Putere musculara. Forța musculară maximă este cantitatea de tensiune maximă pe care o poate dezvolta un mușchi. În dezvoltare putere musculara au sens: 1) factori intramusculari

Factorii intramusculari ai dezvoltării forței includ biochimici, morfologici și caracteristici funcționale fibre musculare.

Diametrul fiziologic, în funcție de numărul de fibre musculare (este cel mai mare pentru mușchii cu structură plumoasă); Forța musculară umană, celelalte lucruri fiind egale, este proporțională cu aria diametrului fiziologic al mușchiului. Acest lucru a fost remarcat și de fiziologul german E. Weber (1846). Se știe că 1 cm de mușchi ridică de la 6 la 10 kg, indiferent dacă proprietarul său este antrenat sau neantrenat.

Compoziția (compoziția) fibrelor musculare, raportul dintre fibrele musculare lente slabe și mai excitabile (oxidative, cu oboseală scăzută) și fibre musculare rapide cu prag înalt mai puternice (glicolitice, oboseli);

Hipertrofia mușchiului miofibrilar - i.e. cresterea masei musculare, care se dezvolta cu antrenament de forta ca urmare a influențelor adaptiv-trofice și se caracterizează prin creșterea grosimii și ambalarea mai densă a elementelor contractile ale fibrei musculare – miofibrile.

2) caracteristici ale reglării nervoase

Reglarea nervoasă asigură dezvoltarea forței prin îmbunătățirea activității fibrelor musculare individuale, a unităților motorii (UM) muşchiul întreg si coordonarea intermusculara. Acesta include următorii factori:

Frecvența crescută a impulsurilor nervoase care intră în mușchii scheletici din neuronii motori măduva spinăriiși asigurarea unei tranziții de la contracții unice slabe ale fibrelor lor la cele tetanice puternice;

Activarea multor unități motorii - odată cu creșterea numărului de unități motorii implicate într-un act motor, forța de contracție musculară crește;

Sincronizarea activității MU - contracția simultană a celui mai mare număr posibil de MU active crește brusc forța de tracțiune a mușchiului;

Coordonarea intermusculară - puterea musculară depinde de activitatea altor grupe musculare: puterea musculară crește odată cu relaxarea simultană a antagonistului său, scade odată cu contracția simultană a altor mușchi și crește odată cu fixarea trunchiului sau a articulațiilor individuale. muschii antagonisti. De exemplu, atunci când ridicați o mreană, apare fenomenul de încordare (exhalare cu o glotă închisă), ducând la fixarea de către mușchii trunchiului sportivului și creând o bază solidă pentru depășirea greutății ridicate.

3) mecanisme psihofiziologice

Mecanismele psihofiziologice de creștere a forței musculare sunt asociate cu modificări stare functionala(vigor, somnolență, oboseală), influențele motivațiilor și emoțiilor care sporesc simpatia și influente hormonale din glanda pituitară, glandele suprarenale și gonade, bioritmuri.

Măsurarea forței musculare. Principala metodă de determinare a forței musculare este dinamometria. Pentru a măsura rezistența mâinii, dinamometrele portabile cu arcuri plate sunt utilizate pe scară largă (Fig. 21). Există diferite modificări: DRP-10 este destinat copiilor mai mici varsta scolarași pacienți slăbiți cu boli ale sistemului musculo-scheletic. DRP-30 - pentru copiii de vârstă de școală secundară și pentru pacienții slăbiți, DRP-90 pentru adulți sănătoși, DRP-120 - pentru sportivi.

Orez. 21. Dinamometre pentru măsurarea forței mâinii

Pentru a măsura puterea mușchilor mâinii, subiectul strânge dinamometrul cât mai mult cu mâna dreaptă, apoi cu mâna stângă. Brațul trebuie extins în lateral și ridicat la nivelul umerilor. Măsurarea se efectuează de 2-3 ori și se înregistrează cel mai mare număr. Precizie de măsurare ±2 kilograme. Indicatorii standard ai puterii mâinii dominante pentru bărbați și femei, în funcție de vârstă, sunt prezentați în Anexa 1, Tabelul 1.

După dinamometrie, indicele de putere este calculat folosind formula:

Indicele de forță = Forța mușchilor mâinii plumb (kg) / Greutatea corporală (kg) ´100%

Normă: pentru femei 45-50%, pentru bărbați – 65-80%

Pentru a determina puterea mușchilor extensori ai spatelui, se folosește un dinamometru de deadlift, care este echipat cu o platformă de sprijin pentru picioare. Când măsoară rezistența la deadlift, subiectul stă pe o platformă de sprijin, se apleacă, apucă mânerul dinamometrului cu mâinile și se îndreaptă încet cu efort maxim. Studiul se repetă de 2-3 ori, se notează cel mai bun rezultat. Precizia măsurării este de ± 5 kilograme.

Indicatorii standard ai forței spatelui pentru bărbați și femei sunt prezentați în Anexa 1, Tabelul 2.

Pentru a compara puterea diverși mușchi determina puterea lor specifica sau absoluta. Este egal cu maximul împărțit la pătrat. vezi zona secțiunii transversale a mușchilor. Forța specifică mușchi de vițel omul este de -2 kg/cm2, triceps - 16,8 kg/cm2, mestecat - 10 kg/cm2.

Munca musculara. Munca musculară este împărțită în dinamică și statică. Dinamica se realizează la deplasarea unei sarcini. În timpul lucrului dinamic, lungimea mușchiului și tensiunea acestuia se modifică. Prin urmare, mușchiul funcționează într-un mod auxotnic. În timpul funcționării statice, sarcina nu se mișcă, adică mușchiul lucrează în regim izometric. Conform legilor fizicii, munca este energia cheltuită pentru a muta un corp din care o anumită forță la o anumita distanta:

A = F'S.

Dacă contractie musculara se efectuează fără sarcină (în regim izotonic), atunci lucrul mecanic este nul. Eu gras capacitate maximă Dacă nu există o scurtare a mușchiului (mod izometric), atunci munca este, de asemenea, zero. În acest caz energie chimica se transformă complet în căldură.

Dependența cantității de muncă de sarcină respectă legea sarcinilor medii. Pe măsură ce sarcina crește, munca musculară crește inițial. La sarcini medii devine maximă. Dacă creșterea încărcăturii continuă, munca scade. Mărimea lucrării este influențată și de ritmul acesteia. Munca maximă a mușchilor se realizează într-un ritm mediu.

Puterea musculară De o importanță deosebită în calcularea volumului de muncă este determinarea puterii musculare. Acesta este lucru mecanic (forța x lungimea scurtării) efectuat pe unitatea de timp

N (P) = A / T

Putere contractie musculara diferă de forța musculară deoarece puterea este o măsură a cantității totale de muncă efectuată pe unitatea de timp. Prin urmare, puterea este determinată nu numai de forța de contracție musculară, ci și de distanța de contracție și de numărul de contracții pe minut. Puterea musculară este de obicei măsurată în kilograme metri (kgm) pe minut. Puterea maximă dezvoltată de toți mușchii unui sportiv foarte antrenat, cu condiția să lucreze împreună, este aproximativ următoarea: primele 8-10 secunde - 7000 kgm/min; următorul 1 min – 4000 kgm/min; următoarele 30 de minute – 1700 kgm/min. Astfel, o persoană poate dezvolta puterea maximă numai în timpul perioade scurte timp, în timp ce pentru sarcinile pe termen lung care necesită rezistență, puterea musculară este doar ¾ din valoarea inițială.

Rezistenta musculara. In conditii munca statica rezistenta musculara este determinata de timpul in care se mentine tensiune statică sau se ține o sarcină. Timpul maxim pentru lucru static (rezistența statică) este invers proporțional cu sarcina. Rezistență în timpul execuției munca dinamica măsurată prin raportul dintre cantitatea de muncă și timpul necesar pentru a o finaliza. În acest caz, se disting puterea de vârf și cea critică a muncii dinamice: puterea de vârf este puterea maximă atinsă la un moment dat în lucrul dinamic; critică este puterea care se menține suficient la același nivel perioadă lungă de timp. Există și rezistența dinamică, care este determinată de timpul necesar pentru a lucra cu o anumită putere.

În funcție de tipul și natura muncii fizice (musculare) efectuate, se disting următoarele:

1. rezistență statică și dinamică, adică capacitatea de a efectua o muncă statică sau dinamică pentru o perioadă lungă de timp, respectiv;

2. rezistență locală și globală, adică capacitatea de a desfășura activități locale pentru o perioadă lungă de timp (cu participarea numar mic mușchi) sau muncă globală (cu participarea unor grupuri musculare mari - mai mult de jumătate din masa musculară);

3. rezistență forță, adică capacitatea de a repeta în mod repetat exerciții care necesită o mare forță musculară;

4. anduranță anaerobă și aerobă, adică capacitatea de a efectua o muncă globală pentru o perioadă lungă de timp cu un tip de aprovizionare cu energie predominant anaerobă sau aerobă.

Întrebări de control

1. Ce este puterea musculară maximă?

2. De ce indicatori depinde forta musculara?

3. Ce tipuri de muncă efectuează mușchii?

4. Ce metode sunt folosite pentru a măsura forța musculară?

5. Care este relația dintre cantitatea de muncă și sarcină?

6. Ce este puterea musculară, cum se determină?

7. Ce este rezistența, cum se determină acest indicator?

Oboseala musculara

Ca urmare a activității prelungite, a performanței muschii scheletici se duce în jos. Acest fenomen se numește oboseală. În același timp, forța de contracție scade, perioada latentă de contracție și perioada de relaxare cresc. Modul de operare static este mai obositor decât cel dinamic.

În secolul trecut, pe baza unor experimente cu mușchi izolați, au fost propuse 3 teorii oboseala musculara:

1) Teoria epuizării lui Schiff (1868): oboseala este o consecință a epuizării rezervelor de energie din mușchi.

2) Teoria otrăvirii a lui Pflueger (1872): oboseala este cauzată de acumularea de produse metabolice în mușchi, în special de acid lactic.

3) Teoria strangularei a lui Verworn (1901): oboseala se explica prin lipsa de oxigen in muschi.

Toate aceste teorii sunt grupate împreună teorii umoral-localiste.

Într-adevăr, acești factori contribuie la oboseala în experimente pe mușchii izolați. În procesul de efectuare a muncii, produsele proceselor de oxidare se acumulează în fibrele musculare - acizi lactic și piruvic, care reduc posibilitatea de a genera PD. În plus, procesele sunt întrerupte Resinteza ATPși creatină fosfat, necesar pentru furnizarea de energie a contracției musculare.

Cu toate acestea, în organism, mușchii care lucrează intens primesc oxigenul necesar, nutrienți, sunt eliberați din metaboliți datorită creșterii circulației sanguine generale și regionale. Prin urmare, au fost propuse și alte teorii ale oboselii, care sunt combinate în grup teorii ale sistemului nervos central. Există patru direcții principale în cadrul teoriilor nervoase centrale:

1) oboseală ca urmare a inhibiției sistemului nervos central (Vasiliev L.L., Vinogradov M.I., 1966). Principalii factori care cauzează inhibiția sunt atenuarea dominantei de lucru, fluxul aferent excesiv din mușchii care lucrează și influența asupra centrii nervosi modificări biochimice în sânge care apar în timpul lucrului muscular activ.

2) oboseala este rezultatul unui dezechilibru în interacțiunea cortexului cerebral și a centrilor sistemului nervos autonom (Levitsky V.A., 1926). Centrii de susținere vegetativă a activității acționează ca protector în raport cu cortexul, trimițându-i semnale inhibitoare.

3) oboseala ca o încălcare a coordonării proceselor care asigură o stare activă în primul rând în sistemul nervos central. Această direcție se bazează pe teoria dominanței a lui A.A. Ukhtomsky. (1934). Această teorie are mai mulți susținători.

4) oboseala apare din cauza slăbirii influenței adaptiv-trofice a sistemului nervos simpatic asupra celui somatic (Kekcheev K.Kh, 1927)

Orez. 22. Factori care influențează dezvoltarea oboselii sub sarcini extreme (după A. Korobkov, 1975)

În secolul trecut, I.M. Sechenov a stabilit că, dacă mușchii unui braț devin obosiți, performanța lor este restabilită mai rapid atunci când se lucrează cu celălalt braț sau picioare. El credea că acest lucru se datorează comutării proceselor de excitație de la un centru motor la altul. El a numit odihnă cu includerea altor grupe musculare active.

În ciuda istoriei lungi de studiu a problemei, o teorie generală a oboselii nu a fost încă formulată. În fig. Figura 22 prezintă o diagramă a mecanismelor de oboseală în timpul lucrului muscular.

S-a stabilit acum că în conditii diferite activitate, contribuția anumitor factori la dezvoltarea oboselii se poate modifica.

Întrebări de control

1. Ce teorii există pentru a explica dezvoltarea oboselii în mușchii izolați?

2. Care sunt principalele direcții identificate în cadrul teoriilor nervoase centrale?

3. Ce factori determină dezvoltarea oboselii musculare la sarcini extreme?

Care se exprimă în capacitatea unei persoane de a depăși rezistența, adică de a o contracara prin tensiunea musculară. Dezvoltarea forței musculare ar trebui să aibă un loc semnificativ în profesional și antrenament motric al oamenilor.

Multe tipuri de muncă, atât în ​​producție, cât și acasă, impun solicitări sporite asupra forței musculare. Aceasta include căutarea și extracția de minerale, lucrări subterane, construcții, foraj, exploatare forestieră, lucrări agricole și alte lucrări.

Orice mișcare (la serviciu, în viața de zi cu zi și în sport) se bazează pe forța musculară ca unul dintre tipurile de abilități fizice care determină performanța. Forța este cel mai strâns legată de rezistență și viteză.

Manifestarea forței musculare depinde de: starea sistemului nervos central; activitatea corespunzătoare a cortexului cerebral; diametrul fiziologic al mușchilor; procese biochimice care apar în mușchi.

Forță dinamică și statică

Forța musculară se manifestă în două moduri principale: izotonică și izometrică. ÎN regim izotonic mușchii, contractându-se (când se scurtează sau se prelungesc), produc mișcare ( forță dinamică). În modul izometric, mușchii se încordează, dar nu produc mișcări ( forta statica).

Eforturile dinamice, statice și mixte sunt efectuate cu diferite grade de tensiune neuromusculară.

Tipuri de abilități de forță

A evidentia puterea reală(manifestat în modul static), viteza-putere(manifestat în mod dinamic) eforturi, precum și forta exploziva (capacitatea de a exercita o cantitate mare de forță în cea mai scurtă perioadă de timp). Eforturile viteză-forță sunt împărțite în depășireaȘi inferior. De exemplu, atunci când îndoiți și extindeți brațele într-o poziție culcat, flexia este o forță cedată, iar extensia este o forță de depășire.

Forța absolută și relativă

Puterea persoanelor cu același antrenament depinde de greutatea corporală. Există concepte de forță musculară absolută și relativă. Gradul de dezvoltare a forței este măsurat cu ajutorul dinamometrelor de diferite modele. Material de pe site

• Putere absoluta- aceasta este puterea maximă pe care o poate exercita o persoană fără a ține cont greutatea proprie corpuri.
• Forța relativă este forța pe unitatea de masă proprie.

Am tradus, revizuit și editat minunatul articol de bază al lui Greg Nuckols despre modul în care dimensiunea mușchilor și puterea sunt legate. Articolul explică în detaliu, de exemplu, de ce un powerlifter mediu este cu 61% mai puternic decât un culturist mediu pentru aceeași dimensiune musculară.

Probabil ați văzut această imagine în sală: un tip uriaș musculos care face genuflexiuni cu o mreană de 200 de lire, pufăind și făcând un număr mic de repetări. Apoi un tip cu mult mai puțină greutate lucrează cu aceeași mreană. picioare masive dar este ușor de făcut cantitate mare repetari.

O imagine similară poate fi repetată în presa pe bancă sau în deadlift. Da, și de la cursul de biologie școlară am fost predați: puterea musculară depinde arie a secțiunii transversale(în general, depinde de grosime), dar știința arată că aceasta este o simplificare puternică și situația nu este în întregime adevărată.

Aria secțiunii transversale a mușchiului.

De exemplu, uitați-vă la un tip de presa pe bancă de 85 kg 205 kg:

Cu toate acestea, băieți mult mai masivi nu se pot apropia de astfel de cifre în presa pe bancă.

Sau iată un atlet de 17 ani ghemuit cu o mreană de 265 kg:

Mai mult decât atât, volumul său este mult mai mic decât mulți sportivi care sunt departe de un astfel de rezultat.

Răspunsul este simplu: puterea este influențată de mulți alți factori în afară de dimensiunea mușchilor.

Omul obișnuit cântărește aproximativ 80 kg. Dacă o persoană nu este antrenată, atunci aproximativ 40% din greutatea sa corporală este mușchiul scheletic sau aproximativ 32 kg. În ciuda faptului că creșterea masei musculare depinde foarte mult de genetică, în medie, un bărbat este capabil să-și crească masa musculară cu 50% pe parcursul a 10 ani de antrenament, adică să adauge încă 16 kg de mușchi la cele 32 kg de muschi. muşchi.

Cel mai probabil, 7-8 kg de mușchi din această creștere se vor adăuga în primul an antrenament greu, încă 2-3 kg - în următorii doi ani, iar restul de 5-6 kg - peste 7-8 ani de antrenament intens. Aceasta este o imagine tipică a creșterii musculare. Cu o creștere a masei musculare de aproximativ 50%, puterea musculară va crește de 2-4 ori.

Aproximativ, dacă în prima zi de antrenament o persoană poate ridica o greutate de 10-15 kg pe bicepși, atunci acest rezultat poate crește la 20-30 kg.

Cu ghemuit: dacă la primul antrenament te ghemuiești cu o mreană de 50 kg, această greutate poate crește până la 200 kg. Acestea nu sunt date științifice, ci doar un exemplu despre cum pot crește indicatorii de putere. Când faci curluri pentru biceps, puterea poate crește de aproximativ 2 ori, iar greutatea în genuflexiuni poate crește de 4 ori. Dar, în același timp, volumul muscular a crescut cu doar 50%. Acesta este se dovedește că, în comparație cu creșterea masei, rezistența crește de 4-8 ori mai mult.

Fara indoiala masa musculara este important pentru putere, dar poate nu determinant. Să trecem peste principalii factori care influențează puterea și masa.

Fibre musculare

După cum arată cercetările: decât marime mai mare fibre musculare, cu atât este mai mare puterea acesteia.

Acest grafic arată o relație clară între dimensiunea fibrelor musculare și puterea lor:

Cum depinde puterea (scara verticală) de dimensiunea fibrelor musculare (scara orizontală). Cercetare: De la Gilliver, 2009.

Cu toate acestea, dacă putere absoluta tinde să crească cu un volum mai mare de fibre musculare, forța relativă (tăria în raport cu dimensiunea) – dimpotrivă – scade.

Să ne dăm seama de ce se întâmplă asta.

Există un indicator pentru determinarea forței fibrelor musculare în raport cu volumul lor - „tensiune specifică” (să o traducem ca „forță specifică”). Pentru a face acest lucru, trebuie să împărțiți forța maximă la aria secțiunii transversale:

Fibre musculare: Culturistii au o rezistență mai mică a fibrelor cu 62% decât cei care ridică

Deci ideea este că forta specifica depinde foarte mult de tipul de fibra musculara.

În acest studiu, oamenii de știință au descoperit că densitatea fibrelor musculare a culturiștilor profesioniști a fost cu până la 62% mai mică decât cea a culturiștilor profesioniști.

Adică, relativ vorbind, mușchii unui powerlifter mediu sunt cu 62% mai puternici decât mușchii culturistului obișnuit cu același volum.

Mai mult, fibrele musculare ale culturistilor sunt, de asemenea, cu 41% mai slabe decât cele ale persoanelor neantrenate, pe baza suprafeței lor transversale. Adică pe centimetru pătrat de grosime, mușchii culturiștilor sunt mai slabi decât cei care nu s-au antrenat deloc (dar, în general, culturiștii, desigur, sunt mai puternici datorită volumului total al mușchilor).

Acest studiu a comparat diferite fibre musculare și a constatat că Cele mai puternice fibre musculare sunt de 3 ori mai puternice decât cele mai slabe de aceeași grosime - aceasta este o diferență foarte mare.

Fibrele musculare cresc mai repede în secțiune transversală decât în ​​forță

Deci ambele studii au arătat asta Pe măsură ce dimensiunea fibrelor musculare crește, puterea lor scade în raport cu grosimea lor.. Acesta este cresc mai mult în mărime decât în ​​forță.

Dependenta este: când aria secțiunii transversale a unui mușchi se dublează, puterea acestuia crește cu doar 41% și nu de 2 ori.

În acest plan se corelează mai bine cu forța fibrelor musculare diametru fibre, nu arie a secțiunii transversale (Vă rugăm să adăugați această corecție la manualele de biologie școlare!)

În cele din urmă, oamenii de știință au redus toți indicatorii la acest grafic:

Orizontală: creșterea suprafeței secțiunii transversale a mușchiului. Linia albastră este creșterea în diametru, linia roșie este crestere generala forță, galben - creșterea forței specifice (câtă forță crește odată cu creșterea ariei secțiunii transversale).

Concluzia care se poate trage este că, pe măsură ce volumul muscular crește, crește și forța, dar creșterea dimensiunii mușchilor (adică suprafața secțiunii transversale) depășește creșterea forței. Acestea sunt medii colectate dintr-un număr de studii, iar unele studii au date diferite.

De exemplu, în acest studiu, pe parcursul a 12 săptămâni de antrenament la subiecți experimentali, aria secțiunii transversale a mușchilor a crescut cu o medie de 30%, dar în același timp forță specifică nu s-a schimbat (adică citim printre rânduri, puterea a crescut și ea cu aproximativ 30%).

Rezultatele acestui studiu sunt similare: aria secțiunii transversale a mușchiului a crescut cu 28-45% la participanți după 12 săptămâni de antrenament, dar forța specifică nu s-a schimbat.

Pe de altă parte, aceste 2 studii (unu și două) au arătat o creștere a forței musculare specifice în absența creșterii în volum a mușchilor înșiși. Adică, puterea a crescut, dar volumul nu și, datorită acestei combinații, se dovedește că forța specifică a crescut.

În toate aceste 4 studii, puterea a crescut peste diametru muşchii, dar în comparaţie cu arie a secțiunii transversale puterea creștea doar dacă fibrele musculare nu creșteau.

Deci, să recapitulăm subiectul important cu fibrele musculare:

• Oamenii variază foarte mult în ceea ce privește numărul de fibre musculare de un tip sau altul.. Tine minte: forță specificăÎn medie, lifterii (forța de antrenament) au cu 61% mai multe fibre musculare decât culturiștii (volumul de antrenament). Aproximativ vorbind, cu mușchi de același volum, lifterii sunt mai puternici cu o medie de 61%.
• Cele mai slabe fibre musculare sunt de 3 ori mai slabe decât cele mai puternice. Numărul lor în fiecare persoană este determinat genetic. Aceasta înseamnă că diferența maximă ipotetică posibilă de forță musculară a aceluiași volum variază de până la 3 ori.
• Forța specifică (forța pe centimetru pătrat de secțiune transversală) nu crește întotdeauna odată cu antrenamentul. Faptul este că aria secțiunii transversale a mușchilor crește, în medie, mai repede decât forța.

Locul de atașare musculară

Un factor important de forță este modul în care mușchii se atașează de oase și lungimea membrelor. După cum vă amintiți de la cursul de fizică de la școală, cu cât maneta este mai mare, cu atât este mai ușor să ridicați greutatea.

Dacă aplicați forță în punctul A, va fi nevoie de mult mai multă forță pentru a ridica aceeași greutate în comparație cu punctul B.

În consecință, cu cât mușchiul este atașat mai mult (și cu cât membrul este mai scurt), cu atât efectul de pârghie este mai mare și cu atât este mai mare. greutate mai mare poate fi ridicat. Acest lucru explică parțial de ce unii tipi destul de slabi sunt capabili să ridice mult mai mult decât unii băieți deosebit de voluminosi.

De exemplu, acest studiu sugerează că diferențele de forță bazate pe locul de inserție musculară în articulatia genunchiului la oameni diferiti este de 16-25%. Sunt atât de norocos cu genetica.

Mai mult, cu creșterea musculară în volum moment de putere crește: acest lucru se întâmplă deoarece pe măsură ce mușchiul crește în volum, „unghiul de atac” se modifică ușor și acest lucru explică parțial faptul că puterea crește mai repede decât volumul.

Cercetarea lui Andrew Vigotsky are imagini excelente care demonstrează clar cum se întâmplă acest lucru:

Cel mai important lucru este concluzia: ultima poză demonstrează cum, pe măsură ce grosimea mușchilor (aria secțiunii transversale) crește, unghiul de aplicare a forței se modifică, ceea ce înseamnă deplasarea pârghiei mai mult. muschii voluminosi devine mai usor.

Capacitatea sistemului nervos de a activa mai multe fibre

Un alt factor al forței musculare, indiferent de volum, este capacitatea sistemului nervos central (SNC) de a activa cât mai multe fibre musculare pentru a se contracta (și a relaxa fibrele antagoniste).

În linii mari, capacitatea de a transmite cel mai eficient semnalul corect fibrelor musculare - de a tensiona unele fibre și de a relaxa alte fibre. Probabil ați auzit că în viața obișnuită suntem capabili să transferăm doar o anumită forță normală în mușchii noștri, dar într-un moment critic forța poate crește de multe ori. În acest loc, de obicei sunt date exemple despre cum o persoană ridică o mașină pentru a salva viața unei persoane dragi (și există într-adevăr câteva astfel de exemple).

In orice caz, Cercetare științifică nu au putut încă să demonstreze pe deplin acest lucru.

Oamenii de știință au comparat puterea contracției musculare „voluntare” și apoi, folosind stimularea electrică, au obținut și mai mult - 100% tensiune în toate fibrele musculare.

Drept urmare, s-a dovedit că contractiile „voluntare” reprezinta aproximativ 90-95% din forta contractila maxima posibila, care a fost realizat cu ajutorul stimularii electrice ( nu este clar ce eroare și influență au avut astfel de condiții „stimulatoare” asupra mușchilor antagoniști, care trebuie relaxați pentru a obține o forță mai mare - cca. Zozhnik).

Oamenii de știință și autorul textului trag concluzii: este foarte posibil ca niste oamenii pot crește semnificativ puterea prin antrenarea semnalizării dintre creier și mușchi, dar majoritate oamenii nu sunt capabili să crească semnificativ puterea pur și simplu prin îmbunătățirea capacității de a activa mai multe fibre.

Forța musculară normalizată (NSM)

Forța contractilă maximă a unui mușchi depinde de volumul mușchiului, de forța fibrelor musculare din care constă, de „arhitectura” mușchiului, în linii mari, de toți factorii pe care i-am indicat mai sus.

Conform cercetărilor, volumul muscular este responsabil pentru aproximativ 50% din diferența în indicatori de putere de la oameni diferiti.

Un alt 10-20% din diferența de rezistență este explicată de factori „arhitecturali”, cum ar fi locul de inserție și lungimea fascială.

Cei rămași factori responsabili pentru restul de 30-40% din diferența de forță nu depind deloc de mărimea mușchilor.

Pentru a lua în considerare acești factori, este important să introducem conceptul de forță musculară normalizată (NSM) - aceasta este puterea mușchiului în comparație cu aria sa transversală. În linii mari, cât de puternic este un mușchi în comparație cu dimensiunea lui.

Cele mai multe studii (dar nu toate) arată că RMN crește odată cu antrenamentul. Dar, în același timp, așa cum am discutat mai sus (în secțiunea privind rezistența specifică), o creștere a volumului în sine nu oferă o astfel de oportunitate, aceasta înseamnă că o creștere a puterii este asigurată nu numai de o creștere a volumului, o îmbunătățirea trecerii semnalelor musculare, dar de alți factori (aceiași care sunt responsabili pentru restul de 30-40% din diferența de forță).

Care sunt acești factori?

Îmbunătățirea calității țesuturilor conjunctive

Unul dintre acești factori este Odată cu antrenamentul sporit, calitatea țesutului conjunctiv care transmite forțele de la mușchi la oase se îmbunătățește.. Pe măsură ce calitatea țesutului conjunctiv crește, cea mai mare parte a forțelor este transferată scheletului, ceea ce înseamnă că rezistența crește cu același volum (adică rezistența normalizată crește).

Conform cercetărilor, până la 80% din puterea unei fibre musculare este transferată către țesuturile din jur, care atașează fibrele musculare de fascie folosind o serie de proteine ​​importante(endomisiu, perimisio, epimisio și altele). Această forță este transferată tendoanelor, crescând forța totală transmisă de la mușchi la schelet.

Acest studiu, de exemplu, arată că ÎNAINTE de antrenament NSM(forța întregului mușchi pe zonă de secțiune transversală) a fost cu 23% mai mare decât puterea specifică a fibrelor musculare(rezistența fibrelor musculare pe aria secțiunii transversale a acestor fibre).

ȘI DUPĂ antrenamentul NSM(forța specifică a întregului mușchi) a fost cu 36% mai mare(tăria specifică a fibrelor musculare). Înseamnă că Forța întregului mușchi în timpul antrenamentului crește mai bine decât puterea sumei tuturor fibrelor musculare.

Oamenii de știință atribuie acest lucru creșterii țesutului conjunctiv, care permite un transfer mai eficient al forței de la fibre la oase.

Tendoanele sunt prezentate schematic deasupra și dedesubt, cu fibre musculare între ele. Pe măsură ce antrenamentul crește (figura din dreapta), la fel crește țesut conjunctivîn jurul fibrelor musculare, cantitatea și calitatea conexiunilor, permițând transmiterea mai eficientă a forței de la fibra musculară la tendoane.

Ideea că calitatea fibrelor care transmit forța se îmbunătățește odată cu antrenamentul (și figura de mai sus) vine dintr-un studiu din 1989 și este încă în mare parte teorie.

Cu toate acestea, există un studiu din 2010 care susține această poziție. În acest studiu, în timp ce măsurătorile fibrelor musculare (forța specifică, forța de vârf) au rămas neschimbate, forța totală pentru întregul mușchi a crescut cu o medie de 17% (dar cu variații mari între indivizi: de la 6% la 28%).

Antropometria ca factor de forță

Pe lângă toți acești factori de forță musculară, antropometria generală a corpului influențează, de asemenea, cantitatea de forță produsă și cât de eficient poate fi transmisă acea forță prin flexia articulațiilor (și indiferent de forța momentană a articulațiilor individuale).

Să luăm ca exemplu ghemuitul cu mreană. Situație ipotetică: 2 persoane la fel de antrenate cu mușchi de aceeași dimensiune și compoziție de fibre, atașați identic de oase. Dacă persoana A are o coapsă cu 20% mai lungă decât persoana B, atunci persoana B ar trebui să se ghemuiască ipotetic cu 20% mai multă greutate.

Totuși, în realitate, totul nu se întâmplă chiar așa, din cauza faptului că atunci când lungimea oaselor se modifică, locul de atașare a mușchilor se schimbă și proporțional.

Astfel, dacă coapsa persoanei A este cu 20% mai lungă, atunci locul unde mușchii se atașează la osul coapsei (cantitatea de pârghie) este de asemenea proporțional - cu 20% mai departe - ceea ce înseamnă că lungimea coapsei este compensată de câștigul în atașarea musculară mai departe de articulație. Dar asta in medie. În realitate, datele antropometrice, desigur, variază de la persoană la persoană.

De exemplu, există o observație că powerlifterii cu o tibie mai lungă și un femur scurt au tendința de a se ghemui cu greutate mai mare decât cele al căror femur este mai lung în raport cu tibia. O observație similară se aplică lungimii umerilor și presiunii cu mreană pentru piept.

Indiferent de toți ceilalți factori, antropometria corpului face diferența de forță, dar măsurarea acestui factor este dificilă, deoarece este dificil să-l despart de alții.

Specificitatea antrenamentului

Ești bine conștient de specificul antrenamentului: ceea ce antrenezi este ceea ce se îmbunătățește. Știința spune că specificitatea funcționează cel mai mult aspecte diferite Instruire. O mare parte din acest efect funcționează deoarece sistem nervosînvaţă să efectueze anumite mişcări mai eficient.

Iată un exemplu simplu. Acest studiu este adesea folosit ca exemplu pentru a ilustra principiul specificității:

• Grupa 1 antrenat cu o greutate de 30% - 3 repetari pana la insuficienta musculara.
• Grupa 2 s-a antrenat cu o greutate de 80% din 1RM - și a făcut doar 1 repetare până la insuficiența musculară.
• Grupa 3 antrenat cu o greutate de 80% din 1RM - 3 repetari pana la insuficienta musculara.

După cum era de așteptat, cea mai mare îmbunătățire a forței a fost obținută de grupul 3 - antrenament cu greutăți mari și 3 seturi pe exercițiu.

Cu toate acestea, când toate grupurile au fost testate la sfârșitul studiului suma maxima repetari cu o greutate de 30% din 1RM, apoi cel mai bun rezultat a arătat grupul care s-a antrenat cu 30% din 1RM. În consecință, la verificare greutate maxima La 1RM, rezultatele s-au îmbunătățit mai bine în rândul celor care s-au antrenat la 80% din 1RM.

Un alt detaliu interesant în acest studiu: când au început să verifice cum s-au schimbat rezultatele forta statica(nu a fost antrenat în niciunul dintre cele 3 grupuri) - atunci rezultatele în creșterea acestui indicator au fost aceleași, deoarece toate cele 3 grupuri nu au antrenat în mod specific acest indicator de forță.

Pe măsură ce experiența și tehnica se îmbunătățesc, puterea crește. Mai mult, în exercițiile complexe cu mai multe articulații unde mari grupele musculare efectul antrenamentului este mai mare decât la mușchii mici.

Acest grafic arată cum, pe măsură ce numărul de repetări crește (scara orizontală), proporția erorilor din exercițiu scade.

Mușchii scheletici sunt parte integrantă sistemul musculo-scheletic uman. În acest caz, mușchii efectuează următoarele Caracteristici:

1) asigură o anumită postură a corpului uman;

2) mutați corpul în spațiu;

3) mutați părți individuale ale corpului una față de alta;

4) sunt o sursă de căldură, îndeplinind o funcție de termoreglare.

Proprietăți mușchi scheletic :

1) Excitabilitate- capacitatea de a răspunde la un stimul prin modificarea conductivității ionice și a potențialului de membrană. ÎN conditii naturale acest stimul este transmițătorul acetilcolina, care este eliberat în terminațiile presinaptice ale axonilor neuronilor motori. În condiții de laborator, stimularea musculară electrică este adesea folosită. Atunci când stimulează electric un mușchi, fibrele nervoase sunt inițial excitate care eliberează acetilcolină, adică. în acest caz se observă iritația indirectă a mușchiului. Acest lucru se datorează faptului că excitabilitatea fibrele nervoase mai mare decât muşchiul. Pentru iritarea directa a muschilor este necesara folosirea relaxantelor musculare - substante care blocheaza transmiterea impulsurilor nervoase prin sinapsa neuromusculara;

2) Conductivitate scăzută(10-13 m/s) - capacitatea de a conduce un potențial de acțiune de-a lungul și adânc în fibra musculară de-a lungul sistemului T;

3) Contractilitatea- capacitatea de a scurta sau de a dezvolta tensiune atunci când este excitat;

4) Elasticitate- capacitatea de a dezvolta tensiune la întindere.

5) Refractaritatea– absența sau scăderea excitabilității unui nerv sau mușchi după excitația anterioară. Ocupă o perioadă mai lungă de timp decât o fibră nervoasă.

6) Labilitate– mobilitatea funcțională, viteza ciclurilor elementare de excitație în țesuturile nervoase și musculare

Principalii indicatori care caracterizează activitatea musculară sunt forța și performanța acestora.

Putere musculara. Forța este o măsură a impactului mecanic asupra unui mușchi de la alte corpuri, care este exprimată în newtoni sau kg-forță. La izotonic contracție în experiment, forța este determinată de masa sarcinii maxime pe care o poate ridica mușchiul ( forță dinamică); la izometrică - tensiune maxima că se poate dezvolta (forță statică).

O singură fibră musculară dezvoltă o tensiune de 100-200 kgf în timpul contracției.

Gradul de scurtare a mușchilor în timpul contracției depinde de puterea stimulului, de proprietățile morfologice și de starea fiziologică. Mușchi lungi sunt reduse cu o cantitate mai mare decât cele scurte.

O ușoară întindere a mușchiului, când componentele elastice sunt încordate, este un iritant suplimentar și crește contracția musculară, iar la o întindere puternică, forța de contracție musculară scade.

Tensiunea pe care o pot dezvolta miofibrilele este determinată de numărul de punți încrucișate ale filamentelor de miozină care interacționează cu filamentele de actină, deoarece punțile servesc ca loc de interacțiune și de dezvoltare a forței între cele două tipuri de filamente. În starea de repaus, o parte destul de semnificativă a punților transversale interacționează cu filamentele de actină. Când mușchiul este puternic întins, filamentele de actină și miozină aproape încetează să se suprapună și între ele se formează legături încrucișate minore.

Amploarea contracției scade și atunci când mușchiul devine obosit.

Un mușchi care se contractă izometric dezvoltă tensiunea maximă posibilă pentru el ca urmare a activării tuturor fibrelor musculare. Această tensiune musculară se numește putere maxima. Forța maximă a unui mușchi depinde de numărul de fibre musculare care alcătuiesc mușchiul și de grosimea acestora. Ele formează diametrul anatomic al mușchiului, care este definit ca aria secțiunii transversale a mușchiului desenată perpendicular pe lungimea acestuia. Atitudine putere maxima mușchi la diametrul său anatomic se numește putere relativă muşchi, măsurat în kg/cm2.

Diametrul fiziologic al unui mușchi este lungimea secțiunii transversale a mușchiului perpendicular pe cursul fibrelor sale.

La muschii cu fibre paralele diametrul fiziologic coincide cu cel anatomic. La muschii cu fibre oblice va fi mai mare decat anatomica. Prin urmare, puterea mușchilor cu fibre oblice este întotdeauna mai mare decât cea a mușchilor de aceeași grosime dar cu fibre longitudinale. Majoritatea mușchilor animalelor domestice și în special ai păsărilor au fibre oblice cu o structură penoasă. Astfel de mușchi au un diametru fiziologic mai mare și au o forță mai mare.

Cei mai puternici sunt mușchii multipennați, urmați de mușchii unipenați, bipenați, semipenați, fuziformi și fibroși longitudinali.

Mulți, unul și mușchii bipenați au o forță și rezistență foarte mare (se obosesc puțin), dar au o capacitate limitată de scurtare, iar alte tipuri de mușchi se scurtează bine, dar obosesc repede.

Indicator de rezistență comparativ mușchi diferiți este forta musculara absoluta- raportul dintre forța musculară maximă și diametrul său fiziologic, adică sarcina maximă pe care o poate ridica un mușchi împărțită la aria totală a tuturor fibrelor musculare. Este determinata de stimularea tetanica si de intindere musculara initiala optima. La animalele de fermă, puterea absolută a mușchilor scheletici variază de la 5 la 15 kg forță, în medie 6-8 kg forță per 1 cm2 de diametru fiziologic. În curs munca musculara diametrul mușchiului crește și, în consecință, puterea acestui mușchi crește.

Munca musculara. Munca mușchilor este exprimată extern fie prin fixarea unei părți a corpului, fie prin mișcare. În primul caz se vorbește despre așa-numitul static munca, iar în al doilea - despre dinamic muncă.

Munca statica mușchii este o consecință a egalității momentelor de forțe și se mai numește și lucru de susținere. Cu genul ăsta de muncă forma musculara, dimensiunea, excitația și tensiunea sa sunt relativ constante.

Funcționare dinamică musculatura este insotita de miscare si este o consecinta a diferentei de momente de forta. În funcție de ce moment se dovedește a fi mare, se disting două tipuri de muncă dinamică a mușchilor: depășirea și cedarea. Predominanța momentului de forță al unui mușchi sau al unui grup de mușchi duce la depășirea muncii, iar o scădere a momentului de forță musculară duce la o muncă inferioară.

Există, de asemenea munca balistica mușchii, care este un tip de muncă de depășire: mușchiul suferă o contracție rapidă și o relaxare ulterioară, după care legătura osoasă continuă să se miște prin inerție.

(10) Tipuri și moduri de contracție a mușchilor scheletici. Contracția musculară unică, fazele sale. Tetanus și tipurile sale. Optim și pessimum de iritație.

Tipuri de abrevieri.

În mușchiul scheletic, există o singură contracție și o contracție însumată (tetanos).

O singură tăietură- aceasta este o contracție care are loc ca răspuns la un singur stimul suficient pentru a provoca excitația musculară.

Fazele unei singure contracții musculare:

Perioada latenta. Este suma întârzierilor cauzate de excitarea membranei fibrelor musculare, propagarea PD prin sistemul T în fibră, formarea trifosfatului de inozitol, creșterea concentrației de calciu intracelular și activarea punților încrucișate. Pentru mușchiul sartorius perioada de latență a broaștei este de aproximativ 2 ms.

Perioada de scurtare sau de dezvoltare a tensiunii.

Perioada de relaxare, când concentrația ionilor de Ca2+ scade și capetele de miozină sunt deconectate de la filamentele de actină.

Atunci când un mușchi este expus unei stimulări ritmice de înaltă frecvență, are loc o contracție puternică și prelungită a mușchiului, care se numește contractia tetanica, sau tetanos.

Tetanosul poate fi zimţat(la o frecventa de stimulare de 20-40 Hz) sau neted(la o frecvență de 50 Hz și mai sus). Amplitudinea unei contracții tetanice este de 2-4 ori mai mare decât amplitudinea unei singure contracții la aceeași putere de stimulare.

Tetanos neted apare atunci când următorul impuls de iritare acționează asupra mușchiului înainte de începerea fazei de relaxare. Cu o frecventa foarte mare de stimulare, fiecare stimulare succesiva va intra in faza de refractare absoluta si muschiul nu se va contracta deloc. Înălțimea contracției musculare în timpul tetanosului depinde de ritmul de stimulare, precum și de excitabilitatea și labilitatea, care se modifică în timpul contracției musculare. Tetanusul este cel mai ridicat la un ritm optim, atunci când fiecare impuls ulterior acționează asupra mușchiului în faza de exaltare cauzată de impulsul anterior. În acest caz, creați cele mai bune conditii(forță și frecvență optime de stimulare, ritm optim) pentru funcția musculară.

În cazul contracțiilor tetanice, fibrele musculare obosesc mai mult decât în ​​cazul contracțiilor simple. Prin urmare, chiar și în cadrul aceluiași mușchi, există o modificare periodică a frecvenței impulsurilor (până la dispariția completă) în diferite unități motorii.

Mușchiul scheletic este caracterizat de două principale modul de reducere- izometrice și izotonice.

Mod izometric se manifestă prin faptul că tensiunea crește în mușchi în timpul activității sale (se generează forță), dar datorită faptului că ambele capete ale mușchiului sunt fixe (de exemplu, mușchiul încearcă să ridice o sarcină mare), nu nu scurtează.

La modul izotonic mușchiul dezvoltă inițial tensiune (forță) capabilă să ridice o sarcină dată, apoi se scurtează (își schimbă lungimea, menținând tensiunea egală cu greutatea sarcinii ridicate).

Optim- nivelul de forță sau frecvența stimulării la care are loc activitatea maximă a unui organ sau țesut. Fenomenul O. a fost descris de N. Vvedensky, care, folosind un preparat neuromuscular al unei broaște, a stabilit că o creștere a frecvenței sau a forței stimulării până la o anumită limită sporește o contracție continuă, pe termen lung, a mușchiului - tetanos. . O. se explică prin faptul că în aceste cazuri, fiecare iritație ulterioară cade asupra mușchiului într-o perioadă de excitabilitate crescută cauzată de iritația anterioară.

Pessimum- inhibarea activității unui organ sau țesut cauzată de frecvența sau intensitatea excesivă a iritațiilor aplicate. Acest fenomen a fost descris de N. Vvedensky. Investigand particularitățile conducerii impulsurilor nervoase în pregătirea neuromusculară a unei broaște, el a descoperit că întărirea tetanosului, cauzată de o creștere treptată a frecvenței sau intensității stimulării, cu frecvența sau intensificarea lor ulterioară, este brusc înlocuită de relaxare. a muşchiului şi inhibarea completă a activităţii acestuia. Vvedensky a interpretat acest fenomen din punctul de vedere al evoluției sale teoria parabiozei. Conform acestei teorii, performanța terminații nervoase, transmitând impulsuri către mușchi, după trecerea undei de excitație scade brusc și este nevoie de ceva timp pentru a le restabili performanța (în pregătirea neuromusculară a mușchiului gastrocnemian broaștei - 0,02-0,03 secunde). Acest timp determină funcţionalitate terminații nervoase – lor labilitate. Dacă intervalul dintre stimulare este mai mic decât această perioadă necesară, adică dacă depășește labilitatea terminațiilor nervoase, se dezvoltă în ele un fel de excitație persistentă, care nu se răspândește - parabioza, blocând conducerea impulsurilor nervoase către mușchi și astfel inhibă activitatea acestuia, protejând împotriva suprasolicitarii. Fenomenul descris este reversibil: o scădere a intensității stimulării restabilește contracția musculară.

Gradul de scurtare a mușchilor în timpul contracției depinde de puterea stimulării, proprietățile morfologice și starea fiziologică. Mușchii lungi se contractă mai mult decât cei scurti. O ușoară întindere a mușchiului, când componentele elastice sunt încordate, crește contracția acestuia, iar cu o întindere puternică, forța de contracție scade. Aceasta depinde de condițiile de interacțiune dintre filamentele de actină și miozină în timpul contracției. Tensiunea pe care o pot dezvolta miofibrilele este determinată de numărul de punți încrucișate ale filamentelor de miozină care interacționează cu filamentele de actină, deoarece punțile servesc ca loc de interacțiune și de dezvoltare a forței între două tipuri de miofilamente (filamente). În starea de repaus, o parte destul de semnificativă a punților transversale interacționează cu filamentele de actină. Când mușchiul este puternic întins, filamentele de actină și mnozină aproape încetează să se suprapună și între ele se formează legături încrucișate minore. Amploarea contracției scade și atunci când mușchiul devine obosit.

Forța unui mușchi este determinată de tensiunea maximă pe care o poate dezvolta în condiții de contracție izometrică sau de ridicare a unei sarcini maxime. Un mușchi care se contractă izometric dezvoltă tensiunea maximă posibilă pentru el ca urmare a activării tuturor fibrelor musculare. Această tensiune musculară se numește putere maximă. . Forța maximă a unui mușchi depinde de numărul de fibre musculare care alcătuiesc mușchiul și de grosimea acestora. Ele formează diametrul anatomic al mușchiului, care este definit ca aria secțiunii transversale a mușchiului desenată perpendicular pe lungimea acestuia. Raportul dintre forța maximă a unui mușchi și diametrul său anatomic se numește forță musculară relativă , măsurată în kg/cm2.

Există și conceptul de diametru fiziologic al mușchilor - Aceasta este o secțiune transversală a mușchiului, perpendiculară pe cursul fibrelor sale. La muschii cu fibre paralele diametrul fiziologic coincide cu cel anatomic. La muschii cu fibre oblice va fi mai mare decat anatomica. Din acest motiv, puterea unui muşchi cu fibre oblice este mult mai mare decât puterea unui muşchi de aceeaşi grosime cu fibre longitudinale. Majoritatea mușchilor animalelor au fibre oblice cu o structură penoasă. Astfel de mușchi au un diametru fiziologic mare și, prin urmare, au o putere mare. Se numește raportul dintre forța maximă a unui mușchi și diametrul său fiziologic forță absolută muşchii . În procesul de lucru muscular, diametrul mușchiului crește și, în consecință, puterea acestui mușchi crește.

Munca musculara

Când se contractă, un mușchi se scurtează, lucrând. Munca mușchiului, în timpul căreia sarcina se mișcă și oasele se mișcă în articulații, se numește dinamică . De asemenea, mușchiul produce muncă atunci când se contractă izometric, dezvoltând tensiune fără a scurta mușchiul, de exemplu, când ține o sarcină. În acest caz, nu se efectuează nicio muncă externă, iar o astfel de muncă se numește statică .

Munca musculara dinamica ( w) se măsoară prin produsul dintre masa încărcăturii (p) și înălțimea ridicării acesteia (A) și se exprimă în kilograme: w = ph (kgm). Pe măsură ce sarcina crește, munca mecanică externă a mușchiului crește mai întâi și apoi scade.

Dependența muncii de mărimea sarcinii este exprimată prin legea sarcinilor medii: munca musculară va fi cea mai mare la sarcini medii. Pe lângă sarcină, contează și ritmul de lucru. Lucrul maxim se va executa la un ritm mediu de contracție (legea vitezei medii).