Морфологические и биохимические основы скоростно-силовых качеств

Наиболее важными скоростно-силовыми качествами являются сила, скорость и мощность развиваемого мышечного усилия. Проявление их зависит от ряда психологических, физиологических и биохимических особенностей организма. Максимальные значения достигаются при предельно высокой концентрации волевого усилия.

На уровне отдельных двигательных единиц проявление скоростно-силовых качеств определяется частотой импульсов, достигающих синапсов, скоростью электро-механического возбуждения, мощностью потока Са²⁺, скоростью развития активации в миофибриллах, активностью ферментов. Величина мышечного усилия прямо пропорциональна длине саркомера. Самые длинные саркомеры обнаружены в запирательных мышцах моллюсков. Эти мышцы способны развивать усилие, в 3-6 раз превышающее максимальную мышечную силу человека. Самые короткие саркомеры находятся в летательных мышцах насекомых и колибри, максимальная сила их мышц в 3 раза меньше, чем у человека. В скелетных мышцах человека средняя длина саркомера – 1,8 мк, а длина миозиновых нитей – около 1 мк. По величине максимальной силы мышцы человека занимают среднее положение между мышцами моллюсков и летательными мышцами насекомых.

Длина саркомера, или степень полимеризации миозина в толстых нитях миофибрилл – генетически обусловленный фактор, остается неизменным в процессе индивидуального развития и при тренировке. В то же время содержание актина существенно изменяется. Содержание актина находится в линейной зависимости от общего количества креатина. Оба показателя – содержание актина и общая концентрация креатина в мышцах – могут быть использованы при контроле за развитием мышечной силы и прогнозировании уровня спортивных достижений в скоростно-силовых упражнениях.

Вторая фундаментальная зависимость описывает связь между максимальной скоростью сокращения мышцы, длиной саркомера и активностью АТФазы миозина. Наибольшая скорость сокращения отмечена в летательных мышцах насекомых с короткими саркомерами, наименьшая – в запирательных мышцах моллюсков.

В произвольных движениях человека важно не изолированное проявление силы или скорости сокращения, а их совместный эффект, оцениваемый величиной мощности развиваемого усилия. Поскольку мощность является произведением силы на скорость, то, исходя из уже известных зависимостей, нетрудно вывести третью зависимость. Мощность, развиваемая мышцей, зависит от суммарной АТФазной активности. Значения максимальной мощности и максимальной скорости существенно различаются в мышечных волокнах разного типа и изменяются при адаптации к определенному виду деятельности. В быстросокращающихся волокнах максимальная мощность составляет около 155 Вт/кг (суммарная АТФазная активность выше), в медленносокращающихся – 40 Вт/кг.