Бордюг А.О. Влияние темпа выполнения упражнений на развитие взрывной силы // Science Time. 2021. № 11(95). С. 10-16.

Статья: Бордюг А.О. 2021-11.pdf

Полный выпуск: Science Time. Выпуск № 11 (2021).pdf

ВЛИЯНИЕ ТЕМПА ВЫПОЛНЕНИЯ УПРАЖНЕНИЙ
НА РАЗВИТИЕ ВЗРЫВНОЙ СИЛЫ

Бордюг Александр Олегович,

тренер по скоростно-силовой подготовке,

Национальный университет физического воспитания и

спорта Украины, г. Киев, Украина

E-mail: alexanderbordyug01@gmail.com

Цель: исследовать влияние различных темпов выполнения упражнений на развитие взрывной силы у спортсменов с учётом биомеханических, физиологических и нейромышечных аспектов.

Метод: 8‑недельное экспериментальное исследование с участием 30 спортсменов, разделённых на три группы, с использованием электромиографии (ЭМГ), кинематического анализа и функциональных тестов.

Результат: установлено, что сочетание медленной эксцентрической фазы (3–4 сек) и взрывной концентрической фазы (<1 сек) повышает мощность движений на 15–20% (p < 0.05) и увеличивает активацию быстрых мышечных волокон на 18%.

Выводы: оптимизация темповых режимов выполнения упражнений является ключевым фактором для развития взрывной силы, особенно в видах спорта, где критичны быстрый старт и ускорение.

Ключевые слова: взрывная сила, темп выполнения упражнений, эксцентрическая фаза, концентрическая фаза, нейромышечная адаптация, электромиография.

Введение

Актуальность темы.

Взрывная сила (ВС) являет собой один из основных  показателей спортивной подготовки, определяя способность мышц генерировать максимальное усилие за минимальное время. Этот параметр критичен для спортсменов, занимающихся спринтом, тяжёлой атлетикой, единоборствами и игровыми видами спорта, где каждая доля секунды может сыграть решающую роль. Несмотря на обширные исследования по влиянию нагрузки, объёма тренировок и техники выполнения упражнений, оптимизация темповых режимов (соотношения времени эксцентрической и концентрической фаз) остаётся недостаточно изученной проблемой.

Исторический контекст.

Изучение влияния времени под нагрузкой (Time Under Tension, TUT) началось ещё в 1980‑х годах, когда первые работы Хартманна и Тюннемана выявили связь между длительностью работы мышцы и гипертрофией. Однако до 2010‑х годов акцент делался преимущественно на увеличение мышечной массы, тогда как вопросы, связанные с развитием взрывной силы через оптимизацию темпа выполнения упражнений, получили второстепенное внимание. Современные исследования, в том числе метаанализы, подтверждают, что правильно подобранный темп не только улучшает функциональные характеристики мышцы, но и влияет на нейромышечную адаптацию [1, с. 45; 2].

Проблема исследования.

Несмотря на значительный прогресс в изучении тренировочных нагрузок, остаются нерешёнными следующие вопросы:

• Какой диапазон длительности эксцентрической фазы оптимален для максимальной активации быстрых мышечных волокон?
• Существует ли пороговая длительность концентрической фазы, после которой наблюдается снижение мощности движений?
• Как изменение темпа влияет на синхронизацию работы центральной нервной системы и мышечных единиц?

Цель работы.

Основной целью исследования является разработка научно обоснованных рекомендаций по выбору темповых режимов для максимизации взрывной силы. Это включает:

• Анализ физиологических механизмов рекрутирования мышечных волокон;
• Изучение биомеханических закономерностей движения;
• Оценку риска перетренированности и травматизма, связанного с неправильным подбором темпа.

Гипотеза исследования.

Предполагается, что сочетание медленной эксцентрической фазы (3–4 сек) с последующей взрывной концентрической фазой (<1 сек) оптимизирует развитие взрывной силы за счёт увеличения времени под нагрузкой и повышения нейромышечной синхронизации.

Теоретические основы

1. Физиология взрывной силы.
   • Мышечные волокна: Быстрые волокна (тип IIx) играют ключевую роль при выполнении высокоинтенсивных упражнений. Хотя их процентное содержание в мышцах определяется генетически, тренировки способны значительно улучшить эффективность их рекрутирования [2, с. 78].
   • Центральная нервная система: Высокая частота импульсации мотонейронов (более 50 Гц) и синхронизация двигательных единиц способствуют быстрому нарастанию силы, что особенно важно для взрывных движений [3, с. 112].
   • Энергетические системы: Анаэробная алактатная система, особенно использование креатинфосфата, позволяет достичь максимальной мощности за короткие промежутки времени (до 10-15 сек), что является критичным для взрывных усилий [4, с. 89].
2. Биомеханика темпа выполнения упражнений.
   Темп упражнения характеризуется соотношением времени эксцентрической и концентрической фаз, что можно выразить формулой:

​​ 

Темп = t экс / t конц,

где:

t экс ​ – время эксцентрической фазы,

​t конц – время концентрической фазы.

Примеры:

1. • Медленный темп (4-0-2): Увеличение TUT стимулирует гипертрофию за счёт длительного воздействия нагрузки на мышцы.
   • Взрывной темп (1-0-X): Минимизация времени концентрической фазы способствует быстрой активации высокопороговых двигательных единиц, что оптимизирует мощность движений [5, с. 56].

Кроме того, механическая мощность, являющаяся ключевым показателем эффективности тренировки, рассчитывается по следующей формуле:

P = F * v

где:

F – сила,

v – скорость движения.

Таким образом, замедленная эксцентрическая фаза увеличивает силу F, а взрывная концентрическая фаза – скорость , что в совокупности максимизирует мощность P [6, с. 102].

1. Методология исследования

1.1 Участники

В исследовании приняли участие 30 спортсменов (возраст 18–25 лет) с опытом тренировок не менее 3–5 лет. Все участники не имели травм опорно-двигательного аппарата за последние 6 месяцев. Выборка была разделена на три равные группы (n = 10):

• Группа A: Экспериментальный протокол с темпом 3‑0‑X
  (3 секунды эксцентрической фазы, отсутствие паузы, взрывная концентрическая фаза – максимально быстрое выполнение).
• Группа B: Экспериментальный протокол с темпом 1‑0‑1
  (1 секунда эксцентрической фазы, отсутствие паузы, 1 секунда концентрической фазы).
• Группа C (Контрольная): Стандартный протокол с темпом 2‑0‑2
  (2 секунды эксцентрической фазы, отсутствие паузы, 2 секунды концентрической фазы).

1.2 Протокол тренировки

Эксперимент длился 8 недель, при проведении 4 тренировочных сессий в неделю. Программа включала следующие упражнения:

• Плиометрика:
  Прыжки в глубину с высоты 60 см и прыжки на тумбу для развития взрывной силы нижних конечностей.
• Тяжелоатлетические упражнения:
  Рывок с виса и приседания со штангой с нагрузкой 50–60% от 1ПМ для контроля техники и постепенного увеличения нагрузки.
• Баллистические упражнения:
  Броски медбола весом 5–8 кг с акцентом на скорость выполнения.

Нагрузка по группам:

• Группа A: 70–80% от 1ПМ, 4 подхода по 3–5 повторений (акцент на взрывной концентрической фазе).
• Группа B: 50–60% от 1ПМ, 3 подхода по 6–8 повторений (равномерный темп).
• Группа C: Стандартный протокол (темп 2‑0‑2).

1.3 Методы оценки

Для комплексного анализа применялись следующие методы:

• Электромиография (ЭМГ):
  Измерение активности мышц (например, m. vastus lateralis и m. gastrocnemius) с использованием системы Noraxon DTS (точность ±2 мВ) для оценки активации быстрых мышечных волокон.
• Кинематический анализ:
  3D-съёмка с камерами Qualisys (частота 240–500 Гц) для анализа углов в коленном и тазобедренном суставах и выявления биомеханических изменений.
• Функциональные тесты:
  • Вертикальный прыжок (Counter Movement Jump) для оценки взрывной силы нижних конечностей.
  • Рывок штанги (1ПМ) для определения изменений силовых показателей.
  • 10-метровый спринт для оценки стартовой скорости.

1.4 Статистический анализ

Данные анализировались с помощью SPSS 26.0. Применялись t-критерий Стьюдента и однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) для определения статистически значимых различий между группами. Уровень значимости установлен на p < 0.05.

2. Результаты

2.1 Функциональные показатели

Результаты функциональных тестов продемонстрировали следующие изменения по окончании эксперимента:

Таблица 1

Сравнение функциональных показателей между группами

2.2 ЭМГ-данные

Измерение активности быстрых мышечных волокон (тип IIx) выявило следующие изменения:

Таблица 2

Изменения активности быстрых мышечных волокон (тип IIx)

2.3 Корреляционный анализ

Был выявлен сильный положительный корреляционный коэффициент (r = 0.82, p < 0.01) между длительностью эксцентрической фазы и увеличением мощности движений в жиме штанги, что подчеркивает важность увеличения времени под нагрузкой для накопления эластической энергии.

3. Обсуждение

3.1 Анализ результатов

Результаты демонстрируют, что оптимизация темповых режимов существенно влияет на развитие взрывной силы. Группа A, использующая протокол с замедленной эксцентрической фазой (3 сек) и взрывной концентрической фазой (<1 сек), показала наиболее выраженные улучшения:

• Вертикальный прыжок увеличился на 12.5%
• Силовой показатель в рывке штанги вырос на 9.8%
• Стартовая скорость повысилась на 7.3%

Эти изменения сопровождаются значительным повышением активности быстрых мышечных волокон (+18%), что свидетельствует о более эффективной нейромышечной синхронизации.

3.2 Механизмы влияния темпа

Замедление эксцентрической фазы увеличивает время под нагрузкой (TUT), что ведёт к накоплению эластической энергии в мышцах и сухожилиях. Эта энергия затем используется в взрывной концентрической фазе для генерации большей мощности, согласно формуле:

P=F⋅v

где F – сила, а v – скорость движения. Взрывная концентрическая фаза (<1 сек) способствует быстрой активации высокопороговых двигательных единиц.

3.3 Сравнение с предыдущими исследованиями

Полученные результаты согласуются с данными ранее опубликованных исследований, в том числе с работами Cormie (2007), где увеличение длительности эксцентрической фазы способствовало повышению прыжковой высоты. Однако наблюдался пороговый эффект: эксцентрическая фаза свыше 4 сек может привести к снижению эффективности из-за метаболического истощения и утомления ЦНС.

4. Практические рекомендации

4.1 Тренировочные протоколы

Таблица 3

Тренировочные протоколы по группам

• Для спортсменов высокой квалификации (тяжелоатлеты, спринтеры):
  Рекомендуется использовать протокол с темпом 3‑0‑X, где акцент сделан на взрывной концентрической фазе, с нагрузкой 70–80% от 1ПМ.
• Для начинающих:
  Протокол с темпом 2‑0‑1 (или стандартный 2‑0‑2) с нагрузкой 50–60% от 1ПМ позволит избежать переутомления и снизить риск травм.
• Плиометрика и баллистические упражнения:
  Рекомендуется проводить 2–3 тренировки в неделю, выполняя 40–60 прыжков за сессию для развития нейромышечной координации и импульсных характеристик мышц.

4.2 Интеграция в микроцикл

• Дни силы: Основной упор на упражнения с замедленной эксцентрической фазой для накопления эластической энергии.
• Дни мощности: Включение баллистических и плиометрических упражнений с акцентом на взрывной концентрической фазе.

5. Заключение

Исследование показало, что оптимизация темповых режимов выполнения упражнений является ключевым фактором для развития взрывной силы. Сочетание медленной эксцентрической фазы (3–4 сек) и взрывной концентрической фазы (<1 сек) позволяет:

• Увеличить механическую мощность движений до 15–20% (p < 0.05).
• Повысить активацию быстрых мышечных волокон на 18%.

Полученные результаты могут быть интегрированы в тренировочные программы спортсменов различных уровней, особенно в дисциплинах, где важен быстрый старт и высокая динамика движений. Дальнейшие исследования должны быть направлены на:

• Анализ долгосрочных эффектов оптимизации темпа.
• Учёт индивидуальных особенностей состава мышечных волокон.
• Разработку персонализированных тренировочных программ с учётом генетических и физиологических различий.

Литература:

1. Сапаров Б.М. и др. Методика развития взрывной силы у тяжелоатлетов. Киев: Спорт, 2018.
2. Зациорский В.М. Биомеханика двигательной деятельности. Москва: Физкультура и спорт, 2020.
3. Верхошанский Ю.В. Основы специальной физической подготовки. Харьков: Олимп, 2015.
4. Корнев С.В. Физиологические основы взрывной силы. Москва: Медицина, 2019.
5. Дворкин Л.С. Тяжёлая атлетика в подготовке спортсменов. Киев: Здоровье, 2017.
6. Попов В.Б. Прыжковые упражнения в единоборствах. Москва: Боевые искусства, 2016.
7. Иванов П.А. Биомеханика скоростно-силовых качеств. Санкт-Петербург: Наука, 2019.
8. Smith J. Explosive Strength Training. Journal of Applied Physiology, 2020, vol. 45.
9. Johnson R. Neuromuscular Adaptations to Tempo. Sports Medicine, 2018.