Наука за силата

Биофизика и биохимия на мускулната сила

Силата е висша цел на повечето спортуващи силови спортове. Но познаваме ли я достатъчно? Какъв механизъм я предизвиква, коя е машината, която я задвижва? Ето първите въпроси пред всеки, опитал се да повлияе този ключов фактор. Нашите работни, волево съкращавани мускули най-често са изградени от особен тип тъкан, известна като напречно набраздена. Причината за наименованието й е сложната й структура – тя се състои от влакна, наречени миофибрили и разделени по дължина на основни единици - саркомери.

Как работят мускулите?

Именно в тези най-малки частици възниква и се предава реално движението, което се превъплъщава в мускулната сила. Поглед отблизо показва, че те са изградени от два вида влакна – тънки актинови и дебели миозинови влакна. Двата вида влакна се състоят основно от различни типове белтъци.

Актинът и миозинът са разположени един спрямо друг в "решетка" – около миозиновите нишки има по 6 актинови, а около всяка актинова – по 3 миозинови. Миозиновите молекули са групирани по определен начин: опашките им образуват ствол на нишката, а главите им са спираловидно разположени.

Миозиновите нишки имат ключовата роля да правят връзка с активността на актиновите нишки, както и да се свързват от другата страна с източника на енергия – аденозинтрифосфатът(АТФ). Връзката с АТФ може да бъде катализирана от калциеви йони.

Самото съкращение е неврологично активиран процес, при който актиновите нишки се плъзгат между миозиновите. Този процес се активира от измяна концентрацията на калция, при което тропомиозиновите нишки се разтеглят и "откриват път" на актина. Актинът се свързва с миозина, главите променят наклона си, актинът се освобождава, миозинът се свързва отново с актин и по този начин актиновите нишки се придвижват.

Мускулно съкращение се съпровожда от редица химични процеси, от които е известна само една част. Те се извършват в две фази: анаеробна или работна фаза, в която не е необходим кислород, и аеробна фаза, в която е необходим кислород.

През анаеробната фаза се извършват няколко реакции при участието на различни ензими. В тази фаза става разпадане на гликоген креатинфосфат (фосфаген) и аденозинтрифосфорна киселина. Гликогенът преминава в лактацидоген, който от своя страна се разпада на млечна киселина и фосфорна киселина.

Креатинфосфатът (КФ) се разпада на креатин (К) и фосфорна киселина (Ф). Аденозинтрифосфатът (АТФ) се разпада на аденозиндифосфат и фосфат, т.е АТД=АДФ+Ф.

Цикъл на химичните реакции в мускула

Той започва с разпадане на аденозинтрифосфата, при което се освобождава енергия. Най-бързо протича разпадането на аденозинтрифосфата, по-бавно на фосфагена и най-бавно на гликогена.

Освен разпадането на тези съединения, в мускула се извършват и процеси на тяхното възстановяване.

Възстановява се креатинфосфатът, аденозитин трифосфатът и по голяма част от гликогена. Гликогенът се ресинтезира от млечната киселина и фосфорната киселина. Установено е, че 4/5 от млечната киселина преминава в лактацидоген и след това в гликоген. Останалата част от млечната киселина се отстранява непостоянно от кръвта, като изгаря до въглероден двуокис и вода.

Ресинтез на креатинфосфата при взаимодействието на аденозинтрифосфата с креатина: АТФ+К КФ+АДФ. Аденозин трифосфат се ресинтезира при взаимодействието на аденозинтрифосфата с фосфагена: АДФ+КФ=АТФ+К.

Енергията от ресинтеза на гликогена се взема от изгарянето на около 1/5 от млечната киселина. Енергията за ресинтеза на креатин трифосфата се получава от разлагането на гликогена до млечна киселина. Ресинтезирането на креатинфосфат става много по-бързо при наличието на кислород.

Енергията за ресинтеза на аденозинтрифосфата се получава от разпадането на креатинфосфата и от части на гликогена. Разпадането на гликогена до млечна киселина дава енергия за ресинтез на креатинфосфата и след като започне съкращението, дава енергия за ресинтез на аденозинтрифосфата.

В резултат на тези следващи една след друга реакции аденозинтрифосфатът и креатинфосфатът се възстановяват напълно и само част от гликогена се изразходва. Следователно гликогенът е главен източник на енергия за мускулното съкращение.

Понастоящем е общоприето, че мускулното съкращение е свързано с ензимната хидролиза на АТФ, при което химичната енергия преминава в работа. В това отношение има много експериментални данни, които показват, че разпределянето на АТФ дава енергия за мускулното съкращение.

Къде е ключът за силата?

Силата в този аспект работи на принципа на крива. На практика работата на мускула в този случай може да бъде изчислена като А=Р.Н, където Р е тежестта, а Н е височината, на която се вдига. Разбира се, това е груба формула и не е еднаква за всеки мускул и всяко движение, но е отличен ориентир.

Оказва се, че по тази формула се постига бързо един максимум на работа, който след това бързо пада. С увеличаване на товара работата бързо се увеличава в началото, до един момент, когато започва плавно да пада и да стига до 0, т.е. невъзможност да се вдигне товарът. Чисто технологически това означава, че обикновено максимална работа мускулът е способен да свърши при товар, далеч под максималния.

Основен проблем пред силата обаче не са мускулните влакна и механичната работа на мускула. Те обикновено лимитират максимални физиологични възможности, до които все още никой не е стигнал, и не само защото КПД-то на работа на мускула е ниско.

Проблемът е, че нервната система има механизми, с които може дори да блокира опасно влияние на упражненията. Нужен е оптимален хормонален баланс, както и подходящо емоционално състояние (мотивация). Оказва се, че всичко това, както и процесът на стартиране на движението изобщо зависят от нервната система.

Защитен механизъм в гръбначния стълб е способен да блокира мускула и той "да се предаде" при твърде рисково упражнение. Важно е също така количеството отделен адреналин – той също се влияе.

Мотивацията освен всичко друго е и подходящо състояние на вегетативната нервна система, което се проявява чрез емоция. Ако борбата е за сила, основната борба следва да е пригаждането на нервната система. Казано с други думи, в случая по-скоро трябва да преодолеете "страха" (който няма непременно общо с осъзната уплаха) на нервната система.

Ключът за силата е един: адаптация.

За съжаление за нервната система не знаем твърде много или поне не достатъчно, за да можем успешно да я манипулираме. Затова е добре в тренировката си за сила да включите както адаптиращ момент – постоянно тежко напрежение, позволяващо на нервната система да преодолее проблема, привиквайки, така и мотивиращ момент с цел повдигане на общия телесен тонус.

Принципът на силата е ясен - "за да вдигаш тежко, трябва да вдигаш тежко". Важното е обаче винаги с ума си да си там, да си концентриран върху движението. Не можем да си позволим да тренираме за сила механично, по навик – първо, няма да се получи, и второ, крие сериозни опасности.

Нашето тяло все още е загадка и крие от нас много изненади. Но има един чудесен начин да се справим с повечето проблеми: упоритостта. Заложете на нея и силата ще дойде сама.

В статията са използвани източници - виж списъка.

Хареса ли ти?

Сподели с приятели в:

Препоръчани продукти
back-arrowbb-hexcalendarcheckoutfacebook-iconforumgoogle+instagramlinkedinlogo-smallmailmessagesmy-bbprofileprogressreadingsearchseparator-carrotseparator-dumbbellseparator-shoeservicestoresubmit-arrowtop-arrowtwitteryoutube1 read-later1