МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ. Сила сокращения мышц зависит от многих причин, в частности от анатомического (морфологического) строения мышц

Сила сокращения мышц зависит от многих причин, в частности от анатомического (морфологического) строения мышц. Так, мышцы, перистого строения, проигрывая в величине укорочения, выигрывают у веретенообразных мышц или у мышц с параллельными продольной оси волокнами в силе сокращения, потому что у них больше физиологический поперечник.

Степень напряжения мышцы зависит от частоты посылаемых ей нервных импульсов. Н. Е. Введенский (1885) убедительно показал, что максимальный эффект сокращения мышц достигается при оптимальной (а не максимальной) частоте и силе приходящих к ней импульсов. Исследуя изолированную мышцу, он пришел к выводу, что «для каждой стадии утомления мышцы есть свой собственный оптимум частоты раздражения (максимальная сила). Всякое раздражение более редкое или же более частое, не способно удерживать мышцу на максимуме укорочения; каждое из последних действует тогда в известной степени Pessimum как частоты раздражения».

У теплокровных животных напряжение мышц достигает максимума при частоте раздражения около 60 за 1 с, при этом напряжение мышцы в 4 раза больше, чем при одиночном раздражении. При прочих равных условиях напряжение мышц, или развиваемое усилие, есть функция двух переменных: ее физиологического' состояния и начальной длины.

Как известно из физиологии, при повышении (до определенного предела) нагрузки механическая работа, производимая мышцей, возрастает. При дальнейшем увеличении отягощения величина работы снижается и может достигнуть нуля.

Повышение возбудимости центральной нервной системы до определенного уровня благотворно сказывается на силе скелетных мышц. Состояние повышенного возбуждения неразрывно связано с эмоциональным возбуждением, вызывающим сложный комплекс вегетативных и соматических сдвигов. Эмоциональное возбуждение - ведет к большему освобождению адреналина, норадреналина, ацетилхолина и некоторых других физиологически активных веществ, которые стимулируют работоспособность мускулатуры. Влияние центральной нервной системы на функциональное состояние нервно-мышечного аппарата может осуществляться, при участии гуморальных механизмов.

При динамической работе максимальной интенсивности организм обеспечивается кислородом всего лишь, на 10%. Во время динамической и статической работы предельной интенсивности максимальный уровень работоспособности может быть достигнут при задержке дыхания и настуживании: это подтверждают как эксперименты, так и многолетний опыт тяжелоатлетов.

Гормональные воздействия на проявления силы мышц и работоспособность человека очень существенны. В свою очередь, мышечная работа изменяет «гормональное зеркало». Например, после средней и тяжелой тренировки содержание норадреналина в крови может увеличиться в два раза, значительно возрастает содержание гормона роста. Уровень кортизола повышается только после тяжелых тренировок, тогда как содержание инсулина уменьшается.

Гормоны коры надпочечников - кортикостероиды (или, как их еще называют, кортикоиды) - играют очень важную роль в регуляции различных функций. По своему химическому строению они относятся к стероидам. По физиологическому воздействию их делят на глюкокортикоиды, минералокортикоиды, андрогены, эстрогены, гестагены. В последние годы доказано, что на работоспособность человека, особенно существенно влияют глюкокортикоиды и андрогены.

Известно, что гормоны надпочечников ускоряют катаболизм - распад белков, Однако в печени синтез белков и нуклеиновых кислот усиливается. Глюкокортикоиды отзывают преимущественное воздействие на обмен углеводов; кроме того, они повышают возбудимость мозга. Минерзлокортикоиды тоже влияют на возбудимость мозга; малые дозы играют активизирующую роль, а большие, наоборот, угнетающую. Гидрокортизон вызывает уменьшение содержания внутриклеточной воды и натрия. Кортикостероиды влияют на передачу нервного импульса через синапс. Доказано, что эффект их действия, связан с увеличением проницаемости мышечной мембраны.

К андрогенам относится ряд гормонов, в том числе андростендион, 11-оксиандростендион и дегидроэпиандростерон. Большей активностью обладает андротендион, но и он в пять раз уступаетпо андрогенной активности тестостерону, который образуется половыми железами. Как известно, андрогены влияют на развитие половых органов и вторичные половые признаки, стимулируют анаболические процессы в скелетной мускулатуре, усиливают контрактивные (сократительные) свойства мышц, улучшают координацию движений. Они повышают также боевитость (т. е. агрессивность) спортсмена в борьбе за высокие спортивные достижения на состязаниях.

В последние годы в связи со значительным повышением тренировочных и соревновательных нагрузок спортсмены все чаще стали прибегать к помощи фармакологии для восстановления организма. Так, в ряде стран широко применяют андрогенные синтетические препараты, аналоги естественного мужского полового гормона тестостерона (такие, как нерабол, дианабол, ретаболил и др.) -- препараты, обладающие анаболическим свойством, т. е. способствующие росту мышечной массы, а также более быстрому восстановлению организма после нагрузок. В ряде случаев при их приеме наблюдается резкое повышение спортивных достижений у спортсменов, которые в течение длительного времени: не прогрессировали.

Несмотря на положительное влияние андрогенных препаратов на рост спортивных результатов, их прием не рекомендуется: они далеко не безразличны для организма и их применение запрещено правилами соревнований. Препараты, обладающие андрогенными свойствами, при употребления в значительных дозах оказывают заместительное действие, подавляя выработку собственных соответствующих гормонов; они могут способствовать росту опухолей. Имеются и другие отрицательные стороны их воздействия на организм человека, известны даже случаи отравления спортсменов. С морально-этической стороны применение гормональных препаратов или их синтетических аналогов не может быть оправданным.

Выраженное анаботическое свойство имеют и некоторые препараты, не обладающие андрогенным действием и потому не влияющие отрицательно на половую сферу: 4-метилурацил, оротат калия, ионозин, карнитин, кобабамид и др.

В связи с тем, что упражнения со значительным отягощением оказывают специфическое влияние на обмен веществ, эффект тренировки в развитии силы во многом зависит от характера питания. Значительные мышечные сокращения могут продолжаться лишь несколько секунд, что вызывает относительно небольшие энергетические затраты. За 1,5--3-часовую тренировку атлет тратит энергию, эквивалентную 800--2000 ккал (И. И. Саксонов), т. е. организму не угрожает энергетическое истощение, если суточный рацион питания составляет 3500--4000 ккал. Спортсмен заканчивает тренировку значительно раньше, чем может наступить состояние, близкое к истощению.

В начальный период силовой тренировки атлета азотистый баланс (при средних общепринятых нормах белка в питании) бывает отрицательным. Повышение работоспособности спортсмена, как правило, связывают с положительным азотистым балансом.

Достаточный излишек белка и соответствующее тренировочное возбуждение - необходимые условия для гипертрофии мышц. Чтобы увеличить их силу, требуется более 1 г белка на 1 кг веса. Разумеется, кроме оптимального количества белка, необходимо также вводить в рацион для гарантированного роста силы мышц (при соответствующей тренировке) определенное количество жиров, углеводов, витаминов, минеральных солей, т. е. питание должно быть правильно сбалансированным.

В литературе достаточно хорошо освещена роль витаминов в жизнедеятельности организма человека, их значение в повышении работоспособности, в частности спортивной.

Сила мышц снижается после продолжительной интенсивной мышечной работы (это подтверждается данными О. Н. Крюкова и Я. А. Эголинского, которые проводили специальное исследование на 210 спортсменах). Исследования после действия бега на 1,3 и 5 км показали, что у большинства испытуемых с увеличением дистанции в большей степени снижается сила мышц. Было выявлено также, что проявления силы зависят как от длительности, так и от интенсивности характера совершаемой работы, а также от уровня тренированности (М. С. Хлыстов).

Сила мышц зависит от времени суток и года. Особенно заметно ее изменение в течение суток: максимум приходится на первую половику дня (до обеда), немного меньшая величина - на после-обеденное время и резкое снижение наступает между 2 и 4 ч. ночи.

После сна или ночного дежурства сила снижается на 20--30% по сравнению с силой в дневное время. В первом случае она увеличивается постепенно, достигая максимума через 3--5 ч.

Максимальная величина сипы варьирует как в различные дни, так и через короткие промежутки времени, причем после тренировки амплитуда колебания силы меньше.

Опыт выступления сильнейших спортсменов на состязаниях без предварительной адаптации к новому часовому поясу свидетельствует о том, что смена суточного режима не является серьезным препятствием для высоких спортивных достижений, в том числе и рекордных результатов.

Влияние времени года на работоспособность и сипу мышц изучено недостаточно. Некоторые исследователи отмечают, что максимальная работоспособность наблюдается весной и в начале лета, а минимальная - в конце лета - начале осени. Другие исследователи считают, что, хотя тяжелая атлетика и не сезонный вид спорта, большинство высших достижений тяжелоатлетов приходится на осень.

Большой практический интерес представляет влияние гипоксии на силу мышц.

С. Гартман (1936) исследовал силу мыши, при «подъеме» на высоту в барокамере. До уровня 4200 м сила не изменялась, а на высоте 5022 м было отмечено ее снижение. В некоторых случаях на высоте 6000--7000 м наблюдается прирост силы и только после 7000 м наступает резкое ее снижение.

В связи с проведением XIX Олимпиады в Мехико, на высоте 2300 м, проводились многочисленные исследования работоспособности спортсменов в условиях среднегорья. Установлено, что в 1-ю неделю пребывания в горах у хорошо тренированных атлетов повышается работоспособность, увеличивается сила мышц, резко возрастают спортивные результаты. Однако в 3-ю неделю, работоспособность стабилизируется, а в 4-ю снижается.

Умеренная гипоксия в результате снижения парциального давления кислорода на 25% оказывает тренирующий эффект. Гипоксия вызывает активизацию различных сторон метаболизма. Повышается возбудимость центральной нервной системы. В течение первых 3--4 недель пребывания в горах эти изменения положительно сказываются на работоспособности, что широко используется для подготовки спортсменов, в том числе тяжелоатлетов. Однако следует иметь в виду, что после пребывания в среднегорье необходимо время для реакклимагизации в равнинных условиях. Оптимальное время реаккпиматизации после 3--4-недепьного пребывания на тренировках в горах - приблизительно 3 недели. Если эти сроки не выдержаны и атлеты выступают на состязаниях раньше (в любом случае по истечении двух недель), то, как правило, им не удается полностью реализовать свои физические возможности и выступление заканчивается неудачно.

Одним из факторов, влияющих на силу мышц, является ультрафиолетовая радиация. Общая инсоляция (солнечное облучение) оказывает влияние на эффективность тренировочного процесса в целом. Некоторые исследователи обнаружили благоприятное воздействие солнечного облучения на состояние здоровья, работоспособность спортсмена, развитие основных физических качеств (в том числе и силы).

Прием витамина D3 блокирует положительное действие ультрафиолетового облучения. Индивидуальная реакция на ультрафиолетовое облучение может быть различной.

Наблюдения показывают, что ультрафиолетовое облучение особенно благоприятно влияет на рост тренированности и силы мышц в зимнее время. Регулярные тренировки с ежедневным ультрафиолетовым облучением в этот период способствовали тому, что в течение 20--25 дней атлеты приобретали хорошую спортивную форму и выходили на уровень мировых рекордов. В осенний период такой реакции не наблюдалось.

Из практики хорошо известно значение сна как фактора, определяющего работоспособность. В сутки спортсмену рекомендуется слать не менее 7--8 ч.

В последние годы большинство исследователей рассматривают сон как активный процесс, состоят из двух фаз: без быстрых движений глаз (медленный сон) и сон с быстрыми движениями глаз (его еще называют парадоксальным).

В механизме возникновения сна в обеих фазах играют существенную роль серотонин и некоторые низкомолекулярные фракции спинномозговой жидкости.

Кроме того, сон и бодрствование зависят от ретикулярной формации и некоторых других образований и структур головного мозга. Считается, что продолжительный сон благоприятно влияет на работоспособность. Однако, согласно исследованиям, сон продолжительностью более 9 ч воздействует отрицательно: ухудшается реализация двигательных, навыков, выполнение арифметических операций.

Наблюдения за выдающимися атлетами (чемпионами мира и олимпийских игр) показали, что большинство из них перед ответственными соревнованиями спит не более 5--6 ч. Несмотря на это, почти все они успешно выступают на состязаниях, устанавливая мировые рекорды и занимая призовые места.

Многие спортсмены перед состязаниями вынуждены прибегать к приему снотворных лекарственных средств. Большинство из них относится к разряду допингов, и перед состязаниями их принимать нельзя. Существуют и естественные средства, которые оказывают такой же эффект, как и некоторые медикаменты (об этом сказано в разделе, посвященном восстановлению).

Есть сведения, что на силу мышц можно влиять с помощью гипноза. При этом отмечается увеличение силы мышц на 30% у не спортсменов и на 10%--у спортсменов. Гипнотическое внушение увеличивает силу мышц и работоспособность. Однако применение гипноза для повышения спортивных достижений недопустимо по морально-этическим соображениям, а также в связи с нарушением состояния здоровья. Для повышения спортивных достижений на соревнованиях и работоспособности на тренировке имеется достаточное количество естественных методов и средств, не представляющих угрозы для здоровья спортсмена.

Повысить работоспособность можно путем раздражения определенных рецепторов. Световые, звуковые, температурные, вкусовые, обонятельные раздражения в некоторых случаях положительно воздействуют на силу мышц. Разогревание повышает мышечную активность на 20%.

Благотворное влияние на работоспособность оказывает холодный душ, причем оно более ярко выражено у тренированных людей. Был проведен такой эксперимент: во время пауз между упражнениями испытуемому накладывали холодный компресс на область живота. Результаты в физических упражнениях улучшились. Положительно действует обтирание лица, холодной водой во время состязаний: проявляется сложное рефлекторное взаимодействие периферии и центра.

Воздействие холода (душ, холодные аппликации, низкая температура окружающей среды) на организм является не чем иным, как стрессовым фактором (стрессором). Организм приспосабливается к нему, прежде всего за счет активизации кортикоадреналовой системы. Обнаружено, что при действии холода на организм животных повышается содержание в крови катехоломинов и кортикоидов, тиреоидных гормонов. Следовательно, стимуляция мышечной деятельности человека путем воздействия холода на организм связана, прежде всего, с повышенным образованием гормонов. Каждая из упомянутых выше групп гормонов стимулирует деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

 

 

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ