на первых этапах тренировочного процесса, оказывается не связанным с увеличением размеров мышц и площади их физиологического поперечника.
Более продолжительная и напряженная тренировочная программа, направленная на развитие силовых возможностей, приводит к гипертрофии мышц, дальнейшему приросту силы и к снижению доли проявления их максимальной сократительной активности. Увеличение мышечной массы означает, что большее количество мышечной ткани задействовано в выполнении работы, в результате которой повышаются предельная мощность последней и общая энергопродукция анаэробных систем.
В результате адаптации мышц к силовой тренировке с ними происходят следующие изменения:
– гипертрофия мышечных волокон;
– увеличение площади анатомического поперечника;
– повышение содержания креатинфосфата и гликогена;
– повышение скорости гликолиза;
– увеличение силы и способности к выполнению физических упражнений высокой интенсивности;
– снижение плотности митохондрий;
– улучшение буферных свойств мышц.
Относительно кратковременные физические нагрузки с отягощениями либо спринт, которые требуют проявления высокого уровня анаэробного метаболизма, вызывают специфические изменения в немедленной (АТФ и креатинфосфат) и короткоотставленной (гликолиз) системах энергообеспечения, улучшают силовые и спринтерские способности. К последнему относится увеличение максимальной мощности мышечных сокращений, количества производимой за короткий промежуток времени интенсивной работы, а также увеличение продолжительности выполнения (выносливости) высокоинтенсивных физических упражнений.
В отношении изменений, касающихся аэробных (митохондриальных) ферментов происходит, как правило, снижение активности окислительных энзимов и цитохромов, связанное, вероятно, с увеличением площади поперечного сечения мышечных клеток (преимущественно волокон типа II) без адаптивного повышения количества митохондрий. В видах спорта, требующих проявления силовых возможностей, количество капилляров может оставаться неизменным, однако большая их поверхность между крупными мышечными волокнами обусловливает снижение капиллярной плотности, приходящейся на единицу площади сечения.
Под влиянием тренировочных занятий анаэробной направленности при выполнении физических упражнений максимальной интенсивности концентрация La в крови может достигать высоких значений, что связано, очевидно, с более высоким содержанием внутримышечного гликогена и ферментов гликолиза. Напряженная тренировка на силу требует значительной мотивации и устойчивости к болевым ощущениям, возникающим в результате метаболического ацидоза (закисления) из-за повышения уровня La в крови.
Повышение способности мышц к буферированию протонов, накапливающихся в связи с накоплением La, также может иметь немаловажное значение для повышения силовой выносливости. Волокна II типа характеризуются высокими буферными возможностями, и их увеличение указывает на повышение этой способности.
Под влиянием спринтерской тренировки происходит значительное увеличение в мышцах физико-химического буферирования при расчете буферной способности на основании показателей рН и содержания La, определяемых после физической нагрузки.
Следует учитывать, что эти эффекты специфичны для мышц, задействованных в реализации силовой тренировочной программы, особенно для отдельных типов мышечных волокон, вовлеченных в выполнение физических упражнений.
В последнее время все настойчивее говорится о роли силы, силовых возможностей при проявлении выносливости спортсменов высшей квалификации, об их силовой выносливости, специфической локальной мышечной выносливости.
Атлет, занимающийся развитием мышечной массы, силы, силовой выносливости, должен четко представлять, что способствует развитию, поддержанию и восстановлению этих качеств. Стимулирующим действием на скелетные мышцы являются: физическая нагрузка, аминокислоты, витамины, минералы, фармакологические средства, а также физиотерапевтические комплексы.
Представленные ниже лечебные физические факторы (и некоторые другие, см. гл. IV) могут применяться комплексно и совместно в различных сочетаниях и модификациях с другими средствами и методами воздействия, взаимно дополняя и усиливая друг друга, в качестве увеличения силы и объема мышечной массы.
Электростимуляция мышц (миоэлектростимуляция)
Метод электростимуляции мышц проводится по известным методикам и заключается в применении импульсного или прерывистого гальванического тока, вызывающего вынужденное ритмическое сокращение мышц. Электростимуляция токами низкой частоты (до 20 имп/с) вызывает сокращение преимущественно тонических ("красных") мышечных волокон, а более высокой частоты (20–150 имп/с) – фазных ("белых") волокон. На низких частотах происходит активация гликолиза в мышечных волокнах I типа, а при повышении частоты усиливается скорость клеточного дыхания и активность окислительных ферментов II типа.
Существуют два способа тренировочной стимуляции мышц – прямая и непрямая.
При прямой стимуляции электроды накладываются над мышцей или группой мышц. Прямая стимуляция обеспечивает избирательную тренировку, прежде всего поверхностно расположенных мышц. С увеличением силы электрического раздражения в тренировку вовлекаются и глубоко лежащие группы мышц.
При непрямой стимуляции электроды накладываются в области поверхностного расположения нерва, иннервирующего мышцы, подлежащие тренировке. В этом случае вовлекается в работу вся группа мышц, иннервируемых этим нервом (как поверхностно, так и глубоко лежащие мышцы).