Что такое абсолютная сила мышц человека. Понятие о мышечной силе. Объем и сила мышц: почему некоторые люди – сильнее, а некоторые – объемнее

Почему размер и сила мышц — не одно и то же

Как понять, чего именно вы хотите добиться, и какой тип тренировок для этого выбрать.

Наверное, не раз вы замечали в тренажёрном зале такую картину: накаченный бодибилдер — настоящая гора мускулов — приседает с тяжёлой штангой и прямо-таки еле встаёт. А на других стойках упражнение с тем же весом выполняет атлет без ярко выраженных мышц, причём делает это без особого напряжения. Разбираемся, почему так происходит.

От чего зависит сила, кроме размера мышц

Чем объёмнее мышца, тем толще её волокна и тем больше силы она способна произвести во время сокращения. Поэтому бодибилдеры сильнее нетренированных людей. Но в то же время они слабее атлетов силового спорта, у которых столько же или меньше мышечной массы. А значит, помимо объёма мышечных волокон, есть и другие факторы, влияющие на производство силы.

Работа нервной системы

Чтобы мышца начала сокращаться, мозг должен подать сигнал. Электрический импульс выйдет из моторной коры, доберётся до спинного мозга, а оттуда по волокнам моторных нейронов дойдёт до мышцы и заставит её волокна работать.

Чем больше волокон в мышце сократится, тем больше силы человек сможет произвести. Большинство нетренированных людей не могут по своей воле напрячь все 100% волокон. Даже при самом большом усилии работать будут только около 90%.

Силовые тренировки увеличивают способность нервной системы возбуждать больше мышечных волокон. При этом работают только действительно тяжёлые нагрузки — с 80% от максимально возможного веса. Исследование Why strength depends on more than muscle показало, что три недели тренировок с 80% от одноповторного максимума (1ПМ) увеличивают вовлечение мышечных волокон на 2,35%, тогда как занятия с лёгкими весами — 30% от 1ПМ, дают незначительный эффект — всего 0,15%.

Более того, упражнения с тяжёлыми весами в целом увеличивают эффективность работы мышц.

Жёсткость сухожилий

Когда мышца сокращается, энергия передаётся сухожилию — плотной соединительной ткани, за счёт которой мышцы крепятся к костям и двигают суставы. Если сухожилие очень жёсткое, оно не даст мышце стать короче до того, как изменится угол сгиба сустава. В таком случае сокращение мышцы и движение в суставе происходят одновременно.

Если сухожилие не жёсткое, во время сокращения мышца укорачивается быстрее, чем меняется угол сгиба. Сухожилие удлиняется и позволяет мышце стать короче до того, как конечность согнётся в суставе. Это увеличивает скорость сокращения, но снижает силу.

Силовые тренировки увеличивают Human tendon adaptation in response to mechanical loading: a systematic review and meta-analysis of exercise intervention studies on healthy adults жёсткость сухожилий, притом работа с большими весами — до 90% от одноповторного максимума — даёт лучшие результаты.

Способность активировать нужные мышцы

Все мышцы в нашем теле взаимосвязаны. Например, в сгибании плечевого сустава участвует бицепс, а в его разгибании — трицепс. Прямая мышца отвечает за сгибание тазобедренного сустава, а ягодичные — за разгибание. Мышцы с таким противоположным действием называются антагонистами.

Чтобы сила во время движения была максимальной, работающие мышцы (агонисты) должны напрячься, а противоположные по назначению (антагонисты) — расслабиться, иначе они будут мешать. Многократное повторение одних и тех же движений улучшает координацию и способность напрягать и расслаблять нужные мышцы.

Поэтому тренировки на силу довольно однообразны: атлеты совершенствуют навыки в одном движении и исполняют его всё лучше и лучше.

Бодибилдеры, наоборот, часто меняют упражнения, углы сгибания суставов и тренажёры, чтобы мышцы не привыкали, а организм постоянно испытывал стресс, необходимый для их роста.

Кроме того, во время сложных многосуставных движений, помимо агонистов, включаются и другие мышцы — синергисты, которые увеличивают стабильность и помогают производить больше силы. Например, во время приседаний основную работу выполняют мышцы ног, но при этом также подключается пресс. Без его сильных мышц результаты в приседании будут гораздо скромнее.

Поэтому, чтобы быть сильным, нужно прорабатывать все мышцы тела, участвующие в конкретном движении. Например, у бодибилдеров, работающих только на массу, часто довольно развиты грудь, плечи и руки, а вот мышцам кора они уделяют меньше внимания. Атлеты силового спорта, наоборот, имеют развитые мышцы-разгибатели спины, мышцы кора, ягодицы — они увеличивают стабильность тела и помогают развивать больше силы во время движений.

Как наращивать силу, а как — размер мышц

От двух до пяти повторений в подходе обеспечивают максимальный прирост в силе.

Выбирайте многосуставные движения, в идеале — те, в которых вам необходимо проявлять силу. То есть если вы хотите установить рекорд в приседе — приседайте, если вам по работе надо переносить или толкать тяжести — делайте это в тренажёрном зале: переворачивайте покрышку, толкайте сани, выполняйте проходку фермера с гирями.

Ваше тело учится выполнять движение максимально эффективно: напрягать меньше мышечных волокон, расслаблять мышцы-антагонисты и задействовать синергисты. Это даст гораздо лучший эффект, чем выполнение изолированных упражнений на те же группы мышц.

Выбирайте разные упражнения и пробуйте новые методы выполнения уже знакомых движений: другой тренажёр, диапазон движения в суставе, угол сгиба. Всё это стимулирует рост мышц.

Что выбрать: тренировки на силу или на рост мышц

Если у вас нет конкретной цели и вы не знаете, как именно заниматься и что развивать, ознакомьтесь с основными особенностями тренировок на силу и гипертрофию.

Тренировки, направленные на рост мышц, обеспечат вам великолепное тело, если вы, конечно, правильно подберёте программу и наладите питание. Вот что нужно о них знать:

• Поскольку вы будете работать с небольшими весами, тренировки относительно безопасны для суставов, подходят для людей любого возраста и физического развития.
• Вы будете часто менять упражнения и способы их исполнения, пробовать новые методы тренировок. Это особенно важно для тех, кому быстро всё надоедает.
• Поскольку для роста мышц необходим большой тренировочный объём, вам придётся провести в зале немало времени.

Если же ваша профессиональная или спортивная деятельность связана с серьёзными физическим нагрузками, делайте выбор в пользу тренировок на силу. С их помощью вы увеличите объём мышц, хоть и не так значительно, а также научитесь двигаться более эффективно и меньше уставать. Вот чем отличаются эти тренировки:

• Вам не придётся выполнять столько упражнений, как в тренировке на гипертрофию, да и сами подходы будут короче из-за небольшого количества повторений.
• Вы будете в основном чередовать рабочие веса — список упражнений будет меняться незначительно.
• Нагрузка на суставы повысится, нужно будет много времени уделять освоению техники и разминке, чтобы избежать травм. В идеале на развитие силы надо тренироваться под руководством инструктора, особенно на первых порах, пока вы не знакомы с техникой.

Если у вас нет конкретной цели, можно создать смешанную программу и чередовать тренировки на силу и гипертрофию. В таком случае вы получите все преимущества и снизите риск травм.

Зависит ли сила от размера мышц?

Культуристы и бодибилдеры с первого взгляда выглядят более сильными, чем остальные спортсмены, ежедневно выполняющие силовые тренировки. Но это впечатление зачастую обманчиво. Сила мышц человека зависит от многих факторов. Причем объем мышечной массы играет далеко не ведущую роль в этом вопросе. Но корреляция между размером и силой все же существует.

Зависимость силы от размера мышц

В школьном курсе анатомии проходят закономерность – сила мышцы зависит от ее толщины (площади поперечного сечения). Но по факту, это утверждение сильно упрощено. Рост мышц в объеме отвечает приблизительно за 50% прироста силы. Прирост силы относительно объема определяется видом мышечной гипертрофии.

Виды мышечной гипертрофии

Выделяется два типа мышечного роста (гипертрофии):

• миофибриллярный. Именно благодаря этому типу роста увеличивается сила и мощность. Эта гипертрофия присуща быстрым (белым) волокнам, способна генерировать максимальное количество энергии на короткий промежуток времени. Эффективна в таких дисциплинах как пауэрлифтинг, тяжелая атлетика и армрестлинг;
• саркоплазматический. Создает объемный мышечный рельеф. Такой рост характерен для медленных (красных) волокон, создает небольшое количество энергии, но на длительный срок (выносливость). Используется преимущественно в бодибилдинге.

Оба типа гипертрофии не существуют по отдельности. Если преобладает один тип, второй тоже развивается, но в меньшей степени. Сила увеличивается вне зависимости от типа гипертрофии, только с различной интенсивностью.

Исследования корреляции силы и размера мышц

На основании нескольких исследований, прослеживаются следующие закономерности:

Исследования доказывают, что в течение первых 1.5-2 месяцев с начала нагрузок мышечная масса практически не меняется, в то время как сила начинает возрастать уже с первой тренировки. Этот факт объясняет, почему в исследовании у нетренированных людей прослеживалась такая слабая связь между приростом силы и мышечной массы.

Корреляция между силой и объемом легче прослеживается у каждого человека в отдельности, чем для нескольких людей. Объясняется это тем, что накопление силы – не только наращивание мускулатуры, на нее влияет еще несколько параметров.

Что еще влияет на силу

Помимо размера мышц на уровень силы оказывают влияние следующие параметры:

• толщина сухожилия – показатель генетический. Мышечная сила будет увеличиваться, пока сухожилие способно выдержать нагрузку. Сухожилия возможно лишь несущественно укрепить тренировками;
• соотношение красных и белых волокон – генетический показатель. Белые (быстрые) волокна отвечают за взрывную кратковременную силу, красные (медленные) за длительность и выносливость;
• эластичность мышц – чем существеннее разница между растяжением мышцы и ее сокращением, тем большую силу они могут выработать. При регулярных занятиях растяжкой, можно увеличить мышечную эластичность;
• место крепления сухожилия – генетический показатель. Чем дальше мышца прикреплена от сустава, тем больший вес возможно поднять;
• количество мышечных волокон – генетический показатель, не поддается изменению;
• психоэмоциональное состояние – чем сильнее эмоциональное возбуждение, тем «громче» сигнал от мозга мышцам. В возбужденном состоянии мышцы сокращаются интенсивнее, это повышает силу;
• иннервация мышц. Сигнал мозга к мышечным волокнам идет по мотонейронам (двигательным нервам), заставляя их сокращаться. Чем больше мотонейронов подходит к мышце, тем больше двигательных единиц можно задействовать. При регулярных тренировках, мотонейроны оплетают мышцы плотной сетью.

Еще мышечная сила зависит от пола (за счет тестостерона мужчины сильнее женщин) и возраста (самого быстрого результата можно добиться в промежутке 15-25 лет). Генетическая предрасположенность также оказывает большое влияние на максимально возможный уровень силы.

Несмотря на гендерные различия и врожденные физические возможности каждый, поставив перед собой цель, способен добиться существенных результатов.

Всё интересное о массе и силе мышц

Наверняка многие из вас наблюдали картину, когда в зал приходит какой-то дрищ, и делает приседания со штангой весом под 200 кг (а то и более). А вы весь такой мускулистый и здоровый, бедра размером с туловище этого дрища, но только что закончили приседать с весом в половину этого, у вас болят колени, ломит поясницу и самолюбие. Затем вы рыдаете в туалете, обещаете себе никогда не приходить в тренажерный зал, создаете группу «Спортивные советы», и начинаете писать глупые статейки. Так как так, мышц нет, а сила есть?

Все прекрасно знают, что чем толще мышцы (площадь поперечного сечения), тем больше сила. Но это не совсем так.

Возьмем среднего мужчину весом в 80 кг. Если это не тренированный мужчина, то около 40% (32 кг) это его мышцы. Несомненно, генетика здесь играет большую роль, но в среднем за 10 лет тренировок (внатурашку) можно увеличить мышечную массу на 50% (+16 кг). Как правило, около 7-8 кг можно получить в первый год тренировок, 2-3 за следующие пару лет, остальное будет даваться всё тяжелее и тяжелее.

Что же происходит с силой? Если вы в начале своего пути на Олимпию приседали с весом около 50 кг, то вполне сможете дойти до 150-200 кг за эти же 10 лет. То есть мышцы выросли на 50%, а сила может вырасти при этом в 2-4 раза. Здесь уже от разных мышц зависит. К примеру, сила бицепса может вырасти всего в 2 раза. Но один хрен, получается, что сила растет быстрее мышц в 4-8 раз.

Исследования подтверждают, чем больше размер мышцы, тем большей силой оно обладает [1]. Но это не является ключевым фактором. Если абсолютная сила мышц стремится к росту при бОльшем объеме мышечных волокон, то относительная сила (сила в отношении с размером) будет наоборот снижаться. Есть формула для определения удельной силы, которая равна максимальной силе, деленной на площадь поперечного сечения.

Удельная сила в значительной мере зависит от типа мышечных волокон. По средним показателям, удельная сила мышечных волокон лифтеров на 62% больше, нежели у бодибилдеров. Кроме того, вы удивитесь, но мышечные волокна билдеров на 41% слабее, чем у нетренированных людей. Да-да, именно ты сильнее, чем все эти качки-педики! Но речь идет из расчета на площадь поперечного сечения, то есть на квадратный сантиметр толщины, у них мышцы слабее, чем у тебя, но за счет общего объема мышц, они, естественно, сильнее в целом [2].

Самые сильные мышечные волокна в 3 раза сильнее самых слабых, но той же толщины – разница огромная [1]. Например, ваша нога (состоящая из одного типа мышечных волокон) размером с мою руку (состоящей из другого типа мышечных волокон), может быть сильнее в 3 раза. Утрирую, конечно, но суть, думаю, поняли.

Таким образом, чем больше увеличивается размер мышц, тем больше снижается сила относительно их толщины. Соответственно, если мышца в толщине увеличится в 2 раза, то ее сила вырастет лишь на 41%.

Поэтому в данном случае, рост силы лучше связывать не с площадью поперечного сечения мышцы, а с диаметром мышечного волокна (вопреки учебнику биологии).

Итак, повторим, с ростом объема мышц, неизбежно растет сила, но рост площади поперечного сечения обгоняет рост силы.

Просто для примера, в одном исследовании за 12 недель тренировок, площадь поперечного сечения (ППС) у людей выросла примерно на 30%, но удельная сила при этом не изменилась (то есть можно считать, что удельная сила тоже увеличилась примерно на 30%) [3]. В другом исследовании ППС увеличилась на 28-45%, удельная сила также не изменилась [4].

В то же время, есть исследования, которые показывают, что удельная сила может увеличиваться без увеличения объема мышц [5,6].

Но в этих 4-х исследованиях, сила росла в сравнении с диаметром, а в сравнении с ППС, сила росла только, если мышцы не росли.

Идем далее. Одним из важных факторов является такой генетический момент, как место крепления мышц и длина конечностей. Все мы прекрасно знаем, чем больше рычаг, тем легче будет поднять вес. То есть чем дальше мышца крепится от сустава, и чем короче будет конечность, тем бОльший вес можно поднять.

К примеру, разница в силе в зависимости от места прикрепления мышц в коленном суставе может составлять 16-25% у разных людей [7]. При этом, с ростом мышц увеличивается и момент силы, так как меняется «угол атаки», этим отчасти объясняется то, что сила растет быстрее объема.

Если кому интересно, в следующем исследовании можете посмотреть картинки, наглядно объясняющие, как с ростом толщины мышцы меняется угол приложения усилий, отсюда двигать более объемными мышцами становится легче [8]. Пример рисунка ниже.

Кроме того, есть такой фактор, как способность центральной нервной системы сокращать определенное количество мышечных волокон, расслабляя противоположные волокна. Казалось бы, причем тут противоположные мышцы? А как вы сможете поднять максимальный вес на бицепс, если у вас напряжен трицепс, сила которого направлена в противоположную сторону?

Исследования показывают, что, к примеру, при помощи электростимуляции, то есть принудительно, мы можем добиться бОльшего сокращения мышц [9]. Был сделан вывод о том, что некоторые люди и правда смогут значительно увеличить силу, развив у себя связь «мозг-мышцы», но для большинства людей это не столь значительно. Может быть потому, что мозгов нет.

По некоторым данным, объем мышц отвечает примерно за 50% силы [10]. Еще 10-20% силы это крепления мышц, длина рычагов и прочее. Где же еще 30-40%?

Чем больше мы тренируемся, тем больше улучшается качество соединительной ткани, которая передает усилие от мышцы к костям. До 80% силы мышцы передается окружающим тканям (сухожилиям), увеличивая общую передаваемую силу от мышц к скелету [11]. Сила всей мышцы при тренировках растет лучше, чем сила суммы всех мышечных волокон [12]. Потому как соединительная ткань крепится к целой мышце, а не к отдельным волокнам.

Далее идет антропометрия – особенности строения тела. По некоторым наблюдениям, литеры, у которых более длинная голень и короткое бедро, способны приседать с бОльшим весом [13]. Такая же ситуация с диной плеча в жиме штанги лежа.

Вот, наконец-то мы и добрались до такого фактора, как специфичность тренировок. Давно известно, что растет то, что тренируем. Наглядным примером того является исследование [14], где 3 группы людей тренировались либо с 30% весом 3 подхода до отказа, либо с 80% весом, где всего один подход до отказа, либо 80% и 3 подхода до отказа. Соответственно, сила больше всего выросла в 3 группе. Однако когда у испытуемых решили проверить кто больше раз поднимет 30% веса, то первая группа «нагнула» третью. Плюс к этому, у них решили проверить статическую силу, и она оказалась одинаковой во всех группах, т.к. они все одинаково ее не тренировали.

Чем опытнее мы становимся, чем правильнее техника, тем лучше растет сила. При этом, многосуставные упражнения, задействующие большие мышечные группы дают больший эффект. С ростом общего количества повторений уменьшается доля ошибок в упражнении [15].

Так какая все-таки взаимосвязь между ростом силы и объемом мышц?

Если проанализировать несколько исследований [16,17,18,19], можно сделать следующие выводы:

– у нетренированных людей рост массы и силы слабо связан;

– чем опытнее люди, тем более отчетливая связь между ростом силы и объема;

– у элитных спортсменов с большим опытом, рост объема мышц дает 65-90% прибавки в силе [20].

В начале тренировок, сила растет гораздо быстрее, чем масса [12]. Многие могли заметить это на своем опыте. Когда первые 4-6 недель тренировок мышцы какими были, такими и остались, а вот сила увеличивалась с каждой тренировкой. Как только начинается рост мышц, сила в по отношению к площади начинает значительно снижаться.

– рост силы обусловлен множеством факторов, таких как разница в количестве и типе мышечных волокон, место прикрепления мышц, длина рычагов (конечностей), способности ЦНС, качество соединительной ткани, специфичность тренировок и прочее;

– удельная сила мышечных волокон лифтеров примерно на 62% больше, чем у билдеров (из-за разницы в тренировках);

– сила одного и того же объема разных типов мышечных волокон может различаться в 3 раза;

– удельная сила (на квадратный сантиметр поперечного сечения) не всегда растет с тренировками, ибо площадь растет быстрее, чем сила;

– короче говоря, если вы тренируетесь «на массу», вы становитесь сильнее только за счет общего объема мышц. Если же вы тренируетесь «на силу», то вы можете ее увеличить без значительного роста массы. Кстати, именно поэтому всяким дрищам, турникменам и кроссфитерам легче работать с собственным весом, ибо они могут быть сильнее в соотношении с собственной «массой», хотя в целом, качки сильнее.

Тема не простая, но довольно интересная! Определились чего хотите от тренировок именно вы?

Источники:

http://lifehacker.ru/razmer-i-sila-myshc/
http://muskul.pro/secret-theory/zavisit-li-sila-ot-razmera-myshts
http://pikabu.ru/story/vsyo_interesnoe_o_masse_i_sile_myishts_6442927