Мощность, скорость и сила

Написано 6.10.1999

Эта статья является продолжением статьи концепция взрывного тренинга

Немного анатомии…
Какие факторы и механизмы, заложенные в мышечную клетку, влияют на силу ?
Чтобы ответить на этот вопрос надо рассмотреть строение мускула.

миозиновые и актиновые нити
В первую очередь мышечная клетка состоит из фибрилл — под микроскопом видно, что это длинные волоконца. Волоконца эти отличны друг от друга по толщине и строению — толстые нити состоят из сократительного белка миозина, тонкие нити из сократительного белка актина. Между этими нитями имеются так называемые «мостиковые соединения» — тончайшие и мельчайшие волосовидные отростки. Эти отростки под воздействием нервного импульса асинхронно прикрепляются к провоположной нити и сокращаются, и так несколько раз… пока миозиновые и актиновые нити не натянуться до максимума.

энзимы
Внутри клетки имеются энзимы(субклеточные вещества), эти ферменты имеют очень важно значение для производства энергии для мышечных сокращений.

нервно-мышечная эффективность
Мускул сокращается под воздействием нервного импульса, генерируемого ЦНС. Одна нервная клетка обслуживает сразу несколько мышечных волокон(от одного до нескольких сотен). Импульс передает от нервной клетки по аксону, аксон на конце имеет множество отростков(дендритов), которые передают импульс на мускул, соединение мускула и дендрита — терминальная щеточка.

Чем выше количество аксонов и дендритов у нервной клетки(нейрон), тем больше мышечных волокон она обслуживает. нейрон-аксон-дендриты-мышечные волокна — это одна «моторная единица».

Каждая моторная единица обладает своим порогом чувствительности. Чем сильнее нервный импульс, тем большее количество моторных единиц задействовано.

красные и белые волокна
В зависимости от содержания пегметного белка миоглобина(этот белок схож по своим свойствам с гемоглобином эритроцитов) и количества капилляров, мышечные волокна условно разделяются на красные и белые. Красные волокна преобладают в антигравитационных мышцах, белые к конечностях.

В белых волокнах по сравнению с красными значительно меньше красного пегметного белка миоглобина и капилляров. То есть, белые волокна значительно хуже выводят продукты метаболического распада(мало капилляров) и значительно хуже «усваивают» кислород(мало миоглобина — митохондрии не получают достаточного количества кислорода), чем красные волокна. Поэтому мышечные волокна, видимые под микроскопом как белые, обладают низкой выносливостью — это волокна с низким окислением(быстро устают).

Однако, ультроструктурная организация белых волокон такова, что количество энзимов значительно — это  обуславливает эффективность сильного сокращения. Кроме того, нервно-мышечная эффективность сильных белых волокон значительно выше чем у красных — 100 «подергиваний»(способность сжиматься и разжиматься) в секунду у белых и менее 20 раз в секунду у красных. Чем больше мышца дергается в секунду, тем сильнее сокращение.

защитный барьер
Мышцы и сухожилия имеют проприорецепторы, которые действуют как защитный механизм — они устанавливают барьер срабатывания, обеспечивающий безопасность действия силы сокращения и предохраняющий сухожилия и мышцы от травм.

Подведем итог… Вот от каких факторов зависит сила:

1. от соотношения белых и красных волокон(это соотношение устанавливается генетически и в течении всей жизни остается неизменным)
2. от должного энзимного равновесия
3. от нервно-мышечной эффективности(числа моторных единиц подвергающихся одновременной стимуляции)
4. от чувствительности проприорецепторов(уровень защитного барьера)

Рекомендации к силовому тренингу
Как известно, мышечная ткань высоко избирательно реагирует на характер прилагаемого воздействия, движения направленные на выработку выносливости не дадут прироста в силе и наоборот…

Рассматривая мощность как функцию скорости и силы, очевидно, что максимальная мощность достигается при максимальных скоростях  и силе… Со скоростью все ясно — на тренировке вы должны научиться достигать максимальной мобилизации и скорости…

Силу можно увеличить несколькими способами…

Изменить скелетно-мышечный рычаг мало реально…
Точно также как изменить наследственные  факторы(соотношение быстрых-медленных волокон)…
Остается только:

• изменить концентрацию энзимов
• увеличить число мышечных фибрилл в клетке
• отодвинуть защитный барьер
• улучшить координацию всех мышц, занятых в подъеме

Увеличение мышечных фибрилл и изменение концентрации энзимов
Ключом к запуску физиологических изменений внутри мышечной клетки является напряжение.
Исследование(Фред Хэтфилд «Силовой тренинг» 1992 год) показывает, что уровень нагрузки, который заставляет работать эти адаптивные процессы, должен составлять 75-90% от максимальной способности. Энергия для мышечного сокращения возникает при расщеплении молекул АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). Как только запасы АТФ истощаются(это происходит быстро, если нагрузка близка к максимальной), работа прекращается из-за усталости. Работа на уровне 75-80% от максимального уровня позволяет легко пополнить запасы АТФ за счет соединения креатинфофсфата(КФ) с продуктами распада АТФ. После этого идет разложение гликогена с получением энергии для ресинтеза КФ, конечным продуктом этого процесса является молочная кислота. Так как человеческий организм может переносить минимальные уровни снижения pH крови(метаболический ацидоз наступает при pH=7,3, артериальная кровь pH=7,4, венозная pH=7,36), молочная кислота вынуждает мышцы прекратить сокращения.

Небольшое количество повторений(одиночные подъемы или дубли) не ведут к максимальному увеличению силы, так не вызывают должного адаптивного процесса.

Слишком большое количество повторов также не позволяет «завести» адаптивные процессы, которые приводят к увеличению фибрилл в клетке,  в этом случае ресинтез АТФ происходит прямо во время подхода.

Вывод — использовать такой вес, с которым вы сможете выполнить от 3 до 8 повторов, такой режим работы обеспечивает уровень интенсивности 75-90% от максимума. Меньшее количество повторов ведет к увеличению мобилизации моторных единиц(полезно для выхода на пик силы), большее количество повторений ведет к силовой выносливости.

Как только уровень интенсивности(по мере усталости) падает ниже 75-80%, эффективность работы над увеличением силы резко падает. Поэтому оптимален средний режим 5 по 5, по мере адаптации лифтер может варьировать подходы и повторы в ту или иную стороны.

Тренинг на таком уровне интенсивности позволит вам увеличить число мышечных фибрилл, а также изменить концентрацию энзимов(что способствует максимальному сокращению).

Так как эта статья является продолжением концепции взрывного тренинга , то вы уже знаете, каким должно быть движение при выполнении упражнения -максимально быстрым(увеличивать число мышечных фибрилл и концентрацию энзимов следует именно в белых волокнах).

Увеличение мощности, изменение нервно-мышечной эффективности
Исследователи отмечают прямую зависимость мощности от аэробного потенциала мышцы — процессы связанные с АТФ, КФ и гликогеном(аэробная нагрузка и силовой тренинг), становится ясно, что тренировка мощности должна быть непродолжительна во времени(так как запасы АТФ и КФ не беспередельны).

Итак, мощность — это сила со скоростью плюс  максимальное и мгновенное сокращение имеющихся моторных единиц данной мышцы.

Из курса теоретической механики становится известно о «прелестях» компенсирующего ускорения — тело имеет инерцию, опытные атлеты умело используют это знание, то есть, сбавляют усилие за счет компенсации разогнанного снаряда. Никогда этого не делайте, если хотите выработать максимальную мощность — сбавляя усилие, вы лишаете себя возможности вызвать максимальное сокращение всех имеющихся моторных единиц.

Усилие должно быть максимальным на продолжении всей амплитуды движения(не забывайте только в самом конце немного сбавлять «ход», иначе потеряете равновесие).

По мере выполнения движения(речь идет об упражнении) рычаг(приложение силы), как правило, увеличивается, поэтому в конце «поднимать» становится значительно легче, чем в начале, этот нюанс лишает атлета необходимой «перегрузки», ( а важно прилагать максимальное усилие на всем протяжении движения — только так вы сможете прогрессировать в силе !) поэтому по мере увеличения действия рычага необходимо ускорять движение и по мере роста скорости увеличивать усилие !

Отодвинь барьер !
Каждый мускул имеет глубоко внутри себя высокоспециализированные мышечные волокна — веретенца, они не участвуют в сокращении, а предназначены для вычленения ощущения растяжения. Растяжение стимулирует нервные окончания веретенец — импульс растяжения посылается к альфа-моторному нейрону, который в свою очередь отсылает импульс обратно в мышцу, приказывая ей сокращаться — это рефлекс растяжений. Одновременно это процесс сопровождается «взаимной ингибицией» — тогда как одна мышца сокращается, другая(антогонист) получает сигнал расслабиться, чтобы не препятствовать сокращению мышце-протагонисту. Однако передается еще и третий сигнал —  к вспомогательным мышцам, принуждая их симптотически сокращаться. Имеется также 4-й импульс, он отсылается в мозг и передает информацию о длине мышцы, генерируемом усилии т.д. — благодаря этому удается скоординировать все движение.

Если же растяжение становится слишком сильным, в действие вступают рецепторы именуемые органом Гольджи(эти органеллы находятся в сухожилиях). Как только раздражение в результате нагрузки в сухожильном органе достигает порога, в спинной мозг поступает импульс, ингибирующий нейроны, которые контролируют сокращающуюся ткань. В результате сокращение прерывается.

Одновременно возбуждающий импульс отправляется к мышце-антогонисту, заставляя ее сокращаться в противовес протагонисту. Резкое растяжение мышцы(рефлекс коленного сухожилия — удар под чашечку) немедленно вызывает моментальное сокращение с участием множества мышечных волокон. Если растяжение достаточно велико, рефлекторное сокращение может длиться несколько секунд. Что это дает ?

Перед тягой один-два взрывных вертикальных прыжка вызывают вышеописанный эффект.
Перед жимом можно с силой растягивать грудные мышцы  — с силой отводить локти к полу, очень быстрое опускание штанги может также считаться энергичным растяжением, активизирующим рефлекторное сокращение.

В приседаниях примером резкого растяжения является прием именуемых «отдачей» —  за несколько сантиметров до уровня параллели между бедром и полом резко опуститесь вниз и также быстро взрывом «стартуйте».

Фред Хэтфилд утверждает, что имеются доказательства тому, что подобное рефлекторное сокращение спортсмен «научается» со временем вызывать усилием воли.

Маленькие «дьяволы»(органы Гольджи) прекращают усилие, как только вес становится слишком велик. Однако многие исследователи склоняются к мысли, что имеет «буферная зона» между порогом ингибиции и порогом, при котором происходит разрыв мышцы. Науке известны немыслимые случаи проявления героической силы в  стрессовых условиях, это дает уверенность в том, что «буферная зона» достаточно широка.

Как же отодвинуть порог чувствительности органов Гольджи ?
Суть методики заключается в сильных и резких усилиях на сухожилия.
Метода описана Фредом Хэтфилдом:

1. При мертвой тяге, пользуясь штангой, которую вы в силах поднять, выполните несколько рывковых движений прямыми руками. При старайтесь сосредоточить напряжение, производимое этими движениями, строго на сухожилиях задействованных мышц
2. Постепенно увеличивайте вес, с которым выполняются рывковые движения, вам удастся понемногу преодолеть чрезмерно строгие ингибиционные механизмы
3. Перед выполнения приседаний и мертвых тяг, выполняйте серию высоких вертикальных взрывных прыжков, ударяя себя по ягодицам во время каждого прыжка, скаждым ударом взрывной прыжок должен быть намного выше предыдущего — 5 подходов по 10 повторов. Удары по ягодицам растормаживают сухожильные органы.

Известно, что внешние вибрации способны понижать чувствительность органов Голджи, хлопки по ягодицам — частный случай ударно-вибрационных воздействий.

Увеличение мобилизации моторных единиц. Улучшение нервно-мышечной эффективности.
Очень многие атлеты не могут поднимать большие тяжести, по очень простой причине — движение выполняется достаточно быстро и в эту единицу времени силовик не способен мобилизовать максимально возможное количество моторных единиц. Абсолютно необходимо, чтобы пауэрлифтер научился добиваться максимальной мобилизации моторных единиц в единицу времени и заставить их работать на протяжении всего движения.

Но в тоже время при слишком быстром подъеме количество мостиковых соединений между актиновыми и миозиновыми нитями невелико — для максимально веса требуется движение мощностное(этот постулат относится только к соревновательным подъемам).

Нервный импульс(обычно около 10 милливольт) мобилизует только те моторные единицы, которые обладают порогом чувствительности, который способен пропускать импульс такой мощности.
Есть два пути заставить включаться в работу остальные моторные единицы:

• снизить порог чувствительности
• увеличить силу импульса

Как увеличить первое не знает пока никто(мне по крайней мере об этом ничего не известно), однако, смею предположить, что это крайне перспективное направление. Первый, кто научиться тотально снижать порог чувствительности моторных единиц, станет революционером в спорте, так как получит ключ к сверхсиле.

Увеличить второе очень просто, научитесь владеть своим мозгом, так ключ к суперсиле получите лично вы и станете Бэтменом…

способы улучшить мобилизацию моторных единиц

1. Увеличение интенсивности свыше 90 % от максимального усилия
2. Тренировка взрывного резкого движения — например, резкие вертикальные взрывные выпрыгивания
3. Электро-мышечная стимуляция
4. Изменение порога чувствительности некоторых моторных единиц(это область мало исследована)
5. Изокинетический тренинг(изокинетические тренажеры компенсируют нарастание кинетического энергии снаряда , что не позволяет атлету снижать усилия по мере увеличения рычага и скорости)