Под влиянием физических нагрузок мышцы крепнут, становятся более сильными, увеличиваются в размерах. Всякая деятельность, в том числе и мышечная, всегда сопровождается затратой энергии, энергетических веществ. Интенсивность обменных процессов возрастает во много раз. Ученые подсчитали, что в мышце, находящейся в покое, насчитывается от 30 до 80 сосудов-капилляров на площади 1 квадратный миллиметр. А при выполнении физической работы число этих нитевидных кровеносных сосудиков увеличивается в 100 раз! Более того, каждый капилляр сам в 2 раза увеличивается в своем диаметре. Во много раз при этом возрастает и насыщение крови кислородом. В покое человек поглощает за минуту 5–8 литров воздуха, из которых в кровь поступает 150–200 кубических сантиметров кислорода. Во время физической работы человек вдыхает за минуту 40–100 литров воздуха, а в кровь поступает до 3–5 литров кислорода. Это в 20–40 раз больше, чем в спокойном состоянии.
Улучшается питание кислородом, конечно, не только мышц, но и всего организма. Таким образом, под влиянием физических нагрузок сила мышц увеличивается. При правильном чередовании работы и отдыха переутомления не наступает, работоспособность сохраняется дольше. Иначе говоря, рабочие возможности (потенциалы) мышцы увеличиваются. Если такая работа повторяется регулярно (что бывает во время тренировок) и длительно, часть энергетических веществ затрачивается на увеличение объема и другие изменения мышечных волокон. Так, у тяжелоатлетов, борцов поднимание тяжестей, борьба увеличивают массу и силу мышц. У фигуристов, гимнастов увеличение массы мышц меньше, зато мышцы приспосабливаются к работе, требующей ловкости и точности. Мышцы ног стайера, например, «умеют» выполнять работу, требующую умеренной силы, но продолжающуюся многие часы.
Влияние физических нагрузок на организм проявляется в следующем:
· увеличивается сила мышц;
· улучшается состояние сердечно-сосудистой системы;
· нормализуется дыхание;
· снижается риск многих болезней;
· улучшается фигура тела человека;
· уменьшается лишний вес;
· появляется чувство легкости, быстроты и молодости;
· улучшает обмен веществ.
Физические нагрузки при трудовых процессах, естественных движениях человека, занятиях спортом оказывают влияние на все системы организма, в том числе и на мышцы.
Мышцы — активная часть двигательного аппарата.
В теле человека насчитывается около 600 мышц. Большинство из них парные и расположены симметрично по обеим сторонам тела человека. Мышцы составляют: у мужчин — 42% веса тела, у женщин — 35%, у спортсменов — 45–52%.
По происхождению, строению и даже функции мышечная ткань неоднородна. Основным свойством мышечной ткани является способность к сокращению – напряжению составляющих ее элементов. Для обеспечения движения элементы мышечной ткани должны иметь вытянутую форму и фиксироваться на опорных образованиях (костях, хрящах, коже, волокнистой соединительной ткани и т.п.).
В различных видах спорта нагрузка на мышцы различна как по интенсивности, так и по объему, в ней могут преобладать статистические или динамические элементы. Она может быть связана с медленными или быстрыми движениями. В связи с этим и изменения, происходящие в мышцах, будут неодинаковы.
Спортивная тренировка увеличивает силу мышц, эластичность, характер проявления силы и другие их функциональные качества. Но иногда сила мышц начинает снижаться и спортсмен не может даже повторить свой прежний результат, несмотря на регулярные тренировочные занятия. Поэтому очень важно знать, какие изменения происходят в мышцах под влиянием физической нагрузки, какой двигательный режим необходим спортсмену; должен ли спортсмен иметь полный покой (адинамию), перерыв в тренировочном процессе, или минимальный объем движений (гиподинамию), или наконец, проводить тренировки с постепенным уменьшением нагрузки.
В процессе тренировки Можно определить изменения в строении мышц у спортсменов методом биопсии (взятия особым способом кусочков мышц). Установлено, что нагрузки статистического характера ведут к значительному увеличению объема и веса мышц. Увеличивается поверхность их прикрепления на костях, укорачивается мышечная часть и удлиняется сухожильная. Происходит перестройка в расположении мышечных волокон в сторону более перистого строения. Количество плотной соединительной ткани в мышцах между мышечными пунктами увеличивается, что создает дополнительную опору. Соединительная ткань по своим физическим качествам значительно предотвращает растягивание, уменьшая мышечное напряжение. Усиливается трофический аппарат мышечного волокна: ядра, саркоплазма, митохондрии. Миофибриллы (сократительный аппарат) в мышечном волокне располагаются рыхло, длительное сокращение мышечных пучков затрудняет внутриорганное кровообращение, усиленно развивается капиллярная сеть, она становится узко петлистой, с неодинаковым просветом.
Также увеличивается вес и объем мышц при нагрузках динамического характера, но в меньшей степени. Происходит удлинение мышечной части и укорочение сухожильной. Мышечные волокна располагаются более параллельно, по типу веретенообразных. Количество миофибрилл увеличивается, а саркоплазмы становится меньше. Чередование сокращений и расслаблений мышцы не нарушает кровообращения в ней, количество капилляров увеличивается, ход их остается более прямолинейным. Количество нервных волокон в мышцах, выполняющих преимущественно динамическую функцию, в 4—5 раз больше, чем в мышцах выполняющих преимущественно статистическую функцию. Двигательные бляшки вытягиваются вдоль волокна, контакт их с мышцей увеличивается, что обеспечивает лучшее поступление нервных импульсов в мышцу.
Длительная гиподинамия приводит к снижению силы мышц. При снижении нагрузок до минимума мышцы дряблыми, уменьшаются в объеме, капилляры их суживаются, в результате чего мышечные волокна истощаются, двигательные бляшки становятся меньших размеров.
При умеренных нагрузках мышцы увеличиваются в объеме, в них улучшается кровоснабжение, открываются резервные капилляры. П.З. Гудзя на основе своих наблюдений сделал вывод, что под влиянием систематической тренировки происходит рабочая гипертрофия мышц. Она является результатом утолщения мышечных волокон (гипертрофии), а также увеличения их количества (гиперплазии). Утолщение мышечных волокон влечет за собой рост в них ядер, миофибрилл. Увеличение числа мышечных волокон осуществляется тремя способами:
· с помощью расщепления гипертрофированных волокон на два — три и более тонких,
· вырастания новых мышечных волокон из мышечных почек,
· формирования мышечных волокон из клеток сателлитов, которые превращаются в миобласты, а затем в мышечные трубочки.
Предшествует расщеплению мышечных волокон перестройка их моторной иннервации. На гипертрофированных волокнах формируются одно — два дополнительных моторных нервных окончания. Благодаря этому после расщепления каждое новое мышечное волокно имеет собственную мышечную иннервацию. Кровоснабжение новых волокон осуществляется новообразующимися капиллярами, которые проникают в щели продольного деления. При хроническом переутомлении одновременно с возникновением новых мышечных волокон происходит распад и гибель уже имеющихся.
Особое значение при перетренированности имеет двигательный режим. Подтверждено, что гиподинамия действует отрицательно на мышцы. При постепенном снижении нагрузок в мышцах не возникает нежелательных явлений.
С помощью метода динамометрии была установлена сила отдельных групп мышц у спортсменов.
У представителей разных видов спорта существуют различия в показателях силы мышц верхних конечностей (мышц—сгибателей и разгибателей предплечья, разгибателей плеча). Так преимущество имеют спортсмены, играющие в хоккей и ручной мяч, по сравнению с лыжниками—гонщиками, и велосипедистами. В силе мышц—сгибателей плеча заметно превосходство лыжников над гандболистами, хоккеистами и велосипедистами. Не наблюдается больших различий в силе мышц верхних конечностей между хоккеистами и гандболистами. Довольно четкие различия отмечаются в силе мышц—разгибателей, причем лучший показатель у хоккеистов (73 кг), несколько хуже у гандболистов (69 кг), лыжников (60 кг) и велосипедистов (57 кг). У не занимающихся спортом этот показатель составляет всего 48 кг.
У занимающихся различными видами спорта показатели силы мышц нижних конечностей также не одинаковы. Величина силы разгибателей голени больше у гандболистов (77 кг) и хоккеистов (71кг), меньше у лыжников—гонщиков (64кг), еще меньше у велосипедистов (63кг). в силе мышц—разгибателей бедра большое преимущество у хоккеистов (177 кг), тогда как у гандболистов, лыжников и велосипедистов существенных различий в силе этой группы мышц нет (139 — 142 кг).
Особенно интересны различия в силе мышц—сгибателей стопы и разгибателей туловища, способствующих в первом случае отталкиванию, а во втором — удержанию позы. У хоккеистов показатели силы мышц—сгибателей стопы составляют 187 кг, у велосипедистов — 176 кг, у гандболистов — 146 кг. Сила мышц—разгибателей туловища у гандболистов равна 18 4кг, у хоккеистов — 177 кг, а у велосипедистов — 149 кг.
В момент нанесения удара в боксе особая нагрузка падает на мышцы сгибатели кисти и пальцев, активное напряжение которых обеспечивает жесткость звена. Во время боя большую нагрузку в области туловища несут мышцы разгибатели позвоночного столба, при активном участии осуществляется нанесение различных видов ударов. В области нижних конечностей наиболее сильного развития у боксеров достигают сгибатели и разгибатели бедра, разгибатели голени и сгибатели стопы. В меньшей степени развиты мышцы разгибатели предплечья и сгибатели плеч, сгибатели голени и разгибатели стопы. Увеличение силы наиболее сильных групп мышц при переходе от первой весовой группы к шестой происходит в большей степени, чем увеличение относительно “слабых”, менее участвующих в движениях боксера, мышц.
Эти различия связаны с неодинаковым биохимическими условиями в работе двигательного аппарата и требованиями, предъявляемыми к нему в различных видах спорта. При тренировке начинающих спортсменов необходимо обращать особое внимание на развитие силы “ведущих” групп мышц.