Центрально-нервные факторы

О роли центрально-нервных механизмов в обеспечении сило­вого проявления мышц косвенно свидетельствуют следовые явления, которые оставляет в организме выполнение силовых упражнений.

Следовые явления в нервной системе и их влияние на аффект последующей работы обусловлены многими факторами, в частности силой раздражителя, количественной мерой его воздействия, утомле­нием организма и временным интервалом, отделяющим предыдущую рабо­ту от последующей.

Так, было показано, что если тяга широким хватом выполняется последовательно с весом 90, 110 и 90# от максимального, то при втором подходе к весу 90% биомеханические характеристики движения существенно повышаются. Высота подъема штанги увеличивается на 1, 0%, максимальная скорость - на 2, 1%, вертикальная составляющая реакции опоры - на 9, 1% (В.П. Агудин, 1972).

В исследованиях В.Н.Денискина (1976) установлено, что после приседаний со штангой наблюдается следующий характер изменения параметров кривой F(t) взрывного изометрического усилия в конт­рольном задании (разгибание ноги в положении сидя) (Илл. 1А).

Максимум усилия на первой же минуте увеличивается довольно существенно - на 26% от исходного уровня и затем к 4-5 минуте про­должает возрастать до 65%. Начальный участок кривой F(t) пре­терпевает менее существенные изменения, причем величина и дли­тельность превышения исходного уровня тем меньше, чем ближе к началу усилия расположена ордината F(t). Время достижения макси­мума усилия (t max) сразу же после приседаний со штангой сокра­щается на 2, 6%, затем на 3-4-й минуте - на 4, 6% и далее начинает увеличиваться, существенно превышая исходный уровень (Илл. 1В).

Несколько иной характер следовых явлений наблюдается после выполнения отталкиваний после прыжка в глубину (Илл. 2).

Здесь прежде всего обращает на себя внимание, что сразу же после прыжков в глубину показатели максимума взрывного усилия, стартовой и взрывной силы мышц снижаются относительно исходного уровня. Затем на 5-й минуте превышают этот уровень и достигают своего максимального значения на 10-15-й минутах. Причем, в отли­чие от приседаний со штангой, в данном случае наибольшую величину сверхисходного повышения обнаруживают не значения максимума взрыв­ного усилия (F max), а показатели стартовой (Q) и особенно взрыв­ной силы мышц. Их повышение составляет соответственно 113%, 116% и 127% от исходного уровня.

Следует обратить также внимание на отражение в характере следовых явлений количественной меры воздействия на ЦНС прыжков в глубину. С увеличением количества выполненных серий прыжков (от одной до четырех) более выраженно проявляются и следовые явления. Причем результаты данного эксперимента показали, что для квалифи­цированных тяжелоатлетов оптимальны четыре серии (по 10 отталки­ваний) прыжков в глубину. После 5-й серии наблюдаются следы пере­утомления ЦНС и следовые явления не выражены столь наглядно (В. Н. Денискин, 1981).

Таким образом, из приведенных примеров очевидна регулирующая роль центрально-нервных процессов в управлении силовыми проявле­ниями мышц. Вместе с тем очевидна и различная роль этой регуля­ции в зависимости от характера проявления силы. В одном случае (приседания со штангой) эта роль сводится преимущественно к сти­муляции механизмов, ответственных за максимальную величину уси­лия, в других (прыжки в глубину) - преимущественно к стимуляции взрывного проявления усилия. Какова конкретная и материальная сто­роны этих регулирующих процессов пока сказать трудно, ибо нервно-мышечная физиология в этой области обладает еще недостаточным объемом фактического материала.

Тем не менее, на основании уже имеющегося материала можно считать, что центрально-нервный фактор регуляции силы мышечных сокращений проявляются тем больше, чем интенсивней работа мышц (т.е. чем больше внешнее сопротивление и чем выше скорость движения).

Вместе с тем, те косвенные свидетельства роли центрально-нерв­ной регуляции силовых проявлений, которые мы рассмотрели, дают основания к ряду практических заключений.

Так, специалистов в тяжелой атлетике давно интересовал вопрос об оптимальном интервале отдыха между подходами к штанге как в условиях тренировки, так и особенно в соревнованиях. В исследова­ниях прошлых лет определено, что между подходами к штанге оптималь­ный интервал отдыха с учетом следовых явлений в ЦНС находится в пределах от 2 до 5 минут (С.Э.Ермолаев, 1937; А.Н.Крестовников, 1951; Ш.Д. Буадзе, 1959; М.Б.Казаков, 1961). Причем установлено, что у штангистов, которые дозируют интервал отдыха, невыполненных упражнений оказывается на 20% меньше, чем у тех, которые не дози­руют его (Е.А. Климонов, 1965).

Эти данные подтверждаются и современными исследованиями (В.А.Сальников, 1975; В.А.Поляков, 1983), а также эксперименталь­ными материалами, которые были рассмотрены выше.

Отмечено также, что в практике специально используется тони­зирующее влияние подъемов штанги большого веса перед зачетной по­пыткой. Многие тяжелоатлеты на соревнованиях перед первым подхо­дом в рывке делают один подъем в тяге с весом, составляющим 95-100% планируемого результата. Видимо, такой прием помогает им более эффективно использовать первый подход (В.П. Агудин, 1972).

Вернемся, однако, к центрально-нервному фактору регуляции силовых проявлений и рассмотрим результаты еще одного эксперимента. На Илл. 3 приведены усредненные кривые изменения напряжения во времени передней большеберцовой мышцы (ПБМ) и скорости изменения этого напряжения (d /dt) в начале изометрического произвольного (А) и вызванного электрическим раздражением общего малоберцового нерва (В) сокращений у легкоатлетов-спринтеров и стайеров (Я.М.Код, Ю.А.Коряк, 1979).

Как следует из графиков градиенты произвольного сокращения ПБМ у спринтеров выше, чем у стайеров, что видно по времени дости­жения как любого относительного уровня напряжения, так и по мак­симальной величине dp/dt. По градиентам вызванного сокращения этих различий не наблюдается. Максимальная величина dp/dt при вызванном сокращении несколько больше (статистически недостоверно) у спринтеров.

Приведенные данные дают основания полагать, что наблюдаемые различия - результат специфической тренировки, т.к. бег на корот­кие дистанции предъявляет повышенные требования к скоростно-си­ловым свойствам мышечного аппарата, чего нельзя сказать про бег на длинные дистанции. Следовательно, тренировка вызывает опреде­ленные специфические функциональные изменения в тех мышцах, кото­рые подвергаются интенсивному использованию.

Поскольку не обнаруживается различий в градиентах вызванного сокращения ПБМ у спринтеров и стайеров, разницу в градиентах про­извольного сокращения этой мышцы, вероятно, следует приписать осо­бенностям центрального управления мышечным аппаратом у спринтеров и стайеров. В связи с этим можно думать, что наряду с особенностя­ми мышечного аппарата центральные механизмы управления (специфи­ческие координации) определяют более высокие скоростно-силовые возможности у спринтеров по сравнению со стайерами.

Аналогичные данные, свидетельствующие о различиях в характере проявления скоростно-силовых показателей движений спортсменов разной специализации и квалификации, получены и в других исследованиях (Ю.В. Верхошанский, 1977). Таким образом, можно полагать, что различия в скоростно-силовых возможностях спортсменов различ­ной специализации определяются как специфически разными свойствам! исполнительного мышечного аппарата, так и специфическими различия­ми в характере центрально-нервного управления этим аппаратом, воз­никающими в результате специализированной тренировки.

И еще одно важное обстоятельство.

В рассмотренном выше эксперименте разница между максимальной силой и максимальной произвольной силой у спринтера и стайеров составляет около 15-16%. Эта разница указывает на степень исполь­зования силовых возможностей мышечного аппарата, которая опреде­ляется особенностями центрально-нервного управления мышцами в за­даче проявления максимальной мышечной силы. В частности, эта раз­ница может быть обусловлена невозможностью произвольно активиро­вать или максимально использовать фракцию наибольших по размеру (высокопороговых) двигательных единиц, силовой вклад которых в общее напряжение очень значителен.

При электрическом же раздражении мышечного нерва возможна максималь­ная активация всех волокон, составляющих иннервируемую мышцу, и это способствует развитию ею большего напряжения, чем при произ­вольном усилии (Я.М. Коц, 1971). Естественно, что эта разница долж­на быть тем меньше, чем совершеннее центральное управления мышеч­ным аппаратом.

И действительно, специальные исследования показывают, что специализированная тренировка обеспечивает спортсмену более значительную степень использования силовых возможностей за счет совершенствования механизмов центрально-нервного управления мышеч­ным напряжением.