От чего зависит сила мышц - 10 факторов влияющих на силу

Все хотят быть сильными, только одни просто размышляют об этом, а другие тренируют для этого свои мускулы. Для более полного понимания, каким образом тренировки влияют на развитие силовых качеств, рассмотрим, от чего зависит сила мышц.

Максимальная сила мышц зависит от их анатомического строения

В организме человека находится множество мускулов, мы будем говорить о скелетных, каждый из которых отвечает за приведение в движение определённого участка или части тела. Так скелетные мускулы бывают нескольких типов.

Мускулы, имеющие более короткое строение, проявляют большую мощность сокращения, но проигрывают в амплитуде укорочения, то есть величине движения, как например перистые мускулы (дельтовидные, которые являются даже сложноперистыми, мускулы голени, предплечья).

Мускулы, более длинного строения совершают большую величину движения, как например бицепс плеча, но в мускульном напряжении проигрывают более коротким.

Максимальная сила мышц с косым расположением волокон больше силы мышц с продольным расположением. Это называется разницей в анатомическом (толщина мышечного волокна перпендикулярно всей его длине) и физиологическом (толщина мышечного волокна, измеряемая перпендикулярно ходу его волокон) поперечнике. Абсолютная сила мышц, чей физиологический поперечник больше анатомического, будет больше, при прочих равных параметрах.

Место крепления сухожилия можно отнести к анатомической особенности или индивидуальности каждого человека. Если рассмотреть места крепления сухожилий рук и ног (основные сгибатели и разгибатели) к костям, то мы увидим, что получается очень маленький рычаг, чтобы произвести движение, особенно с отягощением, нужно создать значительное по мощности сокращение мускулатуры.

У некоторых людей место крепления сухожилия находится немного дальше от места вращения сустава и им для поднятия того же веса, при прочих равных условиях, нужно создать меньшее усилие, так как рычаг приложения силы оказывается больше.

В этот раздел можно отнести то, что сила конкретного человека зависит от антропометрических параметров, т.е. длины конечностей.

Толщина и количество мышечных волокон

Увеличение толщины мышечных волокон, вследствие увеличения толщины миофибрилл, под влиянием физических упражнений является нормальным адаптивным ответом на нагрузку, одновременно происходит увеличение мощности сокращения данной структурной единицы. Вследствие чего происходит увеличение всего мускула в поперечнике, как и его силовых качеств.

Разница в способностях к занятиям разными видами спорта заложена генетически и отчасти это зависит от изначального количества и соотношения по видам мышечных волокон в каждом конкретном мускуле.

Человек, которому по наследству досталось большое количество миофибрилл в мышечной физиологической единице, при одинаковых условиях будет показывать лучшие результаты в наборе мышечной массы и увеличении максимальной силы мышц, чем человек с худшей в этом плане наследственностью, если речь идёт о быстрых волокнах.

Вывод: сила сокращения мышц пропорциональна толщине и количеству волокон в ней.

Увеличение количества миофибрилл в мышечной физиологической единице вследствие физической нагрузки или гиперплазия остаётся недоказанным явлением. Так что, только теоретически, можем предположить увеличение максимальной силы мышц по причине гиперплазии.

Тип мышечных волокон

Как известно, мышечные волокна принято условно делить на 3 типа:

• медленные окислительные - красные, с большим содержанием миоглобина, митохондрий и аэробным (с участием кислорода) энергообеспечением;
• быстрые гликолитические - белые, с меньшим содержанием митохондрий, отсутствием миоглобина и анаэробным (без участия кислорода), посредством гликолиза, энергообеспечением;
• быстрые окислительно-гликолитические - промежуточный тип, работа которых может обеспечивается как аэробным, так и анаэробным путями.

От соотношения количества быстрых и медленных волокон моторных единиц (в пользу быстрых) будет зависеть способность увеличивать гипертрофию каждой конкретной моторной единицы под действием физических нагрузок, соответственно и силу этих мышц. Данное соотношение заложено в каждом человеке изначально, как «дэфолтные» настройки.

Это одна из составляющих генетической предрасположенности к тому или иному виду спорта. То есть больше белых волокон – большие силовые качества может проявлять человек, лучше результаты будут в силовых видах спорта (тяжёлая атлетика, пауэрлифтинг и т.д.), где требуется применить максимальное мускульное напряжение в очень короткий промежуток времени. Больше красных волокон - легче достичь результатов в беге или плавании на длинные дистанции.

Но не всё так фатально, да и деление на типы только условное и не означает, что это совершенно разные типы мышечной ткани. Красные, белые и промежуточные - одни и те же мышечные волокна, просто с разным содержанием определённых органелл и компонентов, и преобладанием одного из видов энергообеспечения.

Поэтому, опытным путём давно установлено, что под действием физических нагрузок определённой направленности могут происходить изменения по смене вида энергообеспечения, и соотношение между условными типами мышечных волокон могут изменяться.

Грубо говоря, под действием исключительно силовых нагрузок, соотношение сместится в пользу белых, кардио нагрузок - в пользу красных. Если продолжить логику, то занимаясь кроссфитом, преобладать будет промежуточный тип.

Степень мышечной иннервации

Мускулы без нервов, как бензиновый двигатель без свечей зажигания. Мускулы приводятся в действие с помощью нервных окончаний, которые идут от нервов спинного мозга.

Каждое нервное окончание иннервирует определённое количество мышечных волокон. Чем точнее необходимо производить движение, тем больше нервных окончаний присутствует в мускульном пучке и, соответственно, тем меньше приходится и количество волокон на данные окончание, как в мускулах пальцев рук.

Группа, состоящая из мотонейрона и иннервируемых им мышечных волокон, называется моторной единицей. У тренированных атлетов при выполнении мускульного сокращения задействуются 100% моторных единиц данного мускула, в отличие от нетренированных (около 70%). Соответственно максимальная сила мышц зависит от степени их иннервации, которая зависит от степени тренированности.

Частота нервных импульсов возбуждения

Команда на мускульное сокращение передаётся через нервное двигательное окончание к нейро-моторным единицам скелетных мышц. Но это возбуждение не единично, а происходит с необходимой, в данный момент, частотой в единицу времени.

Профессором Введенским Н.Е. ещё в конце 19-го века было установлено, что сила сокращения мышц зависит от частоты нервных импульсов возбуждения, т.е. лучший эффект сокращения мускулов достигается при определённой (оптимальной) частоте нервных импульсов. Чем меньше частота, посылаемая из центральной нервной системы, тем меньше степень сократимости или мускульного напряжения, а если частота будет слишком большой, то медиаторы возбуждения будут не успевать восстанавливаться и работоспособность мускулов снизится.

Поэтому при максимальном ритме возбуждения (для скелетных мышц около 250 импульсов в секунду), который возникает в экстремальных условиях, либо при подъёме максимального веса, развиваются пиковые проявления мощности мускульного сокращения, но такая работоспособность сохраняется довольно короткий промежуток времени. При оптимальном ритме (50-100 импульсов в секунду) мускулы могут довольно долго сохранять работоспособность, но степень напряжения будет небольшой.

Способность нервно-мышечной ткани восстанавливать свою работоспособность после очередного цикла возбуждения называется лабильностью нервно-мышечной системы. Увеличение лабильности выражается в уменьшении периода рефрактерности, т.е. промежутка времени между импульсами, за счёт ускорения многогранного процесса восстановления способности к новому импульсу в нервных окончаниях. Попросту, чем выше лабильность, тем дольше мускулы могут развивать напряжение, в т.ч. и максимальное.

Лабильность нервно-мышечного аппарата может увеличиваться под действием различных раздражителей, в т.ч. физических нагрузок. Так по мере возрастания тренированности спортсмена увеличивается и лабильность.

Растяжение мышц

Сила сокращения мышц зависит от их предварительного растяжения. Небольшое растяжение мускулов непосредственно перед выполнением физического упражнения влияет на увеличение их работоспособности и силовых качеств. Слишком сильное растяжение - наоборот. Растяжение по принципу обратной связи может оказывать как тонизирующее действие на нервно-мышечный аппарат, так и тормозящее (при слишком сильном растяжении).

Показательно демонстрируют этот принцип спортсмены тяжелоатлеты, использующие предварительное растяжение мышц ног и плечевого пояса непосредственно перед выполнением подъёма, это называется специфическим термином «обтянуться».

Общее эмоциональное возбуждение

Физическая сила значительно зависит от эмоционального возбуждения, которое напрямую связано с возбуждением центральной нервной системы (ЦНС). ЦНС при таком состоянии активирует сложный комплекс нейро-гуморальных и соматических процессов, при которых повышается выделение адреналина, норадреналина, ацетилхолина и других физиологически активных веществ, стимулирующих работу мускулатуры.

К тому же, когда спортсмен как бы «заводится», ментально концентрируется на выполнении упражнения, то по закону условно-рефлекторной деятельности происходит активация всех необходимых мышц для этого движения.

Крепость сухожилий и связочного аппарата

Максимальная сила мышц напрямую зависит от того, какое напряжение выдержат сухожилия и связки. Эта величина, которую можно назвать крепкостью, является ограничителем мускульного напряжения, при превышении которого мышца как бы отключается, чтобы сухожилие не оторвалось от места крепления к кости.

На самом деле отключение мускулатуры происходит ещё раньше (при меньшем усилии, которое могут выдержать связки), чтобы это не привело хоть к малейшей травме. Отключение этого сдерживающего максимальное мускульное напряжение механизма возможно только под действием психотропных средств, либо в экстремальных условиях, когда на кону жизнь, ну или просто «с дури ума».

Основная же причина травм с разрывом сухожильно-связочного аппарата у спортсменов связана с пренебрежением техники выполнения упражнений, когда нарушаются углы и анатомичность движений суставов. Нарушение техники может возникнуть и на фоне мышечного переутомления, поэтому нужно учитывать, когда необходимо остановить тренировку.

С помощью силовых тренировок можно увеличить крепость и толщину сухожилий, если подойти к этому процессу грамотно.

Количество креатинфосфата и АТФ

Аденозинтрифосфат (АТФ) - основной энергетический субстрат обеспечения всех процессов жизнедеятельности, в том числе и мускульного сокращения. Наличие свободного АТФ в миофибриллах напрямую влияет на абсолютную силу и работоспособность мышц. Но этих запасов хватает лишь на пару секунд работы, восстанавливается же АТФ с помощью креатинфосфата - следующей ступени энергообеспечения. Когда запасы креатина заканчиваются, вступает в действие следующая ступень - расходуется мышечный гликоген и так далее, это немного другая тема.

Таким образом, работа и сила мышц напрямую зависит от количества креатинфосфата, запас который увеличивается под действием тренировок, а также посредством дополнительного приёма креатина, как добавку спортивного питания. Также у тренированных спортсменов увеличивается скорость восстановления кретинфосфата, что важно при длительном применении силовых качеств в таких видах спорта, как силовой экстрим, борьба и прочие.

Кроме того, дополнительный приём креатина способствует запасанию воды, что положительно влияет на состояние сухожилий и связочного аппарата, снижает риск возникновения травмы и повышает силовой порог отключения мышц.

Гормональный фон

Уровень и соотношение гормонов в организме оказывает влияние почти на все вышеуказанные факторы, на анатомические особенности гормоны оказывают влияние только в период взросления, активного роста и полового созревания. В общем, чем больше Ваш организм производит анаболических гормонов, главные из которых тестостерон и гормон роста, тем быстрее будет расти сила мышц, общая выносливость и работоспособность. Подробнее об этом в других статьях.