Физиологические механизмы и закономерности развития физических качеств

Развитие физических качеств в разной мере зависит от врожденных особенностей. Вместе с тем в индивидуальном развитии ведущим меха­низмом является условно-рефлекторный.

Сила мышцы - это способность за счет мышечных сокращений преодолевать внешнее сопротивление.

В развитии мышечной силы имеют значение:

1) внутримышечные факторы,

§ Физиологический поперечник, зависящий от числа мышечных воло­кон (он наибольший для мышц с перистым строением);

§ Состав (композиция) мышечных волокон, соотношение слабых и более возбудимых медленных мышечных волокон (окислительных, малоутомляемых) и более мощных высокопороговых быстрых мы­шечных волокон (гликолитических, утомляемых);

2) особенности нервной регуляции. Нервная регуляция обеспечивает развитие силы за счет со­вершенствования деятельности отдельных мышечных волокон, двигатель­ных единиц (ДЕ) целой мышцы и межмышечной координации. Она вклю­чает в себя следующие факторы.

- Увеличение частоты нервных импульсов, поступающих в скелет­ные мышцы от мотонейронов спинного мозга и обеспечивающих пе­реход от слабых одиночных сокращений их волокон к мощным тетаническим;

- Активация многих ДЕ - при увеличении числа вовлеченных в дви­гательный акт ДЕ повышается сила сокращения мышцы;

- Синхронизация активности ДЕ - одновременное сокращение воз­можно большего числа активных ДЕ резко увеличивает силу тяги мышцы;

- Межмышечная координация - сила мышцы зависит от деятельно­сти других мышечных групп: сила мышцы растет при одновремен­ном расслаблении ее антагониста.

3) психофизиологические механизмы. Психофизиологические механизмы увеличения мы­шечной силы связаны с изменениями функционального состояния (бодрости, сонливости, утомления), влияниями мотиваций и эмоций, уси­ливающих симпатические и гормональные воздействия со стороны гипо­физа, надпочечников и половых желез, биоритмов.

Важную роль в развитии силы играют мужские половые гормоны (андрогены), которые обеспечивают рост синтеза сократительных белков в скелетных мышцах,

К числу общих функциональных резервов мышечной силы отнесены следующие факторы: включение дополнительных ДЕ в мышце; синхронизация возбуждения ДЕ в мышце; своевременное торможение мышц-антагонистов; координация (синхронизация) сокращений мышц-антагонистов; повышение энергетических ресурсов мышечных волокон; переход от одиночных сокращений мышечных волокон к тетаническим; усиление сокращения после оптимального растяжения мышцы; адаптивная перестройка структуры и биохимии мышечных волокон (рабочая гипертрофия, изменение соотношения объемов медленных и быстрых волокон и др.).

Быстрота - это способность совершать движения в минималь­ный для данных условий отрезок времени. Различают комплексные и элементарные формы проявления быстроты.

Быстрота зависит от следующих факторов: лабильность - скорость протекания возбуждения в нервных и мы­шечных клетках; подвижность нервных процессов - скорость смены в коре боль­ших полушарий возбуждения торможением и наоборот; соотношение быстрых и медленных мышечных волокон в ске­летных мышцах.

Уровень лабильности и подвижности нервных процессов определяет скорость восприятия и переработки поступающей информации, а лабиль­ность мышц и преобладание быстрых двигательных единиц (ДЕ) - скорость мышечного компонента быстроты (сокращения и расслабления мышцы, максимальный темп движений).

В сложных ситуациях, требующих реакции с выбором, и при увеличе­нии поступающей информации большое значение имеет пропускная спо­собность мозга спортсмена - количество перерабатываемой информации за единицу времени. Величина ВДР прямо пропорционально нарастает с увеличением числа возможных альтернативных решений - до 8 альтерна­тив, а при большем их числе оно резко и непропорционально повышается.

В процессе спортивной тренировки рост быстроты обусловлен следую­щими механизмами: увеличение лабильности нервных и мышечных клеток, ускоряю­щих проведение возбуждения по нервам и мышцам; рост лабильности и подвижности нервных процессов увеличиваю­щих скорость переработки информации в мозгу; сокращение времени проведения возбуждения через межнейронные и нервно-мышечные синапсы. синхронизация активности ДЕ в отдельных мышцах и разных мы­шечных групп; своевременное торможение мышц-антагонистов; повышение скорости расслабления мышц.

Выносливостью называют способность наиболее длительно или в заданных границах времени выполнять специализированную ра­боту без снижения ее эффективности.

Развитие общей выносливости обеспечивается разносторонними пере­стройками в дыхательной системе. Повышение эффективности дыхания достигается: увеличением (на 10-20 %) легочных объемов и емкостей (ЖЕЛ дос­тигает 6-8 л и более); нарастанием глубины дыхания (до 50-55% ЖЕЛ), увеличением диффузионной способности легких; увеличением мощности и выносливости дыхательных мышц;

Решающую роль в развитии общей выносливости играют морфофунк-циональные перестройки в сердечно-сосудистой системе, отражающие адаптацию к длительной работе: увеличение объема сердца и утолщение сердечной мышцы - спор­тивная гипертрофия; рост сердечного выброса (увеличение ударного объема крови); замедление частоты сердечных сокращений в покое (до 40-50 уд./мин и менее) в результате усиления парасимпатических влияний - спортивная брадикардия, что облегчает восстановление сердеч­ной мышцы и последующую ее работоспособность,

В системе крови повышению общей выносливости способствуют.

- увеличение объема циркулирующей крови (в среднем на 20%) за счет, главным образом, увеличения объема плазмы, при этом адап­тивный эффект обеспечивается: 1) снижением вязкости крови и со­ответствующим облегчением кровотока и 2) большим венозным воз­вратом крови, стимулирующим более сильные сокращения сердца,

- увеличение общего количества эритроцитов и гемоглобина (следует заметить, что при росте объема плазмы показатели их относительной концентрации в крови снижаются),

- уменьшение содержания лактата (молочной кислоты) в крови при работе, связанное, во-первых, с преобладанием в мышцах выносли­вых людей медленных волокон, использующих лактат как источник энергии, и во-вторых, обусловленное увеличением емкости буфер­ных систем крови, в частности, ее щелочных резервов. При этом лактатный порог анаэробного обмена (ПАНО) так же нарастает, как и вентиляционный ПАНО.

Физиологические резервы выносливости включают в себя:

· мощность механизмов обеспечения гомеостаза - адекватная дея­тельность сердечно-сосудистой системы, повышение кислородной емкости крови и емкости ее буферных систем.;

· тонкая и стабильная нервно-гуморальная регуляция механизмов поддержания гомеостаза и адаптация организма к работе в изменен­ной среде (так называемому гомеокинезу).