ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.08.2024
Просмотров: 25
Скачиваний: 0
Биохимические факторы скоростно-силовых качеств
Важнейшими из скоростно-силовых качеств спортсмена являются сила, скорость и мощность развиваемого мышечного усилия. Проявление их обусловлено рядом причин психологического, физиологического, биомеханического и биохимического характера.
Основные биохимические факторы, лимитирующие проявление скоростно-силовых качеств, можно установить исходя из «фундаментальных зависимостей» для мышцы. Первая из этих зависимостей описывает условия проявления максимальной мышечной силы. Результаты экспериментальных исследований, выполненных на различных мышцах человека и животных, показывают, что величина максимального мышечного усилия прямо пропорциональна длине саркомера, или длине толстых миозиновых нитей, т.е. степени полимеризации миозина, и общему содержанию в мышце сократительного белка актина. Как уже отмечалось, усилие, развиваемое в процессе взаимодействия актиновых и миозиновых нитей в миофибриллах, пропорционально числу образованных поперечных спаек. Чем больше площадь наложения тонких актиновых нитей на толстые миозиновые нити в пределах каждого саркомера, тем больше и максимальная величина усилия, развиваемого мышцей. Максимально возможная площадь соприкосновения нитей определяется длиной толстых миозиновых нитей или отдельного саркомера. Самые длинные саркомеры обнаружены в запирательных мышцах моллюсков. Эти мышцы способны развивать усилие, в 3-6 раз превышающее максимальную мышечную силу человека. Самые короткие саркомеры находятся в летательных мышцах насекомых и колибри. Величина относительного максимума силы этих мышц примерно в 3 раза меньше, чем у человека. В скелетных мышцах человека средняя длина саркомера составляет 1,8 µ, а длина миозиновых нитей – около 1 µ. По значению максимальной силы мышцы человека занимают среднее положение между мышцами моллюсков и летательными мышцами насекомых.
Длина саркомера, или степень полимеризации миозина, в толстых нитях миофибрилл – это генетически обусловленный фактор; он остается неизменным в процессе индивидуального развития и под влиянием тренировки. Длина саркомера обнаруживает определенные вариации в волокнах разного типа, входящих в состав различных мышц. Содержание в мышцах белка актина существенно изменяется в процессе индивидуального развития и под влиянием тренировки. Этот показатель обнаруживает выраженные различия в мышечных волокнах разного типа и в мышцах различного функционального профиля.
Содержание актина в миофибриллах мышц находится в линейной зависимости от общего количества креатина. Оба показателя – содержание актина и общая концентрация креатина в мышцах – могут быть использованы при контроле за развитием мышечной силы и прогнозировании уровня спортивных достижений в скоростно-силовых упражнениях.
Вторая «фундаментальная зависимость» описывает связь между величиной максимальной скорости сокращения мышцы, длиной саркомера и относительной АТФ-азной активностью миозина. Наибольшая скорость сокращения отмечена в летательных мышцах насекомых и колибри, имеющих в своем составе самые короткие саркомеры, наименьшая – в запирательных мышцах моллюсков, в составе которых находятся самые длинные саркомеры. Максимальная скорость сокращения прямо пропорциональна относительной АТФ-азной активности. Значения максимальной скорости сокращения сильно различаются в мышечных волокнах разного типа: в быстро сокращающихся белых волокнах они примерно в 4 раза выше, чем в медленно сокращающихся красных волокнах.
В произвольных движениях человека важно не изолированное проявление силы или скорости сокращения, а их совместный эффект, оцениваемый по величине мощности развиваемого усилия. Поскольку мощность является произведением силы на скорость, то исходя из уже известных зависимостей для силы и скорости сокращения, нетрудно вывести третью «фундаментальную зависимость», описывающую изменения мощности при мышечном сокращении. Мощность, развиваемая мышцей, является линейной функцией от величины суммарной АТФ-азной активности, то есть общей скорости расщепления АТФ.
Значения максимальной мощности, как и значения максимальной скорости сокращения, существенно различаются в мышечных волокнах разного типа и заметно изменяются при адаптации к определенному виду двигательной деятельности. В быстро сокращающихся белых волокнах значения максимальной мощности составляют около 155 ватт на 1 кг веса мышц, в медленно сокращающихся красных волокнах – 40 ватт на 1 кг веса мышц.
Суммарная АТФ-азная активность выше в быстро сокращающихся белых волокнах. В соответствии с этим максимальная мощность обнаруживает тесную связь с их процентным содержанием в работающих мышцах. Бегуны-спринтеры, в икроножной мышце которых содержание быстро сокращающихся белых волокон достигает 60%, заметно превосходят бегунов на длинные дистанции по значениям максимальной мощности (120 ватт на 1 кг против 85 ватт). У бегунов на длинные дистанции процент быстро сокращающихся белых волокон в этой мышце составляет только 35%.
Биохимические основы методов скоростно-силовой подготовки спортсменов
Поскольку структурные факторы скоростно-силовых способностей человека (длина саркомеров в миофиброллах, содержание быстро и медленно сокращающихся волокон в мышцах) генетически обусловлены, основным методическим путем улучшения скоростно-силовых качеств спортсменов является подбор средств и методов, которые могли бы улучшить АТФ-азную активность миозина и усилить синтез сократительных белков в мышцах. В скоростно-силовых видах спорта для решения этих задач в настоящее время используются два основных методических приема – метод максимальных усилий и метод повторных предельных упражнений.
Для тренировки способностей к максимальному проявлению скоростно-силовых качеств применяются упражнения, близкие по биодинамической структуре к соревновательным или сами соревновательные упражнения. Они выполняются с предельной мобилизацией на проявление максимального усилия, с небольшим числом посторенний и нерегламентированными интервалами отдыха, достаточными для восстановления и повторной мобилизации на максимальное усилие (как правило, 1,5–2 мин).
Предельный объем упражнений с максимальным проявлением силы, скорости или мощности определяется критической концентрацией КрФ в мышцах (примерно ⅓ от общей алактатной анаэробной емкости), ниже которой уже невозможно поддерживать максимальную скорость ресинтеза АТФ. За счет этого количества КрФ можно выполнить непрерывно до 5-6 повторений таких упражнений. При произвольно дозируемых интервалах отдыха в одном тренировочном занятии можно 10-12 раз повторить упражнение без заметного снижения максимальной мощности.
Метод повторных предельных упражнений направлен на усиление синтеза сократительных белков и увеличение мышечной массы. Для решения этой задачи может быть использован широкий круг упражнений, в достаточной мере нагружающих избранную группу мышц. Величина преодолеваемого сопротивления обычно не превышает 70% от максимальной изометрической силы. Упражнения выполняются с большим числом повторений до отказа.
При величинах сопротивления, составляющих более 50% от максимальной изометрической силы, кровоток через мышцу резко уменьшен, что сопровождается появлением локальной гипоксии, В этих условиях (дефицит аэробной энергопродукции) значительно исчерпываются алактатные анаэробные резервы, и в мышцах накапливается большое количество свободного креатина, заметно усиливается образование молочной кислоты в результате гликолиза.
Биохимические факторы выносливости
Выносливость – важнейшее физическое качество спортсмена, во многом определяющее общий уровень его работоспособности. Она может проявляться в форме продолжительной работы на заданном уровне мощности до первых признаков выраженного утомления, а также как снижение работоспособности при наступлении утомления, которое в конечном итоге приводит к прекращению работы. Выносливость измеряется временем работы, выполненной до отказа (предельное время – tпр).
С биохимической точки зрения выносливость определяется отношением величины энергетических резервов, доступных для использования, к скорости расходования энергии при выполнении данного вида упражнений:
выносливость (tпр, мин) = запасы энергии (Дж)
скорость расхода энергии (Дж/мин)
т.е. выносливость определяется временем функционирования с заданной интенсивностью до полного исчерпания имеющихся в наличии энергетических ресурсов.
Конкретное проявление выносливости всегда носит специфический характер, который зависит от использования в качестве источников энергии различных метаболических процессов. Исходя из наличия в организме трех различных источников энергии – алактатного, гликолитического и аэробного – общее проявление выносливости можно представить как результат различного сочетания параметров мощности, емкости и эффективности этих источников.
В кратковременных упражнениях максимальной мощности, где предельное время работы измеряется несколькими секундами, процессы гликолитического анаэробного и аэробного образования энергии не достигают своей максимальной мощности, а размеры исчерпания их энергетической емкости весьма незначительны. В этих упражнениях проявление выносливости в основном зависит от параметров алактатного анаэробного процесса. В длительных упражнениях умеренной мощности, где участие анаэробных процессов в энергетическом обеспечении работы ограничивается лишь начальным периодом врабатывания, проявление выносливости будет определяться в основном параметрами аэробного процесса. Прямые измерения параметров мощности, емкости и эффективности для анаэробных и аэробного источников энергии у представителей разных видов спорта полностью подтверждает это положение.
Поскольку показатели выносливости зависят от аэробных и анаэробных энергетических возможностей спортсменов, то, естественно, тренировка выносливости должна быть ориентирована прежде всего на повышение этих биоэнергетических свойств организма.