У теплокровных животных напряжение мышц достигает максимума при частоте раздражения около 60 за 1 с, при этом напряжение мышцы в 4 раза больше, чем при одиночном раздражении. При прочих равных условиях напряжение мышц, или развиваемое усилие, есть функция двух переменных: ее физиологического' состояния и начальной длины.

Как известно из физиологии, при повышении (до определенного предела) нагрузки механическая работа, производимая мышцей, возрастает. При дальнейшем увеличении отягощения величина работы снижается и может достигнуть нуля.

Повышение возбудимости центральной нервной системы до оп­ределенного уровня благотворно сказывается на силе скелетных мышц. Состояние повышенного возбуждения неразрывно связано с эмоциональным возбуждением, вызывающим сложный комплекс вегетативных и соматических сдвигов. Эмоциональное возбуждение - ведет к большему освобождению адреналина, норадреналина, ацетилхолина и некоторых других физиологически активных веществ, которые стимулируют работоспособность мускулатуры. Влияние центральной нервной системы на функциональное состояние нервно-мышечного аппарата может осуществляться, при участии гуморальных механизмов.

При динамической работе максимальной интенсивности организм обеспечивается кислородом всего лишь, на 10%. Во время динамической и статической работы предельной интенсивности максимальный уровень работоспособности может быть достигнут при задержке дыхания и настуживании: это подтверждают как эксперименты, так и многолетний опыт тяжелоатлетов.

Гормональные воздействия на проявления силы мышц и работоспособность человека очень существенны. В свою очередь, мышечная работа изменяет «гормональное зеркало». Например, после средней и тяжелой тренировки содержание норадреналина в крови может увеличиться в два раза, значительно возрастает содержание гормона роста. Уровень кортизола повышается только после тяжелых тренировок, тогда как содержание инсулина уменьшается.

Гормоны коры надпочечников - кортикостероиды (или, как их еще называют, кортикоиды) - играют очень важную роль в регуляции различных функций. По своему химическому строению они относятся к стероидам. По физиологическому воздействию их делят на глюкокортикоиды, минералокортикоиды, андрогены, эстрогены, гестагены. В последние годы доказано, что на работоспособность человека, особенно существенно влияют глюкокортикоиды и андрогены.

Известно, что гормоны надпочечников ускоряют катаболизм - распад белков, Однако в печени синтез белков и нуклеиновых кислот усиливается. Глюкокортикоиды отзывают преимущественное воздействие на обмен углеводов; кроме того, они повышают возбудимость мозга. Минерзлокортикоиды тоже влияют на возбудимость мозга; малые дозы играют активизирующую роль, а большие, наоборот, угнетающую. Гидрокортизон вызывает уменьшение содержания внутриклеточной воды и натрия. Кортикостероиды влияют на передачу нервного импульса через синапс. Доказано, что эффект их действия, связан с увеличением проницаемости мышечной мембраны.

К андрогенам относится ряд гормонов, в том числе андростендион, 11-оксиандростендион и дегидроэпиандростерон. Большей активностью обладает андротендион, но и он в пять раз уступаетпо андрогенной активности тестостерону, который образуется половыми железами. Как известно, андрогены влияют на развитие половых органов и вторичные половые признаки, стимулируют анаболические процессы в скелетной мускулатуре, усиливают контрактивные (сократительные) свойства мышц, улучшают координацию движений. Они повышают также боевитость (т. е. агрессивность) спортсмена в борьбе за высокие спортивные достижения на состязаниях.

В последние годы в связи со значительным повышением тренировочных и соревновательных нагрузок спортсмены все чаще стали прибегать к помощи фармакологии для восстановления организма. Так, в ряде стран широко применяют андрогенные синтетические препараты, аналоги естественного мужского полового гормона тестостерона (такие, как нерабол, дианабол, ретаболил и др.) — препараты, обладающие анаболическим свойством, т. е. способствующие росту мышечной массы, а также более быстрому восстановлению организма после нагрузок. В ряде случаев при их приеме наблюдается резкое повышение спортивных достижений у спортсменов, которые в течение длительного времени: не прогрессировали.

Несмотря на положительное влияние андрогенных препаратов на рост спортивных результатов, их прием не рекомендуется: они далеко не безразличны для организма и их применение запрещено правилами соревнований. Препараты, обладающие андрогенными свойствами, при употребления в значительных дозах оказывают заместительное действие, подавляя выработку собственных соответствующих гормонов; они могут способствовать росту опухолей. Имеются и другие отрицательные стороны их воздействия на организм человека, известны даже случаи отравления спортсменов. С морально-этической стороны применение гормональных препаратов или их синтетических аналогов не может быть оправданным.

Выраженное анаботическое свойство имеют и некоторые препараты, не обладающие андрогенным действием и потому не влияющие отрицательно на половую сферу: 4-метилурацил, оротат калия, ионозин, карнитин, кобабамид и др.

В связи с тем, что упражнения со значительным отягощением оказывают специфическое влияние на обмен веществ, эффект тренировки в развитии силы во многом зависит от характера питания. Значительные мышечные сокращения могут продолжаться лишь несколько секунд, что вызывает относительно небольшие энергетические затраты. За 1,5—3-часовую тренировку атлет тратит энергию, эквивалентную 800—2000 ккал (И. И. Саксонов), т. е. организму не угрожает энергетическое истощение, если суточный рацион питания составляет 3500—4000 ккал. Спортсмен заканчивает тренировку значительно раньше, чем может наступить состояние, близкое к истощению.

В начальный период силовой тренировки атлета азотистый баланс (при средних общепринятых нормах белка в питании) бывает отрицательным. Повышение работоспособности спортсмена, как правило, связывают с положительным азотистым балансом.

Достаточный излишек белка и соответствующее тренировочное возбуждение - необходимые условия для гипертрофии мышц. Чтобы увеличить их силу, требуется более 1 г белка на 1 кг веса. Разумеется, кроме оптимального количества белка, необходимо также вводить в рацион для гарантированного роста силы мышц (при соответствующей тренировке) определенное количество жиров, углеводов, витаминов, минеральных солей, т. е. питание должно быть правильно сбалансированным.

В литературе достаточно хорошо освещена роль витаминов в жизнедеятельности организма человека, их значение в повышении работоспособности, в частности спортивной.

Сила мышц снижается после продолжительной интенсивной мышечной работы (это подтверждается данными О. Н. Крюкова и Я. А. Эголинского, которые проводили специальное исследование на 210 спортсменах). Исследования после действия бега на 1,3 и 5 км показали, что у большинства испытуемых с увеличением дистанции в большей степени снижается сила мышц. Было выявлено также, что проявления силы зависят как от длительности, так и от интенсивности характера совершаемой работы, а также от уровня тренированности (М. С. Хлыстов).