Динамика мышечных усилий в жиме лежа c постоянными и переменными отягощениями

УДК 796.015.52

ДИНАМИКА МЫШЕЧНЫХ УСИЛИЙ В ЖИМЕ ЛЕЖА C ПОСТОЯННЫМИ И ПЕРЕМЕННЫМИ ОТЯГОЩЕНИЯМИ

MUSCULAR EFFORTS DYNAMICS IN BENCH PRESS WITH CONSTANT AND VARIABLE WEIGHTS

В. В. Кострюков V. V. Kostrukov

ГОУВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева», г. Чебоксары

Аннотация. Установлено, что использование переменных отягощений при выполнении упражнений в пауэрлифтинге вызывает изменение характера динамики и существенное повышение уровня электрической активности рабочих мышц. Введение в тренировочный процесс упражнений с переменными отягощениями будет стимулировать развитие силовых способностей атлета до более высокого уровня. Переменные отягощения обеспечивают широкую вариативность их применения в тренировочном процессе.

Abstract. It has been established that the use of variable weights in powerlifting exercises causes changes in dynamics and sufficient increase in electrical muscular activity. Introducing the exercises with variable weights into the training process will stimulate the development of an athlete’s power abilities to a higher level. Variable weights provide wide variety of using them in the training process.

Ключевые слова: пауэрлифтинг, жим лежа, переменные отягощения, электромиография, мышечная активность.

Keywords: powerlifting, bench press, variable weights, electromyography, muscular activity.

Актуальность исследуемой проблемы. В практике пауэрлифтинга арсенал тренировочных упражнений рассчитан, как правило, на использование традиционных отягощений (штанги, дисков, гантелей, гирь, тренажеров, блочных устройств), которые можно отнести к классу постоянных в связи с тем, что в процессе выполнения упражнения вес отягощения остается неизменным. Однако упражнения с традиционными отягощениями довольно быстро приводят к стабилизации двигательного навыка, что становится лимитирующим фактором дальнейшего прогресса спортивных результатов в пауэрлифтинге.

Поэтому некоторые специалисты рекомендуют наряду с традиционными применять и нетрадиционные переменные отягощения (цепи, пружины, резиновые амортизаторы), при использовании которых величина отягощения, а значит, и нагрузка на мышцы зависят от угла сгибания в суставе рабочего звена. Но эти рекомендации основываются скорее на практическом опыте тренерской работы без научного обоснования механизма их воздействия и эффекта от их использования.

Данное противоречие определило актуальность исследования, целью которого явилось выявление особенностей динамики мышечных усилий в жиме штанги лежа у пауэр-лифтеров при использовании постоянных и переменных отягощений.

Материал и методика исследований. В состав группы испытуемых вошло 10 пау-эрлифтеров, имеющих спортивную квалификацию от кандидата в мастера спорта до мастера спорта России. Испытуемым было предложено выполнить по 3 попытки в тестовых упражнениях, приведенных в табл. 1.

Таблица 1

Характеристика тестовых упражнений

Упражнение Отягощение Вес отягощения, % от максимума

Жим лежа штанги Диски 60

Пружины 60

Цепи 60

60

Для регистрации показателей электрической активности мышц использовался метод интерференционной электромиографии с фиксацией электродов на обеих сторонах тела в области основной рабочей мышечной тяги. При выполнении жима штанги лежа измерялась электрическая активность большой грудной мышцы (Pectoralis major).

Динамика электрической активности мышц, отображаемая на экране монитора, была синхронизирована посредством видеофиксации с изменением положения рабочих звеньев тела в процессе выполнения двигательного задания. Это позволило нам определить зависимость амплитуды нервно-мышечной импульсации от изменения высоты расположения грифа штанги относительно исходного уровня.

Результаты исследований и их обсуждение. Если в начальной точке движения вес грифа с цепями будет равен весу классической штанги, то в нижнем положении грифа он будет меньше веса классической штанги за счет опускания части звеньев цепей на помост. Следовательно, величина отягощения уменьшается по мере опускания снаряда и возвращается к исходной по мере его подъема.

С другой стороны, если приравнять вес грифа с цепями к весу классической штанги в нижнем положении тела, то в начале первой фазы упражнения величина переменного отягощения будет больше веса классической штанги. В нижнем положении грифа величина постоянного и переменного отягощений будет одинаковой. А в фазе подъема переменное отягощение будет снова увеличиваться и превысит вес классической штанги в верхнем положении грифа. В этом случае тяга мышц достигает близких к максимальным значений гораздо раньше и сохраняется более продолжительное время по сравнению с использованием традиционных отягощений. Использование пружин в качестве переменных отягощений вызывает аналогичный эффект.

В процессе количественного анализа зарегистрированных электромиограмм определялась усредненная динамика амплитуды нервно-мышечной импульсации в каждом тестовом упражнении с последующим ее сглаживанием на основе полиномиальных уравнений 5 степени с достоверностью аппроксимации от 0,8104 до 0,9888. Полиномиальные линии тренда представлены на рис. 1.

Учитывая, что амплитуда нервно-мышечной импульсации является косвенным показателем уровня мышечного напряжения, ее изменения в процессе выполнения упражнения позволяют выделить общий уровень и рисунок напряжения мышц, а также максимумы и минимумы этого напряжения, характерные для определенных положений рабочих звеньев тела.

Рис. 1. Сглаженная динамика амплитуды нервно-мышечной импульсации при выполнении жима штанги лежа с постоянным (блины) и переменными (пружины, цепи) отягощениями

В жиме лежа можно выделить три фазы: 1) опускание грифа штанги при уступающей работе мышц (эксцентрический режим мышечного напряжения); 2) пауза при статическом удержании грифа штанги на груди (изометрический режим); 3) подъем грифа при преодолевающей работе мышц (концентрический режим). На рисунке эти фазы образуют шкалу абсцисс с указанием углов отклонения плеч атлета от вертикали.

При выполнении классического жима со штангой, где в качестве постоянного отягощения используются блины, наблюдается постепенное увеличение мышечного напряжения при опускании грифа на грудь (от 300 до 700 мкВ). Статическая фаза, связанная с удержанием грифа штанги на груди, не показывает какого-либо снижения активности мышечной тяги. Напротив, напряжение рабочих мышц продолжает увеличиваться (до 900 мкВ) в связи с необходимостью придания штанге ускорения в обратном направлении вверх. В фазе подъема штанги тяга мышц достигает максимума (более 1000 мкВ) к концу первой трети пути (при положении плеч «60° от вертикали), после чего к окончанию подъема она снижается почти до исходного уровня (500 мкВ).

Применение в качестве переменных отягощений пружин вызывает резкое повышение электрической активности мышц (в два и более раз) по сравнению с обычной штангой с блинами (которое мы рассматриваем в качестве базового упражнения). Еще до начала опускания грифа штанги напряжение мышц в четыре раза превышает исходное напряжение при удержании классической штанги (1100 и 300 мкВ соответственно). В фазе опускания грифа штанги уровень мышечного напряжения увеличивается до 1300 мкВ, а затем при ее удержании на груди он несколько снижается (до 1200 мкВ). Фаза подъема характеризуется дальнейшим ростом мышечного напряжения, которое достигает максимума (более 1700 мкВ) к концу второй трети подъема (при положении плеч «30° от вертикали). Существенно более высокое напряжение мышц при использовании пружин в качестве отягощения того же исходного «веса», что и блины, наблюдается в течение все-

го движения. К моменту окончания подъема штанги напряжение мышц остается все еще в 2,5 раза выше, чем при использовании блинов. При этом пик максимума мышечного напряжения смещается с начальной на заключительную часть подъема штанги (с 60 на 30° отклонения плеч от вертикали). Последнее можно объяснить большим сопротивлением почти максимально растянутых пружин, тогда как при подъеме классической штанги после придания ей ускорения в начальной стадии активность мышц снижается, поскольку штанга далее движется по инерции.

Использование штанги с цепями, вес которой совпадает с весом обычной штанги в верхнем ее положении, вызывает характерную динамику мышечного напряжения. Исходное напряжение мышц при использовании цепей и блинов совпадает, отражая одинаковый вес штанги в верхнем положении. В фазе опускания штанги с блинами ее вес остается неизменным, а вес штанги с цепями уменьшается по мере опускания очередных звеньев цепи на помост. Эта разница в характере внешнего механического воздействия проявляется и в динамике мышечного напряжения. В первой половине опускания штанги с цепями при угле плеч 20° напряжение мышц несколько выше, чем при опускании штанги с блинами (750 против 500 мкВ). Во второй половине опускания штанги с цепями на грудь сократительная активность мышц существенно снижается (до исходного уровня порядка 400 мкВ против 700 мкВ).

Удержание штанги с цепями на груди еще до начала ее подъема сопровождается значительным увеличением мышечного напряжения для придания ей ускорения вверх. Активность мышц при подъеме штанги с цепями в полтора раза выше (1500 против 1000 мкВ) и достигает максимума несколько раньше (при 70° против 60° отклонения плеч от вертикального положения). Мышечное напряжение продолжает оставаться в 2,5 раза более высоким вплоть до самого окончания подъема штанги (1200 против 500 мкВ).

Штанга с цепями, вес которой совпадает с весом обычной штанги в нижнем ее положении, при верхних положениях грифа (в начале опускания и в конце подъема) превышает вес классической штанги с блинами, что оказывает дополнительную нагрузку на мышцы атлета в указанных фазах. Поэтому исходное напряжение мышц в 2 раза выше по сравнению с использованием постоянных отягощений (600 против 300 мкВ). По мере опускания штанги на грудь различия в динамике мышечного напряжения нивелируются, и к моменту окончания первой фазы упражнения в нижнем положении грифа вес переменного и постоянного отягощений выравнивается.

Однако к началу фазы подъема штанги мышечная активность при использовании цепей несколько выше (на 300 мкВ), чем с постоянными отягощениями, и по мере подъема штанги преобладание мышечной активности продолжает увеличиваться вплоть до окончания подъема (1150 против 500 мкВ). Следует отметить, что пик мышечного напряжения (1450 мкВ) приходится на середину фазы подъема (при положении плеч «40° от вертикали). Это объясняется необходимостью придания штанге ускорения несколько позднее - когда ее вес приближается к максимальному.

При сравнении полученных кривых можно заключить, что для каждого варианта упражнения характерны специфические особенности изменения мышечной активности. Применение переменных отягощений вызывает существенно более высокий уровень мышечного напряжения в фазе подъема, что определенно стимулирует развитие силовых способностей спортсмена до более высокого уровня, чем при использовании только постоянных отягощений.

Однако уровень напряжения мышц при использовании пружин в качестве отягощения намного выше во всех фазах упражнения по сравнению с использованием блинов и даже цепей. Хотя цепи дают большую разницу тяжестей между нижним и верхним положениями грифа штанги, чем пружины.

Возможно, такой высокий уровень реакции мышц на пружины является следствием гравитационного фактора. Перед началом движения ось грифа штанги располагается точно над осью, проходящей через плечевые суставы атлета. Затем, при движении штанги вниз и вверх, ее траектория имеет некоторые более или менее значительные отклонения от вертикальной плоскости (образуемой осью плечевых суставов) в сторону головы или ног. Эти отклонения положения грифа штанги не вызывают ощутимых затруднений для атлета, когда на грифе висят блины или цепи, так как вектор тяги веса штанги остается при этом направленным строго вниз. Цепи в этом случае, укладываясь на помост, просто следуют за верхней точкой крепления на грифе штанги и продолжают тянуть его вниз.

Пружины же фиксируются в двух точках: верхней - на грифе - и нижней - на помосте в точке, расположенной строго под верхней при верхнем положении грифа штанги и совпадающей с осью плечевых суставов. В этих условиях любое отклонение грифа штанги от исходной вертикальной плоскости неизбежно вызовет большее или меньшее изменение направления вектора тяги, которое определяется линией, проходящей через точки крепления пружин. Нижняя точка крепления пружин не имеет возможности следовать за отклонениями верхней точки крепления, как в случае с цепями, а значит, оказывает «опрокидывающее» действие на систему атлет-снаряд, снижая ее устойчивость. В этих условиях на атлета ложится дополнительная задача - не допускать потенциально опрокидывающих отклонений в траектории движения грифа штанги, а при их возникновении обеспечивать с высоким запасом надежности возврат в разрешенный «коридор» движения.

Эффект от использования пружин может быть усилен за счет расширения диапазона вариантов взаимного расположения точек крепления пружин за счет различного смещения нижних точек крепления от оси плечевых суставов и оси грифа (в верхнем положении) в сторону головы или ног атлета.

Резюме. Выполнение пауэрлифтерами жима штанги лежа с переменными отягощениями вызывает более острую приспособительную реакцию организма по сравнению с использованием постоянных отягощений, выражающуюся: 1) характерной динамикой изменения напряжения рабочих мышц; 2) более высоким уровнем напряжения мышц в фазе подъема штанги; 3) достижением максимального напряжения при различных углах отклонения плеч атлета от вертикали; 4) влиянием дополнительного возмущающего гравитационного фактора при использовании пружин в качестве отягощений.

Применение переменных отягощений в тренировочном процессе пауэрлифтеров наряду с традиционными постоянными отягощениями способствует увеличению тренирующего эффекта в аспекте проявления силовых способностей спортсмена. Переменные отягощения обеспечивают широкую вариативность их применения в тренировочном процессе пауэрлифтера.