Сила мышечного сокращения в первую очередь определяется физиологическим поперечником работающей мышцы и количеством капилляров в ее веществе. Особое значение имеет объем миофибрилл и количество высокопороговых (больших) двигательных единиц (ДЕ) в ткани мышцы.
Проявление же силовых способностей в конкретной двигательной деятельности зависит от биомеханической структуры технических действий (длины плеч рычагов, взаиморасположения звеньев тела, возможности вовлечения в работу крупных мышечных групп, величины напряжения отдельных мышечных групп и их взаимного сочетания, функционального состояния нервно-мышечной системы, а также эффективности энергообеспечения соответствующей работы и других факторов).
Силовые способности определяются управляющими, или регулирующими (центрально-нервными), и управляемыми, или исполнительными (мышечными), факторами, объединенными в организме прямыми и обратными связями в нервно-мышечную систему, которая, взаимодействуя с другими системами организма, способствует достижению определенных спортивных результатов.
В управляющие системы входят соответствующие отделы коры больших полушарий головного мозга и мотонейроны передних рогов спинного мозга, а также анализаторные системы организма, осуществляющие регуляцию исполнительных мышечных факторов.
Нервная регуляция определяется:
– количеством «включаемых» в работу ДЕ;
– частотой нервных импульсов, поступающих в мышцу по нервным путям из центральной нервной системы (ЦНС);
– степенью синхронизации деятельности ДЕ, принимающих участие в напряжении мышц;
– трофическими влияниями ЦНС, осуществляемыми посредством деятельности симпатоадреналовой системы.
Эффективность выполнения движения контролируется с помощью анализаторных систем (проприорецепторной и суставной чувствительности). Информация по чувствительным (афферентным) нервным путям поступает в спинной и головной мозг, которые осуществляют коррекцию мышечного напряжения.
Проявление силовых способностей во многом зависит и от так называемой реактивности самой мышцы, т.е. от силы, с которой она отвечает на определенный импульс.
Реактивность мышцы в первую очередь определяется:
– физиологическим поперечником (площадью сечения);
– макроморфологическим и гистологическим строением;
– длиной в данный момент.
В тех случаях, когда мышечное напряжение достигает предельной активности, в основе его регуляции лежит синхронизация работы ДЕ.
При мышечных напряжениях, когда они не доходят до предельных величин, регуляция мышечной силы происходит за счет изменения различного количества ДЕ, включаемых в работу.
Тренировка мышечной силы направлена на совершенствование как центральных, так и мышечных факторов.
Первые факторы связаны с повышением возбудимости и лабильности ЦНС, ее моторной сферы, обеспечивающими мобилизацию максимально возможного количества ДЕ и максимальное использование их силовых возможностей (внутримышечная координация). Сюда же относится формирование оптимальной последовательности и соотношения включений и выключений соответствующих данному физическому упражнению групп ДЕ или мышечных групп (межмышечная координация).
Внутримышечная координация успешнее совершенствуется при использовании предельных и околопредельных отягощений, с которыми упражнение можно выполнить без дополнительного отдыха от 1 до 3 раз. В этом случае в наибольшей мере стимулируется вовлечение в деятельность максимально возможного числа ДЕ.
Для наращивания мышечной массы наиболее эффективным является использование меньших отягощений, с которыми упражнение может быть выполнено без дополнительного отдыха от 5 до 10 раз. В этом случае в наибольшей степени стимулируется синтез сократительных мышечных белков.
Эффективность силовой тренировки повышается, если в нее включаются упражнения не только в преодолевающем режиме, но и в изометрическом и уступающем режимах. При этом предъявляются новые требования к мышечному аппарату. Дело в том, что в изометрическом режиме мышцы способны проявлять большую силу, чем в преодолевающем. Включение силовых упражнений с различным режимом работы мышц позволяет варьировать методы тренировки и создает благоприятный фон для развития силовых качеств.
В практике спортивной тренировки наиболее целесообразны следующие комбинации режимов работы мышц:
а) после уступающего режима – преодолевающий;
б) после преодолевающего режима – изометрический;
в) после изометрического режима – преодолевающий.
В научно-методической литературе рекомендуются 3 основных метода развития силы:
1. Метод повторных усилий – предусматривает повторное поднимание непредельного веса до выраженного утомления («до отказа»);
2. Метод максимальных усилий – предусматривает поднимание предельного веса;
3. Метод динамических усилий – предусматривает поднимание непредельного веса с максимальной скоростью (описание этого метода будет сделано в следующем разделе – «Совершенствование скоростно-силовой подготовленности»).
При использовании метода повторных усилий («до отказа») вначале сила физиологического раздражителя немаксимальна, в результате чего развитие силы мышц не стимулируется. И только при последних повторениях, когда в результате многократного повторения упражнения развивается утомление, и преодолеваемое сопротивление становится для организма максимальным физиологическим раздражителем, происходит развитие мышечной силы. Объясняется это тем, что с количеством повторений постепенно в работу включается все большее количество ДЕ, и в последних повторениях их число возрастает до максимума. При этом увеличивается частота эффекторных импульсов и наблюдается их синхронизация. Изменяется концентрация усилий, что приводит к росту мышечной силы. Этот метод наиболее целесообразен в подготовке начинающих спортсменов.
Его преимущества обусловлены следующими положениями:
1. Наблюдается активизация трофических процессов за счет большего объема выполняемой работы, что приводит к функциональной гипертрофии мышц и тем самым вызывает рост мышечной массы и, соответственно, силовых качеств.
2. При использовании локальных упражнений уменьшается натуживание, связанное с задержкой дыхания, которое имеет место при использовании упражнений с предельными напряжениями.
3. Использование упражнений с непредельными силовыми напряжениями дает больше возможностей для контроля за техникой.
У высококвалифицированных спортсменов этот метод может применяться и с целью профилактики травматизма после скоростно-силовой и скоростной работы, поскольку он активизирует трофические процессы.
В тренировочном процессе различают несколько вариантов применения метода повторных усилий:
– выполнение упражнения в одном подходе «до отказа», число же подходов – не «до отказа»;
– «до отказа» упражнение выполняется только в последних подходах;
– упражнение при одном подходе выполняется «до отказа», число подходов – тоже «до отказа».
Недостатками метода повторных усилий являются: а) невыгодность в энергетическом отношении, поскольку приходится выполнять значительно больший объем тренировочной работы, чем при использовании метода максимальных усилий; б) последние попытки выполняются на фоне снижения вследствие утомления возбудимости ЦНС, что затрудняет образование тонких координационных связей.
Применение метода максимальных усилий наиболее целесообразно в тренировке силовых возможностей высококвалифицированных спортсменов. Основной его эффект заключается в повышении максимальной силы, что определяется:
а) одновременным включением наибольшего числа ДЕ;
б) максимальной частотой эфферентных импульсов;
в) синхронизированным ритмом активности ДЕ.
Различают несколько вариантов разновидностей этого метода:
1. Метод околомаксимальных и максимальных концентрических сокращений мышц.
2. Метод максимальных эксцентрических сокращений мышц.
3. Метод максимальных концентрических–эксцентрических сокращений мышц.
4. Метод максимальных изометрических сокращений мышц.