3.2.1. Общие закономерности

Работа мышечного аппарата определяется целым рядом физиологических факторов и признаков, которые необходимо учитывать при анализе и освоении спортивных упражнений. Прежде всего, это касается закономерных связей, существующих между основными характеристиками действующей мышцы, таких как:

– скорость возбуждения мышцы;

– степень возбуждения мышцы и, как следствие, уровень ее напряжения/расслабления;

– рабочая длина мышцы;

– направление и скорость изменения длины мышцы;

– величина внешнего сопротивления, нагрузки, приложенной к звену, перемещаемому мышцей.

В зависимости от параметрического соотношения названных характеристик изменяется еще одна, наиболее важная характеристика – сила, развиваемая мышцей.

Рассмотрим ряд биомеханических закономерностей работы мышц, связанных с названными факторами.

Скорость возбуждения мышцы. Для того чтобы в процессе нервно-мышечной передачи возник необходимый потенциал действия мышечного волокна и произошло само сокращение мышцы, способное дать механический эффект, всегда требуется некоторое время. Величина этого временного отрезка соизмерима с длительностью важных двигательных действий в спорте.

Рис. 3.8. Скорость возбуждения мышцы.

На рис. 3.8 показана схематическая картина изменения силы мышечной тяги от начала возбуждения мотонейрона до максимального сокращения мышцы при ее ответе на сигнал. Помимо синаптической задержки (а), возникающей при переходе нервного импульса от мотонейрона к мембране мышечного волокна, имеет место также фаза механического бездействия мышцы, связанная с ее переходом в скрытое активное состояние, т.н. латентный период (б). Лишь после того, как срабатывают сократительные компоненты волокон, и их действие передается на последовательные компоненты (ПосК), возникает механическая тяга на концах мышцы (в). При этом такая тяга наиболее быстро нарастает в начале мышечного сокращения, до уровня, примерно соответствующего половине максимально достижимой силы (1½ F_>max).

Описанная закономерность важна с практической стороны. При освоении и исполнении многих, особенно высокомощных, «взрывных» спортивных движений, нужна предельно быстрая мобилизация мышц, помогающая достичь наивысшего механического эффекта их действия к наиболее ответственному моменту движения. Один из характерных приемов, позволяющих достигать нужного результата, заключается в упреждающем «включении» мышц, позволяющем пройти время латентного периода прежде, чем начинается фаза, требующая основной физической работы.

При исполнении хорошо освоенных, автоматизированных, в особенности циклических движений, действительно имеет место опережающая активность мышц. Так, нога, встречающая опору при беге, напрягается на 15—25 мс раньше, чем возникает реальный контакт с опорой (В. М. Зациорский, 1960). Такая «упреждающая активность» мышцы содействует ее ранней мобилизации, что изменяет как механические, так и реактивные свойства мышцы, становящейся менее растяжимой, более упругой (В. Б. Коренберг, 1979). Этим определяются многие нюансы техники движений спортсмена, в особенности действий типа отталкивания, при исполнении которых требуется достаточно высокая мобилизация всего мышечного аппарата, его повышенный тонус с постановкой ноги на опору в заранее подготовленном, напряженном состоянии.

Закономерность «нагрузка-сила». Предельные силовые проявления человека изменяются в зависимости от нагрузки, которую ему приходится преодолевать (рис. 3.9, В. М. Зациорский, переработанный). Если человек перемещает тело различной массы с предельными для него мышечными усилиями, их величина растет пропорционально массе перемещаемого тела или внешнему сопротивлению.