Изменение величин мпк при тяжелой работе в процессе тренировки. Упражнения осуществляющиеся в смешанном режиме мышечной деятельности


14. Режимы работы мышц

При выполнении двигательных действий мышцы человека выполняют четыре основные разновидности работы: удерживающую, преодолевающую, уступающую, комбинированную.

  • Удерживающая работа выполняется вследствие напряжения мышц без изменения их длины (изометрический режим напряжения). Она характерна для поддержания статической позы тела, удержания какого-либо предмета (пр., штанги, гантели) и т.п.

  • Преодолевающая работа выполняется вследствие уменьшения длины мышц при их напряжении (миометрический режим напряжения). Преодолевающая работа мышц при выполнении двигательных действий встречается чаще всего. Она даёт возможность перемещать собственное тело или какой-либо груз в соответствующих движениях, а также преодолевать силы трения или эластичного сопротивления (пр., сгибание-разгибание рук в упоре на брусьях).

  • Уступающая работа выполняется вследствие увеличения длины напряжённой мышцы (плиометрический режим напряжения). Благодаря уступающей работе мышц происходит амортизация в момент приземления в прыжках, беге и т.п. Нередко в уступающих фазах движения проявляются максимальные величины силы. В частности, установлено, что в уступающем режиме мышцы могут проявить силу на 50-100% больше, чем в удерживающем и преодолевающем режимах.

При преодолевающей работе под силами сопротивления понимаются силы, направленные против движения. При уступающей работе – действующие по ходу движения.

  • Комбинированная работа состоит из поочерёдного включения всех режимов работы мышц (ауксотонический режим напряжения). Именно комбинированную работу выполняют мышцы в большинстве двигательных действий. Так, в циклических упражнениях комбинированная работа состоит из смены преодолевающего и уступающего режимов. В более сложных по координации работы нервно-мышечного аппарата упражнениях (например, в гимнастических) встречаются все три режима работы мышц: уступающий, преодолевающий, удерживающий.

15. Факторы, обуславливающие проявление силы

Сила, которую способен проявить человек, зависит от ряда внешних и внутренних факторов.

К внешним факторам относятся:

- величина сопротивления;

- длина рычагов;

- погодно-климатические условия;

- суточная и годовая периодика.

К внутренним факторам относятся:

- структура мышц;

- мышечная масса;

- внутримышечная и межмышечная координация;

- реактивность мышц;

- мощность энергоисточников.

16. Возрастная динамика естественного развития силы

Прогрессивное естественное развитие силы человека происходит до 25-30-летнего возраста. При этом одни возрастные периоды характеризуются низкими темпами развития силы, другие – высокими (сенситивные периоды). Развитие силы отдельных мышц и развитие отдельных разновидностей силы также имеет гетерохронный характер.

Возрастной период от 9-10 до 16-17 лет характеризуется наиболее высокими темпами прироста абсолютной мышечной силы. В дальнейшем темпы прироста силы постепенно замедляются. Максимальных показателей абсолютной силы люди достигают в среднем в 25-30 лет.

Возрастная динамика относительной силыимеет несколько иной характер. В 10-11 лет относительная сила достигает высоких показателей, особенно у девочек – их показатели приближаются к показателям взрослых женщин. В 12-13 лет она стабилизируется или даже снижается вследствие ускоренного развития тотальных размеров и массы тела. Повторное возрастание темпов развития относительной силы приходится на период 15-17 лет.

Скоростно-силовые качестваимеют наиболее высокие темпы прироста у девочек в 10-11 лет, у мальчиков – в 10-11 и в 13-15 лет.

Силовая выносливостьюношей имеет высокие темпы прироста в 13-18 лет. Средние темпы её прироста наблюдаются в детском возрасте и в начале подросткового возраста.

До 10-11-летнего возраста величины годового прироста силы у девочек и мальчиков практически не отличаются. Начиная с 12-ти лет, мышечная сила у девушек возрастает медленнее, чем у юношей.

studfiles.net

Режим деятельности мышц. Фазы утомления. Биохимические изменения в организме при утомлении.

Подробности

Просмотров: 5974

Категория: Научный фитнес Создано: 14 Октябрь 2014

Рубрика: "Биохимия". В этой статье мы рассмотрим режим деятельности мышц: статический, динамический, смешанный. Фазы утомления. Биохимические изменения в организме при утомлении: изменения в ЦНС; изменения в мышцах; понятие о доминирующей функции и "ведущем" звене утомления; развитие  охранительного торможения и роль – аминомасляной кислоты (ГАМК).

Динамика

Значительное влияние на характер и глубину биохимических изменений при мышечной работе оказывает режим деятельности мышц (статический, динамический, смешанный).

  • Статический режим работы мышц снижает скорость кровообращения, в результате чего затрудняется снабжение мышц кислородом, питательными веществами, снижается скорость устранения продуктов обмена. Биохимические изменения при такой работе связаны в основном с участием анаэробных процессов ресинтеза АТФ.
  • При динамическом режиме работы обеспечивается значительно лучшее снабжение тканей кислородом. В такой работе велика доля участия аэробного производства энергии. Особенности энергетического обмена и характер биохимических изменений при мышечной деятельности определяются участием разного количества мышечных групп, участвующих в работе (локальных, региональных, глобальных).
  • Региональная и глобальная работы, при которых участвуют более 3/4 всех мышц тела (бег, плавание, лыжные гонки и т.д.) вызывают значительные биохимические изменения во всех органах и тканях организма. При выполнении такой работы усиливается деятельность дыхательной и сердечно - сосудистой систем, мышцы лучше обеспечиваются кислородом и обеспечение энергией происходит за счет аэробных процессов.
  • Локальная работа, в которой участвует 1/4 всех мышц тела, в организме в целом вызывает незначительные биохимические сдвиги. В энергетическом обеспечении локальной работы велика доля анаэробных процессов.

динамика2

При мышечной деятельности развивается состояние утомления, для которого характерно временное снижение работоспособности. В зависимости от интенсивности и длительности работ утомление может развиваться быстро или нарастать медленно. Поэтому различают две формы утомления:

  1. быстро развивающееся и
  2. медленно нарастающее.

   В обоих случаях утомления возникают биохимические изменения в мышцах, характеризующиеся снижением содержания АТФ, К/Ф и гликогена, однако, они неспецифичны.Обе формы утомления по происходящим биохимическим изменениям в мышцах и головном мозге нетождественны, хотя и имеют общие черты. Это снижение содержания АТФ, КФ и гликогена, и повышение уровня АДФ (правда, в мозге оно менее значительно и кратковременно). Специфичным для обеих форм утомления в мышцах являются снижение активности АТФ-азы миозина и возможностей выделения и поглощения Са2+саркоплазматическим ретикулом – параметров, непосредственно связанных с сокращением и расслаблением мышцы. К этому присоединяется и нарушение проводимости в нервно-мышечном синапсе. Что объясняется затруднением ресинтеза ацетилхолина из-за нехватки АТФ как источника энергии. В самой общей форме утомление можно охарактеризовать как обратимое нарушение физиологического и биохимического гомеостаза, которое компенсируется в послерабочем периоде. Утомление связано с большим или меньшим исчерпанием резервных возможностей организма продолжать работу. Причина возникновения утомления многообразны  и в настоящее время окончательно не выяснены: слишком различаются по структуре, напряженности и характеру физические нагрузки, ведущие к утомлению.

   динамика1

  При работе максимальной мощности энергообеспечение идет в основном за счет распада готовых фосфагенов в сокращающихся мышцах. Запасы их в переводе на кислородный эквивалент составляют примерно 40 мл/кг О2, но не более половины спортсмен может реализовать в предельно напряженной работе. Наибольший выход ее не превышает 83,74-104,67 кДж (Борилкевич В.Е., 1982). Поскольку работа такого темпа продолжается за очень короткие интервалы времени, функция кардиореспираторного аппарата и состояние обмена приобретают ведущее значение лишь в восстановительном периоде.Утомление, возможно, связано с несостоятельностью центрального механизма организации и координации движений такого темпа. Вероятны нарушения синаптической передачи на уровне – двигательное окончание – мышечное волокно вследствие остаточной деполяризации электровозбудимых мембран и развития парабиоза. Запасы фосфагенов, определяемые в мышце, суммарно могут быть пространственно недоступными для сократительных белков и работы ионных насосов из разных секторов клетки.   Работа субмаксимальной мощности на 40-80 % покрывается за счет анаэробных процессов. Максимально реализуемый энергетический выход гликолиза в кислородных эквивалентах оценивается у молодых мужчин примерно в 55-80 мл/кг 02, до 200 мл/кг 02 и более у высококвалифицированных спортсменов (Борилкевич В.Е.,1982). Работа завершается  на фоне наибольших сдвигов гомеостаза: выраженной лактацидемии, ацидоза (до рН 6,8-6,9 в крови высокотренированных спортсменов), гипогликемии, обеднения запасов гликогена в мышцах и печени, снижения ударного объема сердца. Основную роль в возникновении утомления видят в общих и местных (в работающих мышцах) сдвигах обмена и в неспособности организма компенсировать далее острые нарушения гомеостаза.   При работе большой мощности явно преобладает аэробный путь энергообеспечения (75-97 %) и эффективность его, повидимому, зависит в основном от состояния кардиореспираторного аппарата и српособности организма длительно компенсировать нарастающие сдвиги кислотно-щелочного состояния, гипогликемию (энергетический голод мозга), нарушение терморегуляции.   Работа умеренной мощности характеризуется практически полным аэробным энергообеспечением и возможностью длительного выполнения. Утомление, по-видимому, обусловлено суммой причин: истощением углеводного резерва и  нарушением питания мозга, накоплением и ухудшением функций митохондрий, нарушениями терморегуляции и способности устойчиво регулировать и поддерживать гомеостатические механизмы. С исчерпанием этой способности, в том числе резервов кардиореспираторной системы, и связано прекращение работы.

 

Автор: доктор биологических наук Корсун С.Н.Дата публикации: 16.10.2014

 

Добавить комментарий

fitness-port.com.ua

Изменение величин мпк при тяжелой работе в процессе тренировки

Испытуемые

Срок исследования

МПК в относительных единицах, мл/мин/кг

1-й

До начала тренировки

Через 16 недель

Через 18 месяцев

47,7

58,9

61,2

2-й

До начала тренировки

Через 16 недель

Через 18 месяцев

45,8

55,4

63,6

У сильнейших спортсменов в циклических видах спорта, где развивается основное физическое качество выносливость или скоростная выносливость, величины максимального потребления кислорода колеблются от 80 до 86 мл/мин/кг. Спортсменки, специализирующихся в этих видах спорта, имеют несколько меньшие показатели (60–65 мл/мин/кг).

Для управления тренировочным процессом необходимо знать величины потребления кислорода при выполнении спортсменом нагрузок и процент этой величины по отношению к МПК. О мощности (интенсивности) нагрузок и потребления кислорода обычно судят косвенно, по частоте сердцебиений. В определенной зоне мощности работы имеется прямая зависимость между потреблением кислорода и сердечным ритмом. По степени учащения сердцебиений при работе у спортсмена можно определить величину потребления кислорода в процентном отношении к его МПК. Считается, что при частоте сердцебиений 180–190 ударов за 1 мин потребление кислорода составляет около 90–100 % от МПК. При таком сердцебиении длительно такую работу могут выполнять только хорошо тренированные спортсмены. Установлено, что чем больше времени может продолжаться работа при сердечном ритме 180 ударов в минуту, тем больше возможность спортсмена поддерживать потребление кислорода на уровне близком к его МПК [14]. Во многих видах спорта, где выполняется длительная работа максимальной мощности, эта возможность важнее, чем сама величина МПК. Из этого можно заключить, что лучший результат может показать спортсмен, имеющий относительно меньшее МПК, но способный более длительно поддерживать потребление кислорода на уровне, близком к этой величине.

Мощность аэробных процессов зависит не только от МПК, но и от времени удержания его и от скорости развертывания этих процессов после начала работы. Аэробные процессы довольно инертны и разворачиваются к концу третьей и началу четвертой минуты работы. Поэтому начало в циклических видах спорта, в которых развивается физическое качество – выносливость, даже при невысокой мощности проходит в условиях кислородной задолженности. Поэтому в процессе тренировки важно развивать все показатели, характеризующие кислородное потребление. Мощность работы, при которой проявляется максимум потребления кислорода, называется критической, более низкая мощность – субкритическая, а более высокая получила название надкритическая. Бег, как наиболее распространенная дисциплина в циклических видах спорта, при аэробном обеспечении энергией мышц имеет ряд закономерностей. Зная скорость бега и частоту сердечных сокращений, бегун всегда может знать степень напряженности работы сердечно-сосудистой и дыхательных систем. Физическая нагрузка при ЧСС от 160 до 180 ударов в минуту можно считать работой при смешанном энергетическом обеспечении, т. е. ее можно характеризовать как аэробно-анаэробную работу. Работа при ЧСС до 150 ударов в минуту происходит при аэробном обеспечении, а свыше 180–190 ударов – преимущественно при анаэробном при небольшом участии аэробных источников. Работа в циклических видах спорта на субкритических скоростях при пульсе 160–180 ударов в минуту является наиболее эффективной для развития выносливости и повышения функциональных возможностей организма.

Необходимо остановиться на некоторых моментах, которые возникают в процессе тренировки и после. Во время усиленных нагрузок в мышцах накапливается молочная кислота, которую физиологи называют «токсином усталости». Если физическая нагрузка настолько высока, что кислорода, поступающего в организм при дыхании, недостаточно, то питательные вещества расщепляются не полностью, в результате чего образуется молочная кислота. Молочная кислота нарушает кислотно-щелочное равновесие (рН) в организме, от которого зависит протекание жизненно важных химических процессов, в том числе и в мышцах. В состоянии покоя кислотно-щелочное равновесие крови немного смещено в щелочную сторону и рН крови составляет 7,4 (при нейтральном рН=7). Молочная кислота понижает кислотность крови до 6,9–6,8. Можно вынести безболезненно лишь небольшое снижение уровня кислотно-щелочного равновесия. При падении рН до 6,5 могут возникнуть повреждения в мышечной ткани.

Общая выносливость человека при физических нагрузках зависит от возможностей кровеносной системы, ударного объема сердца, возможности легких поглощать кислород и выводить углекислый газ, запасов гликогена в мышцах и печени. Таким образом, чем выше уровень физического состояния, тем больше возможностей у организма «бороться» с молочной кислотой. Для восстановления необходим отдых, во время которого кровь уносит молочную кислоту из рабочих органов, или работает с малой интенсивностью. В процессе отдыха или работы малой интенсивности молочная кислота расщепляется до углекислого газа и воды. Иногда даже в результате отдыха усталость не устраняется. Эти болевые ощущения появляются через несколько часов после тренировки и достигают своего апогея через 1–2 дня. Боли возникают, когда в тренировку включают нагрузки, ранее не применяющиеся, или индивид на данное время «растренирован». В результате значительно повышается механическая нагрузка на мышечный аппарат. Нагрузка на соединительную ткань может возрасти настолько, что происходят небольшие разрывы в мышечных волокнах и скапливающаяся жидкость давит на мышцы, в результате чего они становятся тугоподвижными. Обычно они исчезают через несколько дней или раньше при условии согревания или продолжения легкой тренировки. Можно значительно уменьшить степень болей, если начинать тренировку с разогревания и постепенного увеличения интенсивности нагрузки.

Физиологические изменения в организме при развитии определенных физических качеств могут отличаться. Особенно это заметно при тренировках на развитие выносливости и силы.

Рассмотрим структурные и метаболические изменения на тканевом уровне на примере мышечной клетки, несущей наибольшую функциональную нагрузку при физической работе в аэробной тренировке. Под влиянием упражнений на выносливость размеры клеток могут изменяться незначительно, и то за счет увеличения объема саркоплазмы. Происходит некоторое увеличение поперечника красных медленно сокращающихся волокон. Возрастание количества и размеров митохондрий – главных «энергетических станций» организма, повышение активности ферментов, катализирующих окислительные процессы, являются специфическим результатом аэробной тренировки. В основном это отмечается в красных мышечных волокнах. При положительных изменениях на уровне митохондрий повышаются возможности использовать кислород в окислительных процессах и в больших количествах окислять жиры. Происходит увеличение содержание миоглобина, способного связывать кислород. При регулярных аэробных тренировках увеличивается количество капилляров вокруг мышечных волокон, за счет чего происходит увеличение МПК. Установлено, что у людей, тренированных на выносливость, число капилляров может быть на 60 % выше, чем у нетренированных.

Способность выполнять аэробную работу и достигать ее предельной мощности, определяется возможностями потребления кислорода, т. е. МПК. Из трех звеньев (прием кислорода легкими, транспортировка его кровью ко всем органам и тканям и использование в окислительных процессах) самым лимитирующим уровнем МПК является звено транспорта. Установлено, что прием кислорода легкими в незначительной мере зависит от функции дыхания, а регулируется в основном количеством гемоглобина, кровоснабжением легких, зависящим от плотности капиллярной сети вокруг легочных альвеол и интенсивностью кровообращения. Интенсивность же кровообращения зависит от мощности сердца. Аэробная тренировка улучшает деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем, и благоприятно влияет на их функции.

Возможности использовать кислород работающими клетками значительно больше, чем возможности сердца, снабжающего мышцы кислородом. Кровообращение и использование кислорода зависит от мощности сердца. МПК находится в прямой зависимости от предельных величин минутного объема сердца (количества крови, которое сердце способно выбросить в аорту за одну минуту) и мощности сердечной мышцы. Условия, стимулирующие развитие сердечно-сосудистой системы, создаются при работе повышенной интенсивности в течение длительного времени.

Мощность сокращения сердечной мышцы и объем полостей сердца определяют в итоге максимальный ударный объем. Чем выше показатели максимальной величиной ударного и минутного объема сердца, тем больше кислорода можно поглотить из вдыхаемого воздуха.

МПК зависит от веса и роста, степени тренированности, индивидуальных особенностей организма. Установлено, что у большинства людей тренировка на развитие выносливости приводит к увеличению показателя МПК на 20 %.

При выполнении упражнений на выносливость постоянной мощности за периодом врабатывания следует устойчивое состояние Затраты энергии полностью покрываются за счет окислительных процессов, то есть аэробного пути энергоснабжения. Аэробная работоспособность зависит от максимального уровня устойчивого состояния, который, в свою очередь, в значительной мере зависит от порога анаэробного обмена (ПАНО), т. е. показателя мощности работы, выше которого выполнение ее возможно лишь при значительном включении анаэробных процессов. ПАНО у нетренированных лиц соответствует уровню потреблению кислорода 55–65 % от МПК. У тренированных людей ПАНО может достигать 85 % от МПК. Под влиянием аэробной тренировки увеличиваются обои показатели – МПК и ПАНО. Но в этом процессе важное значение имеют тренировочные режимы. Непрерывный бег при ЧСС 140–150 уд/мин увеличивает МПК и ПАНО людей обоих полов. Но еще в большей степени эти показатели увеличиваются при ЧСС 165–175 уд/мин. При других режимах работы эти показатели изменяются незначительно. Но, если интервальной тренировке предшествует шестинедельная подготовка в режиме непрерывного бега, то наблюдается увеличение МПК как у мужчин, так и у женщин.

В результате регулярных аэробных упражнений совершенствуется функция дыхания: увеличивается сила и мощность дыхательных мышц, жизненная емкость легких (ЖЕЛ), максимальная вентиляция легких, создаются благоприятные условия для выполнения мышечной работы. Если физически неподготовленным людям свойственно поверхностное дыхание, выражающее в значительном его учащении (до 70–90 дыханий в минуту), то у тренированных на выносливость отмечается умеренная частота дыхания (до 30–35 дыханий в минуту) и большая его глубина. Во время аэробной нагрузки у тренированных людей вдыхаемый воздух используется до 40–60 % от ЖЕЛ, тогда как у нетренированных – 10 % от ЖЕЛ. Создаются наилучшие условия для обновления воздуха в легочных альвеолах, а также перехода кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и углекислого газа из крови в альвеолярный воздух. Хорошо тренированные люди, благодаря развитию дыхательной мускулатуры, приобретают способность использовать воздух даже при частоте 70–80 дыханий в минуту до одной трети от ЖЕЛ.

Регулярная тренировка в аэробном режиме обусловливает ряд существенных изменений в крови. Тренировка на развитие выносливости приводит к существенному увеличению объема крови, повышению общего количества эритроцитов и концентрации гемоглобина, благодаря чему кровь может принять больше кислорода из альвеолярного воздуха. Вместе с ростом уровня общего содержания гемоглобина в крови повышается и величина МПК. А это свидетельствует об увеличении возможностей транспорта кислорода кровью. Но значительного повышения концентрации эритроцитов и гемоглобина под влиянием тренировки не наблюдается.

Чем интенсивнее аэробная тренировка, тем больше используется углеводов, а чем дольше продолжительность, тем больше используется жиры в энергообеспечении работы. Аэробная тренировка увеличивает способность организма мобилизовать жиры в качестве источника энергии, следовательно, запасы жиров уменьшаются. При регулярных занятиях упражнениями на выносливость усиливается образование митохондрий, что очень важно для обеспечения повышения физической работоспособности и сопротивляемости организма вредным факторам. Специфическим результатом аэробных нагрузок является возрастание окислительных процессов. Совершенствование окислительных процессов, основывающееся на развитии системы митохондрий, имеет огромное значение.

Эндокринные железы в механизме общей адаптации, в частности, в мобилизации энергетических и пластических ресурсов организма, имеют важное значение. Гормонам принадлежит также большая роль в развитии адаптации к мышечной деятельности. Воздействие тренировки на эндокринные железы выражается в следующем [7]:

  • увеличинии веса желез, активно функционирующих во время физической нагрузки;

  • снижении реакции желез при выполнении умеренной мышечной работы;

  • достижении возможности значительной мобилизации функций желез при предельной нагрузке;

  • поддержании высокой функциональной активности желез в течение длительного времени;

  • изменении чувствительности тканей к гормонам, что способствует улучшению регуляции функций организма и обменных процессов.

Аэробные упражнения тонизируют деятельность ЦНС за счет нервных импульсов, которые возникают под влиянием мышечных сокращений. Часть импульсов достигает особого отдела ствола головного мозга и активирует деятельность ЦНС, в результате чего повышается возбудимость ее центров: дыхания, кровообращения и др. Кроме того, улучшаются окислительно-восстановительные процессы, снабжение кровью головного мозга, снимается утомление, развившееся в результате напряженной умственной деятельности, быстрее восстанавливается затраченная при работе энергия. И.П. Павлов указывал, что при любых физических упражнениях все звенья нервной системы принимают участие в реакции ответа организма на них. Таким образом, аэробные упражнения положительно влияют на психофизическое состояние и могут служить средством восстановления нервной системы. В результате аэробной тренировки изменяется взаимодействие вегетативной нервной системы, что выражается в уменьшении ЧСС в покое, частоты дыхания, в некотором снижение артериального давления и пр.

Чем выше аэробная работоспособность, тем больше концентрация липопротеинов высокой и меньше – липопротеинов низкой плотности. А это свидетельствует о пониженном содержании холестерина. Для коррекции липопротеинового состава крови требуются относительно малоинтенсивные, но продолжительные тренировочные нагрузки при ЧСС 140–150 уд/мин 3 раза в неделю. Объем должен быть не менее 35 минут в ритмической гимнастике в аэробном характере и не менее 6 км в беге.

Какие изменения происходят в организме под влиянием силовой тренировки?

При систематических занятиях атлетической гимнастикой (бодибилдингом) наблюдается выраженное увеличение поперечника мышечных волокон, наступающее за счет прироста массы миофибрилл, что, в свою очередь, основывается на повышении содержания в них белков миозина и актина, осуществляющих сокращение мышцы. При силовой тренировке происходит значительное увеличение белых, быстро сокращающихся волокон. Если аэробные упражнения в определенном режиме способствуют развитию сердечной мышцы, то силовые или скоростные упражнения из-за кратковременности не влияют на ее развитие. Влияние силовых, также как и гимнастических упражнений, на состояние ЦНС сильнее, чем аэробных, так как воздействие со стороны рецепторов двигательного аппарата зависит от силы сокращения мышц. Как было отмечено выше, у занимающихся аэробными упражнениями число липопротеинов высокой плотности выше, чем у не занимающихся и ниже липопротеинов низкой плотности. У бодибилдеров содержание различных липопротеинов в крови не отличаются от показателей не тренированных людей. Увеличивается кровоток в работающих мышечных группах в результате многократного повторения упражнений, улучшается питание (трофика) мышечной ткани. В то же время эти изменения не способствуют повышению резервных возможностей системы кровообращения, и аэробной производительности организма. В результате увеличения мышечной массы уменьшается МПК на 1 кг происходит рост жирового компонента, увеличивается содержание холестерина в крови и повышается артериальное давление. Эти факторы создают благоприятные условия для формирования основных факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний. Помимо этого выполнение упражнений сопровождается задержкой дыхания при натуживании, в результате чего резко повышается внутригрудное давление, уменьшается приток крови к сердцу, его размеры и ударный объем; происходит развитие кратковременной ишемии миокарда [16]. Поэтому атлетические упражнения рекомендуются выполнять в сочетании с упражнениями, способствующими повышению аэробных возможностей и общей выносливости. Негативные явления, возникающие при занятиях атлетической гимнастикой, могут быть в значительной степени нейтрализованы при изменении методики тренировки, предложенной специалистами из Болгарии, где атлетическая гимнастика широко применяется в оздоровительных целях. Принцип работы следующий: работа с отягощениями не более 50 % от максимального веса и подъем снаряда в фазе вдоха, что автоматически исключает задержку дыхания и натуживание. Можно провести параллель в подъеме снаряда: толчок или рывок гирь (гиревой спорт), где упражнения выполняются многократно в таком же режиме, которые предложили болгары. То есть в гиревом спорте, где развивается силовая выносливость, которая способствует развитию аэробных возможностей, подъем снаряда осуществляется в фазе вдоха. Положительный эффект тренировки в атлетической гимнастике следующий:

  • собственный запас кислорода в мышце повышается благодаря возросшему количеству миоглобина, который придает мышце более темный цвет;

  • число капилляров увеличивается, за счет чего отдельные мышечные клетки лучше снабжаются кровью, особенно при динамической работе на выносливость;

  • координация мышц улучшается: в мышечное напряжение может одновременно втягиваться все больше и больше мышечных волокон.

Контрольные вопросы

  1. Какое органическое соединение является основным «топливом» для человеческого организма?

  2. Без чего не могут «сгорать» питательные вещества?

  3. Как расходуется энергия при мышечной работе?

  4. Что является главным энергетическим веществом мышц?

  5. В результате чего образуется кислородный долг?

  6. За счет чего происходит ресинтез АТФ при аэробной и анаэробной работе?

  7. Что является главным показателем анаэробного процесса и от чего он зависит?

  8. Объясните разницу между гликолизом и дыхательным фосфолированием.

  9. Что является главным показателем аэробной мощности?

  10. При какой максимальной ЧСС в минуту можно выполнять длительную работу максимальной мощности?

  11. Как можно определить степень тренировочной нагрузки у бегунов? Приведите пример.

  12. От чего зависит выносливость человека?

  13. Какие структурные и метаболические изменения происходят в организме человека при аэробной тренировке?

  14. Какие должны быть условия для стимуляции развития сердечно-сосудистой системы?

  15. Какие изменения происходят в крови при аэробной тренировке?

  16. При какой тренировочной нагрузке используются жиры в энергообеспечении работы?

  17. Как влияет аэробная тренировка на вегетативную нервную систему?

  18. Что вы знаете о физиологических изменениях в организме при силовой тренировке?

  19. Расскажите о негативных явлениях при занятиях атлетической гимнастикой.

studfiles.net

Мышечная система

Гладкие мышцы располагаются в стенках кровеносных сосудов и некоторых внутренних органах. Они обеспечивают сужение и расширение сосудов, осуществляют движение пищи по желудочно-кишечному тракту, а также сокращают стенки мочевого пузыря.

Поперечно-полосатые мышцы- это все скелетные мышцы, обеспечивают разнообразные движения тела и его отдельных частей. К поперечно-полосатым мышцам также относят и сердечную мышцу.

Основа мышц – белки. Они составляют 80-85% мышечной ткани.

Главное свойство - сократимость, которая обеспечивается за счет мышечных белков – (актин и миозин).

К мышце подходят и отходят от неё нервные волокна. Через симпатические нервные волокна происходит регуляция обменных процессов в мышцах, приспосабливая их деятельность к изменившимся условиям работы, корректируя в зависимости от мышечной нагрузки. Каждая мышца пронизана разветвленной сетью капилляров, обеспечивающих поступление необходимых для жизнедеятельности мышц веществ и вывод конечных продуктов обмена.

Энергообеспечение мышечного сокращения

ЭТО – энергетический процесс, при котором энергия органических веществ переходит в энергию мышечного сокращения.

Источники энергии мышечного сокращения:

3 Режима работы мышц:

  • Статическая работа – напряжение происходит без изменений длины мышцы;

  • Динамическая работа – сокращение происходит с уменьшением её длины;

  • Ауксотоническая работа – мышцы работают в смешанном режиме, одновременно напрягаясь и сокращаясь по длине.

При работе мышцы развивают определенную силу, которую можно количественно измерить. Сила зависит от числа мышечных волокон и их поперечного сечения, а также от эластичности и исходной длины отдельной мышцы. Регулярная физическая тренировка увеличивает силу мышц, в том числе за счет увеличения их эластичности.

Если деятельность волокон всех мышц направить в одну сторону, то при одновременном сокращении они могли бы развить силу в 25-30 тонн.

Всего у человека насчитывают более 600 различных мышц.

Они составляют 35-40% веса тела

(у спортсменов- 50% и более) у мужчин, у женщин – несколько меньше.

Самый интенсивный этап развития мышц приходится на период полового созревания (с 14 до 17 лет).

К 18 годам мышечная масса стабилизируется и становится такой же, как у взрослого человека.

Физическая форма

Хорошая физическая форма - способность активно выполнять повседневные задачи, сохраняя при этом достаточно энергии для активного отдыха и успешного решения возникающих жизненных трудностей.

Спортивная подготовка

Спортивная подготовка (тренировка) - целенаправленное использование знаний, средств, методов и условий, которое позволяет воздействовать на развитие спортсмена и способствует обеспечению необходимой степени готовности к спортивным достижениям.

Современный спорт развивается в 2 направлениях.

массовый спорт спорт высших достижений.

укрепление здоровья,

улучшение физического состояния, активный отдых.

достижение максимально возможных результатов в соревновательной деятельности.

Общими для обеих разновидностей спорта являются методы, принципы и структура подготовки спортсменов.

Структура подготовленности спортсмена включает в себя:

Техническая подготовленность - степень освоения спортсменами техники системы движений конкретного вида спорта.

Физическая подготовленность -отражает необходимый уровень развития тех физических качеств, от которых зависят хороши спортивные показатели.

Тактическая подготовленность - это полнота знаний о средствах спортивной тактики (технические приемы), ее видах (наступательный, оборонительный, контратакующий) и форма, (индивидуальная, групповая, командная).

Психическая подготовленность

Волевая подготовка-

Специальная психическая подготовленность

  • устойчивость в стрессовых ситуациях;

  • визуальное восприятие двигательных действий и, окружающей среды;

  • психическая регуляция движений, обеспечение эффективной мышечной координации;

  • способность к восприятию, организации и переработке информации в условиях дефицита времени;

Люди, занимающиеся ФК. имеют ряд преимуществ перед людьми.

ведущими пассивный образ жизни, поскольку они:

лучше выгладят;

легче отказываются от вредных привычек;

имеют меньше проблем со сном;

менее подвержены стрессам;

эмоционально благополучнее;

имеют более крепкое здоровье.

studfiles.net

2.2 РЕЖИМЫ РАБОТЫ МЫШЦ.. Теория и методика подтягиваний (части 1-3)

2.2 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.

Взаимосвязь между формами и типами сокращения мышц и режимами их работы.

ТИПЫ СОКРАЩЕНИЯ МЫШЦ АУКСОТОНИЧЕСКИЙ ТИПЫ СОКРАЩЕНИЯ МЫШЦ

В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ АНИЗОТОНИЧЕСКИЙ ПРИ ПОДТЯГИВАНИИ

ТИПЫ СОКРАЩЕНИЯ

КОНЦЕНТРИЧЕСКИЙ ЭКСЦЕНТРИЧЕСКИЙ

МИОМЕТРИЧЕСКИЙ ПЛИОМЕТРИЧЕСКИЙ ИЗОКИНЕТИЧЕСКИЙ ИЗОМЕТРИЧЕСКИЙ

ИЗОТОНИЧЕСКИЙ

ФОРМЫ

ДИНАМИЧЕСКАЯ СОКРАЩЕНИЯ СТАТИЧЕСКАЯ

РЕЖИМЫ РАБОТЫ МЫШЦ

УСТУПАЮЩИЙ ПРЕОДОЛЕВАЮЩИЙ УДЕРЖИВАЮЩИЙ

КОМБИНАЦИИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ МЫШЦ ПРИ ПОДТЯГИВАНИИ НА ПЕРЕКЛАДИНЕ

УДЕРЖИВАЮЩИЙ УСТУПАЮЩИЙ+ ПРЕОДОЛЕВАЮЩИЙ+ УСТУПАЮЩИЙ +

УДЕРЖИВАЮЩИЙ УДЕРЖИВАЮЩИЙ ПРЕОДОЛЕВАЮЩИЙ

Отметим одну деталь. Может показаться странным, что при подтягивании на перекладине одновременно могут производиться преодолевающая и уступающая работа. Но тем не менее такое возможно и даже встречается довольно часто, хотя, конечно, одновременно в указанных режимах работают различные группы мышц. Почти каждый многоборец на соревнованиях по подтягиванию оказывался в ситуации - особенно в конечной стадии выполнения упражнения - когда он на пределе своих физических возможностей и с едва заметной скоростью пытался "дотянуть" очередное подтягивание (в преодолевающем режиме), но хват предательски ослабевал и спортсмен с такой же скоростью (но уже в уступающем режиме) опускался на кончики пальцев. Неприятная, надо сказать, ситуация. Ни туда и ни сюда. Вниз - еще нет желания, вверх - уже нет возможности. Редко кому из такого положения удавалось дотянуться подбородком до заветного уровня. А все потому, что на тренировках недостаточно внимания уделялось развитию статической выносливости мышц - сгибателей пальцев. Но об этом чуть позже.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

sport.wikireading.ru

Глава 1

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Число движений, которые совершаются во всех видах спорта, на­столько велико, что описать все движения и дать им физиоло­гическую характеристику не представляется возможным. Однако су­ществуют основные критерии, по которым можно классифицировать упражнения.

Энергетические критерии - по преобладающим источникам энер­гии (аэробные и анаэробные) и по уровню энерготрат (единичным - ккал в I с и суммарные, на всю выполненную работу).

Биомеханические - по структуре движений упражнения цикличе­ские, ациклические и смешанные.

Критерии предельного времени работы - по зонам относительной мощности.

Критерии ведущего физического качества - упражнения силовые, скоростные, скоростно-силовые, упражнения на выносливость, координационные или сложно-технические (А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2001).

Общепринятой в настоящее время считается классификация фи­зических упражнений, предложенная B.C. Фарфелем (1970), по ко­торой принято группировать виды спорта по особенностям выпол­няемых движений.

Таким образом, физиологическая характеристика движения в спорте построена на основе классификации, в которой учитыва­ются:

1) особенность режима работы мышц;

2) структурность движения;

3) мощность выполняемой работы;

4) двигательные качества, развиваемые под влиянием работы.

По режиму работы мышц все движения в спорте подразделяются на динамические и статические. Деление работы на динамическую и статическую условно. Целостному организму не свойственна чи­сто динамическая или статическая работа мышц. В действительно­сти при любой двигательной деятельности одни мышцы выполня­ют динамическую работу, другие - статическую.

Динамические движения перемещают тело в пространстве или части тела относительно друг друга. Мышцы при этом находятся преимущественно в изотоническом режиме (укорачиваются без про­явления напряжения). Физиологическая характеристика динамиче­ских движений будет дана несколько ниже.

Статическая работа обеспечивает создание определенной позы тела, т.е. мышцы удерживают части тела в определенном положе­нии относительно друг друга. В этом случае мышцы пребывают в изотермическом режиме, т.е. преимущественно напрягаются не укорачиваясь.

Статические упражнения характеризуются феноменом Лингарда. Он заключается в том, что усиление дыхания и кровообраще­ния при статических усилиях происходит не столько во время вы­полнения работы, сколько после нее. Причину возникновения «феномена статического усилия» объясняют большим напряжени­ем мышц, в результате которого наступает сжатие кровеносных сосудов, уменьшение кровоснабжения и поступления кислорода к мышцам. После выполненной работы восстанавливается крово­снабжение мышц, продукты анаэробного распада (молочная кис­лота и др.) всасываются в кровь и стимулируют нервные центры дыхательной и сердечно-сосудистой систем, вызывая усиление их функционирования. Статическое усилие зачастую сопровождает­ся явлением натуживания, т.е. остановкой дыхания, повышением внутригрудного давления, уменьшением притока крови к сердцу. Повышение в крови концентрации СО2 увеличивает функциональ­ную деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем в вос­становительном периоде.

Возникновение феномена статического усилия связано с явлени­ями взаимной индукции возбуждения и торможения в нервных цен­трах. Длительное возбуждение двигательной зоны коры больших полушарий в результате отрицательной индукции угнетает централь­ные механизмы, регулирующие дыхание и кровообращение. Прекра­щение статического напряжения (по типу последовательной индук­ции) сопровождается возбуждением ранее заторможенных центров дыхания и кровообращения.

Динамическая и статическая работы обычно сосуществуют и до­полняют друг друга. Статически работающие мышцы обеспечи­вают исходное положение тела, на базе которого выполняется ди­намическая работа. Переход от одного положения к другому также происходит посредством движений. В естественных условиях, таким образом, мышечная деятельность протекает в ауксотоническом ре­жиме, т.е. развиваются обе формы механической реакции мышц напряжение и укорочение.

По структурности движения физические упражнения подразде­ляются на четыре вида: циклические, ациклические, смешанные и не­стандартные, или ситуационные, движения.

1. Циклические движения (ходьба, бег, бег на коньках и ходьба на лыжах, гребля, езда на велосипеде) имеют общие черты:

а) многократность повторения одного и того же цикла, состоящего из нескольких фаз;

б) все фазы движения одного цикла последовательно повторяются в другом цикле;

в) последняя фаза одного цикла является началом первой фазы движения следующего цикла;

г) в основе циклических движений лежит безусловный ритмический двигательный рефлекс, проявляющийся автоматически.

2. Ациклические движения характеризуются законченным однократным циклом, состоящим из одной или нескольких фаз движений. Ациклические движения отличаются максимальной силой и скоростью сокращения мышц (прыжки, метание, поднимание тяжестей) или тонкой их дозировкой в прицельных действиях (стрельба, броски на меткость). Эта особенность ациклической работы определяет ее специфические требования к функциям организма.

3. Смешанные движения состоят из циклических и ациклических движений (упражнений), таких как прыжок с разбега. В этом случае для осуществления ациклического упражнения - прыжка - необходимо, затормозив, подавить ритмический двигательный рефлекс.

4. Нестандартные, или ситуационные, движения – спортивные игры (баскебол, волейбол, теннис, футбол, хоккей и др.) и единоборства (бокс, борьба, фехтование). К этой же группе относят кроссы из-за большой сложности профиля современных трасс. Для этих движений характерны: переменная мощность работы (от максимальной до умеренной или полной остановки спортсмена), сопряженная с постоянными изменениями структуры двигательных действий и направления движений; изменчивость ситуации, сочетаемая с дефицитом времени.

По мощности выполняемой работы динамические циклические упражнения делятся на четыре зоны: максимальной, субмаксималь­ной, большой и умеренной мощности. Мощность - количество ра­боты, выполняемой в единицу времени. Она зависит от скорости передвижения и продолжительности работы. Чем больше скорость передвижения, тем меньше ее продолжительность и короче дистан­ция. Наоборот, длительные дистанции проходят с меньшей скоро­стью, но за более продолжительное время.

Работа различной мощности предъявляет неодинаковые требо­вания к организму, в связи с чем, и реакция его различна.

I. Зону работы максимальной мощности характеризует макси­мальная скорость передвижения с затратой наименьшего времени.

Примерами служат: спринтерский бег в течение первых 20 с, плавание длительностью до 25 с, велогонка на 200 м в течение 12 с, работа на велоэргометре длительностью до 10-15 с.

Отличительные черты работы максимальной мощности:

1) высокие энергетические затраты организма;

2) анаэробные условия работы;

3) предельный ритм функционирования ц.н.с;

4) быстрая утомляемость.

Кислородный запрос при работе максимальной мощности до­стигает от 7 до 14 л, что при пересчете на 1 мин составляет 40 л. Потребление же кислорода в течение работы в пересчете на 1 мин достигает лишь 1-2 л. Таким образом, запрос кислорода удовлет­воряется лишь по окончании работы. Во время же самой работы, которая происходит в анаэробных условиях, ввиду незначительно­го усиления процессов дыхания и кровообращения возникает зна­чительный кислородный долг. Абсолютная величина кислородно­го долга равна 7-8 л, что составляет 20-28% от кислородного запроса.

Как известно, основой энергетики мышечного сокращения слу­жит распад аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Ресинтез АТФ происходит в значительной мере за счет энергии, освобождаемой в процессе расщепления креатинфосфата (КРФ). Ввиду незначитель­ных запасов КРФ этот механизм непродолжителен (7-8 с), но осу­ществляется наиболее быстро. Использование кислорода мышцами для окислительного ресинтеза продуктов распада АТФ и КРФ по­лучило название алактатного кислородного долга.

Ресинтез АТФ при работе максимальной мощности в конце ди­станции может протекать частично и за счет медленного анаэроб­ного расщепления гликогена (гликогенелиз), что сопровождается небольшим накоплением молочной кислоты в мышцах.

Таким образом, спортивная работа максимальной мощности определяется в основном количественным уровнем КРФ и функци­ональной устойчивостью нервных центров к предельному ритму возбуждения.

II. Работа субмаксимальной мощности характеризуется близким к предельному уровнем интенсивности, который может поддер­живаться спортсменом от 20 с до 3-5 мин. С такой интенсивностью про­бегаются дистанции 400, 800, 1500 м в легкой атлетике, 500-3000 м в конькобежном спорте, проплываются дистанции 100-400 м. Эта работа характеризуется:

– высокой анаэробной производительностью;

– развертыванием функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем;

–сдвигом кислородного равновесия крови.

При работе субмаксимальной мощности кислородный запрос за 1 мин меньше (10-25 л), чем при работе максимальной мощности. Потребление кислорода увеличивается до 3-4 л/мин, так как большая продолжительность работы способствует усилению дыха­ния и кровообращения. Однако это намного ниже кислородного за­проса, вследствие чего образуется большой кислородный долг (до 20 л).

Основным механизмом ресинтеза АТФ при данной работе явля­ется анаэробное расщепление гликогена. Это приводит к образова­нию большого количества молочной кислоты в мышцах и крови (свыше 200 мг/%) и вызывает подкисление крови, рН которой сни­жается до 7,0.

Окислительный ресинтез продуктов распада гликогена после работы осуществляется за счет алактатного кислородного долга.

Спортивная работоспособность в упражнениях субмаксимальной мощности определяется высокой анаэробной производительностью организма в условиях сдвига кислотно-щелочного равновесия. Ве­дущими физиологическими системами обеспечения работы в зоне субмаксимальной мощности являются кислородтранспортные сис­темы - кровь, кровообращение и дыхание, а также центральная нервная система, роль которой еще очень велика, так как она долж­на управлять движениями, осуществляемыми с очень высокой ско­ростью, в условиях недостаточного кислородного снабжения самих нервных центров.

III. Работа большой мощности длится 30-50 мин (бег до 10 000 м). Она характеризуется:

– анаэробной и аэробной производительностью;

–предельным ПО2 и большим кислородным долгом;

– значительными сдвигами в химизме крови и мочи.

Работа большой мощности совершается при максимально возмож­ном потреблении кислорода (4-5 л/мин). Однако высокое потребле­ние кислорода лежит ниже кислородного запроса (6-10 л/мин). По этой причине происходит образование большого количества кисло­родного долга. Продолжительность работы большой мощности обеспечивает усиление функциональной деятельности систем дыха­ния и кровообращения. Ведущее значение в зоне большой мощнос­ти имеют функции кардиореспираторной системы, а также системы терморегуляции и желез внутренней секреции.

IV. Работа умеренной мощности продолжается до 1-2 ч и более (сверхдлинные заплывы, ходьба на лыжах, превышающая 10 000 м, марафонский бег и т.д.). Она характеризуется:

– равновесием анаэробных и аэробных процессов;

– высокой функциональной устойчивостью ц.н.с;

–снижением содержания гликогена в мышцах и сахара крови.

Ведущее значение в зоне умеренной мощности имеют большие запасы углеводов, предотвращающие гипогликемию, и функцио­нальная устойчивость центральной нервной системы к монотонии, противостоящая развитию запредельного торможения. При работе умеренной мощности окислительное фосфорилирование успевает обеспечить ресинтез АТФ. Спортивная работоспособность при этой работе определяется: величиной общего энергетического потенциа­ла организма, экономным использованием энергетических источни­ков, функциональной устойчивостью организма в течение длитель­ного периода времени.

По двигательным качествам, развиваемым под влиянием рабо­ты, выделяют работу на мышечную силу, быстроту, выносливость, ловкость и гибкость.

Мышечная сила - способность преодолевать внешнее сопротив­ление за счет мышечных сокращений. При оценке различают абсо­лютную и относительную мышечную силу. Мышечную силу изме­ряют в изометрических условиях. Она зависит от физического поперечника мышц. Сила проявляется в изотонических и ауксотонических условиях, где при малом внешнем сопротивлении она мало зависит от поперечного сечения и во многом определяется скорос­тью мышечного сокращения.

Быстрота - способность совершать движения в минимальный для данных условий отрезок времени. Быстроту измеряют по трем показателям: по латентному времени двигательной реакции, по быстроте отдельного движения, по максимальной быстроте движе­ний.

Выносливость - способность организма противостоять утомле­нию. Измеряется предельным временем выполнения работы данной мощности и определенного характера. Различают две формы про­явления выносливости - общую и специальную.

Общая выносливость характеризует способность длительно вы­полнять любую циклическую работу умеренной мощности с учас­тием больших мышечных групп, а специальная выносливость про­является в различных конкретных видах двигательной деятельности. Физиологической основой общей выносливости является высокий уровень аэробных возможностей человека - способность выполнять работу за счет энергии окислительных реакций. Специальная вынос­ливость определяется теми требованиями, которые предъявляются конкретными физическими нагрузками организму спортсмена.

Ловкость оценивают по пространственным и временным пока­зателям движений. Ловкость может проявляться в трех различных формах (B.C. Фарфель, 1960). Наиболее простая форма ловкости - в пространственной точности движения без учета продолжительности его выполнения. Одна из форм ловкости определяется простран­ственной точностью выполнения, но ограниченной продолжитель­ностью во времени.

Указанные формы ловкости относятся к стандартным движени­ям. При нестандартных движениях ловкость определяется способ­ностью правильно и быстро решать возникающие двигательные задачи.

Гибкость - способность совершать движения в суставах с боль­шой амплитудой, т.е. суставная подвижность. Различают активную гибкость при произвольных движениях в суставах и пассивную гибкость при растяжении мышц внешней силой. Пассивная гибкость обычно превышает активную.

studfiles.net

Динамика роста скелетных мышц

Мышцы в онтогенезе растут иначе, чем другие ткани: если у большинства этих тканей по мере развития снижаются темпы роста, то у мышц максимальная скорость роста приходится на заключительный пубертатный скачок роста. В то время как, например, относительная масса мозга у человека от рождения до взрослого состояния снижается с 10 до 2 %, относительная масса мышц возрастает с 22 до 40 %.

На рис. 37 показаны константы скорости роста мышц верхних и нижних конечностей у мальчиков 7—17 лет. В возрасте 7—8 лет мышцы верхних и нижних конечностей растут относительно медленно. В возрастном интервале 8—9 лет скорости роста увеличиваются. Это относится в особенности к мускулатуре рук. Затем в возрасте 10—11 лет интенсивность ростовых процессов резко понижается. На 12-летний возраст приходится увеличение скорости роста мышц рук (пубертатный рост начинается с верхних конечностей). В 12—13 лет интенсивно растет мускулатура ног.

Рис. 37. Скорость роста массы тела и мышц конечностей у мальчиков

школьного возраста

В 13—14 лет опять отмечается торможение роста мышц ног, явно связанное с первой фазой пубертатных дифференцировок мышечных волокон. Вторая фаза этого процесса приходится на 16 лет, когда вновь тормозится скорость роста. На рис. 37 приведена и динамика константы скорости роста массы тела обследованных. Видно, что она в значительной степени отражает изменения мышечной массы.

Работа мышц

Любое движение, которое совершает человек, происходит за счет сокращения его мышц. Сокращаясь, мышцы приводят в действие систему рычагов, из которых состоит скелет, за счет их перемещения и происходит движение рук, ног, туловища, головы, каждого пальца и т.д. Из школьного курса физики известно: для того чтобы какое-либо тело начало двигаться, необходимо к нему приложить силу, а результат перемещения представляет собой работу. Например, если гиря массой 1 кг поднята на высоту 1 м, то совершена работа 1 кГм (килограммометр). Сокращение мышц позволяет перемещать в пространстве части тела и грузы, т. е. выполнять мышечную работу.

Виды мышечной работы. Между физической работой и мышечной работой есть одно важное различие. Если груз находится на какой-то поверхности и давит на нее, но не перемещается, то с точки зрения физики никакой работы при этом не совершается. Если же этот груз лежит, например, на ладони, и также никуда не перемещается, мышечная работа все равно совершается, только эта работа связана не с перемещением, а с удержанием груза. Принято разделять мышечную работу на динамическую (перемещение в пространстве) и статическую (удержание в пространстве). Если человек просто стоит, то и тогда мышцы ног и туловища выполняют статическую работу. Всякая двигательная активность осуществляется за счет чередования динамической и статической работы мышц.

Для того чтобы совершилась динамическая работа, необходимо, чтобы сократившаяся мышца укоротилась. Тогда она сдвинет, приблизит друг к другу те элементы скелета, к которым прикреплена с помощью сухожилий своими концами. Например, если человек сгибает руку в локте, то при этом сокращается и укорачивается двуглавная мышца плеча, подтягивая дальний конец предплечья, к которому прикреплено сухожилие, ближе к плечу. Внутримышечное давление при этом почти не меняется, а мышца сильно изменяется в форме и размере. Такой режим сокращения мышцы называется изотоническим (от лат. «изо» — постоянный, одинаковый; тонус — давление).

Совсем иначе работает мышца при статической нагрузке. Если удерживать на ладони вытянутой руки груз, то будет сокращаться та же двуглавая мышца плеча, но при этом ее длина не изменится (иначе бы предплечье, кисть и груз начали перемещаться), а внутримышечное давление сильно возрастет. Такой режим сокращения мышцы называется изометрическим («метрос» — размер, длина). В ряде случаев мышцы работают в смешанном режиме, одновременно укорачиваясь и развивая значительное внутримышечное давление. Такой смешанный режим работы мышцы называется плеометрическим (от «плео» — полный, многочисленный).

Для организма важен не только объем работы, но и интенсивность, с которой она производится. В тех случаях, когда работа может быть точно измерена, показателем интенсивности является мощность, т.е. количество работы, выполняемой в единицу времени.

Зоны мощности. Мощность (интенсивность) совершаемой человеком мышечной работы никогда не равна нулю, так как даже лежа, в полном покое, человек непрерывно совершает работу, связанную с поддержанием позы, у него сокращаются дыхательные мышцы, многие мелкие мышцы. Однако мощность мышечной работы не может увеличиваться беспредельно: у каждого человека есть определенный максимальный уровень интенсивности, превысить который человек не может (как невозможно, например, сдвинуть за счет мускульной силы стену кирпичного здания или многотонную глыбу). Диапазон между минимальным и максимальным уровнем интенсивности мышечной работы называется функциональным диапазоном скелетных мышц. Этот функциональный диапазон не является однородным и состоит из отдельных зон мощности. Чем выше мощность работы, тем меньше время, в течение которого эта мощность может поддерживаться. В зоне умеренной мощности работа может продолжаться от нескольких часов до получаса. В зоне большой мощности длительность работы не превышает 30 мин. В зоне субмаксимальной мощности длительность работы колеблется от 3 мин до 30 с. В зоне максимальной мощности время работы может быть 30 с или меньше.

Для каждой из зон мощности характерны свои, специфические особенности энергетического и вегетативного обеспечения мышечной работы. Так, в зоне умеренной мощности работа обеспечивается почти исключительно аэробными механизмами, в сокращениях принимают участие главным образом «медленные» двигательные единицы, входящие в их состав мышечные волокна получают энергию благодаря окислению углеводов и жиров в митохондриях, поэтому здесь крайне важна бесперебойная доставка достаточного количества кислорода. В зоне максимальной мощности работают в основном волокна типа IIА, которые обладают большой мощностью и большим запасом креатинфосфата. В зоне субмаксимальной мощности преимущественно активированы волокна типа IIВ, для которых главным источником энергии является анаэробный гликолиз. Они не зависят непосредственно от поставки кислорода, но в процессе работы вырабатывают большое количество молочной кислоты, которую необходимо удалить, чтобы не произошло закисление внутренней среды организма. Эта задача решается в организме за счет активации окислительных процессов в печени, не сокращающихся мышцах и некоторых других органах. Зона большой мощности характеризуется смешанным энергообеспечением, т.е. совместным функционированием аэробного и анаэробно-гликолитического источников энергии. Работа в этой зоне обеспечивается сокращением волокон обоих типов.

Структура зон мощности определяется объективными законами сокращения мышц, а также зависит от индивидуальных, половых, возрастных особенностей. Так, в период от 7 до 17 лет относительная ширина зон мощности и их соотношение между собой значительно меняется (рис. 38). С возрастом расширяется весь функциональный диапазон, особенно за счет увеличения зон большой, субмаксимальной и максимальной мощности. О физиологических причинах этих возрастных изменений будет сказано ниже.

Экономичность мышечной работы. Согласно закону сохранения энергии, для того чтобы выполнить любую работу, необходимо затратить пропорциональное количество энергии. При этом затраты энергии всегда значительно больше, чем объем выполненной работы. Отношение выполненной работы к затраченной энергии называется коэффициентом полезного действия и выражается в процентах.

взрослый

Рис. 38. Возрастные изменения функционального диапазона скелетных мышц и зон мощности

Коэффициент полезного действия (КПД) характеризует экономичность мышечной работы и очень существенно варьирует в зависимости от вида и условий деятельности (табл.12). Для сравнения здесь же приведены КПД некоторых технических устройств, созданных человеком за последние 200 лет.

Следует иметь ввиду, что КПД системы есть произведение частных КПД всех элементов системы. КПД организма при мышечной работе представляет собой произведение следующих частных КПД:

1) КПД мышечного сокращения — 80 %;

2) КПД ресинтеза макроэргов — 90 %;

3) КПД транспортных систем организма — 60 %;

4) КПД биомеханических структур организма — 80%.

Интенсивность нагрузки, при которой отмечается самый высокий КПД мышечной работы характеризует зону экономичных режимов мышечной деятельности. Эта зона расположена между зонами умеренной и большой мощности. Работа такой интенсивности наиболее благоприятна для поддержания функциональных возможностей человека, но ее тренировочный эффект невелик: она оптимальна для разминки и восстановительных упражнений после напряженной физической нагрузки.

Всякий нормальный человек в естественных условиях произвольной деятельности выбирает такую интенсивность движений, которая соответствует зоне экономичных режимов (принцип энергетического оптимума Ньюбар-Контини). Это правило справедливо для здоровых людей в возрасте от 6 до 70 лет. Однако с годами у человека меняется интенсивность, соответствующая зоне экономичных режимов. Поэтому при проведении физкультурных занятий в смешанных возрастных группах (например, в условиях туристических походов, массовых забегов и т.п.) не всегда удается выбрать такой темп движений, который был бы одинаково оптимален для маленьких и больших. Это необходимо учитывать.

Таблица 12

studfiles.net


Смотрите также