Спортивная деятельность

Зависимость нагрузка — скорость сокращения мышц

Спортивная деятельность требует от человека преиму­щественно быстрых и сильных движений и, следователь­но, специального внимания к развитию быстрой силы. А поскольку сила развивается главным образом упражне­

ниями с отягощением, необходимо знать зависимость между его весом и скоростью сокращения мышц.

Типичная кривая зависимости укорочения мышц от времени при изотоническом сокращении показана на рис. 20. В этом случае первая производная от укороче­ния, т. е. скорость сокращения мышцы, достигающая

вначале значительной величины, постепенно уменьшает­ся и при максимальном укорочении становится равной нулю. В общем виде это может быть выражено диффе­ренциальным уравнением:

Правда, это уравнение недоста­точно точно, так как по нему максимальная скорость уко­рочения соответствует начальному моменту сокращения, хотя фактически кривая укорочения мышцы должна на­чаться с нулевой скорости и закончиться нулевой скоро­стью, т. е. она должна иметь точку перегиба, в которой и будет наблюдаться максимальная скорость (Н. Ralstonа. о., 1949). Тем не менее уравнение характеризует важ­ное свойство мышц: скорость их укорочения в данный мо­мент пропорциональна разности между максимально возможным укорочением с данным грузом и текущим укорочением. Естественно, что одним из главных факто­ров, определяющих величину скорости сокращения, яв­ляется внешняя сила, приложенная к мышце. При очень малых нагрузках мышца сокращается быстро, а при очень больших — медленно.’

Для описания соотношения между скоростью изотонического сокращения возбужденной мышцы и преодолеваемой нагрузкой пред­ложен ряд математических формул, дающих хорошее совпадение с экспериментальными данными (W. Fenn, В. Marsh, 1985; A. Hill, 1938; М. Polissar, 1952; X. Aubert, 1956).

Наибольшее распространение получило характеристическое урав­нение мышечной динамики Хилла, выведенное на основании иссле­дования сокращения изолированной мышцы лягушки под действием индукционного тока при различном механическом сопротивлении этому сокращению. Дальнейшие исследования показали, что урав­нение Хилла сохраняет значение и применительно к динамической работе мышц, меняетсй’ (Лишь величина входящих в него констант (Н. Н. Гончаров, 1952; И. Н. Книпст, 1952; В. Б. Коренберг, 1966; Н. А. Масальгин, 1966; W. Fenn а. о., 11931:; A. Hill, 1940; D. Wilkie, 1949; Н. Ralston а. о., 1949; В. Bigland, О. Lippofd, 1954). Однако ряд авторов указывает, что математическое выражение соотноше­ния нагрузка—скорость, предложенное Хиллом, имеет существен­ные ограничения и непригодно для предсказания многих динамиче­ских свойств мышцы (В. Katz, 1939; В. Abbott, X. Aubert, 1951; P. Rosenfalck, F. Buchtal, 1955; X. Aubert, 1956; B. Abbott, J. Lowy, 1958; Дж. Прингл, 1963). В частности, при описании скорости в об­ласти больших нагрузок уравнение Обера часто, оказывается более точным (J. Ritchie, P. Wilkie, 1958). Тем не менее вывод уравнения Хилла представляет интерес для понимания биодинамики работы мышц, поэтому имеет смысл остановиться на нем подробнее.