CC BY
27
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА
АНАЛИЗ ТЕНДЕНЦИЙ РАЗВИТИЯ ЗАРУБЕЖНЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ЛЕГКОАТЛЕТИЧЕСКОМ БЕГЕ
М.В. АРАНСОН, Л.Н. ОВЧАРЕНКО, Э.С. ОЗОЛИН, В.Д. КРЯЖЕВ, О.В. ТУПОНОГОВА, ФГБУ ФНЦ ВНИИФК, г. Москва
Аннотация
Представлен ретроспективный анализ тематики и направленности зарубежных научных исследований по легкой атлетике (бег на средние и длинные дистанции, спринт) за последние 5 лет. Обнаружено, что число их постоянно снижается, однако данная тематика остается актуальной для спортивной науки. Анализ научно-методической литературы по легкой атлетике показал, что по тематике исследований лидируют работы, посвященные медицине, физиологии и биомеханике движений, а также разработке инновационных методик тренировки. Наиболее интенсивно научная работа по легкой атлетике ведется в Японии, Италии, Румынии, США, Испании, Франции, Хорватии, Англии, а также группами специалистов разных стран, работающих в учебных, научных, спортивных или коммерческих
учреждениях.
Ключевые слова: бег на средние и длинные дистанции, спринт, научные исследования, физиология, медицина,
биомеханика.
ANALYSIS OF DEVELOPMENT TRENDS IN FOREIGN SCIENTIFIC RESEARCH ON ATHLETICS RUNNING
M.V. ARANSON, L.N. OVCHARENKO, E.S. OZOLIN, V.D. KRYAZHEV, O.V. TUPONOGOVA, VNIIFK, Moscow city
Abstract
A retrospective review of themes and directions in foreign scientific research on athletics (middle and long distance running, sprint) over the past 5 years is presented. It is found that that their number has been consistently decreasing in recent years, but this theme is still actual for sports science. The analysis of the scientific and methodological literature on athletics showed that in terms of research topics, the leading works are devoted to medicine, physiology and biomechanics, development of new training methods. The most intensive scientific work on athletics is carried out in Japan, Italy, Romania, USA, Spain, France, Croatia, England, as well as by groups of specialists from different countries, working in scientific, educational,
sport or commercial institutions.
Keywords: middle and long distance running, sprint, physiology, scientific research, medicine, biomechanics.
Введение
Легкая атлетика - самый медалеёмкий вид спорта в олимпийской программе. Поэтому научные исследования, направленные на повышение эффективности выступлений, а также профилактику травматизма и заболеваемости в этом виде проводятся достаточно интенсивно. Выявление основных направлений научной работы, способствующих оптимизации тренировочного процесса в легкой атлетике, является актуальным.
Целью данной работы было выявление тенденций развития спортивной науки в разных беговых дисциплинах легкой атлетики.
Методы работы: тематический поиск и контент-анализ литературных источников. Анализировались различные научные материалы (статьи, рефераты статей, монографии, онлайн-публикации и др.) за период 2018-2022 гг. Поиск проводили в Google Scholar и на тематических сайтах по ключевым словам "track and field, running". Критериями отбора служили информативность и соответствие тематики статей наиболее распространенным темам исследований.
Результаты работы
Из первичного объема литературы выделено 136 релевантных статей, из которых для анализа окончательно отобраны 14, представляющие наиболее распространенные направления в исследованиях по легкой атлетике.
Анализ научно-исследовательских работ по легкоатлетическому бегу показывает, что их количество за последние годы снижается. Это, вероятно, объясняется тем, что данный вид спортивной деятельности был пионером исследований спортивной науки с самого начала XX века. Поэтому практически все направления, имеющие интерес для развития вида спорта, в достаточной степени разработаны. Тем не менее данная тематика по-прежнему привлекает внимание исследователей.
Обнаружено, что наибольшее количество работ выполняется по таким темам, как медицина, физиология и биомеханика движений. Отчасти продолжается разработка новых, высокотехнологичных тренировочных методов и оборудования.
Наиболее интенсивно научная работа по легкой атлетике ведется в странах, которые занимают высокие позиции в данном виде спорта - Японии, Италии, Румынии, США, Испании, Франции, Хорватии, Англии. Часто исследования выполняются группами специалистов из разных стран, работающих в высших учебных заведениях, организациях по виду спорта (федерациях, клубах) или лабораториях фирм спортивного оборудования.
Дальше мы представляем краткое изложение ряда исследований, которые могут представлять интерес как для теории, так и для практики спорта.
Бег на средние и длинные дистанции
Исследователи из Японии [1] определили взаимосвязь между результативностью и спринтерскими способностями, а также другими качествами высококвалифицированных бегунов на длинные дистанции. Испытуе-
мыми были 12 спортсменов, соревнующихся на мировом уровне. Определено среднее официальное лучшее время за сезон (Season Best) на 5000 м (5000 м-SB) и 10 000 м (10 000 м-SB) до и после теста. Выявлены значимые корреляции между «5000 м-SB» со временем спринта на 100 м, бега на 400 м и экономичностью. Имелись также существенные корреляции между «10 000 м-SB» и временем спринта на 100 м и бега на 400 м. Однако между «5000 м-SB» или «10 000 м-SB» и МПК достоверной корреляции не обнаружено. Вероятно, бегунам на длинные дистанции для победы всё же требуются спринтерские способности, особенно на заключительном этапе дистанции.
В Испании выполнено исследование по расчету зоны интенсивности тренировок относительно темпа соревнований, а не физиологических или субъективных переменных [2]. Авторы провели поиск в трех электронных базах данных (PubMed, Scopus и Web of Science) оригинальных исследовательских статей за период c 2012 г. по май 2017 г. Из 493 оригинальных статей 16 работ соответствовали критериям включения: а) участники - бегуны на средние или длинные дистанции; б) анализировалась интенсивность тренировок; в) работы были опубликованы в рецензируемых журналах; г) проанализированы учебные программы продолжительностью 4 и более недель. Выяснилось, что пирамидальные и поляризованные тренировки более эффективны, чем пороговые тренировки, хотя последние используются некоторыми лучшими марафонцами мира. Несмотря на кажущееся противоречие, в обзоре представлены доказательства, что организация тренировок по зонам на основе % от соревновательного темпа позволяет обеспечить совместимость различных типов периодизации.
В Университете Трансильвании (Румыния) проведена работа по выявлению характеристик движения, связанных с беговыми показателями среди хорошо тренированных бегунов на средние дистанции [3]. 11 бегунов-мужчин тестировались на беговой дорожке в помещении; проводился трехмерный анализ кинематики и кинетики. Производительность оценивалась личным временем на дистанции 1500 м в сезоне. Средняя скорость составила 7,2 ± 0,3 м/с. Лучшее среднее личное время в беге на 1500 м в сезоне составляло от 3:49,7 ± 0:05,8 мин до 3:46,0 ± 0:08,3 мин соответственно. Регрессионный анализ показал, что при лучших результатах сезона отмечается наименьший диапазон движений бедра в сагиттальной плоскости при махе, малое сгибание туловища в отрыве от дорожки и меньший угол подошвенного сгибания голеностопного сустава при контакте (95,7% вариации, p < 0,001). Снижение момента силы (измеряемого в Н-м) во время маха бедра в сагиттальной плоскости и меньший угол подошвенного сгибания голеностопного сустава в фазе опоры объясняет 79% разницы в личных рекордах. Более медленные бегуны на средние дистанции в первоначальном контакте с землей характеризуются по-дошвенно согнутой лодыжкой и большим наклоном тела вперед. Тренерам и бегунам стоит обращать внимание на углы голеностопного сустава, голени и тела во время работы, чтобы получить дополнительные возможности оптимизации механики бега на средние дистанции.
В статье авторов из Великобритании [4] представлено исследование по анализу квалификационных моделей в беге на средние дистанции. Выяснялось, применяют ли спортсмены теоретически оптимальную тактику, или же их успех определяет воля к победе. Проанализированы результаты 295 мужчин и 258 женщин - финалистов Олимпийских игр и чемпионатов мира по легкой атлетике в беге на 800 м и 1500 м с 1999 по 2017 г.: финишная позиция, время и рейтинг среди участников. Позиция в финале коррелировала с позицией в забегах и полуфиналах, но не с финишным временем в предварительных забегах. Из 57 чемпионов 40 выиграли забег и полуфинал, и только 18 показали лучшее время в финале. Воля к победе среди будущих призёров предполагает преимущественно эго-ориентированное поведение, которое поощряется атмосферой соревнований как для мужчин, так и для женщин. Тренерам и спортсменам рекомендуется учитывать, что специфические для чемпионата физиологические и психологические факторы важно развивать на тренировках и перед соревнованиями.
В статье румынских авторов обсуждается важность исследования техники бега на дорожке и тредбане [5]. Общеизвестно, что уровень выступлений на соревнованиях в последнее время повысился, в том числе за счет изучения особенностей техники бега и биомеханических деталей, позволяющих улучшить технику. Предполагается, что успех на соревнованиях требует перестройки тренировочных усилий с акцентом на работу в смешанной и анаэробной зоне, а также применения подхода отдельного показателя компенсаторного усилия при оптимизации техники.
Исследования показали, что около половины травм, полученных при беге на длинные дистанции, - повреждения колена [6]. Частота шагов в данном случае является определяющим фактором, что делает необходимым его изучение. Для бегунов на длинные дистанции крайне важно свести к минимуму риск получения травмы, бегая с соответствующей частотой бега. В статье представлены результаты использования мобильной системы Running Coach (mHealth), которая дистанционно контролирует частоту шагов бегунов в непрерывном режиме, а также другие параметры бега и обеспечивает немедленную обратную связь со спортсменом, чтобы оптимизировать темп бега.
Исследование австрийских травматологов было направлено на предоставление анализа травм, связанных с бегом (RRI), и различных факторов, провоцирующих травматизм, для большой разнородной выборки спортсменов Центральной Европы [7]. Антропометрические данные, данные о тренировках, обуви, анатомических аномалиях и травмах у 196 бегунов оценивались методом случайного контроля и ретроспективно. Разработаны одномерные и многомерные регрессионные модели выявления сопутствующих факторов для конкретных мест повреждения и диагнозов. Большинство (56%) пациентов были женского пола. Три наиболее часто наблюдаемые травмы - вывихи коленного сустава, тазобедренного сустава и надколенника. Наиболее частые симптомы: болевой синдром (PFPS), синдром трения подвздошно-
большеберцового тракта (ITBFS), тендинопатия надколенника, перегрузка позвоночника и нестабильность голеностопного сустава. Выявлен ряд провоцирующих факторов. Предыдущая история травм также способствует повреждению колена и ITBFS. Более низкая тренировочная нагрузка коррелирует с большей частотой PFPS, а более высокая положительно связана с травмами голени. Бегуны с высоким индексом массы тела подвергались значительно более высокому риску травм нижней части спины. Травмы, связанные с бегом, обусловлены комбинацией факторов, включая особенности телосложения, тренировочную нагрузку, анатомические нарушения и историю травм. Кроме того, они могут быть результатом недостатка опыта и подготовки, а также избыточной тренировочной нагрузки.
Спринт, бег с барьерами
Ученый из Хорватии [8] провел анализ кинематических параметров, создающих максимальную скорость бега самого быстрого спринтера в мире Усэйна Болта. Биомеханические параметры двойного спринтерского шага с использованием двумерного кинематического анализа исследованы в условиях реализации максимальной скорости. Измерения проводились на международных соревнованиях по легкой атлетике IAAF World Challenge в Загребе (Хорватия). Запись велась на три синхронизированные цифровые камеры с частотой 300 Гц. Максимальная скорость составила 12,42 м/с на участке от 70 до 90 м. Средняя длина шага на этом участке - 2,70 м при средней частоте 4,36 шаг/с. Среднее время контакта - 0,86 с, а средняя продолжительность полетной фазы - 0,145 с. Максимальная вертикальная сила реакции земли - 3956,74 Н, что в 4,1 раза выше веса спортсмена. Соотношение между фазами торможения и движения 37,3% : 62,7%, что свидетельствует о высокой экономичности техника бега. Максимальная скорость Усэйна Болта - это сочетание оптимальных антропометрических характеристик, двигательных способностей и предельно рациональной техники спринтерского бега.
В Индонезии провели исследование с целью узнать влияние обучения базовым упражнениям на совершенствование спринта [9]. При этом использовался квазиэкспериментальный метод исследования с претестовой и посттестовой контрольными группами. Испытуемыми были учащиеся старших классов средней школы, распределенные по группам методом кластерной случайной выборки. Проведено двенадцать занятий по три раза в неделю. Результаты теста показали, что в контрольной группе не было значительных изменений, а в экспериментальной обнаружено значительное улучшение результата теста. Можно сделать вывод, что обучение с помощью базовых упражнений улучшает спринтерские возможности.
Цель исследования, проведенного индийскими специалистами [10] - изучение бега спортсменов - мужчин и женщин - на дистанции 60 м с барьерами на ЧМ по легкой атлетике в помещении (Портленд, 2016 г.). Проведен анализ забегов на 60 м с барьерами по видеозаписям. Изучались старт и стартовый разгон, хронометраж проме-
жуточного бега и преодоления барьера. Результаты независимого ¿-критерия Стьюдента показали, что мужчины (п = 8) имели более значительное различие (р < 0,01), чем женщины в фазе разбега, а также в фазе преодоления барьера (НиР1, НиР2, НиРЗ). Кроме того, мужчины проводили существенно (р < 0,01) меньше времени в беге между барьерами, чем женщины. У женщин было значительно (р < 0,01) меньшее время преодоления препятствий, чем у мужчин.
В Дании проведено исследование - насколько переменные, связанные с механикой передней и задней стороны ноги, предсказывают эффективность техники бега по сравнению с другими кинематическими переменными -пространственно-временными, связанными с конфигурацией сегмента тела и скоростью приземления [11]. 24 соревнующихся спринтера выполнили два низких старта на 20 м и 2-З спринта на 20 м. Кинематика записывалась в 3D с 21 камеры при частоте 250 Гц. Несколько биомеханических переменных, в том числе угол бедра (г = 0,64) и угол колена (г = 0,51) при отрыве от земли, а также максимальное разгибание бедра (г = 0,66) в значительной степени коррелировали с беговыми характеристиками. Горизонтальная скорость голеностопного сустава, время контакта и частота шагов показали значительно более высокие значения корреляции с максимальной скоростью спринта, чем другие переменные. Полученные результаты не подтверждают решающее значение фронтальной механики для спринтерских качеств бегунов на короткие дистанции.
Венгерские исследователи провели анализ старта в спринте [12]. В последнее время внешняя мощность стала применяться при анализе чаще, поскольку она обеспечивает единую меру, учитывающую необходимость максимального прироста горизонтальной скорости за минимальное время. На старте спринтеры принимают относительно широкий диапазон конфигураций тела независимо от уровня способностей, и различия между ними, по-видимому, не связаны с эффективностью фазы старта. Большее среднее усилие при отталкивании от колодок, особенно задней ногой и бедром, видимо, важно для результата. Сразу после выхода из стартовых колодок у спринтеров с более высоким уровнем работоспособности определяется более короткая продолжительность первой опорной фазы. В это время лодыжка и колено играют существенную роль в выработке энергии, и более высокие уровни производительности могут быть связаны с более жестким голеностопным суставом и способностью разгибать колено на протяжении всей фазы опоры. Однако роль конфигурации тела спринтера в момент приземления остается неясной, а роль силы и анатомии в связи между техникой и производительностью также не изучена. В работе кратко рассматриваются другие аспекты (пол, возраст и уровень результативности спринтеров).
Проблемы тренировки в спринте были рассмотрены итальянским специалистом [13]. Автор определял (1) различия во влиянии повторного спринтерского и ускоренно-спринтерского метода тренировки на скорость бега; (2) различия во влиянии силы ног на скорость бега; и (3) взаимосвязь между методом тренировки и силой ног при скорости бега. В работе участвовали 20 спортсменов.
Использовался тест скорости бега на 60 м. Результаты исследования показали, что: 1) существует достоверная разница во влиянии спринтерского и ускоренно-спринтерского метода тренировки на скорость бега на 60 м (p = 0,022). Повторный метод спринтерской тренировки лучше, чем метод ускоренной спринтерской тренировки; 2) существует достоверная разница во влиянии силы ног на скорость бега на 60 м (p = 0,002). Большая сила ног обеспечивает лучший результат; 3) существует значительное взаимодействие между методом тренировки и силой.
Journal of Biomechanics представил статью по биомеханике спринта [14]. Цель работы - установить, влияет ли движение маховой ноги на максимально достижимую скорость бега, и если да, то каким образом. Была построена 7-сегментная 2D компьютерная модель для имитации опорной фазы бега на короткие дистанции. Методика оптимизации для эффективного увеличения скорости бега модели использует две маховые техники, одна из которых принадлежит более квалифицированному, другая - менее квалифицированному спортсмену. Максимальная скорость увеличилась при использовании техники маха ногой более квалифицированного спортсмена по сравнению с менее квалифицированным (10,2 м/с против 9,3 м/с). Улучшение показателей было связано с большим горизонтальным смещением центра масс во время опоры (0,861 м против 0,814 м) и увеличением среднего вертикального усилия на опору на 51 Н (0,06 веса тела). Увеличение вертикальной силы вызвано большим пиковым значением ударной силы опорной ноги при приземлении и, следовательно, более высокими крутящими моментами в суставах опорной ноги, с углами, близкими к оптимальным, во время первой половины опорной фазы. Вполне вероятно, что увеличение силы в ранней стадии опоры, связанное с техникой маха ногой, способствует асимметричности вертикальной реакции опоры, наблюдаемой у спринтеров высшей квалификации.
Выводы
Несмотря на общее снижение количества исследований по легкоатлетическому бегу, различные научные направления по данному виду спорта активно разрабатываются учеными разных стран. Наибольший интерес ученых вызывают вопросы профилактики заболеваемости и травматизма, поскольку, несмотря на циклический характер движений, перенапряжение, ошибки в технике и падения могут стать причиной различных патологий. С целью повышения безопасности, а также улучшения результативности в беге представляет интерес оптимизации биомеханических параметров бега. Определение физиологических характеристик спортсменов необходимо для построения, индивидуализации и коррекции тренировочного процесса.
Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБУ ФНЦ ВНИИФК № 777-00005-21-00
Литература/References
1. Yamanaka, R. Sprinting Ability as an Important Indicator of Performance in Elite Long-Distance Runners / R. Yamanaka, H. Ohnuma, R. Ando, F. Tanji, T. Ohya, M. Hagiwara, Y. Suzuki // International Journal of Sports Physiology and Performance. - 2020. - No. 15. - Pp. 141-145.
2. Kenneally, M. The Effect of Periodisation and Training Intensity Distribution on Middle- and Long-Distance Running Performance: A Systematic Review / M. Kenneally, A. Casado, J. Santos-Concejero // International Journal of Sports Physiology and Performance. - 2017. - [Online]. -URL: https://www.researchgate.net/profile/Jordan-Santos-Concejero/publication/321340517_The_Effect_of_ Periodisation_and_Training_Intensity_Distribution_on_ Middle-_and_Long-Distance_Running_Performance_A_ Systematic_Review/links/5a1da387aca2726120b43347/ The-Effect-of-Periodisation-and-Training-Intensity-Distribution-on-Middle-and-Long-Distance-Running-Performance-A-Systematic-Review.pdf
3. Trowell, D. The relationship between performance and biomechanics in middle-distance runners / D. Trowell, E. Phillips, P. Saunders, J. Bonacci // Sports Biomechanics. -2019. - [Online]. - URL: https://www.researchgate.net/ profile/Danielle-Trowell/publication/334813865_The_ relationship_between_performance_and_biomechanics_ in_middle-distance_runners/links/60f4f418085 9317dbdf1a962/The-relationship-between-performance-and-biomechanics-in-middle-distance-runners.pdf
4. Hanley, B. Champions are racers, not pacers: An analysis of qualification patterns of Olympic and IAAF World Championship middle distance / B. Hanley, F.J. Hettin-ga // Journal of Sports Sciences. - 2019. - 36 (22). -Pp. 2614-2620.
5. Dobre, A.-G. The importance of technical analysis for improving performance in athletics in long distance running / A.-G. Dobre, C. Mereuta, F.-E. Grigore // The annals of "dunarea de jos" university of Galati fascicle XV. - 2019. -Vol. 2. - Pp. 14-18.
6. Aranki, D. The Feasibility and Usability of Running Coach: A Remote Coaching System for Long-Distance Runners / D. Aranki, G.X. Peh, G. Kurillo, R. Bajcsy //
Intelligent Technologies for Coaching in Health, Barcelona, Spain, 23-26 May 2018. - [Online]. - URL: https:// mdpi-res.com/d_attachment/sensors/sensors-18-00175/ article_deploy/sensors-18-00175.pdf?version=1515594769
7. Emir, B. Analysis of Running-Related Injuries: The Vienna Study / B. Emir , S. Listabarth, F.K.J. Flock, E. Pablik, C. Fischer, S.M. Walzer, R. Dorotka, R. Windhager, P. Ziai // J. Clin. Med. - 2020. - No. 9 (2). - 438. - [Online]. - URL: https://doi.org/10.3390/jcm9020438
8. Coh, M. Usain bold - biomechanical model of sprint technique / Coh Milan // FACTA UNIVERSITATIS Series: Physical Education and Sport. - 2019. - Vol. 17. - No 1. -Pp. 1-13.
9. Sobarna, A. The influence learning used running ABC on the sprint capabilities / A. Sobarna, S. Hambali, S. Suti-swo, D. Sunars // Jurnal Konseling dan Pendidikan. - 2020. -Vol. 8. - No. 2. - Pp. 67-71.
10. Mohyud, Din B. A performance analysis about running sequence on male and female 60m hurdles / B. Mohyud Din, R. Mohy ud Din, M. Shafqat, Y. Tabassu, S. Ali // Indian Journal of Science and Technology. - 2020. - 13 (15). -Pp. 1607-1611.
11. Haugen, T. On the importance of "front-side mechanics" in athletics sprinting / T. Haugen, J. Danielsen, L.O. Al-nes, D. McGhie, 0. Sandbakk, G. Ettema // International Journal of Sports Physiology and Performance. - 2018. -Vol. 13. - Issue 4. - Pp. 420-427.
12. Bezodis, N.E. The Biomechanics of the Track and Field Sprint Start: A Narrative Review / N.E. Bezodis, S. Willwacher, A.I.T. Salo // Sports Medicine. - 2019. -Vol. 49. - Pp. 1345-1364.
13. Dewanti, G. Influence of Training Method and Leg Power on Running Speed // Advances in Social Science, Education and Humanities Research. - 2018 - Vol. 278. -Pp. 327-332.
14. Rottier, T.D. The influence of swing leg technique on maximum running speed / T.D. Rottier, S.J. Allen // Journal of Biomechanics. - 2021. - Vol. 126. - 20 September. - 110640 [Online]. - URL: https://doi.org/10.1016/'. jbiomech.2021.110640
