Характеристика основных составляющих мышечной силы и методика её развития

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

То, что сила была нужна нашим пращурам - это понятно. С каменными топорами и палками ходили они на мамонтов, добывая себе, таким образом, необходимое пропитание, защищая свою жизнь, сражались, почти безоружные, с дикими зверями. Крепкие мышцы, большая физическая сила нужны были человеку и в более позднее время: на войне приходилось драться врукопашную, в мирное время обрабатывать поля, собирать урожай.

Еще в XIX веке человек тратил 90% своей мускульной энергии для производства необходимой ему продукции. В наше время этой энергии требуется всего 1%. Выходит, что мышцы теперь ни к чему, если всю тяжелую работу за человека выполняет техника?

Понятие силы непременно ассоциируется с крепкими, тренированными мышцами. Широкие плечи, хорошо развитые бицепсы, мощная спина, мускулистые ноги… Кто из мужчин с детства не мечтал выглядеть именно так? К сожалению, подобных атлетов в настоящее время встречается все меньше и меньше, в основном это спортсмены или люди, занимающиеся физическим трудом. Зато гораздо больше сейчас мужчин, которые уже после 30 лет имеют далеко не атлетическую фигуру: узкие плечи, руки с едва различимыми мышцами, выпирающий живот. Немало среди молодых еще людей и толстяков с округлыми женскими формами. Но беда их не только в отсутствии внешней красоты. Ведь хорошо известно, что внешний вид отражает и состояние здоровья человека.

Во все века у всех народов считалось, что особенно сильными должны быть воины. Сильный, выносливый, смелый - вот образ воина, запечатленный в истории. В наше время это представление не изменилось.

Не только во время службы в армии, но и в нашей повседневной жизни могут возникать различные трагические ситуации (пожары, транспортные аварии, нападения хулиганов, встречи с преступниками), к которым нужно быть готовыми морально и физически.

Человек же, чьи мышцы слабы, нередко оказывается беспомощным в подобных ситуациях. И как же необходим, бывает людям в экстремальных условиях тот, кто уверен в своей силе, кто знает, что она его не подведет.

1. Мышечная сила и методика её развития

В теории физического воспитания понятие «сила» выражает одну из качественных характеристик произвольных движений человека, которые направлены на решение конкретной двигательной задачи. Исходя из этого, можно дать следующее определение понятию «сила».

Сила - это способность преодолевать определенное сопротивление или противодействовать ему за счет деятельности мышц.

В качестве сопротивления могут выступать силы земного тяготения, которые равняются массе тела человека; реакция опоры при взаимодействии с ней; сопротивление окружающей среды; масса отягощений предметов, спортивных снарядов; силы инерции собственного тела или его звеньев и других тел; сопротивление партнера и т.п. Чем большее сопротивление способен преодолеть человек, тем он сильнее.

В зависимости от двигательной задачи и характера работы опорно-двигательного аппарата, сила, проявляемая мышцами, приобретает специфические особенности, которые становятся более выраженными с ростом физической подготовленности человека.

Основными, качественно специфическими для разных двигательных действий видами проявления силы есть: абсолютная, скоростная, взрывная сила и силовая выносливость.

Мышечная сила характеризуется способностью преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему. Как двигательное качество организма мышечная сила имеет значение для проявления других двигательных качеств, таких, как, скорость, ловкость, выносливость.

Для развития силы можно выполнять самые разнообразные упражнения. Их характерная особенность - наличие отягощения (собственный вес, сопротивление амортизатора, вес гантелей), которое необходимо преодолевать.

Учитывая особенности организма, следует правильно дозировать величину отягощения, которая должна быть такой, чтобы можно было выполнить упражнение не менее 6 - 8 раз подряд. Нельзя использовать предельные нагрузки.

Ниже приведен ряд упражнений, рекомендуемых для развития силы:

1. Сгибание и разгибание рук (отжимание) в упоре лежа.

2. И.п. - сидя на полу в упоре сзади. 1 - согнуть ноги (колени к груди); 2 - выпрямить ноги под углом 90 градусов; 3 - снова согнуть; 4 - и.п. Варианты: а) 1 - поднять прямые ноги до прямого угла; 2 - и.п.; б) движения прямыми ногами, поднятыми до прямого угла, вверх-вниз и в стороны - скрестно (ножницы).

3. И.п. - о.с., в руках гантели 1-2 кг. 1 - руки через стороны вверх, посмотреть на гантели; - и.п. Вариант: руки поднимать движением вперед.

4. И.п. - стать на резиновый бинт, концы его взять в руки. 1-2- руки через стороны вверх; 3-4- и.п.

5. Подтягивание на перекладине. Если вначале будет трудно, можно несколько раз проделать упражнение с помощью товарища.

6. И.п. - ноги на ширине плеч, в руках набивной мяч весом 3-4 кг. Броски мяча товарищу двумя и одной (поочередно) рукой - от груди, из-за головы, снизу. Эти упражнения удобно выполнять на воздухе.

7. Приседания (можно с набивным мячом в руках, вес мяча - 3-4 кг).

8. Растягивание резинового бинта из положения руки вперед, руки вверх.

9. И.п. - лежа на спине, носки ног положить под опору, руки за голову. Поднимать туловище в положение сидя.

10. И.п. - лежа на спине. Поднимать прямые ноги до прямого угла, медленно возвращаясь в и.п.

При выполнении упражнений для развития силы нужно постепенно увеличивать число повторений. Причем в зависимости от упражнения нужно делать такую паузу между повторениями, которая обеспечивала бы сохранение работоспособности при ощущении некоторого утомления мышц. В этом случае будет достигнут хороший эффект тренировки.

Необходимо подбирать упражнения таким образом, чтобы поочередно работали разные группы мышц. Например, вначале тренируйте мышцы рук, плеч, затем ног, а далее - мышцы спины и брюшного пресса. Симметричные мышцы правой и левой половины тела нужно нагружать примерно в равной мере.

Важно помнить, что никогда не следует выполнять упражнения на силу до предела. И обязательно надо научиться правильно дышать во время упражнений - не натуживаться и долго не задерживать дыхание. Не рекомендуется перед упражнением делать очень глубокий вдох, так как это может вызвать значительное повышение внутрибрюшного давления, вплоть до возникновения грыжи у тех, у кого мышцы в области живота еще недостаточно укреплены.

После упражнений на развитие силы мышцы надо расслабить. Это обеспечит быстрое восстановление мышечной работоспособности.

Некоторые упражнения оказывают комплексное воздействие на организм. Они развивают силу и быстроту, так называемые скоростно-силовые качества.

Скорость движений хорошо развивается под влиянием упражнений, выполняемых в максимальном темпе. Наиболее распространенные упражнения для этой цели: бег с максимальной скоростью на 60 метров, бег на простых коньках на 300 метров. Для развития скоростно-силовых качеств применяются прыжки на одной и двух ногах в длину и высоту, через скакалку с большой частотой, метание мячей.

Первое упражнение не стоит делать сразу же в максимальном темпе. Вначале следует проделать каждое упражнение с большей амплитудой, но с несколько меньшей (по сравнению с максимальной) скорость.

2. Факторы, определяющие мышечную силу

Мышечную силу оценивают по максимальной силе, развиваемой мышцей или группой мышц при сокращении. Ход мышечных волокон определяет как силу сократительного компонента мышцы, так и скорость его сокращения. Помимо типа волокон на силу влияют скорость и тип мышечного сокращения.

Однако очень важно, что растяжение приводит не только к пассивному напряжению мышечного волокна, но и к изменению его активного напряжения при сокращении. Поэтому сила, генерируемая во время сокращения, зависит от исходной длины мышечного волокна. При длине мышечного волокна, равной 60% от L0, волокно не генерирует напряжения в ответ на стимул. При длине, составляющей 175% и более от L0, волокно не реагирует на раздражение.

Слабость или неравномерный тонус мышц может мешать движению, и эти нарушения должны быть устранены в процессе медицинской реабилитации. Мышечная сила зависит от целого ряда факторов: физиологических, биомеханических, нервно-мышечных.

К анатомическим факторам, определяющим силу сократительного компонента мышцы и скорость его сокращения, относятся:

- площадь поперечного сечения мышечного волокна (Sмв);

- количество мышечных волокон (nмв)

- ход мышечных волокон (прямой или перистый);

- длина мышечных волокон;

- состав мышц.

К физиологическим механизмам регуляции силы и скорости сокращения мышцы относятся:

- частота (паттерн) разрядов двигательной единицы (ДЕ);

- число активных ДЕ;

- синхронизация работы ДЕ.

Биомеханические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышцы:

Известно, что мышца может работать в нескольких режимах:

- преодолевающем (концентрическом) - длина мышцы уменьшается;

- уступающем (эксцентрическом) - длина мышцы увеличивается;

- изометрическом - длина мышцы не изменяется.

Существует ряд факторов, влияющих на проявление силы и скорости сокращения мышцы в преодолевающем и уступающем режимах сокращения. К этим факторам относятся:

- длина мышцы;

- режим работы мышцы;

- значение внешней силы.

Сила скелетной мышцы определяется следующими факторами:

1. Физиологический поперечник является главным фактором, определяющим силу мышц. Это сумма площадей поперечного сечения всех поперечно - полосатых мышечных волокон. Анатомический поперечник включает в себя площадь поперечного сечения всех структур мышцы: мышечных волокон, сосудов, нервов и соединительной ткани.

2. Величина площади опоры на костях, хрящах и фасциях.

3. Способ появления силы (какого рода рычаг действует на кости - рычаг равновесия, рычаг силы или рычаг скорости).

4. Степень нервного возбуждения.

5. Адекватность кровоснабжения.

6. Состояние костей, связок, мышц, фасций, подкожной жировой клетчатки, кожи и т.д. (при переломе кости, фурункулах и т.д., объём движений существенно ограничивается).

3. Механизм мышечного сокращения

Изменение механического состояния миофибриллярного сократительного аппарата мышечных волокон называется сокращением. Внешнее сокращение проявляется в изменении или напряжения, или длины мышцы, или и того и другого. При этом потенциальная химическая энергия превращается в механическую и может совершаться механическая работа.

Скелетная мышца состоит из мышечных волокон (диаметром 10-100 мкм, длиной 5 - 400 мм). Мышечные волокна состоят из одиночных мышечных клеток миоцитов. Элементом мышечной структуры являются миофибриллы, представляющие собой длинные тяжи, простирающиеся вдоль всего миоцита (до 1000 шт. в одном волокне). При тренировках число мышечных клеток не изменяется, а увеличивается количество в них миофибрилл.

Мышечная клетка покрыта мембраной, под которой находится саркоплазма. В саркоплазме имеется саркоплазматический ретикулум, состоящий из продольных трубочек, заканчивающихся концевыми цистернами. Концентрация Са2+ в них намного больше (10-4-10-5 М), чем в самой саркоплазме (10-8-10-9 М).

При произвольной внутренней команде сокращение мышцы человека начинается примерно через 0.05 с (50 мс). За это время моторная команда передается от коры больших полушарий к мотонейронам спинного мозга и по двигательным волокнам к мышце. Подойдя к мышце, процесс возбуждения должен с помощью медиатора преодолеть нервно-мышечный синапс, что занимает примерно 0.5 мс. Медиатором здесь является ацетилхолин, который содержится в синаптических пузырьках в пресинаптической части синапса. Нервный импульс вызывает перемещение синаптических пузырьков к пресинаптической мембране, их опорожнение и выход медиатора в синаптическую щель. Действие ацетилхолина на постсинаптическую мембрану чрезвычайно кратковременно, после чего он разрушается ацетилхолинэстеразой на уксусную кислоту и холин. По мере расходования запасы ацетилхолина постоянно пополняются путем его синтезирования в пресинаптической мембране. Однако, при очень частой и длительной импульсации мотонейрона расход ацетилхолина превышает его пополнение, а также снижается чувствительность постсинаптической мембраны к его действию, в результате чего нарушается проведение возбуждения через нервномышечный синапс. Эти процессы лежат в основе периферических механизмов утомления при длительной и тяжелой мышечной работе.

Выделившийся в синаптическую щель медиатор прикрепляется к рецепторам постсинаптической мембраны и вызывает в ней явления деполяризации. Небольшое подпороговое раздражение вызывает лишь местное возбуждение небольшой амплитуды - потенциал концевой пластинки (ПКП).

При достаточной частоте нервных импульсов ПКП достигает порогового значения и на мышечной мембране развивается мышечный потенциал действия. Он распространяется вдоль по поверхности мышечного волокна и заходит в поперечные трубочки внутрь волокна. Повышая проницаемость клеточных мембран, потенциал действия вызывает выход из цистерн и трубочек саркоплазматического ретикулума ионов Са2+, которые проникают в миофибриллы, к центрам связывания этих ионов на молекулах актина.

Миофибриллы состоят из толстых нитей миозина и тонких нитей актина, с которыми ассоциированы молекулы тропонина и тропомиозина. Основной структурной единицей миофибриллы служит саркомер (рис. 1 и рис. 2). Саркомер - это часть миофибриллы, расположенная между соседними Z-полосками. В саркомере различают изотропные (I-диски) и анизотропные (А-диски). I-диски расположены по краям саркомера и содержат только нити актина, А-диски находятся в центре саркомера и содержат нити актина и нити миозина.

Под влиянием Са2+длинные молекулы тропомиозина проворачиваются вдоль оси и скрываются в желобки между сферическими молекулами актина, открывая участки прикрепления головок миозина к актину. Тем самым между актином и миозином образуются так называемые поперечные мостики. При этом головки миозина совершают гребковые движения, обеспечивая скольжение нитей актина вдоль нитей миозина с обоих концов саркомера к его центру, т. е, механическую реакцию мышечного волокна.

Рисунок 1 - Строение саркомера

На концах нитей миозина есть головки, с помощью которых нити миозина при сокращении мышцы цепляются за нити актина и подтягивают их к себе. Актин представляет собой двойную спираль с активными центрами, к которым могут присоединяться головки миозина. В покое эти центры закрыты молекулами тропомиозина, находящимися между двумя нитями актина и связанными, в свою очередь, с глобулами тропонина.

Рисунок 2 - Работа саркомера

Процесс мышечного сокращения запускается изменением концентрации Са2+ в саркоплазме, т.е. внутри миофибриллы. Внутриклеточный кальций хранится в особых субклеточных структурах - саркоплазматическом ретикулуме, представляющим собой систему продольных трубочек и поперечных цистерн. При поступлении нервного импульса проницаемость мембраны саркоплазматического ретикулума для Са2+ увеличивается, и он поступает в саркоплазму, где взаимодействует с тропонином. При этом конформация тропонина меняется, он сдвигает молекулы тропомиозина, освобождая центры актина, к которым могут присоединиться головки миозина.

Сокращение мышечного волокна происходит благодаря скольжению актиновых нитей вдоль миозиновых. Головки миозина прикрепляются к актиновым нитям поочередно, а затем, после осуществления тянущего усилия - «гребка», отделяются от этого участка актина, чтобы тотчас прикрепиться к следующему. На этот процесс расходуется энергия аденозинтрифосфамта (АТФ): на 1 гребок - 1 молекула. Поскольку в процессе мышечного сокращения происходит преобразование электрической энергии нервного импульса в механическую работу, этот механизм получил название электромеханического сопряжения.

Заключение

мышечный миофибриллярный скелетный

Здоровье - богатство, которым нужно распоряжаться рационально и умело. К сожалению, во многих случаях мы пренебрежительно относимся к собственному здоровью, бездумно растрачиваем его направо и налево и спохватываемся только тогда, когда вдруг заболеваем или нас начинают тревожить всевозможные недуги.

Систематическое выполнение утренней гимнастики, гигиенических мероприятий, прогулки перед сном и т.д. - все это необходимо для здорового образа жизни. Она направлена на совершенствование физической природы человека, поддержание и укрепление его здоровья.

Только постоянная работа над собой позволит иметь хорошее здоровье, крепкую семью, пользоваться всеми благами жизни и приносить пользу обществу.

Жить полноценно может лишь человек, сознательно приобщившийся к здоровому образу жизни, с детства заботящийся о своем духовном и физическом развитии.

Итак, крепкие и сильные мышцы необходимы человеку, прежде всего для того, чтобы быть здоровым. “Заработать” хорошую мускулатуру можно только трудом, регулярно выполняя физические упражнения, много двигаясь. Все это укрепит не только мышцы тела, но и сердечно-сосудистую, дыхательную и другие системы организма. Сила, крепкие мышцы нужны людям и для производственной деятельности. Недостаточно физически тренированному человеку трудно быть хорошим работником (и никакая техника тут не поможет). Где бы ни трудился такой человек - за письменным ли столом или у станка, в сфере науки или искусства - для успешной работы ему нужны и физическая сила, и здоровье.

Размещено на Allbest.ru