Название: Принципы развития силовых и циклических способностей двигательных единиц различного типа и вида

Жанр: Технические

Просмотров: 1171


2.1. принципы развития циклических способностей мышечных волокон  двигательных единиц и систем,  обеспечивающих их деятельность

Под циклическими способностями мышечных волокон мы понимаем «совокупность явлений, процессов, составляющих кругооборот в течение известного промежутка времени»[38]. В режиме одиночного сокращения мышечных волокон они раскрываются через показатели: циклическая частота сокращения, величина мышечного напряжения и способность к длительным сокращениям.

Принципы развития циклических способностей обоснованы, с одной стороны, механизмом мышечного сокращения, с другой – принципом циклически волнового развития [19, 20].

Рассмотрим наиболее важные, с нашей точки зрения, положения механизма мышечного сокращения.

Процесс сокращения связан с возникновением потенциала действия мышечного волокна и его распространением не только по поверхности мембраны, но и по мембранам, выстилающим поперечные трубочки Т-системы. Распространение электрической волны внутри волокна приводит, в свою очередь, к деполяризации мембран цистерн продольных трубочек саркоплазматического ретикулума. Эта деполяризация вызывает быстрый выход ионов кальция, находящихся в цистернах, в межфибриллярное пространство. Ионы кальция связываются с тропонином на тонком актиновом миофиламенте, в результате устраняется тормозящее влияние тропонина на взаимодействие головок миозина (поперечных мостиков) с актином и осуществляется сокращение мышечных волокон согласно «теории скольжения» [15, 31].

Этот процесс быстрого прикрепления, разрушения и нового прикрепления поперечных мостиков происходит повторно с большой скоростью и во многих участках миофиламентов во время мышечного сокращения и прекращается, когда ионы кальция уходят из межфибриллярного пространства в цистерны или когда молекулы АТФ образуются не столь быстро, чтобы полностью обеспечивать «зарядкой» энергией поперечные мостики.

Таким образом, механизм мышечного сокращения предусматривает развитие следующей причинно-следственной цепи. Величина потенциала действия определяет количество ионов кальция, выделяющихся в межфибриллярное пространство. Эти ионы, устраняя торможение, способствуют наряду с АТФ возникновению конкретного значения напряжения мышечного волокна [5, 6, 15 и др.].

С этой исходной позиции рассмотрим, как будет изменяться напряжение мышечных волокон ДЕ в процессе их рекрутирования в режиме одиночного сокращения (рис. 10).

При достижении амплитуды потенциала действия мотонейрона величины, соответствующей порогу возбуждения мышечного волокна А (t = t 0), начинается сократительная реакция. Степень напряжения мышечного волокна А будет строго определена количеством ионов кальция и АТФ согласно механизму мышечного сокращения.

Пусть в момент времени t = t1 приходит повторный импульс мотонейрона fA(t1), величины которого ещё недостаточно для возбуждения волокна Б, но она превышает значение fA(t0). Как следствие и напряжение, развиваемое мышечным волокном А в этом случае будет больше, чем в предыдущем.

 

Рис. 10. Принципиальная модель развития мышечного напряжения в отдельно

взятом  волокне  и  суммарное напряжение мышечных  волокон отдельной ДЕ

(1, 2, 3 – волокна А, Б, В; 4 – суммарное мышечное напряжение А+Б+В и т. д.)

Дальнейшее периодическое возбуждение мотонейроном ДЕ мышечного волокна А(t = t2, ..., ti, ...) будет способствовать увеличению степени напряжения этого волокна.

Если в момент времени t = tk потенциал действия мотонейрона достигает величины, способной возбудить наряду с мышечным волокном А волокно Б, то в этом случае в процессе рекрутирования мышечных волокон ДЕ будут наблюдаться явления:

– дальнейшее развитие напряжения мышечного волокна А (рис. 10, поз. 1);

– начальное напряжение в мышечном волокне Б (рис. 10, поз. 2);

– суперпозиция (наложение) частных напряжений волокон А и Б, т. е. начало развития суммарного мышечного напряжения (рис. 10, поз. 4).

Дальнейшее развитие напряжения отдельных мышечных волокон А, Б и В будет осуществляться аналогично рассмотренной выше модели (см. рис. 10).

Как показано в п. 1.2.1, с момента, когда в работу будут вовлечены все мышечные волокна ДЕ (зона критических частот возбуждения мышечных волокон), развитие напряжения в отдельно взятом мышечном волокне и их совокупности прекращается.

Изложенный выше материал позволяет утверждать, что в режиме одиночного сокращения в зонах, критических для функционирования ДЕ отдельного типа и вида, циклические способности мышечных волокон характеризуются следующими показателями:

– максимальная для соответствующих типов и видов ДЕ циклическая частота сокращения;

– максимальная для соответствующих типов и видов ДЕ величина напряжения мышечных волокон;

– минимальная для соответствующих типов и видов ДЕ способность к длительным сокращениям.

В этих зонах вовлечены в работу все мышечные волокна соответствующих типов и видов ДЕ, что обусловило следующие принципы развития циклических способностей мышечных волокон ДЕ и систем, обеспечивающих их деятельность:

1. Выполнение физических упражнений, интенсивность (мощ-ность) которых соответствует критическим зонам для функционирования ДЕ различного типа и вида, позволяет получить оптимальный тренировочный эффект одновременного развития показателей циклических способностей мышечных волокон ДЕ и систем, обеспечивающих их деятельность.

2. Оптимальный тренировочный эффект развития соответствующих типов и видов ДЕ становится действительностью, если продолжительность выполнения физического упражнения в этих режимах интенсивности будет соответствовать критерию «максимальный развивающий объём нагрузки», или 100\%-ная развивающая нагрузка.

3. Во всех других частных случаях (кроме перенапряжения) действие физического упражнения на соответствующие типы и виды ДЕ с точки зрения развития их максимальных циклических способностей будет развивающим лишь в какой-то мере.

В результате систематизации знаний, накопленных в области физиологии мышечной деятельности, теории и практике спорта, представляется возможным классифицировать действие физических упражнений с позиции развития циклических способностей мышечных волокон ДЕ различного типа и вида и систем, обеспечивающих их деятельность (табл. 2).

 Таблица 2

Классификация нагрузок, направленных на развитие циклических

способностей мышечных волокон ДЕ различного типа и вида и систем,

обеспечивающих их деятельность