Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»

М.Х. Спатаева Т.П. Ефимова

УТОМЛЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ В СИСТЕМЕ ПОДГОТОВКИ СПОРТСМЕНОВ

СИЛОВЫХ ВИДОВ СПОРТА

Учебное пособие

Омск – 2020

Глава 1. СИЛОВЫЕ ВИДЫ СПОРТА И ОСОБЕННОСТИ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ АТЛЕТОВ

1.1. Краткая характеристика силовых видов спорта

Тяжелая атлетика

Тяжёлая атлетика − олимпийский вид спорта, распространенный во многих странах мира. В основе этого вида спорта лежит выполнение упражнений, связанных с поднятием отягощения (штанги) максимального веса.

Рывок и толчок штанги – это классические упражнения, выполняемые на соревнованиях по тяжелой атлетике. Они требуют не только физической силы, но и высокого уровня координации. При работе с большими весами четкое понимание физики движений и отработка правильной техники становятся основной составляющей успеха.

Рывок – это упражнение, в котором спортсмен непрерывным движением протягивает штангу с помоста на прямые руки над головой. Затем, удерживая штангу над головой, поднимается (рис. 1,а).

Толчок – это упражнение состоит из двух приемов: подъема на грудь и толчка штанги от груди. Во время подъема на грудь спортсмен отрывает штангу от помоста, поднимает её на грудь, одновременно подседая, а затем поднимается вверх. Далее из полуприседа резким движением спортсмен посылает штангу вверх, одновременно выполняет уход в «ножницы» или «разножку». Затем поднимается из подседа и фиксирует штангу на выпрямленных руках (рис. 1, б).

3

На соревнованиях атлеты подразделяются по весовым категориям, каждый атлет имеет три попытки в рывке и столько же в толчке. Самый большой вес поднятой штанги в каждом упражнении суммируется в общем зачёте. Соревнования по тяжёлой атлетике судят 3 рефери, и их решения становятся официальными по принципу простого большинства.

Пауэрлифтинг

Пауэрлифтинг – вид спорта, включающий в себя три упражнения: приседание со штангой на плечах, жим лежа на горизонтальной скамье и тягу становую (рис. 2). Он не относится к олимпийскому виду спорта, но очень популярен среди атлетов. Атлеты выступают в специализированной спортивной экипировке (жимовая майка, трико и т.д.) или без экипировки. В связи с этим различаются виды дисциплин, в которых выступают атлеты: троеборье или троеборье классическое. Так же, как и в тяжелой атлетике, чемпион определяется по сумме результатов трех упражнений. Количество рефери остается таким же, как и в предыдущем виде спорта.

Соревновательные упражнения в пауэрлифтинге

Рис. 2. Классические упражнения пауэрлифтинга (силового троеборья)

Гиревой спорт

Гиревой спорт – циклический вид спорта, в основе которого лежит подъём гирь максимально возможное количество за отведённый промежуток времени (10 мин) в положении стоя.Этот вид также не являет-

4

ся олимпийским, но всемирно популярен и является одним из оценочных критериев физической кондиции вВооруженных Силах РФ.

В гиревом спорте существует две дисциплины у мужчин и две у женщин. Мужчины соревнуются в классическом двоеборье или толчке по длинному циклу. В свою очередь двоеборье состоит из двух упражнений: толчок двух гирь двумя руками от груди и рывок одной

гири каждой рукой (рис. 3,4,5). У женщин − рывок гири одной рукой поочередно и толчок по длинному циклу.

Рис. 4. Толчок гири двумя руками (на фото Антон Анасенко)

Рис. 3. Рывок гири одной рукой (на фото Джони Бенидзе)

Толчок двух гирь двумя руками от груди является первым соревновательным упражнением в двоеборье, в котором после однократного заброса гирь на грудь толчок осуществляется вверх от груди с двумя гирями с последующим их опусканием на максимальное количество повторений в течение отведенного регламента времени, т.е. 10 мин. Рывок выполняется одной рукой на максимальное количество подъемов. В рывке допускается одна смена рук без постановки снаряда на помост. После выполнения двух упражнений подсчитываются очки в сумме двоеборья.

5

а б в

Рис. 6. Виды мышц: а − гладкие; б − поперечнополосатая (скелетная) мышца;

в − поперечнополосатая (сердечная) мышца

Поперечнополосатыми являются скелетные и сердечная, а гладкие мышцы включены в состав стенок внутренних органов, сосудов и кожи. Поперечнополосатые мышцы (мышцы двигательного аппарата скелета, жевательные, дыхательные, глазодвигательные мышцы и т.д.) полностью лишены автоматизма, они не способны работать без управляющей импульсации из центральной нервной системы (ЦНС). Эти мышцы называют произвольной мускулатурой, так как их сокращением можно управлять произвольно,т.е. по собственному желанию.

Они обладают тремя основными свойствами:

•возбудимостью − способностью отвечать на раздражения возникновением потенциала действия (ПД);

•проводимостью − способностью к проведению потенциала действия вдоль мышечного волокна;

•сократимостью − способностью изменять свою длину и напряжение при возбуждении.

Мышечная ткань, как и все биологические ткани, обладает растяжимостью и эластичностью. Структурной и сократительной единицей мышцы является мышечное волокно, представляющее собой

сильно вытянутую многоядерную клетку. Толщина волокна − в пре-

7

делах 10–100 мкм, чаще всего около 50 мкм. Длина волокна определяется размером мышцы и может составлять от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров (рис. 7). Диаметр мышечных волокон может значительно увеличиваться под воздействием тренировки (функциональная гипертрофия).

Рис. 7. Строение поперечнополосатых мышечных волокон

Как и всякая клетка, мышечное волокно имеет мембранную оболочку, которая называется сарколеммой (рис. 8). В саркоплазме (цитоплазме) мышечного волокна имеются многочисленные ядра, митохондрии, растворимые белки (миоглобин), капельки жира, гранулы гликогена, фосфатсодержащие вещества, малые молекулы и т.д.

Там же расположены многочисленные мембраны. Они включены в состав поперечных Т-трубочек (Т-система), пересекающих мышечное волокно и связывающих сарколемму с внутриклеточным пространством и саркоплазматическим ретикулумом.

Последний представляет собой систему сложно связанных друг с другом цистерн и канальцев, отходящих от цистерн в продольном направлении и расположенных между миофибриллами, параллельно им.

Т – система и саркоплазматический ретикулум − это устройства, обеспечивающие функциональное согласование процессов возбуждения клеточной мембраны со специфической активностью сократительного аппарата миофибриллы. Через Т-трубочки может происходить выделение продуктов обмена (например, молочной кислоты) из мышечной клетки в межклеточное пространство и далее в кровь.

8

Сарколемма

Рис. 8. Строение мышечной клетки

От одного конца мышечного волокна до другого тянется масса

нитей − миофибрилл (рис. 9), с которыми связана способность мышцы к сокращению. Их диаметр составляет 1–2 мкм, так что в одном мышечном волокне может насчитываться более 2000 миофибрилл.

Миофибриллы группируются в пучки, по 4 − 20 штук в каждом. В одиночной миофибрилле насчитывается 2000 − 2500 протофибрилл − параллельно лежащих нитей двух типов − толстых и тонких. Толстые нити состоят из миозина, а тонкие − из актина (рис. 10).

9

А-дисками (т.е. анизотропными). Это место расположения группы параллельных толстых протофибрилл, которая чередуется с изотропной

группой тонких протофибрилл, − I-диски. Светлые I-диски делятся пополам поперечной темной Z-линией, с обеих сторон которой крепятся тонкие (актиновые) протофибриллы. Участок между двумя соседними Z-линиями называется саркомером. Он представляет собой основную повторяющуюся структуру миофибриллы. Длина саркомера обычно лежит в пределах 2–3 мкм.

Рис. 11. Структура мышечного волокна

Таким образом, при длине типичного мышечного волокна человека 5 см его миофибриллы насчитывают порядка 20 000 последовательно расположенных саркомеров. Миофибриллы, точнее их саркомеры, являются сократительным аппаратом мышечного волокна. Итак, в каждом саркомере имеется два набора тонких нитей, прикрепленных к Z-линиям, и один комплект толстых нитей, сосредоточенных в А- диске. В покоящейся мышце концы толстых и тонких филаментов

лишь незначительно перекрываются на границе между А− и I-дисками. В световом микроскопе зона перекрытия в А-диске представляется темнее, чем центральная Н-зона, лишенная актиновых нитей.

11

Один грамм ткани скелетной мышцы содержит около 100 мг сократительных белков. В продольных бороздках актиновых нитей миофибрилл (двойная нить, закрученная в виде спирали) расположены так называемые регуляторные единицы, состоящие из белков тропомиозина и тропонина. Эти белки в невозбужденной мышце блокируют взаимодействие между актином и миозином. В результате невозбужденная мышца расслаблена (рис. 12).

Миозиновый филамент

Рис. 12. Нити актина и миозина

Рис. 13. Миозин: а − миозиновый филамент (полимер); б − миозиновый мономер

12

Для понимания процесса сокращения мышц необходимо рассмотреть концепцию электромеханического сопряжения. Элементарная частица миозина (миозиновый мономер) главным образом состоит из головки, шейки и хвоста (рис. 13).

Рис. 14. Механизм цикла движения головки миозина

Головка миозинового мономера содержит два участка, один из которых связывает АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), второй связывает с актином. Процесс сокращения выглядит следующим образом (рис. 14):

1.Возникает импульс двигательного нерва, который освобождает в синапсах ацетилхолин, это вызывает деполяризацию мембраны клетки (сарколеммы).

2.Вход натрия в клетку вызывает потенциал действия и выброс кальция из саркоплазматического ретикулума.

3.Кальций способствует активизации участка на актине, связывающего его с миозином.

В то же время поступление АТФ вызывает ряд реакций:

1.АТФ связывается с головкой S1 (миозиновый мономер содержит две головки S1 и S2). На актине происходит разблокировка активного центра и головка S1 высвобождается.

13

2.Закрытие активного центра вслед за гидролизом АТФ вызывает отклонение головки S1.

3.Происходит слабое связывание головки S1 с актином.

4.Высвобождение молекулы фосфора приводит к прочному связыванию головки S1 с актином.

5.Происходит сокращение. Высвобождение АДФ создает ригор1.

6.Поступает АТФ. Новое поступление АТФ вызывает отсоединение головки миозина от актина (рис. 15).

Рис.15. Процессы, связанные с поступлением АТФ в клетку

Миозиновые (толстые) нити

Рис. 16. Схема саркомера

Механизм движения головки миозина вызывает в целом процессы сокращения в саркомере. Мышечное сокращение при учете количества актиновых и миозиновых нитей в мышечном волокне начинает принимать системный характер (рис. 16).

1устойчивое непроходящее сокращение мышц

14

Электромеханическое сопряжение заключается в цикле последовательных процессов, начинающийся с возникновения потенциала действия на сарколемме (рис. 17, начало) и заканчивающийся сократительным ответом мышцы (рис.17, окончание).

Рис. 17. Процесс электромеханического сопряжения (начало)

Рис.17. Процесс электромеханического сопряжения (окончание)

15

Если изобразить график одиночного мышечного сокращения, то он включает несколько периодов. Первый называется латентным, мышца не укорачивается, но в это время происходит потенциал действия, т.е. возбуждение мембраны клетки. Это первая фаза мышечно-

го сокращения. Затем начинается второй период − укорочения мышц,

и третий период − расслабления. Весь период составляет 0,11 с. Таким образом, одиночное мышечное сокращение наблюдается при поступлении к мышце короткой серии нервных импульсов моторных нейронов. Электрический стимул длится около 1 мс. Латентный период от начала воздействия составляет 10 мс. Длительность укорочения составляет 30 – 50мс, а расслабления – 50 – 60 мс (рис. 18).

а

Рис. 18. Фазы мышечного сокращения

Бывают не только одиночные, но и повторяющиеся, или слитные мышечные сокращения, называемые тетанусом. Тетанус – сокращения мышцы, возникающие в результате суммарного сокращения ее моторных единиц, вызванных поступающим к ним множества нервных импульсов. Суммирование усилий сокращения влияет на ее длительность. Различают тетанус зубчатый и гладкий (рис.19, 20).

16

б

Рис. 19. Виды тетануса

Для характеристики функционального состояния мышц оценивают показатели тонуса и силы сокращения. Тонус мышц − показатель длительного непрерывного напряжения, вызванного асинхронного сокращения, недостаточного для укорочения мышцы. Переход от расслабления к напряжению или при изменении степени напряжения называют тоническим. Кратковременные сокращения, приводящие к изменению силы и длины мышц, называют физическими. После прекращения тетанического воздействия исходная длина волокон восстанавливается через некоторое время (рис. 20).

Рис. 20. Особенности сокращения мышц при воздействии раздражителя разной частоты

Различают три типа мышечного сокращения: изотоническое, изометрическое, ауксотоническое. Первый вариант связан с сокращением, при котором мышца укорачивается без напряжения. Например, при разрыве сухожилия. Второй вариант – это сокращение, когда длина не изменяется, а напряжение возрастает. Третий – длина мышцы меняется по мере увеличения напряжения. При увеличении напряжения при укорочении мышцы сокращение является концентрическим. При увеличении напряжения и увеличении длины – эксцентрическим (рис. 21).

17