Подтягивание на перекладине


БИОЭНЕРГЕТИКА ПОДТЯГИВАНИЙ



страница5/5
Дата09.05.2018
Размер1.15 Mb.
1   2   3   4   5

2.3 БИОЭНЕРГЕТИКА ПОДТЯГИВАНИЙ.




2.3.1 Пути ресинтеза АТФ


Для выполнения как динамической так и статической работы требуется энергия. Непосредственным источником энергии для мышечных сокращений является расщепление высокоэнергетического вещества аденозинтрифосфата (АТФ). При расщеплении (гидролизе) молекулы АТФ образуются молекулы АДФ (аденозиндифосфат) и фосфорной кислоты с выделением большого количества энергии, которая частично идёт на сокращение мышц, а частично рассеивается в виде тепла.

Запасы АТФ в мышце ограничены, их достаточно для мышечной работы в течение всего 1-2 секунд, поэтому для того, чтобы мышечные волокна могли поддерживать сколько-нибудь длительное сокращение, необходимо постоянное восстановление (ресинтез) АТФ. Ресинтез АТФ может происходить двумя основными путями: анаэробным, т.е. без участия кислорода, и аэробным, т.е. при участии кислорода. В свою очередь анаэробный ресинтез АТФ может осуществляться двумя механизмами - креатинфосфатным и гликолитическим; при аэробном ресинтезе АТФ действует механизм, названный окислительным.

Все механизмы отличаются по энергетической емкости, т.е. по максимальному количеству образующейся энергии, и энергетической мощности, т.е. максимальному количеству энергии, выделяющейся в единицу времени за счёт данного пути ресинтеза АТФ. Емкость энергетической системы ограничивает максимальный объем, а мощность - предельную интенсивность мышечной работы, выполняемой за счет энергии данного механизма.

Время развёртывания – это минимальное время, необходимое для выхода ресинтеза АТФ на свою наибольшую скорость, т.е. для достижения максимальной мощности. Время сохранения или поддержания максимальной мощности - это наибольшее время функционирования данного пути ресинтеза АТФ с максимальной мощностью.

Преимущественная роль каждого из механизмов энергообеспечения в ресинтезе АТФ зависит от силы и продолжительности мышечных сокращений, а также от условий работы мышц, особенно от уровня их обеспечения кислородом [9]. Коротко рассмотрим особенности каждого из механизмов энергообеспечения мышечной деятельности.

2.3.1.1 Креатинфосфатный механизм ресинтеза АТФ.

В мышечных клетках всегда имеется креатинфосфат – соединение, обладающее большим запасом энергии и легко отдающее её при взаимодействии с молекулами АДФ, появляющимися в мышечных клетках при физической работе в результате гидролиза АТФ.

Креатинфосфатный механизм ресинтеза АТФ обладает самой высокой скоростью (мощностью) энергопродукции - 900-1100 кал/мин*кг, что обусловлено высокой активностью фермента креатинкиназы, который регулирует протекание химической реакции с участием креатинфосфата.

Как только уровень АТФ начинает снижаться, сразу же запускается в ход данная реакция, что обеспечивает ресинтез АТФ. Время развёртывания креатинфосфатного механизма невелико – всего 1-2 секунды. Поскольку исходных запасов АТФ в мышечных клетках хватает на обеспечение мышечной деятельности как раз в течение 1-2 секунд, к моменту их исчерпания креатинфосфатный путь образования АТФ уже функционирует со своей максимальной скоростью [11].

Данный механизм играет решающую роль в энергообеспечении работы предельной мощности, причем емкость этого механизма невелика и работа с предельной мощностью, обеспечиваемая этим механизмом, может продолжаться не более 10 секунд, что связано с небольшими исходными запасами креатинфосфата в мышцах.



2.3.1.2 Гликолитическии механизм ресинтеза АТФ.

Обеспечивает ресинтез АТФ за счет анаэробного (бескислородного) расщепления глюкозы и гликогена (гликолиз и гликогенолиз) с образованием молочной кислоты (лактата). Данный механизм работает в тех случаях, когда сокращающиеся мышцы испытывают недостаток в снабжении кислородом. Такие условия возникают не только при работе большой мощности, но и в самом начале любой работы, когда снабжение мышц кислородом отстает от потребности в нем, а также при статических сокращениях мышц даже небольшой силы (превышающей 20% от максимальной), когда из-за внутримышечного давления резко ограничивается кровоснабжение, а значит и обеспечение мышц кислородом [9].

Анаэробный гликолитический механизм включается практически с началом мышечной работы, но выходит на максимальную мощность (о чем можно судить по наибольшей скорости образования молочной кислоты), равную 750-850 кал/мин*кг примерно через 30-40 секунд. Кстати, скорость гликолиза по сравнению с уровнем покоя может увеличиваться почти в 2000 раз, причём повышение скорости гликолиза может наблюдаться уже в предстартовом состоянии за счёт выделения андреналина [11].

Время работы с максимальной скоростью составляет 2-3 минуты. Существуют две основные причины, объясняющие такую небольшую величину этого критерия. Во-первых, гликолиз протекает с высокой скоростью, что быстро приводит к уменьшению в мышцах концентрации гликогена и, следовательно, к последующему снижению скорости его распада. Во-вторых, по мере накопления молочной кислоты внутри клеток сокращающейся мышечной ткани их так называемая активная реакция (рН) сдвигается в кислую сторону, что приводит к снижению каталитической активности ферментов, регулирующих гликолиз и, соответственно, к снижению скорости самого гликолиза. Таким образом, скорость образования молочной кислоты в сокращающихся мышцах регулируется по механизму отрицательной обратной связи: чем больше скорость накопления молочной кислоты, тем сильнее торможение, замедляющее анаэробный гликолиз.

В этой связи можно сказать, что емкость гликолитического механизма энергообеспечения зависит от его мощности: чем больше мощность мышечной работы (например, темп подтягиваний), тем быстрее протекает процесс накопления молочной кислоты и, следовательно, тем меньше время, в течение которого спортсмен может удерживать заданную мощность работы (в нашем случае - темп подтягиваний).



2.2.1.3 Аэробный механизм ресинтеза АТФ.

Аэробное окисление является важнейшим источником энергии в организме. Кислородная система ресинтеза АТФ действует при непрерывном поступлении кислорода в структуры мышечных клеток, называемые митохондриями. Для энергетического обеспечения мышечной работы кислородная система в качестве «горючего» может использовать все основные питательные вещества – углеводы, жиры, белки, правда вклад белков в аэробную энергопродукцию мышц настолько мал, что его можно не учитывать. При работе аэробного характера с повышением интенсивности выполнения нагрузки увеличивается количество кислорода, потребляемое мышцами в единицу времени. Так как между скоростью потребления кислорода и мощностью работы аэробного характера существует прямо пропорциональная зависимость, интенсивность аэробной работы можно характеризовать скоростью потребления кислорода. При определённой для каждого человека нагрузке достигается максимально возможная для него скорость потребления кислорода – МПК (максимальное потребление кислорода). Использование энергетических субстратов при аэробном окислении зависит от интенсивности выполняемой работы. Так, при выполнении лёгкой работы (при потреблении кислорода до 50% от МПК) большая часть энергии для сокращающихся мышц образуется за счёт окисления жиров. Если выполняется работа, скорость потребления кислорода при которой составляет более 60% от МПК, значительную часть энергопродукции обеспечивают углеводы. При работах, близких к МПК, подавляющая часть аэробной энергопродукции производится за счёт окисления углеводов.

Из всех углеводов наиболее предпочтительным субстратом окисления является мышечный гликоген. При полном аэробном окислении молекулы гликогена получается в 13 раз больше молекул АТФ, чем при его анаэробном (гликолитическом) окислении. Таким образом, с точки зрения расходования «горючего» аэробная система значительно более эффективна, чем анаэробная гликолитическая, однако, если сравнивать механизмы энергообеспечения по их мощности, т.е. по количеству молекул АТФ, образующихся в единицу времени, то преимущество останется за анаэробным гликолитическим механизмом, так как максимальная мощность энергообразования этой системы примерно в полтора раза выше.[9]. Относительно низкая величина максимальной мощности ресинтеза АТФ посредством аэробного механизма обусловлена тем, что возможности аэробного процесса ограничены доставкой кислорода в митохондрии, а также их количеством в мышечных клетках. Важное (а в некоторых случаях и определяющее) влияние на протекание аэробных процессов оказывает активность внутримышечных ферментных систем аэробного обмена [20].

Время развёртывания составляет 3-4 минуты (у хорошо тренированных спортсменов может быть около 1 минуты). Такое большое время развёртывания объясняется тем, что для обеспечения максимальной скорости тканевого дыхания необходима перестройка всех систем организма, участвующих в доставке кислорода в митохондрии мышц [11].

Время работы с максимальной мощностью (на уровне МПК) составляет десятки минут, но в связи с тем, что максимальная мощность данного механизма ограничена на уровне 350-450 кал/мин*кг, только за счёт аэробного пути ресинтеза АТФ невозможно выполнение физических нагрузок типа подтягиваний на перекладине.



2.3.2 Энергообеспечение мышечной деятельности.

Таким образом, существует несколько способов энергообеспечения мышечной деятельности. Вопрос в том, в каком соотношении находятся пути ресинтеза АТФ при конкретной мышечной деятельности. Оказывается, это зависит от интенсивности и длительности выполняемой работы.

Имеется определённая последовательность включения и преобладания различных путей ресинтеза АТФ по мере продолжения мышечной деятельности: первые 2-3 секунды расщепляется только АТФ; затем начинается её ресинтез, от 3 до 20 секунд – преимущественно за счёт креатинфосфата; через 30-40 секунд максимальной интенсивности достигает гликолиз; в дальнейшем всё больше превалирует аэробное окисление [5].

Переход энергообеспечения мышечной деятельности с анаэробных путей на аэробный ведёт к уменьшению суммарной выработки АТФ в единицу времени, что находит отражение в снижении мощности выполняемой работы [11].

Соотношение различных путей энергообеспечения в зависимости от продолжительности работы представлено на рисунке 2.1.


Рисунок 2.1 Изменение интенсивности биохимических процессов, поставляющих энергию для

мышечной деятельности, в зависимости от продолжительности работы (по Н.И.Волкову).

1- аэробный механизм;

2 – анаэробный лактатный механизм;

3 - анаэробный алактатный механизм
Нетрудно заметить, что к началу второй минуты складывается довольно неблагоприятная ситуация с точки зрения подтягиваний: гликолиз уже вышел на максимальную мощность, т.е. выделение молочной кислоты идёт полным ходом, а аэробный механизм ресинтеза АТФ, способный её утилизировать, ежё не достиг своей максимальной производительности. Не случайно промежуток времени между 1 и 2 минутами подтягиваний, когда происходит переключение от гликолиза к аэробному окислению, считается проблемным. Подтягиваться на перекладине в течение одной минуты способен практически любой здоровый мужчина, а вот для того чтобы с сохранением выбранного темпа выполнять подтягивания более двух минут, уже требуется соответствующая подготовка.

Подробное описание процессов энергообмена в ходе выполнения подтягиваний приведено в параграфе 2.6.




2.4 ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЕ КРИВЫЕ МЫШЦ.

2.4.1 Взаимосвязь между нагрузкой и скоростью мышечного сокращения.

Характеристическую зависимость «нагрузка - скорость» (рисунок 2.2) называют кривой Хилла в честь изучавшего её английского физиолога Хилла, исследовавшего сокращение изолированной мышцы лягушки под действием индукционных токов при различном механическом сопротивлении этому сокращению. Кривая Хилла устанавливает связь между величиной преодолеваемого мышцей груза и максимальной скоростью мышечного сокращения. Когда скорость сокращения мышцы равна нулю, мышца совершает удерживающую работу. На кривой Хилла изометрическому режиму работы соответствует максимальная статическая сила Fо. При анизотропическом сокращении мышца укорачивается или удлиняется. Правая часть кривой Хилла отображает закономерности преодолевающей работы, при которой увеличение силы тяги мышцы (при возрастании величины нагрузки) сопровождается уменьшением скорости её сокращения. При этом возможные значения силы и скорости при различных отягощениях зависят от максимальной изометрической силы Fо.





Рисунок 2.2 Кривая Хилла (по Hill, Abbot)
В уступающем режиме наблюдается обратное соотношение: чем с большей скоростью происходит растягивание мышцы внешней силой, тем большее усилие способна развить сопротивляющаяся растяжению мышца. Это является причиной многочисленных травм у спортсменов. Например, разрыва ахиллова сухожилия у спринтеров и прыгунов в длину [3].


2.4.2 Зависимость сила - скорость

Изобразим правую часть кривой Хилла, устанавливающую связь между наибольшими (рекордными) величинами развиваемой силы и скорости (быстроты) движения мышцы, на отдельном рисунке.




Рисунок 2.3

Соотношение силы и скорости мышечных сокращений в некоторых видах спорта

(по В.Л.Уткину, 1989., переработано)
Любое физическое упражнение в той или иной мере требует проявления силы и скорости сокращения мышц. В зависимости от величины соотношения между силой и скоростью, проявляемых в тех или иных физических упражнениях, эти упражнения принято разделять на силовые, скоростно-силовые и скоростные. Так, жим штанги в тяжёлой атлетике относится к силовым упражнениям, толкание ядра, метание копья - к скоростно-силовым, а удары в настольном теннисе - к скоростным.

Подтягивание на перекладине можно отнести к силовым упражнениям, только нужно учесть, что поскольку подтягивание в большой степени связано с проявлением выносливости, а не собственно силы, для него не характерно развитие максимальных усилий, особенно в начальный период выполнения упражнения. Если бы спортсмен с самого начала подтягиваний стремился проявить максимальную силу в фазе подъёма туловища, он бы развивал максимальную скорость и вылетал бы над перекладиной по грудь (как это происходит при выполнении «выхода силой»). Но поскольку от спортсмена требуется не кратковременное проявление максимальных усилий, а длительное поддержание усилий определённой величины, скорость движения спортсмена в фазе подъёма туловища в начальный период выполнения подтягиваний гораздо меньше максимально возможной (точка А). По мере развития процессов утомления в ходе выполнения подтягиваний силовые возможности спортсмена уменьшаются, нагрузка на мышцы (равная весу спортсмена) становится относительно более высокой, что в соответствии с правилом «чем больше груз, тем меньше скорость» ведёт к уменьшению скорости перемещения спортсмена в фазе подъёма туловища (точка В).



2.4.3 Зависимость предельного времени статической работы от абсолютной и относительной мышечной силы.

Выносливость при статической работе определяется по времени, в течение которого поддерживается постоянная сила давления или удерживается в постоянном положении некоторый груз [2].

Предельное время статической работы находится в обратной зависимости от развиваемых мышечных усилий (рисунок 1.8). Когда требуемая сила составляет менее 20% от максимальной силы, статическая работа может выполняться в течение очень длительного времени. В литературе [2] имеются данные о том, что в диапазоне давления (груза) 20 - 80% от максимальной силы предельное время статической работы уменьшается с увеличением силы давления (груза) согласно следующей зависимости:
(2.1)
где: - предельное время статической работы;

- константа;

- сила давления (груза);

- максимальная сила;

n - показатель степени, равный примерно 2,5.


Из формулы видно, что даже небольшое снижение силы статического сокращения приводит к значительному увеличению продолжительности времени, в течение которого возможно поддержание этого сокращения.

Для установления конкретных параметров зависимости, описываемой формулой (2.1), в 2005 году был проведён специальный эксперимент, суть которого состояла в том, что после стандартной разминки и стандартной процедуры обработки ладоней и грифа перекладины спортсмен выполнял вис на одной руке «до отказа». При этом фиксировалось время виса и величина нагрузки на кисть. После непродолжительного отдыха (5 -10 минут) спортсмен выполнял вис «до отказа» на другой руке. Через 30 минут отдыха спортсмен ещё раз выполнял аналогичные висы, но уже с другой нагрузкой на кисть – большей или меньшей (в соответствии с планом эксперимента). Аналогичные висы «до отказа» проводились через день в течение месяца. В качестве отягощения использовались грузы, размещаемые непосредственно на поясе спортсмена, а при выполнении висов с облегчением грузы необходимой величины закреплялись на конце троса, переброшенного через блок и другим концом закреплённого на поясе. Признаком окончания эксперимента при возрастании нагрузки послужила неспособность спортсмена выполнять вис более 10 секунд. При этом суммарное значение величины груза и собственного веса спортсмена, равного 68 кГ, принималось за максимальную силу мышц – сгибателей пальцев Fmax. В эксперименте оно составила 129 кГ для левой руки и 117 кГ - для правой.

Результаты проведённого эксперимента отражены на графиках рисунков 2.4 и 2.5. При этом на рисунке 2.4 изображена зависимость предельного времени виса на одной руке от абсолютной величины груза, а на рисунке 2.5 – зависимость предельного времени виса на левой руке от относительной величины нагрузки.

Кривые зависимости времени виса от абсолютной величины груза для правой и левой рук (рисунок 2.4) не совпадают, а идут практически параллельно на некотором удалении друг от друга. Это означает, что мышцы-сгибатели пальцев рук не равноценны по своим статическим силовым способностям. В проведённом эксперименте более выносливой – ведущей – оказалась левая рука спортсмена. И действительно, почти во всех подходах с одинаковой величиной нагрузки время виса на левой руке оказывалось больше, чем на правой.

По степени близости кривых можно судить о степени различия статической силовой выносливости рук спортсмена. Так, для того, чтобы в приведённом эксперименте предельное время виса на правой и левой руках было одинаковым, следовало увеличить нагрузку на левую руку (или уменьшить на правую) в среднем на 8 кГ.

Ослабление хвата менее выносливой – слабейшей – руки во время выполнения подтягиваний на соревнованиях зачастую приводит к преждевременным срывам с перекладины. Чтобы избежать этого, на практике используются, по меньшей мере, два способа перераспределения веса тела между руками пропорционально их силовым способностям. В первом случае спортсмен ещё до начала подтягиваний смещает хват от центра перекладины так, чтобы ведущая рука была немного ближе к вертикальной опоре. В этом случае ведущая рука оказывается выше слабейшей и на неё приходится бо́льшая часть веса тела спортсмена. Во втором случае в паузе отдыха в висе спортсмен смещает ноги в сторону ведущей руки, перенося на неё часть веса тела и тем самым несколько разгружая слабейшую руку для её более быстрого восстановления и предотвращения «закисления» мышц предплечья.

Если рассматривать зависимость длительности виса на одной руке не от абсолютной, а от относительной величины нагрузки, нужно отметить, что хотя качественно экспериментальная зависимость времени виса «до отказа» от относительной величины нагрузки совпадает с описанной в литературе [2], но вместе с тем имеются количественные отличия, связанные, видимо, со спецификой полиатлона. Так, если на основе полученных экспериментальных данных построить график зависимости предельного времени статической работы от относительной величины нагрузки в диапазоне нагрузок от 0,2 до 0,8 Fmax, он будет иметь вид, представленный на рисунке 2.5. Показатель степени в формуле для кривой аппроксимации, равный 1,6, значительно меньше, чем в приведённой ранее формуле (2.1), поэтому снижение времени статической работы при увеличении нагрузки на кисть при выполнении виса на перекладине будет менее резким, чем это описано в литературе. По-видимому, кривая, приведённая в [2], получена с участием испытуемых, не специализирующихся в подтягивании, в то время как зависимость, отображённая на рисунке 2.5, снята для спортсмена, много лет занимающегося полиатлоном. Естественно, что энергетический потенциал тренированных мышц-сгибателей пальцев позволяет более длительно поддерживать заданное статическое усилие в привычном для них упражнении. Это как раз и проявляется в том, что экспериментальная зависимость предельного времени статического напряжения идёт более полого, чем аналогичная классическая кривая.

Но в любом случае зависимость времени виса от величины груза является нелинейной, а значит, любое изменение величины нагрузки приводит к более существенному изменению времени виса.

Так как сила тяги мышц-сгибателей пальцев каждой руки в висе равна половине веса тела спортсмена за вычетом силы трения, действующей в области хвата, то даже небольшое увеличение силы трения приводит к существенному увеличению времени виса. Поэтому для увеличения времени надёжного хвата очень важно максимально возможно облегчить работу мышц-сгибателей пальцев путём увеличения силы трения между ладонями и грифом с помощью нанесения магнезии.

Оценить степень влияния качества сцепления рук с грифом перекладины на результат в подтягивании помогает эксперимент, проведённый в Санкт-Петербурге в конце сезона 2005 года. Один известный полиатлонист, потенциально способный показывать в подтягивании высокие результаты, постоянно срывался с перекладины между второй и третьей минутами выполнения упражнения, успевая подтянуться от 30 до 42 раз. Нужно сказать, что до запрещения использования клеящих веществ этот спортсмен на канифоли стабильно подтягивался в районе 50 раз. После перехода на магнезию, несмотря на напряжённые тренировки, спортсмену никак не удавалось приблизиться к своим лучшим результатам. Поэтому интересно было посмотреть, какой результат сможет показать спортсмен, если провести подтягивание по старым правилам - без учёта времени и с применением канифоли. Оказалось, что очень высокий. Без видимых усилий спортсмен подтянулся 77 раз за 8 минут 10 секунд. И это после того, как в течение всего соревновательного сезона ему в лучшем случае с трудом удавалось вытянуть 42 раза за 3 минуты.

Для того чтобы наглядно представить степень влияния величины сцепления ладоней с грифом на результат, на рисунке 2.6 представлены два графика подтягиваний этого спортсмена-полиатлониста. На первом из них изображена зависимость среднего времени цикла подтягиваний в ходе выполнения упражнения на кубке Санкт-Петербурга 2005, а на втором – та же зависимость, но при экспериментальном подтягивании без учёта времени и с использованием канифоли. И если на первой кривой даже невооружённым взглядом виден характерный взлёт, указывающий на недостаточный уровень развития статической выносливости, то на второй зависимости явных признаков статического утомления не наблюдается. Таким образом, липкие свойства канифоли настолько снизили статическую нагрузку на мышцы-сгибатели пальцев спортсмена, что он оказался способен выполнять подтягивания до тех пор, пока полностью не исчерпал резервы динамической выносливости.



2.4.4 Зависимость предельной динамической работы от частоты движений.

Выносливость при динамической работе (динамическая выносливость) может быть оценена по предельному времени или по предельной работе заданной мощности. Оба этих показателя снижаются с увеличением и повышаются с уменьшением мощности выполняемой динамической работы [2].

На рисунке 2.7 приведены зависимости предельного времени и предельной динамической работы от мощности работы (которая при неизменной величине нагрузки пропорциональна частоте движений). Работа состояла в подъёме груза 6 кг от плеча вертикально вверх, при этом основной рабочей мышцей была трёхглавая мышца плеча. Видно, что кривая «мощность работы – предельное время работы» для динамически работающих мышц имеет такой же характер, как и кривая зависимости предельной длительности статической работы от силы статического сокращения (см. рисунок 1.8). Пока мощность работы не превышает некоторую величину, называемую критической мощностью, работа может продолжаться в течение длительного времени. Если же мощность динамической работы превышает критическую, продолжительность работы ограничена.


Рисунок 2.7 Зависимость предельного времени (А) и предельной динамической работы (Б)

от мощности работы, т.е. частоты движений (по Я.М.Коцу, 1975).


При подтягивании средняя мощность, развиваемая спортсменом в каждом цикле подтягиваний, пропорциональна темпу выполнения подтягиваний. Выполняя подходы в различном темпе, задаваемом электронным метрономом, и фиксируя предельное время поддержания заданного темпа и количество выполненных за это время подтягиваний, мы получим зависимости, аналогичные тем, которые изображены на рисунке 2.7, но уже для подтягиваний на перекладине.

Кривая зависимости предельного времени подтягиваний от темпа выполнения упражнения (рисунок 2.8А) имеет сходство с аналогичной кривой рисунка 2.7 только в правой её части. Когда темп подтягиваний составляет менее определённой (различной для каждого спортсмена) величины, рост предельного времени подтягиваний замедляется и стремится к значению предельного времени статической работы по удержанию виса. Это и понятно: спортсмен не может подтягиваться дольше, чем висеть. Влияние статики на динамику особенно заметно сказывается на зависимости количества подтягиваний от темпа выполнения упражнения (рисунок 2.8Б). Так, на приведённом графике количество произведённых подтягиваний начинает уменьшаться при уменьшении темпа, начиная с его значения, составляющего 10 подтягиваний в минуту. Результат в подтягивании падает из-за того, что спортсмен, выполняя динамическую работу, ограничен по времени силовыми способностями статически работающих мышц, выполняющих фиксацию хвата.




Рисунок 2.8 Зависимость предельного времени (А) и предельного количества

подтягиваний (Б) от темпа (мощности) подтягиваний.


В соревновательных условиях темп подтягиваний в ходе выполнения упражнения постепенно уменьшается, что хорошо видно при регистрации количества подтягиваний отдельно за каждую минуту выполнения упражнения. Поминутная запись темпа подтягиваний в виде цепочки цифр получила название раскладки. Так, запись 18-13-10-9 означает, что спортсмен подтянулся 50 раз за 4 минуты, причём из них за первую минуту – 18 раз, за вторую – 13, третью – 10 и за четвёртую минуту – 9 раз. Сопоставляя первую и последнюю цифры в этой цепочке, можно получить представление о динамической выносливости спортсмена. Чем меньше разница, тем, как правило, лучше подготовлен спортсмен. Хотя часто бывает так, что один и тот же результат может быть показан разными спортсменами при различном характере изменения темпа подтягиваний.

На основе результатов наблюдений, проводимых на различных соревнованиях в Санкт-Петербурге в 2005-2006 годах, были отобраны несколько спортсменов, которые полностью использовали отведённые на выполнение упражнения 4 минуты. Для этих спортсменов были построены графики изменения темпа подтягиваний (раскладки) в ходе выполнения упражнения. Эти графики приведены на рисунке 2.9. В «легенде» рисунка рядом с инициалами спортсменов указаны их результаты.




Рисунок 2.9 Изменение темпа подтягиваний в ходе выполнения упражнения
Так как величина нагрузки, равная весу спортсмена, в процессе выполнения упражнения не изменяется, уменьшение мощности динамической работы (темпа подтягиваний) происходит, исключительно за счёт увеличения паузы отдыха. Длительность остальных фаз подтягивания также увеличивается по ходу подтягиваний, но не так сильно, как фаза виса в ИП (см. рисунок 1.12). Кроме того, увеличение длительности фаз подъёма и опускания туловища связано с дополнительными энергозатратами и не может вести к снижению мощности работы.

Таким образом, для увеличения спортивного результата спортсменов, использующих для подтягивания все 4 минуты, остаётся только один путь увеличения темпа подтягиваний - за счёт уменьшения длительности паузы отдыха в ИП. Но в паузе отдыха происходят процессы восстановления энергии, потраченной в предыдущих фазах. Следовательно, темп подтягиваний можно увеличить, если тренировка будет направлена, во-первых, на уменьшение физиологической стоимости нагрузки в фазах подъёма и опускания и, во-вторых, на увеличение скорости (мощности) восстановления энергетических субстратов в работающих мышцах.


2.5 СТРУКТУРА И ТИПЫ МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН




2.5.1 Двигательные единицы.


Сокращение скелетных мышц возникает в ответ на нервные импульсы, идущие от специальных нервных клеток, называемых мотонейронами. Связь мотонейронов с мышцами осуществляется через аксоны – длинные отростки, которые отходят от тел мотонейронов и в составе периферических нервов достигают мышцы. Аксон, разветвляясь в мышце, передают нервный импульс (иннервирует) множество мышечных волокон. Мотонейрон, его аксон и мышечные волокна, иннервируемые этим аксоном, составляют вместе двигательную единицу (ДЕ).

2.5.2 Регуляция мышечного напряжения.


Для регуляции мышечного напряжения используются три механизма: регуляция числа активных двигательных единиц данной мышцы, регуляция частоты подачи нервных импульсов, регуляция временно́й связи активности двигательных единиц.

Регуляция числа активных двигательных единиц. В зависимости от интенсивности мышечнрй работы в неё вовлекается различное количество двигательных единиц. Механизм вовлечения (рекрутирования) ДЕ называется «правилом размера». Согласно этому правилу самые малые (медленные) двигательные единицы активны при любом её напряжении, в то время как её большие (быстрые) ДЕ активны лишь при сильных мышечных напряжениях.

При продолжительной низкоинтенсивной мышечной работе в первую очередь активными являются низкопороговые медленные двигательные единицы. Постепенно сократительная способность мышечных волокон этих ДЕ падает, т.е. в них развивается утомление. Чтобы поддержать требуемую силу сокращения мышц, усиливается возбуждающее влияние моторных центров головного мозга на мотонейроны работающих мышц, что приводит к активности более высокопороговых (больших) двигательных единиц, неактивных или малоактивных при прежнем уровне возбуждающих влияний.

Напряжённая мышечная работа, связанная с сильным сокращением мышц, требуют активного участия с самого начала наряду с медленными и быстрых мышечных волокон.

Регуляция частоты импульсации мотонейронов. Чем выше частота подачи нервных импульсов, тем большее напряжение развивает двигательная единица. Поэтому в случае слабого, малоутомительного сокращения мышц, например, для сохранения вертикальной позы тела, когда работают низкопороговые медленные мотонейроны, частота их импульсации относительно невелика. При увеличении напряжения мышцы происходит не только включение новых, высокопороговых мотонейронов, но и повышение частоты импульсации относительно более низкопороговых мотонейронов. При очень больших напряжениях мышцы большинство ДЕ работают с максимально возможной для них частотой импульсации, поэтому мышцы не могут поддерживать большие напряжения длительно.

Регулирование временной связи активности ДЕ. Напряжение мышцы в определённой мере зависит от того, как связаны во времени импульсы, посылаемые разными мотонейронами данной мышцы. От того, синхронно или асинхронно сокращаются различные ДЕ мышцы, зависит плавность движений и точность удержания необходимой позы. Синхронизация импульсной активности часто наблюдается в начале выполнения быстрых движений, совершаемых против большой внешней нагрузки.

2.5.3 Быстрые и медленные мышечные волокна.


Сила сокращения мышечного волокна зависит от его толщины. Быстрые мышечные волокна содержат бо́льшее количество сократительных элементов миофибрилл, поэтому обладают бо́льшей силой, чем медленные волокна.

Скорость сокращения мышечных волокон находится в прямой зависимости от активности фермента, расщепляющего АТФ (он называется миозин-АТФаза). Быстрые мышечные волокна, обладающие более высокой активностью этого фермента, имеют и более высокую скорость по сравнению с медленными мышечными волокнами.

Быстрые и медленные волокна различаются также по выносливости, т.е. по способности к продолжительному сокращению. Медленные мышечные волокна имеют богатую кровеносную сеть, содержат большое количество специальных образований - митохондрий, в которых протекают окислительные процессы, характеризующиеся высокой активностью окислительных ферментов, что обуславливает использование аэробного пути энергопродукции и определяет их высокую выносливость, т.е. способность к выполнению длительной работы преимущественно аэробного характера. Быстрые мышечные волокна, наоборот, имеют высокую активность гликолитических ферментов, повышенное содержание гликогена. Эти волокна не обладают большой выносливостью и более приспособлены для мощных, но относительно кратковременных сокращений мышц.

2.5.4 Окислительные и гликолитические мышечные волокна.


По общепринятой классификации медленные мышечные волокна относятся к I типу, а быстрые – ко II типу волокон.

Среди быстрых мышечных волокон выделяется два подтипа – II-A и II-B. Подтип II-A отличается более высокой окислительной способностью. Их окислительная способность, однако, ниже, чем у медленных волокон типа I. Волокна этого подтипа (II-A) называют быстрыми окислительно-гликолитическими. Быстрые окислительно-гликолитические волокна – это часть быстрых волокон, приспособленных к достаточно интенсивной аэробной энергопродукции наряду с весьма мощной анаэробной системой энергообеспечения.

Подтип II-B характеризуется наиболее высокой гликолитической активностью среди всех мышечных волокон, поэтому волокна этого типа называют быстрыми гликолитическими.

Интересно проследить изменения в мышцах-сгибателях пальцев по мере развития их тренированности, выражающейся в увеличении времени удержания хвата. Не подготовленные люди обычно могут выполнять вис на перекладине в течение 1,5 – 2,5 минут, после чего мышцы предплечья у них «дубеют» и хват ослабевает.

Статическая работа по удержанию хвата требует относительно больших мышечных усилий, поэтому мышцы-сгибатели пальцев неподготовленных спортсменов работают исключительно в анаэробном режиме.

По мере повышения интенсивности нагрузки и всё более выраженной активации гликолиза, фактором, ограничивающим работоспособность, является возможность окислительной системы утилизировать пировиноградную кислоту. Чем больше эта способность, тем меньше образуется и накапливается в мышцах молочной кислоты. Получается, что для увеличения длительности удержания хвата необходимо повысить мощность окислительной системы энергообеспечения статически работающих мышц. Но повышение окислительной способности, например, гликолитически работающих быстрых мышечных волокон практически означает конверсию волокон II-В в II-А, т.е. превращение гликолитических мышечных волокон в окислительно-гликолитические.

Конверсия мышечных волокон требует больших усилий со стороны спортсмена и занимает достаточно много времени. Зачастую время удержания надёжного хвата начинает существенно увеличиваться только после многих месяцев целенаправленных тренировок. Особенно это касается спортсменов, изначально имеющих малое время виса. Дело в том, что аэробный механизм энергообеспечения, в значительной мере определяющий работоспособность мышц-сгибателей пальцев квалифицированных спортсменов, начинает играть заметную роль только после 1 – 1,5 минут подтягиваний; до этого спортсмен выполняет подтягивания, используя возможности анаэробных механизмов. Так, выполняя подходы, состоящие их 20-25 подтягиваний и затрачивая на их выполнение от одной до полутора минут, спортсмен активирует только гликолитический механизм, развивая только его возможности. Так, если спортсмен в начале тренировочного цикла подтянулся 25 раз за 1,5 минуты, а в конце – 25 раз за 1,15, это означает, что выросла мощность гликолиза. Чтобы развивать мощность и ёмкость окислительного механизма энергообеспечения, требуется выполнять подтягивания в подходах в течение более длительного времени. Опережающее развитие возможностей гликолитической системы энергообеспечения тормозит развитие аэробного ресинтеза АТФ, необходимого для выполнения подтягиваний в течение четырёх отведённых на это минут.

2.5.5 Состав мышц.


В разных мышцах тела соотношение между числом медленных и быстрых мышечных волокон неодинаково. Сила, скорость сокращения и выносливость мышц в большой мере определяются процентным соотношением этих двух типов волокон. Причём можно выявить определённую закономерность – чем бо́льшую и более длительную нагрузку в естественных (бытовых) условиях несёт мышца, тем выше в ней возможности дыхательного ресинтеза АТФ (активность окислительных ферментов и интенсивность дыхания мышц) и тем лучше условия для его обеспечения (бо́льшее число митохондрий, более высокое содержание миоглобина. Для тех же мышц, которым свойственен резкий переход от покоя к весьма интенсивной работе, выполняемой сравнительно кратковременно, но с близкой к максимуму мощностью, характерны высокая АТФазная активность, значительное содержание креатинфосфата и большие возможности гликолиза [5].

Таким образом, для быстрых, но рано утомляемых мышц, например, мышц предплечья, характерно преимущественное наличие волокон типа II, а в мышцах способных к длительной работе умеренной мощности, содержатся, в основном, волокна типа I. Если же в мышце содержатся и быстрые и медленные волокна, она предрасположена как к быстрым сокращениям, так и к длительной работе.

От мышц-сгибателей пальцев, отвечающих за удержание хвата требуется длительное поддержание усилий значительной величины. Мышцы, выполняющие такую нагрузку, должны иметь как окислительные, так и гликолитические мышечные волокна. Одних гликолитических волокон здесь недостаточно в связи с чрезмерной для гликолиза длительностью выполнения упражнения, а только окислительные не способны обеспечить поддержание напряжения необходимой величины.

Так как динамические силовые способности легче поддаются тренировке, чем статические, для подтягиваний на этапе отбора более перспективны спортсмены, которые изначально способны выполнять длительный вис, причём, чем дольше, тем лучше. Спортсмены, обладающие высоким «природным» висом, в дальнейшем потратят относительно меньше времени для достижения запланированного результата, им не страшны длительные перерывы в тренировочном процессе, их результаты более стабильны и не так сильно зависят от разминки, подготовки ладоней, температуры воздуха в спортивном зале и других «мелочей», на которые приходится обращать внимание спортсменам, у которых вис не «природный», а натренированный.

Спортсмены с высокими природными способностями к выполнению статической работы по удержанию хвата (которые встречаются довольно редко), не испытывают таких проблем с подтягиванием, с какими сталкиваются спортсмены, обделённые природными данными, а уж тем более, начисто этих данных лишённые.

Вот о процессах, происходящих в мышцах - сгибателях пальцев спортсменов, совершенно не приспособленных к подтягиванию на перекладине, сейчас и пойдёт речь.

Поскольку спортсмены этой группы плохо приспособлены к выполнению мышечной работы по удержанию хвата, их мышцы предплечья должны преимущественно состоять из быстрых гликолитических мышечных волокон. Исходя из наблюдений, для таких спортсменов возможны два варианта развития событий, предшествующих срыву с перекладины во время выполнения подтягиваний.

В первом случае в процессе подтягиваний спортсмен ещё задолго до срыва чувствует, как предплечья как бы наливаются свинцом - «дубеют», и только после этого мышцы перестают слушаться и теряют способность к перехватам. Во втором случае способность выполнять перехваты теряется внезапно, пальцы неожиданно разжимаются и спортсмен срывается с перекладины.

Второй случай – это наиболее неприятный вариант с точки зрения предрасположенности к подтягиваю. Предположительно процессы утомления в этом случае развиваются следующим образом. Первые 20-30 секунд спортсмен выполняет подтягивания, обеспечивая ресинтез АТФ за счёт креатинкиназной реакции. Когда скорость ресинтеза этим путём начинает уменьшаться, какое-то время энергия в объёме, достаточном для удержания хвата поставляется с помощью гликолиза, который постепенно выходит на свою максимальную мощность (которая в этом случае относительно невелика). Но очень скоро суммарная выработка АТФ за счёт анаэробных источников начинает уменьшаться, уровень АТФ в мышцах падает, что и приводит к непроизвольному ослаблению хвата. Спортсмен просто не успевает дойти до стадии «задубения» мышц в связи с ограниченными возможностями гликолиза. Попытки выполнять перехваты или отдыхать в висе дольше обычного, не позволяют избежать срыва, а лишь ненадолго отодвигают его. Несмотря на усиление дыхания, аэробные окислительные процессы не в состоянии использовать доставляемый кислород в связи с тем, что окислительные возможности мышц минимальны.

Получение предупреждения о скором отказе от работы мышц предплечья в виде ощущения забитости мышц – это менее безнадёжный вариант развития событий, чем предыдущий. Можно предположить, что в этом случае мощности гликолиза достаточно для обеспечения более длительного хвата. Но при анаэробном окислении гликогена и глюкозы происходит выделение молочной кислоты (лактата), что, как уже говорилось, регулирует мощность самого гликолиза по принципу обратной связи. Таким образом, накопление лактата оказывает отрицательное действие на сократительные свойства мышц, вызывая их быстрое утомление. Прогрессирующее «задубение» мышц предплечья с последующей потерей управляемости и срывом с перекладины, осложняется тем, что аэробные процессы, способные обеспечить ресинтез АТФ без образования лактата либо не успевают выйти на свою максимальную мощность либо их мощности явно недостаточно.

Закисление мышц предплечья в процессе выполнения подтягиваний нередко наблюдается и у спортсменов, которые способны подтягиваться в течение 4 и более минут. Но в этом случае неприятные ощущения в области предплечья кратковременны, начинаются обычно со слабейшей руки и через некоторое время пропадают – иногда сами по себе, иногда после проведения специальных профилактических мероприятий типа переноса веса тела на сильнейшую руку. Понятно, что в этом случае возможности аэробного ресинтеза АТФ достаточны для обеспечения надёжного хвата при выполнении подтягиваний в выбранном темпе. Упоминание о темпе здесь не случайно, т.к. при попытке его увеличения паузы отдыха в висе в ИП сокращаются, а это может привести к повторному закислению мышц предплечья. Несмотря на то, что быстрые мышечные волокна увеличивают концентрацию лактата в фазе подъёма туловища, окислительные и окислительно-гликолитические волокна успевают извлечь его из крови и быстрых мышечных волокон и утилизировать до наступления следующей фазы подъёма.


2.6 РАЗВИТИЕ ПРОЦЕССОВ УТОМЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ПОДТЯГИВАНИЙ.

Проблемы, связанные с поставкой и расходом энергии для мышечной деятельности во время выполнения подтягиваний являются ключевыми в деле достижения максимального результата. Попробуем разобраться в роли различных механизмов энергообеспечения, задействованных при выполнении подтягиваний, для чего рассмотрим развитие процессов утомления и восстановления при выполнении подтягиваний.

Вид кривой развития утомления в конечном счёте определяется балансом расхода и восстановления энергии в ходе подтягиваний. Рассмотрим энергетический баланс процесса выполнения подтягиваний более подробно.

До выполнения упражнения спортсмен обладает определённым энергетическим потенциалом. В процессе выполнения подтягиваний энергетический потенциал расходуется как на выполнение подъёмов-опусканий туловища, так и на удержание хвата, при этом статические и динамические способности мышц снижаются по мере его расходования. Досрочно подтягивание прекращается в двух случаях: во-первых, когда динамические силовые возможности спортсмена снижаются до такой степени, что спортсмен оказывается не в состоянии вытянуть очередное подтягивание, т.е. преодолеть свой собственный вес, и, во-вторых, если статические силовые способности спортсмена снижаются до такого уровня, что он оказывается не в состоянии с помощью хвата удержать свой вес.

Таким образом, собственный вес спортсмена является тем порогом, ниже которого статические и динамические способности опуститься не могут, Разницу между силовыми способностями мышц, выполняющих подтягивание, и собственным весом спортсмена будем называть резервом силы, причём из практических соображений будем различать резерв динамической силы и резерв статической силы.

Понятие резерва силы для подтягиваний на перекладине поясним на примере. Допустим, что спортсмен будет подтягиваться по одному разу, постепенно увеличивая вес отягощения (в качестве которого можно использовать диски от штанги, гантели и т.п.). Резерв динамической силы будет определяется величиной максимального дополнительного к собственному весу спортсмена груза, с которым он ещё может выполнить одно подтягивание. Если точно так же постепенно увеличивать вес отягощения, выполняя вис в исходном положении, то величина максимального дополнительного груза, при котором спортсмен в состоянии удерживать хват в течение, допустим, 10 секунд и будет резервом статической силы. Понятно, что резерв статической силы будет не меньше резерва динамической силы, т.к. в противном случае подтягивание становится невозможным.

Поскольку сила – это одно из проявлений энергетических возможностей организма, то изменение силовых способностей мышц в процессе подтягиваний отражают изменения их энергетического потенциала.

В процессе подтягиваний происходит уменьшение резерва как динамической, так и статической силы вплоть до порогового значения. При этом если порога сначала достигает статическая сила (резерв статической силы становится равным нулю), продолжение подтягиваний становится невозможным по причине срыва с перекладины. Если же до порогового уровня первой опускается динамическая сила (резерв динамической силы равен нулю), подтягивание может продолжаться при условии ресинтеза АТФ в фазе отдыха до уровня, достаточного для того, чтобы обеспечить хотя бы одно – очередное – подтягивание.

Схематично процесс снижения резервов статической и динамической силы представлен на рисунке 2.10. При построении представленных зависимостей были использованы те же данные покадровой обработки реальных видеозаписей процесса подтягиваний, что и при построении графиков рисунка 1.12.

Более детальная, хотя и идеализированная (не основанная на реальном событии) картина процессов утомления и восстановления при выполнении подтягиваний изображена на рисунке 2.11. Жёлтым цветом выделена «мёртвая зона», т.е. такой промежуток времени, в течение которого спортсмен не должен начинать очередное подтягивание, так как его силовые возможности находятся ниже порогового значения. Чем тяжелее далось спортсмену последнее подтягивание, чем больше сил затратил он в фазе подъёма туловища, тем больше времени потребуется на восстановление силовых возможностей до порогового уровня и тем продолжительнее будет «мёртвая зона».

Критическое время tкр – это промежуток времени, в течение которого спортсмен подтягивается без захода в «мёртвую зону», т.е. такой период времени от начала подтягиваний, в течение которого спортсмен при желании ещё может выполнить


Рисунок 2.10 Изменение резервов динамической и статической силы в процессе выполнения подтягиваний.

а) спортсмен прекращает выполнение упражнения, так как закончилось отведённое на это время (результат в первую очередь определяется темпом выполнения подтягиваний).

б) спортсмен прекращает выполнение упражнения, так как поползли кисти (результат в первую очередь определяется уровнем развития статической выносливости).

в) спортсмен прекращает выполнение упражнения, так как не может вытянуть очередное подтягивание (результат в первую очередь определяется уровнем развития динамической выносливости).





Рисунок 2.11 Условная схема процессов расходования и восстановления энергетических резервов организма спортсмена при выполнении подтягиваний.

1 Первая минута работы. При выполнении подъёма-опускания туловища расходуется энергия, следовательно, к моменту прихода в ИП после выполнения очередного подтягивания будет израсходована некоторая часть энергетического потенциала мышц, а значит резерв динамической силы немного уменьшится. Причём величина этого уменьшения зависит от длительности фазы подъёма. С одной стороны, чем длительнее подъём, тем больше времени проводит спортсмен в состоянии динамического виса на согнутых руках. Но с другой стороны, чем быстрее выполняется подъём туловища, тем больше тратится энергии на разгон тела, причём возрастает роль неэкономичных анаэробных источников энергообеспечения. Получается, что в некотором диапазоне скоростей движения в фазе подъёма туловища наблюдается минимальное снижение резерва силы, т.е. существует некая оптимальная скорость движения в фазе подъёма, при которой энергозатраты минимальны (более подробно этот вопрос будет обсуждаться позже).

На первой минуте подтягивание выполняется в относительно высоком темпе (обычно от 17 до 23 раз в минуту), паузы отдыха малы, так что спортсмен успевает сделать в висе только один вдох. Снабжение кислородом работающих мышц явно отстают от потребности в нём. Мышцы, выполняющие подъём туловища, работают в анаэробном режиме, причём если первые 3-4 подтягивания выполняются за счёт креатинфосфатного механизма энергообеспечения, то впоследствии обеспечение мышц энергией происходит при участии гликолитического механизма ресинтеза АТФ. Поддержание заданной мощности работы (выбранного темпа подтягиваний) производится как путём постепенного подключения новых двигательных единиц так и увеличения частоты импульсации мотонейронов.. В то время как одни гликолитические мышечные волокна, закисляясь, снижают мощность работы, вместо них к работе подключаются другие, имеющие более высокий порог включения. Первые 30 секунд (примерно 9-10 подтягиваний) спортсмен выполняет подтягивания практически без снижения темпа, затем происходит его плавное уменьшение за счёт некоторого затягивания паузы отдыха, во время которой по-прежнему делается только один, но более глубокий, вдох.

Во время отдыха в висе в исходном положении происходит частичное восстановление запасов АТФ, причём степень этого восстановления зависит от длительности фазы отдыха: чем она больше, тем более полно происходит восстановление запасов АТФ. В любом случае, скорость восстановления энергетического потенциала мышц ниже, чем скорость его расходования, поэтому в процессе подтягиваний происходит неуклонное - от цикла к циклу - снижение резерва динамической силы.

Поскольку хват при выполнении подтягиваний поддерживается непрерывно и для мышц, работающих в статическом режиме, отсутствует фаза явного отдыха, в процессе подтягиваний происходит постепенное снижение резерва статической силы. Конечно, скорость снижения резерва статической силы имеет колебания в зависимости от степени напряжения статически работающих мышц. Так, скорость снижения резерва выше в те моменты времени, когда увеличивается сила, действующая на мышцы-сгибатели пальцев, например, в момент разгона тела в фазе подъёма и при гашении остаточной скорости тела в момент прихода в исходное положение. Возможно, что некоторые спортсмены, обладающие способностью быстрого переключения мышц из напряжённого состояния в расслабленное и обратно, успевают частично восстановить энергопотенциал мышц-сгибателей пальцев, полностью расслабив их на начальном участке фазы опускания в вис, но в любом случае кривая изменения резерва статической силы в ходе выполнения подтягиваний имеет ниспадающий характер.


2 Вторая минута работы. Примерно через 60-80 секунд работы спортсмен ломает ритм выполнения подтягиваний, останавливаясь в висе в исходном положении, чтобы сделать несколько дополнительных вдохов. Наступает момент, когда все гликолитические мышечные волокна задействованы в работе и испытывают закисление различной степени тяжести. Образующаяся в процессе анаэробного расщепления мышечного гликогена молочная кислота скапливается внутри сокращающихся мышечных клеток, что ведёт к сдвигу их активной реакции в кислую сторону. В результате этого происходит угнетение активности ключевых гликолитических ферментов мышечных клеток и – по принципу отрицательной обратной связи - снижается скорость гликолиза и количество молекул АТФ, образующихся в единицу времени за счёт гликолитической системы энергообеспечения. Когда мощность работы мышц снижается настолько, что возникает угроза «зависания «в верхней части траектории движения, спортсмен - чтобы отвести эту угрозу - вынужден перейти от подтягиваний в режиме «один цикл подтягиваний на один цикл дыхания» к подтягиваниям в режиме «один цикл подтягиваний на два цикла дыхания». Затягивание паузы отдыха приводит к возрастанию роли аэробного механизма ресинтеза АТФ.

Мощность аэробной системы энергообеспечения примерно в полтора раза ниже, чем у гликолитической, поэтому для ресинтеза одного и того же количества молекул АТФ потребуется больше времени и, кроме того, необходимо наличие достаточного количества кислорода. Отсюда и следует прогрессирующее увеличение времени виса в ИП в ходе выполнения подтягиваний с соответствующим увеличением глубины и частоты дыхания. На второй минуте работы спортсмен ещё может (при необходимости) выполнить два подтягивания, разделённые короткой (1 вдох) паузой отдыха, но в связи с прогрессирующим развитием утомления пользуются этой возможностью всё реже и реже.

Снижение резерва динамической силы приводит к тому, что с каждым подтягиванием вес тела для динамически работающих мышц становится относительно всё более тяжёлой нагрузкой. Так, если спортсмен весом 60 кг до выполнения подтягиваний был способен один раз подтянуться с грузом 50 кг (резерв динамической силы составлял 50 кг), а после выполнения 30 подтягиваний он смог подтянуться с грузом только 10 кг (резерв динамической силы снизился до 10 кг), то можно сказать, что нагрузка для мышц после 30 подтягиваний увеличилась с 6/11 до 6/7 (т.е. с 55% до 86%) от максимальной величины. Для мышц справедливо следующее правило: чем больше величина нагрузки, тем ниже скорость сокращения мышцы. Поэтому по мере снижения резерва силы неизбежно уменьшается скорость подъёма и, соответственно, увеличивается время подъёма, что, в свою очередь, увеличивает время нахождения спортсмена в состоянии энергоёмкого «скользящего» виса на согнутых руках. Таким образом, скорость снижения резерва динамической силы увеличивается в ходе выполнения подтягиваний. Именно для предотвращения лавинообразного нарастания утомления спортсмен затягивает фазу отдыха в висе при первых признаках прогрессирующего утомления. Увеличение интенсивности дыхания свидетельствует о всё большем включении в процесс ресинтеза АТФ аэробного механизма энергообеспечения.

Резерв статической силы на второй минуте выполнения подтягиваний также продолжает снижаться, но характер его снижения соответствует характеру снижения резерва динамической силы только в том случае, если спортсмен своевременно снижает темп выполнения подтягиваний при появлении признаков утомления. Если этого не происходит, в мышцах сгибателях пальцев развивается некомпенсированное утомление, связанное с закислением гликолитически работающих мышц, происходящее на фоне ограничения кровотока и, следовательно, поступления переносимого кровью кислорода. Перераспределение кровотока в пользу интенсивно сокращающихся мышц, выполняющих сгибание локтевых и разгибание плечевых суставов, а также сдавливание кровеносных сосудов вследствие статического напряжения самих мышц-сгибателей пальцев затрудняет их кровоснабжение, а значит и доставку кислорода. Аэробный ресинтез АТФ в таких условиях не может обеспечить достаточное восстановление энергопотенциала мышц, они испытывают кислородный голод, полностью закисляются и снижают мощность работы, что выражается в ослаблении хвата и неспособности к перехватам. Таким образом, грамотное управление темпом подтягивания на второй минуте является ключевым моментом для спортсмена с точки зрения достижения им максимального результата.



Если на первой минуте спортсмен подтягивается в высоком темпе («на андреналине»), используя возможности мощных анаэробных систем энергообеспечени и поддерживает заданный темп, постепенно подключая к работе дополнительные двигательные единицы, а на третьей и четвёртой минутах подтягивание выполняется в основном за счёт окислительной системы энергообеспечения, то вторая минута – это переход от гликолиза к окислению. В тех случаях когда первоначально выбранный темп подтягиваний слишком высок для спортсмена и не снижается на второй минуте, окислительная система не справляется с количеством образовавшейся в результате гликолиза молочной кислоты, и подтягивание может захлебнуться. Если же на второй минуте - даже пусть с опозданием - спортсмен сбросит темп подтягиваний, увеличив паузу отдыха, результат как правило удаётся спасти. Ликвидировав последствия чрезмерно высокого темпа первой минуты путём его резкого снижения вплоть до 7-8 раз в минуту, спортсмен сможет безболезненно продолжить выполнение упражнения, в дальнейшем наверстав упущенное. В том случае, если выбранный темп подтягиваний и к концу второй минуты будет превышать возможности спортсмена, спасти результат будет уже значительно сложнее, так как на третьей минуте, скорее всего, поползут кисти.
3 Третья и четвёртая минуты работы. Необходимость выполнения максимального количества подтягиваний за ограниченное время не позволяет спортсмену делать такие паузы отдыха, которые позволяют полностью восстановить дыхание. Поэтому обычно подтягивание на третьей минуте выполняется в режиме «одно подтягивание на два цикла дыхания», причём для хорошо подготовленных спортсменов (с результатом 50 и более раз) данный режим может поддерживаться достаточно долго – вплоть до момента, когда спортсмены делают «финишное ускорение», увеличивая темп подтягиваний на последних секундах выполнения упражнения. Менее подготовленные спортсмены переходят на три цикла дыхания, по мере необходимости используя и более длительные интервалы отдыха. В принципе, темп подтягиваний на третьей и четвёртой минутах ограничивается мощностью окислительной системы энергообеспечения. То, что при подтягивании ни частота сердечных сокращений, ни минутный объём дыхания никогда не выходят на свои максимальные значения, означает, что возможности кровеносной и дыхательной не лимитируют темп подтягиваний. Ограничение, видимо, происходит на уровне процессов, происходящих в самих мышцах. Количество окислительных мышечных волокон, плотность расположения в них митохондрий – энергетических станций окислительной системы - вот факторы, которые ограничивают мощность окислительной системы энергообеспечения, а значит и темп подтягиваний на последних двух минутах выполнения упражнения. В качестве энергетического субстрата в аэробном режиме энергообеспечения, по-видимому, используется мышечный гликоген. В пользу этого предположения говорит тот факт, что спортсмены, подверженные предстартовому мандражу, выражающемся в длительном неконтролируемом беспорядочном сокращении мышц, как правило, показывали низкие для себя результаты. Снижение уровня гликогена в связи с длительным предстартовым возбуждением значительно снижает силовые возможности спортсменов в подтягивании, особенно это проявляется в их способности к длительному удержанию надёжного хвата.

Рано или поздно в процессе выполнения подтягиваний создаётся ситуация, когда после выполнения очередного подтягивания резерв динамической силы опускается ниже порогового значения, равного весу тела. Это означает, что если спортсмен попытается выполнить очередное подтягивание без отдыха, он либо «зависнет» в какой-либо точке траектории движения, либо даже не сможет выйти из положения виса. Поэтому теперь, после снижения резерва силы ниже порогового значения, спортсмен вынужден проводить в положении виса столько времени, сколько требуется для восстановления запасов АТФ для выполнения хотя бы одного – очередного - подтягивания. В связи с небольшой скоростью ресинтеза АТФ эти паузы отдыха становятся достаточно длительны и кратны трём и более циклам дыхания.

На утомление динамически работающих мышц накладывается утомление статически работающих мышц-сгибателей пальцев, резерв силы которых также неуклонно снижается. Затянутые паузы отдыха позволяют при необходимости поправить хват, создав более выгодные условия для сокращения мышц. Удачно выполненный перехват эквивалентен увеличению резерва статической силы, что и отражено на рисунках 2.10 и 2.11.

Если скорость восстановления энергопотенциала сокращающихся мышц выше скорости его расходования, или равна ему, то работа может продолжаться длительное время. Если выполняемая работа имеет такую мощность, что скорость расходования больше скорости восстановления, то предельное время такой работы ограничено [2]. В подтягивании это ограничение имеет место при невозможности развить мощность работы выше порогового уровня. Если руки ещё держат, спортсмен продолжает выполнять подтягивания при условии восстановления энергопотенциала мышц в паузе отдыха выше порогового уровня. Когда же руки ползут, следует серия перехватов, и если спортсмену не удаётся установить надёжный контакт с грифом, подтягивания заканчиваются либо по причине срыва во время попытки очередного перехвата либо по причине «зависания» на сползающих кистях.


2.7 ПУТИ УВЕЛИЧЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТА В ПОДТЯГИВАНИИ

Попробуем извлечь практическую пользу из теоретических размышлений по поводу процессов утомления и восстановления, происходящих во время выполнения подтягиваний. Для этого свяжем результат в подтягивании с изменением резервов динамической и статической силы по ходу выполнения упражнения. Изобразим на отдельном графике процессы изменения работоспособности спортсмена, происходящие в течение одного цикла (рисунок 2.12). Для простоты не будем разделять энергоресурс спортсмена на статическую и динамическую компоненты, а будем считать, что энергия для выполнения подтягиваний расходуется из обобщённого энергоресурса, имеющего до начала подтягиваний величину Еmax и пороговое значение на уровне Eпор. Тогда




Рисунок 2.12 Иллюстрация к вопросу о процессах

утомления и восстановления внутри

цикла подтягиваний (пояснения в тексте).
начальному (максимальному) уровню энергоресурса будут соответствовать максимальные силовые способности Fmax, а пороговому уровню – пороговые силовые способности Fпор.

В результате усилий длительностью tраб, затраченных спортсменом на подъём и опускание туловища, его энергоресурс снижаются так, что силовые способности уменьшаются на величину ΔFраб. В паузе отдыха длительностью tотд происходит восстановление силовых способностей на величину ΔFотд. Таким образом, в каждом цикле подтягиваний силовые способности спортсмена снижаются на определённую величину ΔF= ΔFраб- ΔFотд. Когда через некоторое количество циклов подтягиваний N резерв силовых способностей спортсмена снизится до порогового значения, подтягивание прекращается. Математически процесс уменьшения резерва силовых способностей от Fmax до Fпор за N циклов подтягиваний можно выразить следующим образом:


(2.2)
где: N – количество подтягиваний, раз

- максимальные силовые способности

- силовые способности порогового уровня

- величина снижения силовых способностей под воздействием нагрузки

- величина восстановления силовых способностей спортсмена в висе в ИП
Это ключевая формула, связывающая результат в подтягивании с изменением силовых способностей спортсмена в процессе выполнения подтягиваний. Проанализировав её, нетрудно разобраться в том, что нужно делать для улучшения спортивного результата.

Во-первых, результат N увеличивается, если изначально увеличить максимальные силовые способности . Если учесть, что под максимальными силовыми способностями подразумевается обобщённые динамические и статические силовые способности мышц, то увеличению соответствует увеличение максимальной динамической силы мышц, выполняющих подъём туловища и увеличение максимальной статической силы мышц, обеспечивающих фиксацию хвата. Так, если спортсмен путём тренировок увеличит свои силовые способности до уровня (рисунок 2.13), то можно ожидать, что кривая утомления, идущая в этом случае из точки , будет идти выше кривой, идущей из точки, и достигнет порогового уровня позже неё (точка t3).

Таким образом, спортсмен получит больше времени на подтягивание, что при неизменной величине ΔF приведёт к увеличению результата.

Во-вторых, можно уменьшить величину , т.е собственный вес спортсмена (уровень на рисунке 2.13). По этому пути идут некоторые спортсмены, сгоняя вес перед ответственными соревнованиями, что, к сожаленью, не всегда приводит к желаемым результатам. В упрощённом варианте спортсмен, стремясь снизить величину пороговых силовых способностей, просто ничего не ест в день ответственных соревнований. Если уменьшение собственного веса спортсмена происходит без ослабления организма, подтягивание также будет происходить более длительно (точка t2).

В-третьих, можно добиться уменьшения компонента , отвечающего за энергозатраты в фазах подъёма/опускания. Уменьшение физиологической стоимости нагрузки достигается как за счёт использования рациональной техники выполнения подтягиваний, так и за счёт выбора оптимальной скорости перемещения тела, особенно в фазе подъёма туловища. Минимизация энергозатрат (т.е. экономичность) является важнейшим условием для достижения высокого результата в подтягивании.

Рисунок 2.13 Варианты развития процессов утомления при изменении

компонентов формулы(2.2).


В-четвёртых, увеличения результата в подтягивании можно добиться путём увеличения компонента , т.е. путём увеличения степени восстановления в фазе отдыха в висе в ИП. Достичь этого можно двумя способами: экстенсивным - за счёт увеличения самой паузы отдыха, и интенсивным – за счёт ускорения процессов восстановления в паузе отдыха. Увеличение паузы отдыха, практически означающее снижение темпа подтягиваний, целесообразно использовать тогда, когда у спортсмена нет проблем со статикой и при этом личный рекорд в подтягивании пока не превышает 40 раз. В противном случае, остаётся только путь ускорения процессов ресинтеза АТФ в паузе отдыха, причём по мере роста спортивного результата эта пауза отдыха неизбежно сокращается. Понятно, что результат 50 раз и более возможен только при увеличении темпа подтягиваний, а увеличение темпа в основном связано с сокращением фазы виса в ИП на третьей и четвёртой минутах, то есть тогда, когда это особенно тяжело даётся.

Уменьшение энегозатрат при подъёме/опускании туловища также как и увеличение степени восстановления в фазе отдыха в висе способствует увеличению длительности подтягивания (средняя кривая на рисунке 2.13).

Таким образом, в соответствии с формулой (2.2) увеличения результата в подтягивании можно добиться путём увеличения максимальной динамической и статической силы участвующих в подтягивании мышц, снижением веса спортсмена при условии сохранения силовых способностей, миниимизацией энергозатрат во всех фазах подтягивания, ускорением процессов восстановления (увеличением скорости ресинтеза АТФ) в процессе выполнения упражнения. Как видите, ничего сложного, просто нужно тренироваться.

Список литературы

1 Матвеев Л.П. Теория и методика физической культуры, -

М.: Физкультура и спорт. – 1991

2 Зимкин Н.В. Физиология человека, - М.: Физкультура и спорт. – 1975

3 Уткин В.Л. Биомеханика физических упражнений. – М.: Просвещение. – 1989

4 Иваницкий М.Ф. Анатомия человека. – М.: Физкультура и спорт. – 1985

5 Яковлев Н.Н. Химия движения. – Л.: Наука. - 1983

6 Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика. Учебник для 8 класса средней школы.

Издание пятое. – М.:Просвещение. – 1981

7 Крестовников А.Н. Очерки по физиологии физических упражнений. –

М.: Физкультура и спорт. – 1951

8 Верхошанский Ю.В. Основы специальной физической подготовки спортсменов. –

М.: Физкультура и спорт. – 1988. – 331 с., ил.

9 Физиология мышечной деятельности: Учеб. для ин-тов физ. культ./Под ред. Я. М. Коца -

М.: Физкультура и спорт. – 1982 . – 347 с., ил.

10 Полиатлон. Правила соревнований

11Михайлов С.С. Спортивная биохимия: Учебник. –

СПб.: ГАФК им П.Ф.Лесгафта, 2002. – 250с.

12 Курс физики. Пёрышкин

13 Путилов К.А. Курс физики, том 1. - М.: ГИТТЛ. – 1954

14 Элементарный учебник физики, том 1. /Под ред. Г.С. Ландсберга. – М.: Наука. – 1975

15

16



17 Физиология Гальперин

18 Верхошанский Ю.В. Основы специальной силовой подготовки в спорте. –

М.: Физкультура и спорт. – 1970

19 Спортивная физиология: Учеб. для ин-тов физ. культ./Под ред. Я. М. Коца. –

М.: Физкультура и спорт. – 1986. – 240 с., ил.

20 Фактор Э.А. Аэробный ресинтез АТФ: Лекция/ГДОИФК им П.Ф.Лесгафта. –

Л., 1990 – 13с.

21 Д.Д. Донской Биомеханика физических упражнений. –

М.: Физкультура и спорт. – 1960

22 Официальный протокол результатов по тяжёлой атлетике

ХХVI Олимпийских игр в Атланте

23 Платонов В.Н. Подготовка высококвалифицированных спортсменов. –

М.: Физкультура и спорт. – 1986


Кожуркин А.Н.



Каталог: uploads -> 2011
2011 -> Программа государственной итоговой аттестации выпускников гапоу со «актп» по профессии спо 23. 01. 03 Автомеханик на 2016-2017г
2011 -> Оповещатели охранные
2011 -> Организмы и среды их обитания
2011 -> Универсальные технические требования
2011 -> Правила обследования и мониторинга технического состояния buildings and constructions. Rules of inspection and monitoring of the technical condition. General requirements
2011 -> Хранение информации на взу
2011 -> Путь к успеху в бизнесе (биотехнологии на вооружении бизнеса) Москва 2012 Ратников Борис Константинович
2011 -> «Направления использования служб сети Internet для решения информационных задач»


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница