Мышечные волокна, являющиеся высокоспециализированными дифференцированными клетками, по мнению ряда физиологов, предположительно не способны к клеточному делению с образованием новых волокон (во всяком случае, если деление мышечных клеток и имеет место, то только в особых случаях и в очень небольшом количестве). Рабочая гипертрофия мышцы происходит почти или исключительно за счет утолщения (увеличения объема) существующих мышечных волокон. При значительном утолщении мышечных волокон возможно их продольное механическое расщепление с образованием "дочерних" волокон с общим сухожилием. В процессе силовой тренировки число продольно расщепленных волокон увеличивается [51].
Существует два типа рабочей гипертрофии мышцы [51]:
1. Саркоплазматическая рабочая гипертрофия – это утолщение мышечных волокон за счет преимущественного увеличения объема саркоплазмы, т. е. несократительной их части. Гипертрофия этого типа происходит за счет повышения содержания несократительных (в частности, митохондриальных) белков и метаболических резервов мышечных волокон: гликогена, безазотистых веществ, креатинфосфата, миоглобина и др. Значительное увеличение числа капилляров в результате тренировки также может вызывать некоторое утолщение мышцы. Рабочая гипертрофия этого типа мало влияет на рост силы мышц, но зато значительно повышает способность к продолжительной работе, т. е. увеличивает их выносливость.
2. Миофибриллярная рабочая гипертрофия связана с увеличением числа и объема миофибрилл, т. е. собственно сократительного аппарата мышечных волокон. При этом возрастает плотность укладки миофибрилл в мышечном волокне. Такая рабочая гипертрофия мышечных волокон ведет к значительному росту силы мышцы.
В реальных ситуациях гипертрофия мышечных волокон представляет собой комбинацию двух названных типов с преобладанием одного из них. Преимущественно развитие того или иного типа рабочей гипертрофии определяется характером мышечной тренировки. Так, длительные динамические упражнения с относительно небольшой силовой нагрузкой на мышцы вызывают главным образом рабочую гипертрофию первого типа. Упражнения с большими мышечными напряжениями, наоборот, способствуют развитию рабочей гипертрофии преимущественно второго типа.
Различают собственно силовые способности и их соединение с другими физическими способностями (скоростно-силовые способности, силовую выносливость) [83, 84, 89 и др.].
Собственно силовые способности проявляются: 1) при относительно медленных сокращениях мышц в упражнениях, выполняемых с околопредельными и предельными отягощениями (например, при приседаниях со штангой достаточно большого веса); 2) при мышечных напряжениях изометрического (статического) типа (без изменения длины мышцы). В соответствии с этим различают медленную силу и статическую силу.
Собственно силовые способности характеризуются большим мышечным напряжением и проявляются в преодолевающем, уступающем и статическом режимах работы мышц. Они определяются физиологическим поперечником мышцы и функциональными возможностями нервно-мышечного аппарата.
Воспитание собственно силовых способностей может быть направлено на развитие максимальной силы (тяжелая атлетика, гиревой спорт, силовая акробатика, легкоатлетические метания и др.); общее укрепление опорно-двигательного аппарата занимающихся, необходимое во всех видах спорта (общая сила) и в строительстве тела (бодибилдинг).
При оценке собственно силовых способностей выделяют абсолютную и относительную силу. Абсолютная сила характеризует максимально возможные силовые показатели (например, вес поднятого отягощения) безотносительно к собственной массе тела. Относительная сила выражает отношение показателей абсолютной силы к собственной массе тела. Таким образом, с увеличением массы тела показатели абсолютной силы возрастают, а показатели относительной силы уменьшаются и наоборот с уменьшением массы тела возрастает относительная сила, а абсолютная – уменьшается.
Наибольшее значение абсолютная сила имеет при выполнении упражнений со значительными отягощениями. Показатели относительной силы определяют успешность перемещения собственного тела в пространстве без дополнительных внешних отягощений (прыжки в длину, высоту, подтягивания и др.).
Скоростно-силовые способности проявляются в действиях, где наряду с силой мышц требуется высокая скорость движений для быстрого перемещения тела или его звеньев в пространстве. При этом чем значительнее внешнее отягощение, тем более важную роль играет силовой компонент, а при уменьшении отягощения действие становится все более скоростным.
Скоростно-силовые способности включают в себя быструю силу и взрывную силу.
Быстрая сила проявляется в движениях, в которых преимущественную роль играет быстрота перемещения в условиях преодоления относительно небольшого сопротивления. В связи с этим можно выделить движения, связанные с быстротой реагирования на некоторый сигнал извне или ситуацию в целом, с быстротой отдельных однократных движений и частотой повторных напряжений.
Взрывная сила – это общая качественная характеристика, выделяющая движения, которые требуют проявления значительных мышечных напряжений в кратчайшее время (т. е. быстрота наращивания рабочего усилия до максимума).
Силовая выносливость (как разновидность выносливости) – специфическая форма проявления человеком силовых способностей в условиях двигательной деятельности, при которой требуются относительно длительные мышечные напряжения без снижения их рабочей эффективности, – способность противостоять утомлению, вызываемому силовыми компонентами нагрузки.
Силовая выносливость является сложной двигательной способностью и проявляется, главным образом, в двух формах: динамической и статической.
Динамическая силовая выносливость характерна для циклических упражнений, в которых силовые упражнения повторяются непрерывно в каждом цикле движений (бега, плавания, многократных движений с отягощением), а также для ациклических упражнений, которые выполняются повторно с теми или иными промежутками отдыха (прыжков, метания).
Статическая силовая выносливость типична для деятельности, связанной с необходимостью удержания рабочего напряжения различной величины и длительности (удержания отягощения на вытянутых руках).
В связи со специфическими особенностями проявления силовых способностей можно представить и средства их развития, которыми будут являться соответствующие этим особенностям физические упражнения определенной направленности.
Средствами развития собственно силовых способностей считаются физические упражнения, направленно стимулирующие увеличение степени напряжения мышц путем использования повышенного отягощения.
Средствами развития скоростно-силовых способностей являются упражнения, характеризующиеся высокой мощностью мышечных сокращений (проявление силы в возможно меньшее время). Такие упражнения выполняются с наибольшей скоростью, при которой сохраняется правильная техника движений (контролируемая скорость).
Средствами развития силовой выносливости служат те упражнения, применительно к которым обеспечивается тот или иной уровень развития выносливости (целевые упражнения) или, по возможности, приближенные к ним.
В общем виде средства развития силовых способностей можно определить как физические упражнения с повышенным отягощением (сопротивлением), которые направленно стимулируют увеличение степени напряжения мышц. Такие средства называются силовыми [83, 84, 89 и др.].
Отягощением обозначается любой фактор, создающий сопротивление сокращению или удлинению мышц и тем самым стимулирующий их напряжение соответственно при статическом, динамическом и статодинамическом режимах работы мышц. Степень избирательности воздействия силовых упражнений с отягощением подразделяется на локальную (/3 мышц двигательного аппарата), региональную (/3) и общего воздействия.
По особенностям отягощения силовые упражнения представляются в виде двух больших групп: упражнения с самоотягощением и упражнения с внешним отягощением.
Упражнения с самоотягощением. Повышение степени напряжения мышц в таких упражнениях обеспечивается за счет сил тяжести различных звеньев собственного тела или путем затруднения сокращений одних мышц направленным сопротивлением других (мышц-антагонистов). Таким образом, упражнения с самоотягощением можно представить как упражнения, отягощенные массой собственного тела (подтягивания в висе, отжимания в упоре), и упражнения в самосопротивлении ("волевая гимнастика"). Следует отметить, что при использовании таких упражнений сравнительно невелик риск перегрузок и травм, они доступны каждому в повседневных условиях и поэтому широко применяются на практике.
Упражнения с внешним отягощением. Повышение степени напряжения мышц в таких упражнениях обеспечивается за счет дополнительного (к тяжести собственного тела) отягощения. Следует различать упражнения со строго дозируемым внешним отягощением (собственно отягощением) и с нестрого дозируемым внешним отягощением (сопротивлением).
Упражнения со строго дозированным внешним отягощением позволяют дозировать нагрузку в мерах преодолеваемого веса, в % от максимального веса, по предельному числу повторений, скорости движения. Строгое дозирование отягощения обеспечивается посредством специального оборудования с нормированным весом: гантелей, штанг с набором дисков разного веса, гирь, тренажерных устройств, утяжеленных поясов и манжетов, мячей и др.
Упражнения с нестрого дозируемым внешним отягощением представляют сравнительно ограниченные возможности для регулирования их воздействия. Степень нагрузки в таких упражнениях можно лишь косвенно дозировать по числу предельно возможных повторений. К таким упражнениям прежде всего относятся упражнения с противодействием партнера и упражнения с использованием сопротивления упругих предметов (резиновых бинтов и жгутов, эспандеров, упругих мячей и др.), а также упражнения с использованием сопротивления внешней среды (упражнения в воде).
Силовые упражнения хорошо сочетаются с упражнениями на растягивание и расслабление. Как уже указывалось ранее, дозирование величины отягощения осуществляется либо весом поднятого груза, выраженного в % от максимальной величины, либо количеством возможных повторений в одном подходе (ПМ – повторный максимум).
В первом случае вес может быть: малым (от 60 до 70 % от максимума), средним (от 70 до 80 % от максимума), большим (от 80 до 90 % от максимума) и максимальным (свыше 90 % от максимума).
Во втором случае вес может быть: предельным – 1 ПМ, око-лопредельным – 2–3 ПМ, большим – 4–7 ПМ, умеренно большим – 8-12 ПМ, малым – 15–25 ПМ и очень малым – свыше 25 ПМ.
Возвращаясь к описанию силовых способностей, нужно отметить, что они зависят от возраста и пола занимающихся, а также от общего режима жизни, характера двигательной активности и условий внешней среды. Например, сенситивным периодом развития абсолютной силы является возраст у юношей в 16–18 лет, у девушек в 16–17 лет. Наиболее высокие темпы прироста силы наблюдаются в крупных мышцах-разгибателей туловища и ног. В этом случае высокий эффект тренировки достигается за счет подбора индивидуально приемлемых параметров отягощения, амплитуды, координационной сложности действий [83, 84, 89 и др.].
Методика развития собственно силовых способностей.Основная проблема в методике развития собственно силовых способностей состоит в том, чтобы обеспечить высокую (максимальную) степень мышечных напряжений [83, 84, 89 и др.].
Максимальное мышечное напряжение может быть создано двумя путями.
1. Преодоление непредельных отягощений (сопротивлений) с предельным количеством повторений. Движения с непредельными отягощениями отличаются по своим физиологическим механизмам от движений с предельными отягощениями. Однако по мере утомления картина меняется. Вес, который в первых повторениях можно было легко поднять, оказывается как бы близким к предельному и становится физиологическим раздражителем большой силы. В итоге физиологическая картина становится сходной с той, которая существует при выполнении предельных усилий. Это является основной причиной, в связи с которой поднимание непредельного веса "до отказа" оказывает тренирующее воздействие на мышечную силу.
Данное методическое направление является основным ввиду его существенных достоинств: большой объем выполняемой работы вызывает большие сдвиги в обмене веществ; активизация трофических процессов создает возможности для гипертрофии мышц (миофибриллярная) и тем сказывается на росте силы; большая степень энергозатрат может быть также полезной, если имеется избыточная масса тела. Описываемые упражнения дают широкие возможности контролировать технику. Движение становится более координированным. Ограничение отягощений дает возможность избежать травм.
Величина отягощения (сопротивления) устанавливается обычно в пределах 8-15 ПМ, но не менее 4 ПМ, и по мере развития силы соответственно изменяется. Упражнения выполняются в 2–5 подходов (серий) с интервалами отдыха от 1 до 3 мин, в зависимости от сложности упражнения для конкретного занимающегося.
2. Предельное увеличение внешнего сопротивления (в динамическом или статическом режиме). Основу этого направления составляет систематическое преодоление отягощений, близких к индивидуально максимальному и равных ему. Индивидуально максимальным (или предельным) в динамических упражнениях считается то наибольшее из отягощений, которое реально способен преодолеть занимающийся с полной мобилизацией своих силовых способностей. Это направление является ведущим, когда необходимо гарантировать особенно высокую степень развития собственно силовых способностей, ускорить их прогрессивное изменение. Однако кратковременность и минимальная возможность увеличивать число повторений жестко ограничивают общий объем нагрузки и не позволяют стимулировать долговременные морфофункциональные перестройки (в частности – мышечную гипертрофию). Предельные и околопредельные отягощения затрудняют контроль над техникой двигательных действий, увеличивают риск травматизма и перенапряжений. Все это позволяет лимитировать использование данного направления только для подготовленных занимающихся [83, 84, 89 и др.].
Величина отягощения устанавливается в пределах от 1 до 3 ПМ после 2–3 разминочных подходов. Интервалы отдыха между подходами составляют примерно от 3 до 5 мин, между занятиями – до 3-х суток и более до сверхвосстановления.
Собственно в тренировке ОФК используются следующие методы развития силы: метод максимальных и повторных непредельных усилий, метод изометрических, изокинетических и динамических усилий, а также "ударный" метод (рис. 8) [30, 83, 84, 89 и др.].
Рис. 8. Технология развития силы
Метод максимальных повторных усилий предусматривает работу с использованием упражнений с субмаксимальным и максимальным весом. В одном подходе выполняется 1–2 упражнения с предельными и максимальными отягощениями. Число подходов – 2–3, пауза отдыха между повторениями в подходе -3-4 мин, а между подходами – 2–5 мин.
При работе с околопредельным (90–95 % от максимального) весом отягощения число повторений движений в подходе – не более 5–6, а число подходов – 2–5. Продолжительность интервалов отдыха между повторениями упражнений в подходе не превышает 4–6 мин, а между подходами – 2–5 мин. Темп движений – произвольный, скорость – от малой до максимальной. Этот метод связан с развитием максимальной динамической силы без существенного прироста мышечной массы. Он помогает занимающимся научиться концентрировать усилия большой мощности. Рост силы происходит за счет совершенствования межмышечной координации и повышения мощности расхода энергетических субстратов мышц. В силовой тренировке этот метод применяют не чаще 2–3 раз в неделю.
При большом весе отягощения и малом количестве повторений развивается преимущественно максимальная сила и одновременно повышается мышечная масса. При работе с малыми весами и большом числе повторений повышается силовая выносливость. Тренировочный эффект достигается к концу каждой серии. Число работающих двигательных единиц в последних повторениях возрастает до максимума. Происходит их синхронизация, повышается частота эффекторной импульсации, т. е. достигаются физиологические сдвиги, как и при работе с предельными отягощениями. Большой суммарный объем работы с использованием непредельных отягощений стимулирует метаболические процессы в организме, вызывая рабочую гипертрофию мышц.
Вес, превышающий предельный тренировочный, применяется не чаще 1 раза в 7-14 дней. Упражнения с весом свыше 100 % от максимального выполняются в уступающем режиме с помощью партнеров.
Метод повторных непредельных усилий предусматривает работу без пауз отдыха с отягощением 40–80 % от максимального до значительного утомления. В подходе выполняется 4-20 повторений с невысокой скоростью движений. За одну тренировку выполняется 2–6 серий. В серии не более 2–4 подходов. Отдых между подходами – 2–8 мин.
Метод изометрических усилий предусматривает выполнение кратковременных (5-10 с) напряжений с усилием 40–50 % от максимума. Комплекс состоит из 5-10 упражнений, направленных на развитие силы различных групп мышц. Упражнение повторяется 3–5 раз с интервалом отдыха 30–60 с. В паузах отдыха выполняются упражнения на дыхание, расслабление и растяжение, способствующие восстановлению организма и устранению негативных последствий статических напряжений. 15-минутный комплекс статических упражнений включается в тренировку не более 4 раз в неделю. Без какой-либо коррекции комплекс выполняется на протяжении 4–6 недель, а затем обновляется.
Метод динамических усилий предусматривает работу с весом не более 30 % от максимального, с максимальной скоростью и темпом. Величина отягощения не должна нарушать технику движений и снижать скорость движений. Этот метод способствует развитию скоростно-силовых способностей ("взрывной" силы). Число повторений упражнения в подходе не превышает 15–25 раз. Упражнения выполняются сериями: 3–6 раз с отдыхом между ними по 5–8 мин.
"Ударный" метод основан на использовании кинетической энергии падающего груза. Его энергия стимулирует рабочие группы мышц, например, при прыжках в глубину с последующим выпрыгиванием вверх или длину развивается взрывная сила мышц ног. В качестве отягощения используется масса тела. Амортизация и последующее отталкивание должны выполняться как целостное действие. Освоение мышцами энергии падающей массы тела обеспечивает их активизацию и быстрое нарастание рабочего усилия, что повышает мощность и быстроту последующего отталкивающего движения или переход от уступающей работы к преодолевающей. Приземление должно быть упругим, с плавным переходом в амортизацию. Глубина амортизационного подседания определяется опытным путем.