Удельная_сила_мышц

Удельная_сила_мышц

Удельная сила различных мышц

Наименование Сила мышцы (кг) на 1 см 2 физиологического поперечника
Икроножная с камбаловидной 6,24
Разгибатели шеи 9,0
Жевательная 10,0
Двуглавая мышца плеча 11,4
Трехглавая мышца плеча 16,8

Сила мышц зависит от многих факторов. При прочих равных условиях она пропорциональна поперечному сечению мышц (принцип Вебера). Максимально возможное ее сокращение (укорочение) при прочих равных условиях пропорционально длине мышечных волокон (принцип Бернулли).

В зависимости от вида спорта, спортсмены отдают предпочтение развитию тех мышечных групп, от которых в значительной мере зависит эффективность выполнения упражнений.

Например, у тяжелоатлетов высокий уровень развития силы мышц-сгибателей. У квалифицированных тяжелоатлетов отношение силы мышц-разгибателей к силе мышц-сгибателей выражается следующими величинами: для плеча (локтевой сустав) — 1,6: 1, туловища (тазобедренный и поясничный суставы) — 4,3 : 1, голени (голеностопный сустав) — 5,4 : 1, бедра (коленный сустав) — 4,3 : 1. Именно в этом заключается своеобразие топографии и гармонии развития атлетов.

В тяжелой атлетике силу мышц измеряют в позах, которые спортсмены принимают при подъеме штанги.

Наиболее значительные усилия атлеты затрачивают в фазе подрыва, когда углы в коленных суставах равны 130—140°, а в тазобедренных — около 60—70° и гриф штанги находится у середины бедра. В данном положении спортсмены способны развивать усилие до 500 кг и более (А.Н. Воробьев, 1988).

В спортивной физиологии и педагогике широко распространен термин «взрывная сила», характеризующий предельную быстроту развития напряжения мышц.

Взрывную силу мышц рассчитывают по следующей формуле:

где I — скоростно-силовой индекс; Fmax — максимальное значение силы мышцы в данном движении; t — время достижения максимальной силы мышц.

Косвенным показателем взрывной силы может служить высота и длина прыжка с места при отталкивании двумя ногами.

Режимы сокращения. Сила и работа мышц

Различают следующие режимы мышечного сокращения:

1.Изотонические сокращения. Длина мышцы уменьшается, а тонус не изменяется. В двигательных функциях организма не участвуют.

2.Изометрическое сокращения. Длина мышцы не изменяется, но тонус возрастает. Лежат в основе статической работы, например при поддержании позы тела.

3.Ауксотонические сокращения. Изменяются и длина и тонус мышцы. С помощью их происходит передвижение тела, другие двигательные акты.

Максимальная сила мышц — это величина максимального напряжения, которое может развить мышца. Она зависит от строения мышцы, ее функционального состояния, исходной длины, пола, возраста, степени тренированности человека.

В зависимости от строения, выделяют мышцы с параллельными волокнами (например портняжная), веретенообразные (двуглавая мышца плеча), перистые (икроножная). У этих типов мышц различная площадь поперечного физиологического сечения. Это сумма площадей поперечного сечения всех мышечных волокон, образующих мышцу. Наибольшая площадь поперечного физиологического сечения, а следовательно сила, у перистых мышц. Наименьшая у мышц с параллельным расположением волокон (рис.).

При умеренном растяжение мышцы сила ее сокращения возрастает, но при перерастяжении уменьшается. При умеренном нагревании она также увеличивается, а охлаждении снижается. Сила мышц снижается при утомлении, нарушениях метаболизма и т.д. .Максимальная сила различных мышечных групп определяется динамометрами, кистевым, становым и т.д.

Для сравнения силы различных мышц определяют их удельную или абсолютную силу. Она равна максимальной, деленной на кв. см. площади поперечного сечения мышцы. Удельная сила икроножной мышцы человека составляет 6,2 кг/см2, трехглавой — 16,8 кг/см2, жевательных — 10 кг/см 2.

Работу мышц делят на динамическую и статическую Динамическая выполняется при перемещении груза. При динамической работе изменяется длина мышцы и ее напряжение. Следовательно мышца работает в ауксотоническом режиме. При статической работе перемещения груза не происходит, т.е. мышца работает в изометрическом режиме. Динамическая работа равна произведению веса груза на высоту его подъема или величину укорочения мышцы (А = Р * h). Работа измеряется в кГ.М, джоулях. Зависимость величины работы от нагрузки подчиняется закону средних нагрузок. При увеличении нагрузки работа мышц первоначально растет. При средних нагрузках она становится максимальной. Если увеличение нагрузки продолжается, то работа снижается (рис.). Такое же влияние на величину работы оказывает ее ритм. Максимальная работа мышцы осуществляется при среднем ритме. Особое значение в расчете величины рабочей нагрузки имеет определение мощности мышцы. Это работа выполняемая в единицу времени (Р = А * Т). Вт

Читайте также:  Травма_живота_осложнения

Утомление мышц

Утомление — это временное снижение работоспособности мышц в результате работы. Утомление изолированной мышцы можно вызвать ее ритмическим раздражением. В результате этого сила сокращений прогрессирующе уменьшается (рис). Чем выше частота, сила раздражения, величина нагрузки тем быстрее развивается утомление. При утомлении значительно изменяется кривая одиночного сокращения. Увеличивается продолжительность латентного периода, периода укорочения и особенно периода расслабления, но снижается амплитуда (рис.). Чем сильнее утомление мышцы, тем больше продолжительность этих периодов. В некоторых случаях полного расслабления не наступает. Развивается контрактура. Это состояние длительного непроизвольного сокращения мышцы. Работа и утомление мышц исследуются с помощью эргографии.

В прошлом веке, на основании опытов с изолированными мышцами, было предложено 3 теории мышечного утомления.

1.Теория Шиффа: утомление является следствием истощения энергетических запасов в мышце.

2.Теория Пфлюгера: утомление обусловлено накоплением в мышце продуктов обмена.

3.Теория Ферворна: утомление объясняется недостатком кислорода в мышце.

Действительно эти факторы способствуют утомлению в экспериментах на изолированных мышцах. В них нарушается ресинтез АТФ, накапливается молочная и пировиноградная кислоты, недостаточно содержание кислорода. Однако в организме, интенсивно работающие мышцы, получают необходимый кислород, питательные вещества, освобождаются от метаболитов за счет усиления общего и регионального кровообращения. Поэтому были предложены другие теории утомления. В частности, определенную роль в утомлении принадлежит нервно-мышечным синапсам. Утомление в синапсе развивается из-за истощения запасов нейромедиатора. Однако главная роль в утомлении двигательного аппарата принадлежит моторным центрам ЦНС. В прошлом веке И.М.Сеченов установил, что если наступает утомление мышц одной руки, то их работоспособность восстанавливается быстрее при работе другой рукой или ногами. Он считал, что это связано с переключением процессов возбуждения с одних двигательных центров на другие. Отдых с включением других мышечных групп он назвал активным. В настоящее время установлено, что двигательное утомление связано с торможением соответствующих нервных центров, в результате метаболических процессов в нейронах, ухудшением синтеза нейромедиаторов, и угнетением синаптической передачи.

Двигательные единицы

Основным морфо-функциональным элементом нервно-мышечного аппарата скелетных мышц является двигательная единица (ДЕ). Она включает мотонейрон спинного мозга с иннервируемыми его аксоном мышечными волокнами. Внутри мышцы этот аксон образует несколько концевых веточек. Каждая такая веточка образует контакт — нервно-мышечный синапс на отдельном мышечном волокне. Нервные импульсы, идущие от мотонейрона, вызывают сокращения определенной группы мышечных волокон. Двигательные единицы мелких мышц, осуществляющих тонкие движения (мышцы глаза, кисти), содержат небольшое количество мышечных волокон. В крупных их в сотни раз больше. Все ДЕ в зависимости от функциональных особенностей делятся на 3 группы:

I. Медленные неутомляемые. Они образованы "красными" мышечными волокнами, в которых меньше миофибрилл. Скорость сокращения и сила этих волокон относительно небольшие, но они мало утомляемы. Поэтому их относят к тоническим. Регуляция сокращений таких волокон осуществляется небольшим количеством мотонейронов, аксоны которых имеют мало концевых веточек. Пример — камбаловидная мышца.

Читайте также:  Количество_фитнес_клубов_в_россии

IIВ. Быстрые, легко утомляемые. Мышечные волокна содержат много миофибрилл и называются "белыми". Быстро сокращаются и развивают большую силу, но быстро утомляются. Поэтому их называют фазными. Мотонейроны этих ДЕ самые крупные, имеют толстый аксон с многочисленными концевыми веточками. Они генерируют нервные импульсы большой частоты. Мышцы глаза.

IIA. Быстрые, устойчивые к утомлению. Занимают промежуточное положение.

Физиология гладких мышц

Гладкие мышцы имеются в стенках большинства органов пищеварения, сосудов, выводных протоков различных желез, мочевыводящей системы. Они являются непроизвольными и обеспечивают перистальтику органов пищеварения и мочевыводящей системы, поддержание тонуса сосудов. В отличие от скелетных, гладкие мышцы образованы клетками чаще веретенообразной формы и небольших размеров, не имеющими поперечной исчерченности. Последнее связано с тем, что сократительный аппарат не обладает упорядоченным строением. Миофибриллы состоят из тонких нитей актина, которые идут в различных направлениях и прикрепляющихся к разным участкам сарколеммы. Миозиновые протофибриллы расположен рядом с актиновыми. Элементы саркоплазматического ретикулума не образуют систему трубочек. Отдельные мышечные клетки соединяются между собой контактами с низким электрическим сопротивлением — нексусами, что обеспечивает распространение возбуждения по всей гладкомышечной структуре. Возбудимость и проводимость гладких мышц ниже, чем скелетных.

Мембранный потенциал составляет 40-60 мВ, так как мембрана ГМК имеет относительно высокую проницаемость для ионов натрия. Причем у многих гладких мышц МП не постоянен. Он периодически уменьшается и вновь возвращается к исходному уровню. Такие колебания называют медленными волнами (МВ). Когда вершина медленные волны достигает критического уровня деполяризации, на ней начинают генерироваться потенциалы действия, сопровождающиеся сокращениями (рис). МВ и ПД проводятся по гладким мышцам со скоростью всего от 5 до 50 см/сек. Такие гладкие мышцы называют спонтанно активными, т.е. они обладают автоматией. Например за счет такой активности происходит перистальтика кишечника. Водители ритма кишечной перистальтики расположены в начальных отделах соответствующих кишок.

Генерация ПД в ГМК обусловлена входом в них ионов кальция. Механизмы электромеханического сопряжения также отличаются. Сокращение развивается за счет кальция, входящего в клетку во время ПД, Опосредует связь кальция с укорочением миофибрилл важнейший клеточный белок — кальмодулин.

Кривая сокращения также отличается. Латентный период, период укорочения, а особенно расслабления значительно продолжительнее, чем у скелетных мышц. Сокращение длится несколько секунд. Гладким мышцам, в отличие от скелетных свойственно явление пластического тонуса. Это способность длительное время находится в состоянии сокращения без значительных энергозатрат и утомления. Благодаря этому свойству поддерживается форма внутренних органов и тонус сосудов. Кроме того гладкомышечные клетки сами являются рецепторами растяжения. При их натяжении начинают генерироваться ПД, что приводит к сокращению ГМК. Это явление называется миогенным механизмом регуляции сократительной активности.

Удельная сила мышц

Механическая работа, выполняемая мышцей, равна произведению развиваемой ею силы и расстояния, на протяжении которого она действует. Мощность мышечного сокращения отличается от силы мышцы, поскольку мощность является мерой общего количества работы, выполняемой в единицу времени. Следовательно, мощность определяется не только силой мышечного сокращения, но также расстоянием сокращения и числом сокращений в минуту. Мышечная мощность обычно измеряется в килограммометрах (кгм) в минуту. Например, о мышце, которая может поднимать вес, равный 1 кг, на высоту 1 м или сдвигать некий объект в сторону с силой 1 кг на расстояние 1 м за 1 мин, говорят, что ее мощность равна 1 кгм/мин. Максимальная мощность, развиваемая всеми мышцами очень тренированного спортсмена при условии их совместной работы, примерно следующая.

Читайте также:  Болит_коленка_после_бега

Таким образом, ясно, что человек может развивать чрезвычайную мощность в течение коротких периодов времени, например во время забега на 100 м, который полностью завершается в течение 10 сек, тогда как для долговременных нагрузок, требующих выносливости, выходная мощность мышц составляет лишь 1/4 от первоначальной мощности.

Это не означает, что спортивная производительность человека в 4 раза больше в период первичного всплеска по сравнению со следующими 30 мин, поскольку эффективность при переводе мощности мышц на производительность спортсмена часто гораздо меньше во время быстрой активности, чем во время длительной активности, но менее быстрой. Так, скорость бега на 100 м лишь в 1,75 раз выше скорости 30-минутного бега, несмотря на четырехкратную разницу допустимой мощности мышц при кратковременном беге по сравнению с длительным.

Другой мерой мышечной деятельности является выносливость. Это в большой степени зависит от снабжения мышцы питательными веществами, особенно от запасов гликогена в мышце перед периодом ее сократительной активности. Человек, находящийся на диете с высоким содержанием углеводов, накапливает в мышцах гораздо больше гликогена, чем человек на смешанной или богатой жирами диете. Следовательно, высокое содержание углеводов в диете значительно повышает выносливость. Когда спортсмены бегут марафонскую дистанцию, их выносливость (измеряемая временем, в течение которого они могут выдерживать бег вплоть до полного истощения) приблизительно следующая.

Диета с высоким содержанием углеводов 240
Смешанная диета 120
Диета с высоким содержанием жиров 85

Эти различия объясняются соответствующим количеством гликогена, накопленного в мышце до начала бега.

Выносливость мышц

В мышцах присутствуют те же метаболические системы, как и в других частях тела. Однако для понимания пределов физической активности чрезвычайно важны особые количественные показатели активности трех метаболических систем, которые представлены: (1) системой фосфокреатин-креатин; (2) системой гликоген-молочная кислота; (3) аэробной системой.

Аденозинтрифосфат. Истинным источником энергии для мышечного сокращения является аденозинтрифосфат, формула которого выглядит следующим образом:
Аденозин-РО3

Связи, прикрепляющие две последние фосфатные группы к молекуле, обозначенные символом

, являются высокоэнергетическими фосфатными связями. Каждая из этих связей хранит 7300 калорий энергии на моль АТФ при стандартных условиях (при физиологических условиях в организме даже немного больше). Следовательно, при удалении одной фосфатной группы выделяется более 7300 калорий для обеспечения энергией процесса мышечного сокращения. Затем при удалении второй фосфатной группы становятся доступными еще 7300 калорий. Удаление первой группы превращает АТФ в аденозиндифосфат, а удаление второй группы превращает АДФ в аденозинмонофосфат.

Количества АТФ в мышцах даже у хорошо тренированного спортсмена достаточно для поддержания максимальной мощности мышц лишь в течение примерно 3 сек, что может обеспечить энергией только половину забега на 50 м. Следовательно, кроме нескольких секунд, важно постоянное образование АТФ даже при выполнении кратковременных спортивных нагрузок. На рисунке показана общая метаболическая система, в которой в процессе разрушения АТФ до АДФ и затем — до АМФ, выделяется энергия для мышечного сокращения. Слева на рисунке показаны три метаболические системы, обеспечивающие постоянное снабжение мышечных волокон АТФ.

Ссылка на основную публикацию
Углеводные_продукты_питания
Продукты, содержащие углеводы — таблицы полезных и вредных углеводов Углеводные продукты — это не только хлеб, макароны и картофель. Определенное...
Тяга_штанги_на_полусогнутых_ногах
Становая тяга на прямых ногах Описание упражнения Положение тела. Ноги должны стоять на ширине бедер, если расположить их шире, то...
Тяжелая_атлетика_фото
Тяжелая атлетика Популярные теги «Это позор, такого не бывает даже в России». Швеция возмущена допингом своей спортсменки Борец за чистый...
Углеводный_завтрак_рецепты
17 вкусных идей сытных низкоуглеводных завтраков 1. Омлетная вафля Да, вы не ошиблись. Это и омлет, и вафля одновременно. Просто...
Adblock detector