Режими скорочення і різновиди роботи м'язів
Типи м'язових скорочень. За способом укорочення м'язів розрізняють три типи м'язових скорочень:
1) изотоническое. при якому волокна коротшають при постійній зовнішньої навантаженні, в реальних рухах проявляється рідко (так як м'язи укорачиваясь разом з тим змінюють своє напруження);
2) ізометричне - це тип активації, при якому м'яз розвиває напругу без зміни своєї довжини. На ньому побудована так звана статична робота рухового апарату людини. Наприклад, в режимі ізометричного скорочення працюють м'язи людини, який підтягнувся на перекладині і утримує своє тіло в цьому положенні;
3) ауксотоніческое або анізотоніческое - це режим, при якому м'яз розвиває напругу і коротшає. Саме цей тип м'язових скорочень забезпечує виконання рухових дій людини.
У анізотоніческого скорочення два різновиди скорочення м'язи: в долає і поступається режимах.
У долає режимі м'яз коротшає в результаті скорочення (наприклад, литковий м'яз бігуна коротшає в фазі відштовхування).
У режимі, що уступає м'яз розтягується зовнішньою силою (наприклад, литковий м'яз спринтера при взаємодії ноги з опорою в фазі амортизації).
На малюнку 1 зображена динаміка роботи м'язи в долає і поступається режимах.
Права частина кривої відображає закономірності долає роботи, при якій зростання швидкості скорочення м'яза викликає зменшення сили тяги.
У режимі, що уступає спостерігається зворотна картина: збільшення швидкості розтягування м'яза супроводжується збільшенням сили тяги (що є причиною численних травм у спортсменів, наприклад, розрив ахіллового).
При швидкості, що дорівнює нулю, м'язи працюють в ізометричному режимі.
Для руху ланки в суглобі під дією м'язових сил важливі не самі сили, а створювані ними моменти сил, оскільки рух ланки - це ні що інше, як обертання щодо осі, що проходить через суглоб. Тому різновиди роботи м'язів можна виразити в термінах моментів сил: якщо відношення моменту внутрішніх сил до моменту зовнішніх рано одиниці, режим скорочення буде изометрическим, якщо більше одиниці - долають, якщо менше одиниці - поступається. Підтримку суглоба можна забезпечити спортивним тейп.
Групове взаємодія м'язів. Існує два види групової взаємодії м'язів: синергізм та антагонізм.
М'язи-синергисти переміщують ланки тіла в одному напрямку. Наприклад, в згинанні руки в ліктьовому суглобі беруть участь двоголовий м'яз плеча, плечова і плечелучевая м'язи. В результаті синергічного взаємодії м'язів збільшується результуюча сила дії.
М'язи-антагоністи мають різноспрямований дію: якщо одна з них виконує долають роботу, то інша - поступається. М'язи забезпечують зворотно-обертальні рухи ланок тіла, оскільки кожна з них працює тільки на скорочення; високу точність рухових дій, так як ланка необхідно не тільки привести в рух, а й загальмувати в потрібний момент. Антагоністи складаються з пари: агоніст (згинач) - антагоніст (розгинач).
Потужність і ефективність м'язового скорочення. У міру збільшення швидкості м'язового скорочення сила тяги м'яза, що функціонує в долає режимі, знижується за гіперболічним законом (див. Рис. 1). Відомо, що механічна потужність дорівнює добутку сили на швидкість (N = F • V). Існує сила і швидкість, при яких потужність м'язового скорочення найбільша; цей режим виникає, коли і сила, і швидкість становлять приблизно 30% від максимально можливих величин.
Накопичення енергії пружною деформації в розтягнутих м'язах і сухожиллях. Коли скорочення м'язів передує фаза розтягування, вироблені сили, потужність і робота досягають великих величин в порівнянні зі скороченням без попереднього розтягування. Після розтягування швидкість скорочення збільшується за рахунок швидкості відновлення пружних компонентів м'язи.
Розтягування м'язово-сухожильно системи дозволяє також накопичувати і використовувати енергію пружної деформації. Було підраховано, що ахіллове сухожилля розтягується на 18 мм під час бігу з середньою швидкістю, при цьому накопичується енергія в 42 Дж. Нелінійна залежність між величиною розтягування і накопичуваної енергією показує, що при великих ушкодженнях накопичується більше енергії, ніж при малих. Еластичне розтягання внесе значний вклад в м'язову діяльність, тільки якщо за активним м'язовим розтягуванням негайно піде переборює режим скорочення м'яза. Більш висока результативність стрибка з подседом по відношенню до стрибка з статичної пози показує перевагу попереднього розтягування м'язів.