Полный текст

Введение Тяжелоатлетические упражнения являются сложнокоординационными скоростно-силовыми движениями, в которых одновременно сочетается максимальная работа мышц в разных режимах сокращения, а результат лимитируется функциональными особенностями нервно-мышечного аппарата [1, 2, 4]. Работа мышц при выполнении тяжелоатлетических упражнений, как и в других спортивных движениях, определяется биомеханическими [5, 7, 12-14, 23] и электрическими характеристиками [8-10, 16, 18, 20, 21, 24]. Согласно современным представлениям, показатели биомеханики двигательного акта и электромиографические характеристики ведущих мышц при его выполнении являются отражением различных аспектов процесса и могут быть использованы в качестве критерия оценки мышечных усилий и функционального состояния нервно-мышечного аппарата. На это указывают исследования, показывающие повышение электрической активности мышц при увеличении усилий [8, 9, 17, 18, 19, 22]. Следовательно, большой научный и практический интерес представляет исследование динамики параметров электрической активности мышц и силовых характеристик в разные фазы выполнения тяжелоатлетического рывка. Цель работы - выявить особенности динамики параметров электрической активности мышц и силовых характеристик в разные фазы выполнения тяжелоатлетического рывка. Материалы и методы Исследования проводились в Центре медико-биологических технологий Северо-Кавказского федерального научно-клинического центра Федерального медико-биологического агентства России в г. Кисловодске на горе Малое седло на высоте 1240 м в условиях учебно-тренировочных сборов спортсменов в Федеральном государственном унитарном предприятии «Юг спорт». В исследовании приняли участие 35 тяжелоатлетов мужчин квалификации МС, члены сборной команды Российской Федерации по тяжелой атлетике. Работа проводилась на аппаратно-программном комплексе видеоанализа, тензодинамометрии и электромиографии BTS Motion System (BTS Bioengineering, Италия) [6]. Для анализа техники тяжелоатлетического рывка была разработана программа для ЭВМ [11]. В исследовании использовалась фазовая структура тяжелоатлетического рывка по Л.С. Дворкину [3]. Исследование заключалось в регистрации и последующем анализе биомеханических (динамических, кинематических) и электромиографических показателей при выполнении спортсменами тяжелоатлетического рывка с интенсивностью 80 % от максимального веса непосредственно во время тренировочного занятия. Анализировалась фазовая структура тяжелоатлетического рывка и определялись биомеханические показатели в каждую фазу тяжелоатлетического упражнения: максимальное значение вертикальной составляющей усилия на опору (Fmax, кг) и максимальная скорость увеличения вертикальной составляющей усилия на опору (Jmax, кг/c) правой ногой. В каждую фазу определялись кинематические показатели: угол в правом тазобедренном и коленном суставах в граничный момент между фазами, амплитуда сгибания правого тазобедренного и правого коленного суставов, максимальная угловая скорость сгибания правого тазобедренного и коленного суставов. Электрическая активность мышц определялась по показателям средней и максимальной амплитуды, пиковой и медианной частоты суммарной электромиографии (ЭМГ) правой трапециевидной мышцы (musculus trapezius) - верхняя часть, правой четырёхглавой мышцы бедра (musculus quadriceps femoris): латеральная широкая мышца бедра - средняя часть, правая двуглавая мышца бедра (musculus biceps femoris): длинная головка - средняя часть, правая икроножная мышца (musculus gastrocnemius): латеральная головка - средняя часть. Исследование одобрено локальным этическим комитетом Северо-Кавказского федерального научно-клинического центра Федерального медико-биологического агентства России (протокол № 2 от 20.07.2020). В протоколе отмечено, что условия исследований соответствуют общепринятым нормам морали; соблюдаются требования этических и правовых норм, а также прав, интересов и личного достоинства участников исследований; исследования адекватны теме НИР; риск для субъектов исследования отсутствует; спортсмены информированы о целях, методах, ожидаемой пользе исследования и сопряженных с участием в исследовании риске и неудобствах. Статистическая обработка данных проводилась с помощью специализированной программы Statistica 13.0. Сравнение показателей биомеханических и ЭМГ-показателей в динамике по фазам тяжелоатлетического рывка проводилось с помощью непараметрического критерия Вилкоксона, в статье представлены только статистически значимые различия (p < 0,05). Результаты и обсуждение Динамика параметров электрической активности мышц и силовых характеристик представлена последовательно в каждую фазу тяжелоатлетического рывка, все описываемые параметры статистически достоверно различались между всеми фазами рывка (p < 0,05). Средние значения кинематических показателей тазобедренного и коленного суставов в каждую фазу тяжелоатлетического рывка представлены в таблице. Согласно фазовой структуре тяжелоатлетического рывка [3], первый период подъема штанги подразделяется на две фазы (рис. 1). Фаза тяга 1.1 начинается с момента возрастания вертикальной составляющей опорной реакции и длится до момента отделения штанги (МОШ) от помоста (рис. 1, а). При этом Fmax составила (109,4 ± 24,5) кг, а Jmax - 361,1 ± 164,6 (кг/с). Электрическая активность исследуемых мышц характеризуется наименьшими значениями средней и максимальной амплитуды ЭМГ (рис. 2) и средними показателями пиковой частоты (рис. 3). Медианная частота ЭМГ трапециевидной мышцы и двуглавой мышцы бедра была средней, а латеральной широкой мышцы бедра и особенно икроножной мышцы - высокой (рис. 4), что свидетельствует о процессе активного рекрутирования двигательных единиц (ДЕ). Фаза тяги 1.2 - предварительный разгон (рис. 1, б) начинается с МОШ до первого максимума разгибания ног в коленных суставах. Показатель Fmax немного нарастает, до 114,3 ± 23,9 кг, а Jmax значительно снижается - (193,1 ± 138,8) кг/с. Возрастает средняя и максимальная амплитуда и медианная частота ЭМГ (рис. 2 и 4), в то время как пиковая частота ЭМГ (см. рис. 3) за исключением икроножной мышцы не изменяется. Это свидетельствует о нарастающей, но еще не достигших максимальных величин силе и динамическом концентрическом режиме сокращения мышц. Средние значения кинематических показателей тазобедренного и коленного суставов в каждую фазу тяжелоатлетического рывка у высококвалифицированных мужчин-тяжелоатлетов № п/п Фазы/ Показатели Средние значения кинематических показателей правого тазобедренного сустава Средние значения кинематических показателей правого коленного сустава Угол в граничный момент между фазами*, ° Амплитуда сгибания, ° Максимальная угловая скорость сгибания, °/c Угол в граничный момент между фазами*, ° Амплитуда сгибания, ° Максимальная угловая скорость сгибания, °/c 1 Тяга 1.1 75,9 ± 33,3 11,9 ± 27,6 189,5 ± 368,7 88,4 ± 15,1 -13,4 ± 29,8 110,8 ± 88,4 2 Тяга 1.2 113,8 ± 24,8 36,3 ± 39,7 478,9 ± 702,3 147,5 ± 10,1 58,6 ± 13,1 221,8 ± 188,0 3 Подрыв 2.1 143,8 ± 19,3 30,0 ± 12,3 395,2 ± 87,04 138,2 ± 10,1 -9,4 ± 7,3 131,6 ± 88,1 4 Подрыв 2.2 177,1 ± 9,3 33,3 ± 20,8 448,3 ± 136,9 172,3 ± 8,8 34,1 ± 11,4 377,5 ± 115,5 5 Подсед 3.1 105,2 ± 17,8 -71,9 ± 22,0 542,6 ± 90,22 107,0 ± 13,7 -65,3 ± 16,8 531,6 ± 159,8 6 Подсед 3.2 80,4 ± 16,8 -24,7 ± 9,5 329,1 ± 123,7 75,6 ± 12,0 -31,4 ± 11,4 196,6 ± 122,6 7 Вставание 4 170,1 ± 13,7 89,7 ± 15,7 191,2 ± 136,6 174,4 ± 9,1 98,8 ± 16,9 165,2 ± 27,5 Примечание: *Граничный момент между фазами движения, например, в строке фаза 1.1 - угол сгибания/разгибания в суставе в момент времени между фазами 1.1 и 1.2, для остальных моментов времени - аналогично. а б Рис. 1. Начало фаз тяга 1.1 (а) и тяга 1.2А (б) Второй период тяжелоатлетического рывка включает фазы амортизации и финального разгона. Фаза 2.1 амортизации (рис. 5, а) продолжается до максимального сгибания ног в коленных суставах. Показатель Fmax нарастает почти до максимальных значений - (120,0 ± 38,1) кг, увеличивается Jmax - (687,8 ± 439,7) кг/с. По биомеханическим динамическим характеристикам в эту фазу проявляется максимальная мощность. По характеристикам ЭМГ: средняя амплитуда всех изучаемых мышц, кроме трапециевидной, самая высокая; максимальная амплитуда по сравнению с предыдущей фазой практически не изменилась (см. рис. 2); увеличиваются показатели пиковой частоты, особенно икроножной мышцы; увеличиваются показатели медианной частоты мышц, кроме латеральной широкой мышцы бедра (см. рис. 3 и 4), т.е. отмечается максимальное напряжение и высокая частота импульсации ДЕ мышц-разгибателей. Рис. 2. Показатели максимальной амплитуды ЭМГ мышц тяжелоатлетов мужчин в разные фазы выполнения рывка (фазы 1.1 - тяга 1.1, 1.2 - тяга 1.2, 2.1 - подрыв 2.1, 2.2 - подрыв 2.2, 3.1 - подсед 3.1, 3.2 - подсед 3.2, 4 - вставание после подседа 4) Рис. 3. Показатели пиковой частоты ЭМГ мышц тяжелоатлетов мужчин в разные фазы выполнения рывка (фазы 1.1 - тяга 1.1, 1.2 - тяга 1.2, 2.1 - подрыв 2.1, 2.2 - подрыв 2.2, 3.1 - подсед 3.1, 3.2 - подсед 3.2, 4 - вставание после подседа 4) Рис. 4. Показатели медианной частоты ЭМГ мышц тяжелоатлетов мужчин в разные фазы выполнения рывка (фазы 1.1 - тяга 1.1, 1.2 - тяга 1.2, 2.1 - подрыв 2.1, 2.2 - подрыв 2.2, 3.1 - подсед 3.1, 3.2 - подсед 3.2, 4 - вставание после подседа 4) а б Рис. 5. Начало фаз подрыв 2.1 (а) и подрыв 2.2 (б) Фаза 2.2 - финальный разгон (см. рис. 5, б) продолжается до максимального разгибания туловища и ног спортсмена. Показатель Fmax достигает максимальных значений (120,8 ± 42,8) кг, Jmax снижается более чем в 2 раза до (299,1 ± 297,7) кг/с. Средняя амплитуда ЭМГ мышц бедра и икроножной мышцы снижаются, максимальная амплитуда ЭМГ всех изучаемых мышц значительно не изменяется (см. рис. 2). На высоком уровне находятся пиковая и медианная частота ЭМГ икроножной мышц (см. рис. 3 и 4), что объясняется значительным напряжением и вовлечением в работу максимально возможного числа ДЕ, так как, как правило, в конце этой фазы спортсмены поднимаются высоко на носки. Период подседа состоит из двух фаз (рис. 6). Фаза 3.1 - взаимодействие тяжелоатлета со штангой в безопорной фазе (рис. 6, а). Показатель Fmax снижается до (102,5 ± 37,5) кг, а Jmax увеличивается в несколько раз, до (3385,7 ± 1950,0) кг/с. Средняя амплитуда ЭМГ мышц бедра и икроножной мышцы снижаются, а трапециевидной повышается. Пиковая и медианная частота ЭМГ мышц ног снижается - они работают в эксцентрическом (уступающем) режиме (см. рис. 3 и 4). Фаза 3.2 - штанга и спортсмен перемещаются вниз до момента фиксации штанги в подседе (рис. 6, б). Показатель Fmax немного увеличивается - 114,0 ± 25,9 кг, а Jmax резко снижается до 857,2 ± 678,4 кг/с. Средняя и максимальная амплитуда ЭМГ мышц ног снижаются, а амплитуда ЭМГ трапециевидной мышцы достигает максимальных значений (см. рис. 2), ей развивается максимальное напряжение в статическом режиме сокращения. Пиковая и медианная частота ЭМГ мышц ног повышается, напряжение в них опять начинает нарастать за счет рекрутирования ДЕ (рис. 3, 4). а б Рис. 6. Начало фаз подсед 3.1 (а) и подсед 3.2 (б) В 4-м периоде тяжелоатлетического рывка - фаза 4 вставания после подседа (рис. 7, а) - показатель Fmax практически не изменяется - (115,9 ± 24,4) кг, а Jmax уменьшается в 2 раза, до (389,9 ± 317,5) кг/с, так как режим работы уже опять концентрический (преодолевающий). Средняя и максимальная амплитуды ЭМГ мышц бедра повышаются, а трапециевидной и икроножной - снижаются (см. рис. 2). Пиковая и медианная частота ЭМГ мышц ног повышается (см. рис. 3 и 4). На рис. 7, б представлено положение спортсмена в момент фиксации штанги над головой. а б Рис. 7. Начало фаз вставание 4 (а) и фиксация штанги над головой (б) Участие в данном исследовании только элитных спортсменов - мастеров спорта и мастеров спорта международного класса - позволило разработать модельные характеристики для динамических, кинематических и ЭМГ параметров для спортсменов по весовым категориям: легкие, средние, полутяжелые и тяжелые. Биомеханические показатели техники тяжелоатлетического рывка у спортсменов легких, средних, полутяжелых и тяжелых весовых категорий в основном отличались силовыми характеристиками, которые больше у спортсменов более тяжелых весовых категорий. Скоростные и относительные мощностные характеристики выше у спортсменов более легких весовых категорий, по кинематическим характеристикам рывка тяжелоатлеты разных весовых категорий практически не различались, что по-видимому связано с высоким уровнем квалификации. Однако отмечена большая их динамика по амплитуде - у легких весовых категорий, по максимальной угловой скорости сгибания/разгибания суставов - у тяжелых категорий. Абсолютные показатели углов сгибания/разгибания суставов, как правило, больше у спортсменов средних весовых категорий [6]. При апробации разработанной методики у всех спортсменов было проведено исследование, полученные данные сопоставлены с модельными характеристиками и даны рекомендации по технике выполнения тяжелоатлетического рывка. Материалы с модельными характеристиками, алгоритмом и примерами оценки приведены в разработанных методических рекомендациях [6]. Заключение В статье представлено физиологическое и биомеханическое описание выполнения тяжелоатлетического рывка - одного из двух соревновательных упражнений в Олимпийской тяжелой атлетике. На основе данных изучения 35 высококвалифицированных тяжелоатлетов мужчин были выявлены особенности динамики параметров электрической активности мышц и силовых характеристик, которые значительно изменяются в разные фазы выполнения тяжелоатлетического рывка. Фазы тяги характеризуются нарастанием мышечного напряжения, работой мышц в концентрическом динамическом режиме. Фазы подрыва характеризуются максимальной силой напряжения мышц и скоростью ее динамики как по биомеханическим характеристикам, так и по электрическим процессам в мышцах: отмечается максимальное напряжение и высокая частота импульсации ДЕ мышц-разгибателей. Фазы подседа характеризуются снижением мышечного напряжения и скорости его изменения, работой мышц в смешанном режиме, в том числе в эксцентрическом и статическом режиме. Период вставания после подседа характеризуется высокими, но не максимальными показателями силы и напряжения мышц. Выявлено, что эксцентрический режим сокращения мышц по ЭМГ-показателям проявляется в снижении как амплитудных, так и частотных характеристик. У прошедших исследования спортсменов в общем выявлены хорошие и оптимальные характеристики, показывающие хорошую техническую и скоростно-силовую подготовленность. В отдельных случаях выявлены отклонения, на которые следует обратить внимание - это показатели скорости в самом начале движения, продолжительности отдельных фаз, недостаточная динамика коленного сустава.

Об авторах

С. В Нопин

Северо-Кавказский федеральный научно-клинический центр Федерального медико-биологического агентства России

Ю. В Корягина

Северо-Кавказский федеральный научно-клинический центр Федерального медико-биологического агентства России

Г. Н Тер-Акопов

Северо-Кавказский федеральный научно-клинический центр Федерального медико-биологического агентства России

С. М Абуталимова

Северо-Кавказский федеральный научно-клинический центр Федерального медико-биологического агентства России

Список литературы

Статистика

Просмотры

Аннотация - 140

PDF (Russian) - 116

Ссылки

• Ссылки не определены.