Биомеханический анализ кругов двумя ногами на гимнастическом коне с использованием методов электромиографии

УДК 796/799

БИОМЕХАНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КРУГОВ ДВУМЯ НОГАМИ НА ГИМНАСТИЧЕСКОМ КОНЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ ЭЛЕКТРОМИОГРАФИИ © А.Н. Сысоев

Упражнения на коне - один из самых сложных видов гимнастического многоборья. Сложность их выполнения заключается в строгой дифференцировке мышечных усилий, а также кратковременности этих усилий. Электромиографический анализ работы мышц при выполнении кругов двумя ногами на гимнастическом коне позволяет конкретизировать особенности техники.

Ключевые слова: упражнения на гимнастическом коне; специальная физическая подготовка; электромиография.

Известно, что успешная работа на гимнастических снарядах определяется качеством базовой подготовки, полученной гимнастом в юном возрасте [1-3]. По мнению В.И. Говердовского [4] к числу базовых упражнений на гимнастическом коне относятся скрещения и круги двумя ногами. Автор представляет круг двумя ногами как сумму двух плоских колебаний, выполняемых в двух взаимноперпендикулярных плоскостях. Результаты биомеханических исследований упражнений на гимнастическом коне ряда авторов [4-7] свидетельствуют о том, что для формирования колебательных движений в сагиттальной плоскости, при выполнении кругов двумя ногами, необходимы горизонтальные усилия мышц рук (сгибание и разгибание в плечевых суставах).

Для уточнения взаимосвязи технической и специальной физической подготовленности гимнастов в упражнениях на коне мы провели исследование биоэлектрической активности дельтовидных мышц, больших грудных и широчайших мышц спины при выполнении кругов двумя ногами. С целью исследования мышечной работы при выполнении базовых упражнений на гимнастическом коне нами осуществлялась видеосъемка синхронно с записью биоэлектрической активности мышц. Для сопоставления показаний электромиографа с определенным положением тела гимнаста на снаряде была использована фотоэлектрическая регистрация момента пересечения ногами спортсмена вертикальной плоскости, проходящей через середину площади опоры поперек коня (в кругах двумя ногами - в упоре и в упоре сзади).

Электромиография (ЭМГ) - метод регистрации электрической активности возбуж-

денных мышц - применяется для определения начала и окончания мышечных усилий величины их активности. По электромио-грамме определяется момент включения мышцы в активное состояние и момент прекращения активности, а по этим данным -длительность активности [8]. По степени электрического напряжения мышц косвенно можно судить о величине проявляемых человеком усилий [9].

В задачи электромиографического исследования входило выявление мышечных групп, ответственных за выполнение базовых упражнений на гимнастическом коне, согласования активности вышеназванных мышц, объединенных общим участием в движении, а также в подтверждении двигательной функции мышц в определенный момент времени.

При контактной электромиографии использовались поверхостные латунные электроды в виде чашечек, диаметром 8 мм, имеющие большую отводящую поверхность. Такие электроды позволяют уловить суммарную разность напряжений, развивающихся при возбуждении многочисленных мио-невральных окончаний и мышечных волокон, расположенных под каждым электродом данной пары. Полученные электромиограм-мы характеризуют «глобально» электрические колебания в мышце. Оба электрода были вмонтированы в полоску резины толщиной 1,5 мм на расстоянии друг от друга 20 мм и помещались в области двигательной точки (двигательная точка - место ветвления нерва - наиболее богато иннервируемый участок мышцы с густым расположением мионевральных окончаний).

Расположение двигательных точек определялось по схемам Альтенбургера [9].

Рис. 1. Электромиограмма передних и задних пучков дельтовидных мышц при выполнении круга двумя ногами на гимнастическом коне

Биполярный метод отведения был выбран в связи с его преимуществом - четкой дифференцированной характеристикой колебаний потенциалов каждой исследуемой мышцы. Мышечные потенциалы отводились локально, что уменьшало вероятность регистрации активности других мышц, одновременно включенных в движение.

Выбор мышц определялся степенью их участия в исследуемых упражнениях (в кругах двумя ногами) на основе выделенных В.И. Говердовским управляющих действий. Для исследования были выбраны следующие мышцы: задние и передние пучки дельтовидных мышц плечевого пояса, правая и левая широчайшая мышца спины, правая и левая большая грудная мышца. В программу электромиографического исследования входило определение начала включения мышцы в работу, длительности и степени ее напряжения и расслабления при выполнении базовых упражнений на гимнастическом коне

На рис. 2 приведены результаты записи биоэлектрической активности дельтовидных мышц при выполнении круга двумя.

В момент времени ? - 0 - упор сзади наблюдается вспышка активности (513 мкВ) переднего пучка дельтовидной мышцы правой руки. В это же время электрическая активность переднего пучка дельтовидной мышцы левой руки составляет 408 мкВ.

Повышенная электрическая активность этих мышц свидетельствует о реализации управляющих действий (сгибании рук в плечевых суставах) для формирования колеба-

тельного движения сагиттальной плоскости. В промежуток времени 0,1—0,3 с гимнаст находится в одноопорном положении на правой, при этом амплитуда электрической активности переднего пучка дельтовидной мышцы правой руки колеблется в пределах от 410-190 мкВ. Левое звено пояса верхних конечностей, не связанное с опорой, в это время расслаблено (204-19 мкВ). Момент времени ґ - 0,4 с характеризуется максимальной биоэлектрической активностью заднего пучка дельтовидной мышцы правой руки 717 мкВ. С постановкой левой руки на опору (ґ - 0,4) электрическая активность ее задней части дельтовидной мышцы постепенно увеличивается с 34 мкВ до 170 мкВ, доходя до максимального значения (711 мкВ) в момент времени ґ - 0,6 с.

Таким образом, в двухопорном периоде в упоре (ґ - 0,4-0,6 с) гимнаст напрягает задние пучки дельтовидных мышц, т. е. осуществляет разгибание рук в плечевых суставах, передние пучки дельтовидных мышц в это время расслаблены (220-19 мкВ).

Одноопорное положение на левой (ґ -0,7-0,8 с) характеризуется переходом напряжения с переднего пучка дельтовидной мышцы на задний. Далее, в момент постановки руки на опору следует вспышка активности передней части дельтовидной мышцы (531 мкВ) правого звена пояса верхних конечностей (ПВК). Повышение электрической активности передних пучков дельтовидных мышц свидетельствует о начале сгибания рук в плечевых суставах. Однако усилия в двух-

опорном периоде, в упоре сзади, реализуются в уступающем режиме, т. к. внешне в плечевых суставах наблюдается разгибание. Задние пучки дельтовидных мышц в упоре сзади расслаблены. На основе проведенного анализа биоэлектрической активности дельтовидных мышц при выполнении круга двумя ногами на гимнастическом коне можно констатировать следующее:

- максимальная величина электрической активности передних пучков дельто-

видных мышц совпадает с положением упора сзади;

- максимальная величина электрической активности задних пучков дельтовидных мышц совпадает с положением упора;

- переход электрической активности с передних пучков дельтовидных мышц на задние и с задних на передние носит ярко выраженный гармонический характер.

Рис. 2. Биоэлектрическая активность дельтовидных мышц при выполнении круга двумя ногами на гимнастическом коне

Рис. 3. Биоэлектрическая активность больших грудных и широчайших мышц при выполнении круга двумя ногами на гимнастическом коне

Повышенная электрическая активность дельтовидных мышц в этих фазах движения позволяет утверждать, что упор и упор сзади являются основными рабочими положениями, в которых реализуются главные управляющие действия по формированию колебательного движения в сагиттальной плоскости.

Для исследования механизма формирования колебательных движений во фрон-

тальной плоскости, при выполнении круга двумя, нами регистрировались показатели электрической активности больших грудных и широчайших мышц спины. Полученные результаты представлены на рис. 3.

Так, в период времени t - 0 с, в упоре сзади, электрическая активность левой большой грудной мышцы достигает 537 мкВ, а левой широчайшей мышцы спины - 324 мкВ. В это

время величина активности тех же мышц правой стороны составляет 462 мкВ и 312 мкВ. Момент времени t - 0,1 с характеризуется возрастанием амплитуды колебаний электрической активности левой большой грудной мышцы до 648 мкВ и левой широчайшей мышцы спины - 621 мкВ. Электрическая активность соответствующих групп мышц правой стороны значительно не изменяется. Увеличение напряжения мышц, опускающих звено пояса верхних конечностей, дает основания полагать, что в этот момент гимнаст не просто снимает руку с опоры, а реализует механизм отталкивания.

Далее в момент времени t - 0,2 с. гимнаст переходит в одноопорное положение на правой. При этом левая большая грудная мышца и левая широчайшая мышца спины расслабляются, амплитуда их электрической активности снижается до 231 мкВ и 142 мкВ. В одноопорном положении на правой ^ -

0,2-0,3 с) амплитуда колебаний электрической активности правой большой грудной мышцы составляет 428 мкВ и 512 мкВ, правой широчайшей мышцы спины - 349 мкВ и 478 мкВ. В момент постановки левой руки на опору возникает вспышка электрической активности левой большой грудной и широчайшей мышцы спины. Величина амплитуды колебаний электрической активности при этом составляет 460 мкВ и 503 мкВ. В двухопорном периоде, в упоре ( - 0,5 с), напряжение исследуемых мышц правой и левой стороны существенно не отличается.

Проходя двухопорное положение, перед началом перемаха вперед вправо ( - 0,6 с), наблюдается увеличение биоэлектрической активности правой большой грудной мышцы (до 651 мкВ) и правой широчайшей мышцы спины - 679 мкВ. Максимальная величина активности правой части исследуемых мышц в этой фазе движения свидетельствует о том, что спортсмен выполняет отталкивание от опоры, которое направлено на поддержание общего центра масс тела (ОЦМт) на определенной высоте и перемещение плечевой области в противоположную сторону. При перемещении в одноопорное положение на левой ( - 0,7-0,8 с) величина амплитуды колебаний электрической активности правой большой грудной мышцы снижается до 268 мкВ, правой широчайшей мышцы спины -до 192 мкВ. Соответствующие мышцы левой

стороны в этот момент имеют амплитуду колебаний электрической активности 468 мкВ и 488 мкВ.

С постановкой на опору правой руки ^ - 0,9 с) наблюдается вспышка электрической активности правой большой грудной мышцы (до 557 мкВ) и правой широчайшей мышцы спины (до 480 мкВ). В момент времени t - 1 с, при прохождении положения упора сзади величина амплитуды колебаний электрической активности правой большой грудной мышцы составляет 471 мкВ, правой широчайшей мышцы спины - 359 мкВ. Левая группа исследуемых мышц в этой фазе движения имеет напряжение 542 мкВ и 349 мкВ.

Таким образом, анализируя электрическую активность больших грудных и широчайших мышц спины при выполнении круга двумя ногами на гимнастическом коне, можно утверждать о том, что:

- работа вышеперечисленных мышц позволяет гимнасту осуществлять колебательные движения во фронтальной плоскости, т. к. максимальные значения их электрической активности приходятся на момент окончания двухопорного положения;

- продолжительные периоды повышенной электрической активности этих мышц дают возможность гимнасту поддерживать необходимую высоту расположения ОЦМт над опорой.

На основании данных, полученных в результате электромиографических исследований работы мышц в процессе выполнения базовых упражнений на гимнастическом коне, определена степень биоэлектрической активности и режим работы основных мышечных групп, обеспечивающих реализацию управляющих действий. Формирование колебательного движения в сагиттальной плоскости, при выполнении кругов двумя ногами на гимнастическом коне, обеспечивает активность передних и задних пучков дельтовидных мышц, работающих в уступающем режиме, а также больших грудных и широчайших мышц спины, работающих в преодолевающем режиме. Управляющие действия, необходимые для формирования колебательного движения во фронтальной плоскости при выполнении кругов двумя ногами и скрещений на гимнастическом коне, обеспечиваются активностью больших грудных и широчайших мышц спины, работающих в

преодолевающем режиме. Наибольшей величины электрическая активность, характеризующая усилия передних пучков дельтовидных мышц в процессе выполнения кругов двумя ногами на гимнастическом коне, достигает в момент пересечения гимнастом вертикальной плоскости в упоре сзади (731 мкВ), а задних пучков дельтовидных мышц - в упоре (551 мкВ). Электрическая активность больших грудных и широчайших мышц спины в процессе выполнения кругов двумя ногами (651 мкВ и 679 мкВ) и скрещений (924 мкВ и 880 мкВ) достигает наивысших показателей в момент перехода из двухопорного положения в одноопорное.

5. Богданов В.М. Тренажеры для совершенствования технической и физической подготовленности гимнастов на коне // Гимнастика: сб. статей. М., 1977. Вып. 1. С. 4-9.

6. Маслов Б.В. Упражнения на коне / под ред. Ю.К. Гавердовского. М., 1980.

7. Попов Р.Ю. Реализация модульного подхода в обучении гимнастов учебно-тренировочных групп сложным упражнениям на гимнастическом коне: автореф. дис. ... канд. пед. наук. Тамбов, 2007.

8. Николаев С.Г. Практикум по клинической электромиографии. Иваново, 2003.

9. Юсевич Ю.С. Очерки по клинической электромиографии. М., 1972.

Поступила в редакцию 10.07.2009 г.

1. Аркаев Л.Я., Сучилин Н.Г. Как готовить чемпионов. М., 2004.

2. Донской Д.Д., Зациорский В.М. Биомеханика. М., 1979.

3. Сальников В.И. Обучение гимнастов базовым круговым движениям на коне: автореф. дис. ... канд. пед. наук. М., 1982.

4. Говердовский В. И. Программирование при обучении базовым упражнениям на коне: автореф. дис. ... канд. пед. наук. Л., 1986.

Sysoyev A.N. Biomechanical analysis of two feet spinning on a vaulting horse with the use of electromyographic method. Exercises on a vaulting horse is one of the most difficult kinds of gymnastic all-round. Complexity of its performance consists in a strict differentiation of muscular efforts and also short duration of these efforts. Electromyographic analysis of the work of muscles during performance of two feet spinning on a vaulting horse allows concretizing features of technique.

Key words: exercises on the vaulting horse; special exercise training; electromyography.

УДК 796I799

КУРЕНИЕ КАК ВРЕДНАЯ ПРИВЫЧКА И ЕГО ПРОФИЛАКТИКА СРЕДСТВАМИ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ © С.Ю. Дутов, Э.М. Османов

Борьба с курением в молодом возрасте - составляющая часть борьбы за здоровый образ жизни, поскольку курение является серьезным фактором риска многих хронических неинфекционных заболеваний в зрелом возрасте. Высокая распространенность курения среди детей и подростков требует разработки и внедрения профилактических программ, направленных на борьбу с курением.

Ключевые слова: общественное здоровье; школьники; курение; физическая культура; профилактика.

Основной стратегией развития здравоохранения Российской Федерации является обеспечение доступности и высокого качества медицинской помощи гражданам за счет возрождения профилактики как «традиции российской медицинской школы» (В.В. Путин, 2005 г.). В соответствии с законом № 122-ФЗ от 24 августа 2004 г., необходимым условием развития в стране профилактики является создание эффективной здоровьесохраняющей и здоровьеукрепляющей

системы, опирающейся на законы и конституционные гарантии, обеспечивающие реализацию профилактического направления системы здравоохранения.

Существует множество подходов к разрешению проблемы сохранения и поддержания общественного здоровья (К здоровой России, 1994; В.А. Лищук, Е.В. Мосткова, 1994; Ю.П. Лисицын, 1999; Ю.Л. Шевченко, 2000; О.П. Щепин, 1994, 1997, 2000; Centers for..., 1992; Healthy People 2000, 1995). Все

3Q6