Физиологическая характеристика силы, быстроты и скоростно - силовых возможностей

 

Мышечная сила - это способность пре­одолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему за счет мы­шечного сокращения или напряжения (В.М. Зациорский).

Ю.В. Верхошанский считает, что следует рассматривать силовые способности, которые «непосредственно проявляются в величине рабочего усилия и обеспечиваются целостной реакцией организма, связанной с мобилизацией психических качеств, функцией моторной мышечной, вегетативных, гормональной и других его физиологических систем».

Максимальная сила (МС) определяется в изометрических условиях при дополнительной электрической стимуляции мышцы.

Максимальная произвольная сила (МПС), проявляемая в изометрических условиях при произвольном сокращении мышцы.

Силовой дефицит (СД) - это показатель степени координационных способностей нервно-мышечного аппарата: СД = МС - МПС

СД зависит от эмоционального (психологического) состояния, установки, числа активных ДЕ, совершенства управления двигательными единицами ЦНС.

Выделяют расчетные показатели силовых способностей (формы проявления) - абсолютную и относительную силу.

Абсолютная сила (АС) – отношение максимальной силы к физиологическому поперечнику мышцы.

Относительная сила (ОС) – отношение максимальной произвольной силы к анатомическому поперечнику мышцы.

По своему характеру все упражнения, способствующие развитию силы, подразделяются на основные группы: общего, регионального и локального воздействия на мышечные массивы.

К упражнениям общего воздействия относятся те, при выполнении которых в работе участвуют не менее 2/3 общего объёма мышц, регионального от 1/3 до 2/3, локального менее 1/3 всех мышц.

Направленность воздействий силовых упражнений в основном определяется:

· видом и характером упражнений;

· величиной отягощения или сопротивления;

· количеством повторения упражнений;

· скоростью выполнения преодолевающих или уступающих движений;

· темпом выполнения упражнений;

· характером и продолжительностью интервалов отдыха между подходами.

Средствами воспитания силы мышц являются различные несложные по структуре общеразвивающие силовые упражнения, среди которых можно выделить три их основных вида:

· упражнения с внешним сопротивлением;

· упражнения с преодолением веса собственного тела;

· изометрические упражнения.

Основным методом развития силы является метод динамических усилий, который подразделяется на метод максимальных усилий и метод повторных усилий.

Метод максимальных усилий (ММУ) предполагает использование максимальных мышечных напряжений с максимальными отягощениями. При этом происходит одновременное включение наибольшего числа ДЕ, максимальная частота импульсации мотонейронов, синхронизация работы различных ДЕ, концентрация усилия волевым напряжением, сопровождающаяся сокращением мышц-агонистов и частично – антагонистов.

Сущность метода повторных усилий (МПУ) заключается в использовании нагрузок ниже максимальных. Для оценки величины отягощения используют или величину отягощения в процентах от максимальной силы, или число подъёмов (количество раз), которое выполняется при данном весе в виде повторного максимума (ПМ).

Метод изометрических усилий характеризуется максимальным напряжением мышц в статическом режиме (Т. Мюллер, П. Карпович, 1951).

Уступающий метод (плиометрическая тренировка) – используются отягощения больше максимальной силы. Упражнениям по уступающему методу должна предшествовать большая силовая тренировка. Эти упражнения называют упражнения «ударного типа», например: упражнения «со срывом», прыжок в яму с последующим выпрыгиванием. Для квалифицированных спортсменов используются 3-4 серии по 5-8 упражнений, 1-2 раза в неделю во втором периоде подготовительного цикла.

Электростимуляционная тренировка имеет вспомогательное значение, используется при восстановлении после травм, имеет обезболивающий эффект.

Комбенированные методы тренировки начинаются с МПУ (выработка техники и необходимых объёмов), затем добавляют изометрический метод и ММУ.

Возрастные особенности развития силы и резервы силы. Совершенствование силы у детей и подростков происходит неравномерно и зависит от генетической программы развития и социальных факторов. С возрастом, благодаря совершенствованию нервной регуляции, изменению химизма и строения мышц масса и сила мышц увеличивается в 7,5-9,5 раз; максимальная сила различных мышечных групп в 9-15 раз. Наибольший прирост силы происходит в период с 9 до 11 и с 13 до 17 лет. Максимальная сила регистрируется в 18-20 лет. В последующие годы при отсутствии специальной тренировки силы темп повышения максимальной силы замедляется.

 

Быстрота -способность выполнять двигательные действия в мини­мальное время.

Различают три основные формы проявления быстроты:

1. латентное время или латентный период простой и сложной двигательной реакции при со­кращении и расслаблении;

2. время выполнения максимально быст­рого одиночного движения

3. максимальная частота (темп) движений

Иногда выделяют еще быстроту начала движений - резкость и точность движений во времени.

Факторы, определяющие быстроту: лабильность нервно-мышечного аппарата, возбу­димость, подвижность нервных процессов, композиция мышцы, содержание АТФ и КрФ (т.к. быстрота обеспечивается в основном анаэробными механизмами энергообеспечения, то вклад анаэробных реакций составляет до 95-98%,).

Между скоростью целостного движения и проявлениями быстроты нет корреляции. Скорость - это всегда комплексное двигательное качество, так как в движении присутствует силовой компонент.

Резервы быстроты и механизмы ее совершенствования заключаются в следующем: - повышается возбудимость и лабильность нервно-мышечного аппарата; - укорачивается время проведения через синапсы (выброс и диффузия медиатора, скорость деполяризации постсинаптической мембраны); - увеличивается скорость распространения процесса возбуждения по нерв­ным и мышечным волокнам; - увеличивается скорость перехода возбуждения в сокращающиеся мышцы; - увеличивается скорость укорочения мышечных волокон; - увеличивается скорость расслабления мышечных волокон; - ускоряется распад и ресинтез АТФ; - укорачивается время "центральной задержки".

Методами измерения быстроты являются: реакциометрия, хронорефлексометрия, определение реакции на движущийся объект, темпинг-тест и др.

Тренировка быстроты: расчленённый метод (аналитическая тренировка по элементам); сенсорный метод (тренировка способности различать микроинтервалы времени на принципах биологической обратной связи); сложные реакции (реакция на движущийся объёкт, реакция с выбором).

С возрастом время двигательной реакции существенно меняется. В 2-3 года оно составляет 0,54-0,84 с, в 5-7 лет - 0,3-0,4 с. В последующие годы ВДР укорачивается и приближается к показателям взрослых.

Частота движений у детей, как и скорость реакции в различных звеньях тела, неодинакова. Высокий темп движений характерен для кисти (в лучезапястном суставе), низкий - для голеностопного сустава. С возрастом максимальный темп движений увеличивается. Наибольший прирост отмечается в 4 - 9 лет. В последующие годы прирост частоты движений снижается, а после 15 лет почти прекращается. Наибольший прирост быстроты в результате трени­ровки наблюдается у детей от 9 до 12 лет, а максимальные значения достигают­ся в 14-15 лет.

 

Скоростно-силовые движения (взрывные) характеризуются достижением максимальной силы в наименьшее время.

В качестве физиологических особенностей взрывного усилия выделяют: максимальную синхронизацию работы ДЕ, отсутствие напряжения в мышцах-антагонистах, высокую скорость распада и ресинтеза АТФ, оптимальную час­тоту разрядов мотонейронов.

Скоростно-силовые качества зависят от совершенствования тех­ники движений и скорости нарастания напряжения отдельных мышц и их соче­тания.

При развитии скоростно-силовых качеств решаются две основные задачи: повышение потенциала скоростно-силовых возможностей и развитие способности к реализации этих способностей.

Вопросы для самоконтроля

1. Что называют двигательными качествами?

2. Что называется мышечной силой, какие ее разновидности существуют?

3. Каковы основные механизмы проявления мышечной силы, от каких факторов она зависит?

4. Дайте физиологическое обоснование основным методам тренировки мышечной силы.

5. Перечислите формы проявления быстроты.

6. Какие физиологические факторы определяют быстроту?

7. Что определяет проявление скоростно-силовых качеств?

 

 

20. Выносливость и ее виды. Физиологические механизмы выносливости.

Выносливость в общем виде понимают как способность к длительному выполнению какой-либо деятельности без снижения ее эффективности. Выносливость определяют и как способность противостоять утомлению при различных специфических нагрузках и как определенную меру работоспособности.

Выносливость — это способность организма совершать работу заданной мощности в течение длительного времени в условиях существенных сдвигов во внутренней среде без снижения ее эффективности.

Уровень развития выносливости определяется функциональными возможностями сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной систем, интенсивностью обменных процессов, координацией деятельности различных систем.

Выносливость специфична, она проявляется при выполнении определенного, специфического вида деятельности. В зависимости от типа характера выполняемой физической работы различают:

1) Статическую и динамическую выносливость, т.е. способность длительно выполнять соответствующую статическую и динамическую работу;

2) Локальную и глобальную выносливость —способность длительно работать с участием небольшого числа мышц или способность длительно работать при участии больших мышечных групп;

3) Силовую выносливость, т.е. способность многократного повторения упражнения, требующего проявления большой мышечной силы;

4) Анаэробную и аэробную выносливость, т.е. способность длительно выполнять глобальную работу с преимущественно анаэроборным или аэробным типом энергообеспечения.

Общая выносливость - это способность длительное время выполнять динамическую работу умеренной мощности, вовлекающую большинство мышечных групп. Общая выносливость отражает работоспособность кардиореспираторной и эндокринной систем, устойчивость ЦНС к длительной импульсации. Основу общей выносливости составляют аэробные процессы энергообеспечения (прежде всего емкость аэробных процессов).

Специальная выносливость тесно связана со спецификой двигательных навыков, исходя из этого, существует столько видов специальной выносливости, сколько видов соревновательных дистанций или сколько видов спортивной деятельности имеется в том или ином виде спорта.

Выносливость, работоспособность и способность противодействовать утомлению - очень сходные понятия. В соответствии с типами утомления выделяют выносливость:- умственную, - сенсорную, - эмоциональную, - физическоую.

Физическое утомление разделяют на: - локальное (занято менее 1/3 мышц), - региональное (от 1/3 до 2/3 мышц), - глобальное (более 2/3 мышц). В соответствии с этим выделяют и типы выносливости:

- локальная выносливость (мышечная) характеризуется устойчивым состоянием нервно-мышечного аппарата, поздним развитием охра­нительного торможения в нервных центрах и блоком в нервно-мышечных синапсах;

- выносливость к глобальной работе чаще называется термином "общая выносливость" и означает совокупность функциональных свойств организма, которые обусловлены неспецифической, так на­зываемой вегетативной составляющей, например, с аэробными воз­можностями организма.

Выделяют еще такие виды выносливости как: - статическая, - силовая, - скоростная, - скоростно-силовая.

Роль генетических факторов в развитии выносливости определя­ют как 80-85% и средовых факторов - 30-35%.

Выделяют три основных механизма развития выносливости: биоэнергетические механизмы работоспособности (аэробная и анаэробная производительность); механизмы совершенствования «функциональной устойчивости» (эффективное выполнение работы в условиях прогрессирующих сдвигов во внутренней среде и утомлении); механизм развития функциональной экономизации и эффективности.

Биоэнергетические возможности организма являются важнейшими для вынос­ливости и работоспособности, так как работающие мышцы требуют немедлен­ного поступления энергии. Известно, что единственным источником энергии является АТФ, запасы которой весьма ограничены, а поэтому главный вопрос состоит в быстрейшем ее ресинтезе, что осуществляется аэробным и анаэроб­ными путями.

Выделяют: алактатную анаэробную производительность (ресинтез АТФ за счет распада КФ); гликолитическую анаэробную производительность (ре-синтез АТФ за счет распада углеводов с накоплением молочной кислоты - МК); аэробную производительность (ресинтез АТФ за счет энергии окислительного фосфорилирования углеводов и жиров).

Каждый из указанных биоэнергетических механизмов ресинтеза АТФ может быть охарактеризован различными качественными и количественными характеристиками – критериями:

- подвижности, т.е. скорости развертывания механизма с выходом на уровень 100% мощности: подвижность КФ, гликолитического и аэробного механиз­ма измеряется временем и имеет соотношение примерно 1:10:100;

- мощности, отражающей максимальную производительность механизма, то есть скорость освобождения энергии; максимальная мощность измеряется в единицах энергии и соотносится, соответственно: 3:2:1;

- емкости, характеризующей общее количество энергии, даваемое данным механизмом: емкость указанных механизмов соотносится также примерно как 1:10:100;

- эффективности, отражающей КПД данного механизма, то есть соотношение энергии, идущей непосредственно на ресинтез АТФ к общим затратам энергии: эффективность из всех биоэнергетических механизмов наивысшая у алактатного механизма, низшая - у гликолитического.

Одним из наиболее информативных в биоэнергетике является показа­тель так называемого порога анаэробного обмена (ПАНО), характеризующий эффективность аэробного механизма. Известно, что нормальное содержание в крови молочной кислоты составляет 10-20 мг% или 1-2 мМ/л. Гликолитический механизм приводит к накоплению лактата, превышение которым границы в 36 мг% (4 мМ/л) считается началом ацидоза.

Выделяют три принципа практической методики тренировки, направленной на развитие выносливости:

1) Выполнение основного объема специфической работы в подготовительном периоде на уровне анаэробного порога;

2) Специализированное повышение сократительных и окислительных свойств мышц, преимущественно привлекаемых к работе;

3) Согласованное совершенствование мышечной и вегетативных функций.

Организм выносливого человека отличается высокой работоспособностью и характеризуется следующими особенностями:

1) способностью работать с меньшей затратой энергии, т. е. более экономно;

2) способностью к более широкой мобилизации всех функций;

3) способностью продолжать работу даже при зна­чительных отклонениях от нормального физиологиче­ского состояния организма.

Эти качества, присущие выносливому человеку, в практической работе выражаются в том, что выносли­вый человек тратит меньше усилий и энергии на ту же самую работу по сравнению с человеком маловыносли­вым. В случаях, когда необходимо совершить работу максимальной интенсивности, у выносливого человека с большей полнотой мобилизуются все физиологические функции.

Совершенствование всех функций организма при вос­питании выносливости происходит на основе образова­ния условных рефлексов (временных связей).

Воспитание выносливости различных видов (скорост­ной, общей, силовой) связано с образованием особых сочетаний условных рефлексов, характерных для данно­го вида физических напряжений. Например, при трени­ровке с целью развития скоростной выносливости фор­мируются условные рефлексы, улучшающие нервную регуляцию быстро сокращающихся мышц и функции кровообращения, дыхания и обмена веществ, что спо­собствует выработке устойчивости организма к измене­ниям химического состава тканей и органов. При тре­нировке с целью выработки общей выносливости образуется совокупность условных рефлексов, регули­рующих длительно продолжающуюся ритмическую дея­тельность мышц и обеспечивающих функции крово­обращения, дыхания, обмена веществ и потоотделения. Развитие выносливости к длительному сохранению одно­образных поз и неподвижных положений тела обусловлено формированием устойчивых временных связей в области нервных центров, регулирующих напряжение мышц, при этом кровообращение, дыхание, обмен ве­ществ изменяются в меньшей степени.

Таким образом, для воспитания различных видов вы­носливости необходимы разные сочетания условных реф­лексов, касающихся регуляции скорости, силы, амплиту­ды и характера движений, а также кровообращения, ды­хания, обмена веществ и выделительных процессов. Можно поэтому считать, что выносливость является ка­чеством человека, соответствующим тому или иному конкретному виду работы.

Однако, помимо различий, существует и общность основных закономерностей развития любого вида вы­носливости. Так, выносливость, достигнутая тренировкой в беге, может быть в значительной мере использована для ходьбы на лыжах, езде на велосипеде, беге на конь­ках. Это объясняется тем, что при тренировке в беге совершенствуются функции кровообращения, дыхания, обмена веществ, органов выделения и прежде всего дви­гательного аппарата. А это важно и для всех других ви­дов деятельности, связанной с работой мускулатуры ног.

Чем выше развита у человека общая выносливость, тем легче он может приобрести выносливость в специ­альных видах двигательной деятельности. Однако следу­ет иметь в виду, что воспитанию выносливости способ­ствуют только такие физические упражнения или дейст­вия, при выполнении которых возникает известная сте­пень утомления. Другими словами, выносливость совер­шенствуется только в борьбе с утомлением.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое выносливость? Какие виды выносливости существуют?

2. Возможностями, каких функциональных систем определяется уровень развития выносливости?

3. Что понимается под общей выносливостью?

4. В чём суть физиологических механизмов выносливости?

5. Назовите принципы практической методики тренировки, направленной на развитие выносливости.

 

 

21. Физиологические основы массовых форм физических упражнений