Стартовая сила — это характеристика способности мышц к быстрому развитию рабочего усилия в начальный момент их напряжения. Ускоряющая сила — способность мышц к быстроте наращивания рабочего усилия в условиях их начавшегося сокращения.

К специфическим видам силовых способностей относят силовую выносливость и силовую ловкость.

Силовая выносливость — это способность противостоять утомлению, вызываемому относительно продолжительными мышечными напряжениями значительной величины. В зависимости от режима работы мышц выделяют статическую и динамическую силовую выносливость. Динамическая силовая выносливость характерна для циклической и ациклической деятельности, а статическая силовая выносливость типична для деятельности, связанной с удержанием рабочего напряжения в определенной позе. Например, при упоре рук в стороны на кольцах или удержании руки при стрельбе из пистолета проявляется статическая выносливость, а при многократном отжимании в упоре лежа, приседании со штангой, вес которой равен 20—50% от максимальных силовых возможностей человека, сказывается динамическая выносливость.

Силовая ловкость проявляется там, где есть сменный характер режима работы мышц, меняющиеся и непредвиденные ситуации деятельности (регби, борьба, хоккей с мячом и др.). Ее можно определить как «способность точно дифференцировать мышечные усилия различной величины в условиях непредвиденных ситуаций и смешанных режимов работы мышц»[37,69] .

В физическом воспитании и на спортивной тренировке для оценки степени развития собственно силовых способностей различают абсолютную и относительную силу. Абсолютная сила — это максимальная сила, проявляемая человеком в каком-либо движении, независимо от массы его тела. Относительная сила — это сила, проявляемая человеком в пересчете на 1 кг собственного веса. Она выражается отношением максимальной силы к массе тела человека. В двигательных действиях, где приходится перемещать собственное тело, относительная сила имеет большое значение. В движениях, где есть небольшое внешнее сопротивление, абсолютная сила не имеет значения, если сопротивление значительно — она приобретает существенную роль и связана с максимумом взрывного усилия.

Результаты исследований позволяют утверждать, что уровень абсолютной силы человека в большей степени обусловлен факторами среды (тренировка, самостоятельные занятия и др.). В то же время показатели относительной силы в большей мере испытывают на себе влияние генотипа. Скоростно-силовые способности примерно в равной мере зависят как от наследственных, так и от средовых факторов. Статическая силовая выносливость определяется в большей мере генетическими условиями, а динамическая силовая выносливость зависит от взаимных (примерно равных) влияний генотипа и среды.

Самыми благоприятными периодами развития силы у мальчиков и юношей считается возраст от 13 — 14 до 17 — 18 лет, а у девочек и девушек от 11 — 12 до 15 — 16 лет, чему в немалой степени соответствует доля мышечной массы к общей массе тела (к 10— 11 годам она составляет примерно 23%, к 14 — 15 годам — 33%, а к 17 — 18 годам — 45%). Наиболее значительные темпы возрастания относительной силы различных мышечных групп наблюдаются в младшем школьном возрасте, особенно у детей от 9 до 11 лет. Следует отметить, что в указанные отрезки времени силовые способности в наибольшей степени поддаются целенаправленным воздействиям. При развитии силы следует учитывать морфофункциональные возможности растущего организма.

1.2 Структурная организация нервно-мышечной системы

Нервно-мышечный аппарат представляет собой функционально связанный комплекс мышц и образований нервной системы: мотонейронов и их аксонов[41]. Мотонейрон, его аксон и группа мышечных волокон, которые иннервируется данным аксоном являются структурным элементом нервно-мышечного аппарата - двигательной единицей и используется как основное понятие в миологии.

Мышечные волокна, относящиеся к одной двигательной единице, действуют по принципу «всё или ничего», когда вследствие импульса, превышающего определённый порог чувствительности, провоцирует сокращение всех двигательных волокон входящих в состав двигательной единицы.

Функционально двигательные единицы различаются между собой, что обусловлено морфологическим и гистохимическим полиморфизмом. Все мышечные элементы одной двигательной единицы одинаково окрашиваются гистохимическими реактивами. По гистохимической реакции выделяют два типа волокон: I и II. На основании этого определены два основных типа двигательных единиц.

Двигательные единицы I типа (медленные двигательные единицы) включают в свою структуру «медленный» мотонейрон, «медленный» аксон, «медленные» мышечные волокна. Медленные мотонейроны — малые по величине (альфа-малые мотонейроны) — имеют высокую возбудимость, низкую частоту генерации импульса, высокую выносливость, менее утомляемы. Обмен в них преимущественно аэробный. Аксон этих клеток тонкий, слабо миелинизирован, и скорость проведения возбуждения по нему невелика, но в отличие от толстых аксонов он более возбудим при непрямой электрической стимуляции. Медленные мышечные волокна, состоят из не большого количества миофибрилл и поэтому развивают меньшее усилие, однако они относительно более выносливы и могут длительное время давать стабильную импульсацию. Такие мышечные клетки имеют богатую сеть капилляров, что обеспечивает высокую степень окисления. В целом, медленные двигательные единицы обеспечивают длительное (тоническое) напряжение мышцы.

Двигательные единицы II типа (быстрые двигательные единицы) состоят из "быстрых" элементов. Быстрые мотонейроны - более крупные по величине, но менее возбудимы, могут давать высокую частоту импульсации. В клетках преобладает анаэробный обмен. Они имеют толстый аксон с хорошо развитым слоем миелина, что обеспечивает высокую скорость проведения импульса. Быстрые мышечные волокна более толстые, обладают мощной лактацидной анаэробной системой энергообеспечения. Они способны развивать достаточно большое усилие за короткий период времени, но быстро утомляются. Быстрые двигательные единицы обеспечивают мощное быстрое (фазическое) напряжение.

Среди быстрых двигательных единиц выделяют два подтипа: 2А — медленно утомляемый и 2В — быстро утомляемый. Эти подтипы двигательных единиц различаются порогом возбуждения, частотным диапазоном импульсации, а также особенностями обмена.

Площадь и количество двигательных единиц зависят от размеров мышцы и выполняемой функции. Один мышечный пучок может содержать в себе волокна от разных двигательных единиц.

Мышечные волокна I и II типа располагаются мозаично по всему поперечнику мышцы, рядом может лежать не более 2-3 мышечных волокон одного гистохимического типа. Таким образом, в области одного пучка представлены мышечные волокна разных двигательных единиц.

Мак-Комас А.Дж. (2001) указывает на возможность определения количества двигательных единиц в мышце при помощи регистрации М-ответа.

При достижении мотонейрона волна антидромного возбуждения вызывает активность в самом чувствительном его месте — аксональном холмике. Благодаря особенностям строения мембраны аксональный холмик имеет минимальный порог возбуждения, но он также вариабелен для данного пула мотонейронов. К антидромному возбуждению более склонны крупные (фазические) мотонейроны. Теоретически считалось, что только они способны к антидромному ответу, При проведении опытов с блокированием быстрых аксонов было показано, что антидромный ответ возникает и в малых мотонейронах с медленно проводящими аксонами.