Как рас­тут мышцы: физио­ло­гия и меха­низм роста

Факторы, влияющие на силу мышц.

Количество силы, которое может создавать мышца, достаточно широко варьируется, причем индивидуально. Генетика играет ключевую роль в процессе генерации сил, но есть и другие факторы:

Нервная система.

Нейроны мозга

Количество задействованных моторных единиц определяет величину силы. Движения, при которых задействуется волокно I типа (медленное сокращение), могут работать действительно долго, но не стоит от них ждать большой силы, тогда как движения с задействованием волокон II типа (быстрое сокращение) способны создавать больше мышечных волокон и, следовательно, генерировать больше силы.

Длина мышц.

Существует правило, которое гласит, что большая сила создается, когда мышца работает при среднем уровне сокращения. Средний уровень — это положение, при котором оптимальное перекрытие тонких и толстых филаментов происходит на уровне саркомера.

Скорость сокращения.

Еще одно правило: максимальное количество силы мышц генерируется при медленном сокращении. Динамическое (изотоническое) мышечное действие создает больше силы, чем статическое (изометрическое) сокращение.

Индивидуальные механические особенности.

Из-за того, что существуют индивидуальные особенности у каждого человека, места прикрепления той или иной мышцы, а также длина конечностей и общее строение тела могут достаточно сильно влиять на силу мышц за счет разных рычагов. Но это скорее биомеханические факторы, чем физиология.

Разработка программы тренировок для набора мышечной массы

Стандартный протокол для гипертрофии мышц предполагает выполнение 8 – 12 повторений с достаточной интенсивностью, чтобы вызывать отказ к последнему повторению. Короткий или средний по продолжительности отдых между подходами (30 – 120 с) позволяет создать значительный метаболический запрос. Выполнение 3 – 4 подходов в упражнении обеспечивает эффективное механическое напряжение вовлечённых в сокращение мышц. Темп движения должен предусматривать относительно короткую фазу концентрического сокращения (1 – 2 с) и более продолжительную (2 – 6 с) эксцентрическую фазу для обеспечения достаточного механического напряжения. «С точки зрения гипертрофии, эксцентрическое сокращение оказывает большее влияние на развитие мышц. В частности, эксцентрические упражнения связывают с более значительным увеличением синтеза белка» (Schoenfeld, 2010).

Комплексные, многосуставные движения со свободными весами, например, со штангой, гантелями и гирями, включают большое количество разных мышц и могут оказывать значительное метаболическое воздействие при занятиях, особенно в диапазоне повторений от 12 до 20. Регулируемые тренажёры, предусматривающие изолированные или односуставные движения, способны направить воздействие точно на отдельную мышцу. Шенфельд утверждает, что каждый вид отягощения играет свою роль в оптимальном росте мышц: «Свободные веса, вовлекающие большое количество мышц, помогают увеличить плотность мышц, тогда как стабилизация, предоставляемая тренажёрами, позволяет больше нагрузить отдельные мышцы». Программа упражнений, представленная ниже, основана на последних научных исследованиях, связанных с увеличением массы мышц. Метаболические и механические требования при тренировке высокого объёма могут вызывать серьёзные повреждения мышц и рекомендуются только для клиентов с опытом занятий со свободными отягощениями, по крайней мере, один год. Клиентам необходимо начинать с хорошей динамической разминки, включающей различные движения без отягощений и для мышц core, чтобы подготовить мышечную ткань к стрессовому воздействию тренировки высокого объёма. Даже если в занятии предусмотрена нагрузка на одну или две части тела, необходимо выполнять разминку для всего тела, которая может помочь в увеличении расхода калорий и способствует восстановлению мышц, нагруженных в предыдущих занятиях. Начинать тренировку предпочтительно с комплексных движений со свободными весами для включения максимального количества мышц, и в ходе занятия постепенно переходить к использованию тренажёров, оказывающих воздействие на отдельные мышцы.

Последнее упражнение в каждой тренировке необходимо выполнять в тренажёре, применяя подход со снижением веса: после выполнения всех повторений подхода до отказа, вес снижается и с ним также выполняется возможное количество повторений до отказа. Подходы со снижением веса способны оказывать существенный механический и метаболический стресс, а также вызывают значительный дискомфорт, поэтому их следует выполнять в конце занятия.

Каждому клиенту необходима программа, отвечающая его/её нуждам, но аналогичный способ наибольшего увеличения массы мышц. Вы отметите, что в этой программе ограничена кардио-нагрузка. Согласно Шенфельду, «слишком большой расход энергии может уменьшить рост мышц».

8 главных факторов, от которых зависит сила мышц

Медленные (красные) волокна, ответственные за продолжительные монотонные нагрузки, используют в качестве основного источника энергии жир. Быстрые (белые) волокна, необходимые для короткой и высокоинтенсивной нагрузки, «питаются» запасами углеводов и креатина.

РАЗЛИЧИЯ МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН

Наглядным примером различия мышечных волокон является мясо курицы: грудка и крылья обладают характерным белым цветом и минимальным содержанием жира в мясе, тогда как окорочка и бёдрышки отличаются более высоким содержанием жира и темным цветом.

Поскольку большую часть времени курица проводит стоя, мускулатура ее ног испытывает постоянную нагрузку низкого уровня – ответственность медленных волокон. Мышцы крыльев используются для резких энергичных взмахов – ответственность быстрых мышечных волокон.

МЕДЛЕННЫЕ / КРАСНЫЕ ВОЛОКНА

Важно не путаться в формулировках: выполнение какого-либо движения крайне медленно не означает автоматического вовлечения в работу медленных мышечных волокон. Для их задействования требуется легкая статичная нагрузка продолжительностью в несколько минут

Мышцы, работающие при низкой интенсивности на протяжении десятков минут, требуют в качестве энергии для своей работы окисления жиров (триглицеридов) при помощи кислорода. Красный цвет таких мышечных волокон обусловлен именно наличием молекул кислорода.

БЫСТРЫЕ / БЕЛЫЕ ВОЛОКНА

Для высокоинтенсивных и краткосрочных нагрузок мышцы требуют быстродоступной энергии. Поскольку процессы окисления жира довольно длительны, в качестве источника энергии для взрывного усилия организм использует запасы углеводов (гликоген) и креатин фосфата.

Источником мышечного гликогена являются углеводы, источником креатин фосфата – мясо. Именно креатин доступен в виде спортивной добавки, увеличивающей как силу мышц, так и их визуальный объем за счет наполнения клеток питательными веществами и водой.

КАКИХ ВОЛОКОН У ВАС БОЛЬШЕ?

Любая мышечная группа человека состоит из волокон различных типов. За исключением преобладания медленных мышечных волокон в мышцах ног и позвоночника, мускулатура обычных людей состоит наполовину из быстрых, наполовину из медленных волокон.

При постоянных занятиях спортом организм может изменять это распределение, отдавая предпочтение тому типу волокон, который наиболее необходим. Спринтеры, прыгуны и тяжелоатлеты имеют больше быстрых волокон, тогда как марафонцы, велосипедисты и пловцы – медленных.

ТРЕНИРОВКИ ДЛЯ РОСТА МЫШЦ

Силовые тренировки в тренажерном зале вовлекают в работу преимущественно быстрые мышечные волокна, делая гликоген основным источником энергии. Чем меньше количество повторов упражнения и чем больше вес, тем сильнее задействованы быстрые волокна.

Динамическая работа и статическое усилие

Работа скелетных мышц, обеспечивающая движения тела и его частей, называется динамической, а напряжение скелетных мышц, обеспечивающее поддержание тела в пространстве и преодоление земного притяжения, называется статическим усилием.

Динамическая работа различается по мощности. Измерителем мощности, или интенсивности, является работа, выполненная в единицу времени. Единица мощности — ватт (вт = 1 Дж/с). Между интенсивностью динамической работы и ее продолжительностью существует закономерное отношение. Чем больше интенсивность работы, тем меньше ее продолжительность. Различают работу малой, умеренной, большой, субмаксимальной и максимальной интенсивности. При динамической работе учитывается скорость, или быстрота движений. Для измерения быстроты движений используются: 1) время двигательной реакции, быстрота реагирования, или латентный период двигательного рефлекса, 2) продолжительность отдельного движения при минимальном напряжении мышц, 3) число движений в единицу времени, т. с. их частота.

Скорость движений зависит от характера и ритма импульсов из центральной нервной системы, от функциональных свойств мышц во время движений, а также от их строения. Способность производить мышечную деятельность определенного вида и интенсивности в течение наибольшего времени обозначается как выносливость. Чем больше выносливость, тем позднее начинается утомление.

Основные виды выносливости: 1) статическая — непрерывное, в течение предельного времени поддерживание напряжения скелетных мышц при постоянной силе давления или удерживании в постоянном положении определенного груза. Предельное время статического усилия тем меньше, чем больше сила давления или величина груза, 2) динамическая — непрерывное выполнение мышечной работы определенной интенсивности в течение предельного времени. Предельное время динамической работы скелетных мышц, зависит от ее мощности. Чем больше мощность, тем короче предельное время динамической выносливости.

Динамическая выносливость в большой степени зависит от повышения работоспособности внутренних органов, особенно сердечнососудистой и дыхательной систем.

Динамическая работа характеризуется также ловкостью.

Ловкость — это способность производить координированные движения с очень большой пространственной точностью и правильностью, быстро и в строго определенные, очень небольшие промежутки времени при внезапной перемене внешних условий.

Статическое усилие состоит в поддержании в течение некоторого времени напряжения мышц, т. е. в удержании веса тела, конечности или груза в неподвижном состоянии. В физическом смысле удерживание груза или тела в неподвижном состоянии не является работой, так как при этом отсутствует движение груза или веса тела. Примерами статических усилий являются неподвижное стояние, вис, упор, неподвижное держание руки, ноги или груза. Продолжительность статического усилия зависит от степени напряжения мышц. Чем меньше величина напряжения мышц, тем оно продолжительнее. При статических усилиях расходуется, как правило, значительно меньше энергии, чем при динамической работе. Расход энергии тем больше, чем тяжелее статическое усилие. Тренировка увеличивает продолжительность статических усилий.

Выносливость к статическим усилиям зависит не от повышения работоспособности внутренних органов, а главным образом от функциональной устойчивости двигательных центров к частоте и силе афферентных импульсов.

Эластичность мышц

Все знают, что мышцы работают на сокращение и растяжение. И чем сильнее эта разница между растяжением и сокращением, тем большую силу смогут развить мышцы. Тут действует закон резинового жгута. Чем сильнее его растянуть, тем с большей силой он сожмётся обратно. Логично предположить, что чем сильнее эластичность мышц, тем сильнее они смогут растягиваться, а значит – сильнее смогут сокращаться. Это даже больше не из области физиологии, а из области биомеханики.

На рисунке показано 2 графика. Левый график, это икроножная мышца, а правый – это её сухожилие. Как видите, при большем растяжении мышца показывает большую силу.

Можно ли как то повлиять на этот фактор? Можно. Регулярно растягивайтесь и используйте упражнения на растяжку.

Что такое физические качества спортсмена

Физические качества – это врожденные (унаследованные генетически) морфофункциональные качества, благодаря которым возможна физическая (материально выраженная) активность человека, получающая свое полное проявление в целесообразной двигательной деятельности. К основным физическим качествам относят мышечную силу, быстроту, выносливость, гибкость и ловкость.

5 физических качеств спортсмена

В спорте важно уделять внимание развитию основных физических качеств: быстроты, силы, ловкости, выносливости и гибкости. Для лучшего понимания ниже представлено определение каждого из качеств

Быстрота — это способность человека выполнять двигательное действие за минимальное время. Скорость, требующая уже освоенности основных движений, лучше всего развивается в подвижных играх и эстафетах.

Сила — это способность человека преодолевать внешнее сопротивление или противостоять ему за счёт мышечных усилий. Сила нарабатывается в общеразвивающих упражнениях с небольшим отягощением (набивной мяч, например) и в парных упражнениях, где нужно преодолевать разумное сопротивление партнера.

Ловкость — это комплекс способностей человека, который позволяет осваивать новые движения и перестраивать их в соответствии с внезапно меняющейся обстановкой. Это сложное качество, требующее координации и точности движений, развивается в основных видах активности — бег, работа с предметами и при выполнении упражнений в меняющихся условиях — спортивные игры и эстафеты.

Выносливость — это способность организма сопротивляться утомлению во время продолжительной или интенсивной физической активности. Развитие выносливости требует большего количества повторений одних и тех же движений

Важно не переусердствовать, иначе у ребёнка пропадёт интерес к практике

Гибкость — это способность тела человека достигать наивысшей амплитуды движений в нужном направлении. Гибкость развивается при выполнении движений с большей амплитудой, чем в быту, но в анатомически допустимых пределах. При этом равновесие развивается при выполнении упражнений с уменьшением площади опоры (например, встать на носочки, на одну ногу) и на поднятых от земли предметах (скамейка, полусферы).

Двигательные способности

В современной литературе различают термины «физические качества» и «физические (двигательные) способности».

Двигательные способности – это индивидуальные особенности, определяющие уровень двигательных возможностей человека.

Основу двигательных способностей человека составляют физические качества, а форму проявления — двигательные умения и навыки.

К двигательным способностям относят:

• силовые
• скоростные
• скоростно-силовые
• двигательно-координационные способности
• общую и специфическую выносливость.

Необходимо помнить, что, когда говорится о развитии силы мышц или быстроты, под этим следует понимать процесс развития соответствующих силовых или скоростных способностей.

У каждого человека двигательные способности развиты по-своему. В основе разного развития способностей лежит иерархия разных врожденных (наследственных) анатомо-физиологических задатков:

• анатомо-морфологические особенности мозга и нервной системы (свойства нервных процессов — сила, подвижность, уравновешенность, индивидуальные варианты строения коры, степень функциональной зрелости ее отдельных областей и др.);
• физиологические (особенности сердечно-сосудистой и дыхательной систем — максимальное потребление кислорода, показатели периферического кровообращения и др.);
• биологические (особенности биологического окисления, эндокринной регуляции, обмена веществ, энергетики мышечного сокращения и др.);
• телесные (длина тела и конечностей, масса тела, масса мышечной и жировой ткани и др.);
• хромосомные (генные).

На развитие двигательных способностей влияют также и психодинамические задатки (свойства психодинамических процессов, темперамент, характер, особенности регуляции и саморегуляции психических состояний и др.).

О способностях человека судят не только по его достижениям в процессе обучения или выполнения какой-либо двигательной деятельности, но и по тому, как быстро и легко он приобретает эти умения и навыки.

Способности проявляются и развиваются в процессе выполнения деятельности, но это всегда результат совместных действий наследственных и средовых факторов.

Для развития двигательных способностей необходимо создавать определенные условия деятельности, используя соответствующие физические упражнения на скорость, на силу и т.д. Однако эффект тренировки этих способностей зависит, кроме того, от индивидуальной нормы реакции на внешние нагрузки.

Что еще влияет на силу

Помимо размера мышц на уровень силы оказывают влияние следующие параметры:

• толщина сухожилия – показатель генетический. Мышечная сила будет увеличиваться, пока сухожилие способно выдержать нагрузку. Сухожилия возможно лишь несущественно укрепить тренировками;
• соотношение красных и белых волокон – генетический показатель. Белые (быстрые) волокна отвечают за взрывную кратковременную силу, красные (медленные) за длительность и выносливость;
• эластичность мышц – чем существеннее разница между растяжением мышцы и ее сокращением, тем большую силу они могут выработать. При регулярных занятиях растяжкой, можно увеличить мышечную эластичность;
• место крепления сухожилия – генетический показатель. Чем дальше мышца прикреплена от сустава, тем больший вес возможно поднять;
• количество мышечных волокон – генетический показатель, не поддается изменению;
• психоэмоциональное состояние – чем сильнее эмоциональное возбуждение, тем «громче» сигнал от мозга мышцам. В возбужденном состоянии мышцы сокращаются интенсивнее, это повышает силу;
• иннервация мышц. Сигнал мозга к мышечным волокнам идет по мотонейронам (двигательным нервам), заставляя их сокращаться. Чем больше мотонейронов подходит к мышце, тем больше двигательных единиц можно задействовать. При регулярных тренировках, мотонейроны оплетают мышцы плотной сетью.

Несмотря на гендерные различия и врожденные физические возможности каждый, поставив перед собой цель, способен добиться существенных результатов.

Механизм включения силы

Силовой тренинг – это не что иное, как практическое применение второго ньютоновского закона, в котором сила определяется как продукт ускорения массы. С позиции физиологии сила – это способность активировать моторные единицы мышц (мотонейроны) и прикрепленные к ним мышечные волокна для воспроизводства усилия, достаточного для достижения определенного результата.

Величина и темп производства силы определяется эффективностью, с которой моторные единицы мышц вовлекаются в работу. Для оптимального включения мышц в работу необходимо чтобы в равной степени в усилии принимали участие как внутримышечная координация, так и межмышечная координация (способность нескольких разных мышц работать в унисон).

Психоэмоциональное возбуждение

Ну, думаю, что тут всё понятно. Возьмём человека и попросим его прожать максимальный вес, который он может. А потом возьмём того же самого человека, приставим к его виску пистолет и скажем, что если он сейчас не пожмёт на 10 кг больше, чем он только что пожал, то мы его пристрелим. И, о чудо! Сила возрастает! ))

Тут всё довольно просто. Мышцы сокращаются с силой прямо пропорциональной силе сигнала из мозга, который к ним приходит по мотонейронам. Сильнее сигнал — сильнее сокращение. А чем сильнее вы возбуждены, тем сильнее сигнал мозг способен послать. Именно поэтому спортсмены (особенно лифтёры) колотят себя и кричат перед выходом на помост. Лично я так тоже делал на заре своей спортивной карьеры. Но потом понял, что высший пилотаж, это когда ты выходишь на помост абсолютно спокойным и показываешь при этом максимальный результат. Наверное, это приходит с годами.

Литература

1. Вайцеховский С. М. Книга тренера. – М.: Физкультура и спорт, 1971. – 312 с.
2. Верхошанский Ю. В. Основы специальной физической подготовки спортсменов. – М.: Физкультура и спорт, 1988. – 331 с.
3. Дворкин Л. С. Силовые единоборства. Атлетизм, культуризм, пауэрлифтинг, гиревой спорт. – М., 2001. – 223 с.

4. Дворкин Л. С., Хабаров А. А., Евтушенко С. Ф. Методика силовой подготовки школьников 13–15 лет с учетом их соматической зрелости // Теория и практика физической культуры. 1999, № 3, с. 34–35.

5. Дворкин Л. С., Хабаров А. А., Лысенко В. В. Опыт базовой силовой подготовки школьников 12–14 лет различной силовой специализации // Физкультура и спорт, 2000, № 1, с. 34–38.

6. Дворкин Л. С. Юный тяжелоатлет. – М.: Физкультура и спорт, 1982. – 160 с.
7. Зациорскнй В. М. Физические качества спортсмена.– М., Физкультура и спорт, 1970. – 212 с.
8. Коренберг В. Б. Проблема физических и двигательных качеств // Теория и практика физической культуры, 1996, № 7, с. 2-5.
9. Коц Я. М. Физиология мышечной деятельности. Учебн. для ин-тов физ. культ. М.,1982. – 415 с.

10. Марченко В. В., Дворкин Л. С., Рогозян В. Н. Анализ силовой подготовки тяжелоатлета в нескольких макроциклах // Теория и практика физической культуры. 1998, № 8, с. 18–22.

11. Матвеев Л. П. Основы спортивной тренировки. – М.: Физкультура и спорт, 1977. – 271 с.
12. Матвеев Л. П. Теория и методика физической культуры. Учебное пособие для ин-тов физ. культуры. –– М.: Физкультура и спорт, 1991. – 543 с.
13. Озолин Н. Г. Современная система спортивной тренировки. – М., Физкультура и спорт, 1970. – 356 с.
14. Теория и методика физического воспитания (под общ. ред. Л. П. Матве­ева и А. Д. Новикова). М., Физкультура и спорт, 1976. – 423 с.
15. Филин В. П. Воспитание физических качеств у юных спортсменов. – М.: Физкультура и спорт, 1974. – 232 с.
16. Хэтфилд Ф. К. Всестороннее руководство по развитию силы. Пер. с англ. – Владивосток: Изд. «Восток», 1996. – 390 с.

Дипломная работа «Методика воспитания силовых способностей юных тяжелоатлетов с использованием тренажеров» (см. в Библиотеке).

Большинство людей знают, что объем мышц не является единственным показателем их силы. Чтобы в этом убедиться, достаточно вспомнить, какое телосложение было у великого Брюса Ли и на что он был способен. Конечно, в боевых искусствах, кроме силы, важную роль играет техника и ловкость. В действительности же бывает, что два человека с разным мышечным объемом одинаково хорошо показывают себя в тяжелоатлетических дисциплинах. А иногда и вовсе тот, кто гораздо меньше по объему, жмет больший вес. Наверное, именно по этой причине не все мужчины увлекаются накачкой мышц. Сегодня мы узнаем, от чего, кроме объема, зависит сила мышц.

Фосфокреатин – креатиновая система.

Креатин Фосфокреатин – химическое соединение, имеющее высокоэнергетическую фосфатную связь, которая может быть гидролизована, чтобы обеспечить энергию и повторно синтезировать АТФ. Это происходит в течение очень короткого времени. Следовательно, вся энергия, запасенная в мускулах, почти мгновенно доступна для сокращения мышц, так же как и энергия, запасенная в АТФ.

Хочешь помочь проекту? Отключи AdBlock, тем самым мы сможем получить доход за показ рекламы.

При выполнении коротких и быстрых движений, будь то спринт или рывок штанги, АТФ расщепляется на АДФ , в результате чего происходит ресинтез АТФ с помощью креатинфосфата. Этот метод является самым быстрым и простым способом получения энергии для сокращения мышц. Такой источник энергии может обеспечивать мышечное сокращение около 5 секунд, так как мышечные клетки хранят небольшое количество АТФ и креатинфосфата. Данная энергетическая система работает без кислорода и соответственно называется анаэробным методом производства энергии.

Таким образом, энергия из системы АТФ-фосфокреатин (хранящийся в мышцах) используется для максимально коротких всплесков мышечной силы.

Толщина сухожилия

Очень важный фактор. Дело в том, что организм, при росте тех или иных параметров, когда натыкается на слабое звено, прекращает рост этих параметров. В нашем случае это означает, что сила мышц не будет расти больше, чем сможет выдержать сухожилие. Если же под действием каких-нибудь психотропных веществ заставить сократиться мышцы сильнее, то сухожилие просто оторвётся от кости. Поэтому, неосознанно организм сдерживает рост силы мышц, если эта сила приближается к прочности сухожилий.

Можно ли влиять на этот фактор? Отчасти. Во многом толщина сухожилий закладывается генетически и в детстве. Когда вы уже взрослый, то с помощью тренировок можно усилить сухожилия, но уже довольно незначительно.

ВЫВОД

Мы понимаем, что для того, чтобы показать максимальное количество типов силы, чем поразить читателя в самое сердце, в источнике несколько притянули за уши некоторые типы силы.

Однако есть важный вывод, который сделают внимательные и лояльные читатели Зожника:  есть разные характеристики развития своего тела и тренировать его нужно в соответствии с вашими целями.

Если хотите пробежать марафон – один тип тренировок, если хотите метать копье – другой

Также важно понимать, что фактически сила определяется не только площадью поперечного сечения мышцы, как нас учили на уроках биологии, но и от некоторых других факторов – например в тренировке нейронных связей в мозгу. Мозг также надо тренировать  отдавать слаженные команды мышечным волокнам для максимально эффективного использования их потенциала

Для развития каждой специфической способности необходимо придерживаться отдельной стратегии силовых тренировок. Выбирайте тот вид силового тренинга, который подходит под вашу конкретную цель.