CC BY
14
УДК 796.011.3:796.015.62 DOI: 10.24411/2305-8404-2020-10905
ДОЗИРОВАНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ АЭРОБНОЙ НАГРУЗКИ У СТУДЕНТОВ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ НАРУШЕНИЯМИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
Д.Н. Насанович, В.И. Приходько
Выявлена начальная оптимальная частота шагов, характеризующая интенсивность нагрузки аэробного характера у студентов с нарушениями сердечно-сосудистой системы. Установлен оптимальный темп ходьбы, позволяющий адекватно дозировать физическую нагрузку и учитывать функциональное состояние занимающихся.
Ключевые слова: педагогические условия, общая выносливость, функциональное состояние, студенты, паттерн ходьбы.
Насанович Даша Николаевна, старший преподаватель, [email protected], Беларусь, Минск, Белорусский государственный университет физической культуры,
Приходько Вера Ивановна, канд. мед. наук, зав. кафедрой, [email protected], Беларусь, Минск, Белорусский государственный университет физической культуры
При осуществлении педагогического процесса, направленного на развитие аэробных возможностей, возникает ряд задач, эффективное решение которых достигается соблюдением педагогических условий. Многие педагогические условия при развитии общей выносливости достаточно хорошо изучены. Они касаются учета внутренних факторов занимающихся, содержания и организации педагогического процесса, осуществления отбора воспитанников [5]. При развитии общей выносливости у лиц с функциональными нарушениями сердечно-сосудистой системы конкретизации требуют педагогические условия, касающиеся выбора ресурсов и способа их дозирования. Для развития аэробных возможностей в физическом воспитании основными ресурсами являются физические упражнения циклического характера: ходьба, бег, бег на лыжах, плавание и др. [8].
Самым естественным способом передвижения человека, а поэтому наиболее доступным упражнением является ходьба. По Н.А. Бернштейну, ходьба - это циклический акт, в котором периодически повторяются вновь и вновь одни и те же фазы [1]. Ходьба характеризуется паттерном шага, который является автоматизированным двигательным актом, осуществ-
DOSING THE AEROBIC CHARACTER LOAD INTENSITY IN STUDENTS WITH FUNCTIONAL DISORDERS OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM A T THE BEGINNING
D.N. Nasanovich, senior lecturer, [email protected], Belarus, Minsk, Belarusian State University of Physical Culture, V.I. Prikhodko, candidate of medical sciences, head. department, [email protected], Belarus, Minsk, Belarusian State University of Physical Culture
The initial optimal frequency of steps was revealed, which characterizes the intensity of aerobic load in students with functional disorders of the cardiovascular system. The optimal pace of walking was established, which allows to adequately dose the physical activity and take into account the functional state of the trainees.
Key words: pedagogical conditions, general endurance, functional state, students, walking pattern.
ляющимся в результате сложной координированной деятельности скелетных мышц шеи, туловища и конечностей [4, 7]. Полный цикл движений, характеризующий ходьбу, - двойной шаг. Согласно данным литературы, цикл двойного шага определяется как совокупность движений звеньев тела и тела в целом, начиная с любого положения (выбранного произвольно) до возвращения их к исходному [3, 10]. Если цикл двойного шага начинается с первоначального контакта правой стопы, то он будет продолжаться до тех пор, пока пятка этой ноги снова не начнет касаться опоры. Для левой ноги проходит точно такая же серия движений, но смещенных по времени на половину цикла.
При анализе ходьбы используют следующие термины для определения основных фаз цикла двойного шага:
• heelcontact - постановка стопы на опору;
• footflat - момент полного контакта подошвенной поверхности стопы с опорой;
• midstance - момент «вертикали»;
• heeloff - момент отрыва пятки от опоры (начало отталкивания);
• toeoff - момент отрыва стопы, а именно: большого пальца от опоры (завершения отталкивания), данное положение стопы разграничивает опорный и безопорный периоды;
• midswing - момент прохождения правой стопы в плоскости
левой;
• heelcontact - постановка правой стопы на опору (следующего шагового цикла) (рис. 1).
Swing
( < pnnsfl { i f phase i (
А 1 _L k ■ ■ A
Hool Foot Mid Heel Toe Mid Heel
contact Hat stanco off off swing contact
Рис. 1. Положение ног в цикле двойного шага
Описанные движения подразделяют цикл двойного шага на семь фаз, четыре из которых приходятся на опорный период ^ее1соШ:аС:, АэоШа^ midstance, hee1off) и три на безопорный (toeoff, midswing,
heelcontact) [10]. Движения ног при ходьбе строго согласованы и осуществляются по типу перекрестной координации, при этом сокращение мышц чередуется с относительно продолжительным их расслаблением, что позволяет ходить длительное время без утомления. Движения плечевого пояса и рук способствуют сохранению равновесия при ходьбе и согласуются с движениями ног: при выносе правой ноги вперед (сокращаются мышцы-сгибатели тазобедренного, коленного, голеностопного суставов) левая рука движется вперед (сокращаются мышцы-сгибатели плечевого и отчасти локтевого суставов), при этом левая нога находится в фазе опоры (расслабление мышц-сгибателей ноги и сокращение мышц-разгибателей), правая рука отводится назад (расслабление мышц-сгибателей плечевого и отчасти локтевого суставов и сокращение мышц-разгибателей этих же суставов). Обладая своими индивидуальными особенностями, ходьба оказывает наиболее щадящее влияние на сердечно-сосудистую систему (ССС) [8]. Поэтому этот вид физической нагрузки особенно актуален для лиц с функциональными нарушениями ССС. Однако при некорректно подобранном темпе ходьбы согласованность работы мышц нарушается, вследствие чего происходит перегрузка агонистов, что сопровождается увеличением энерготрат и снижением работоспособности. Все это может вызывать различные признаки переутомления: одышка, головная боль и боль в области сердца, головокружение, потемнение в глазах, повышение или понижение артериального давления [6]. Разные исследователи предлагают различные подходы для определения оптимального темпа ходьбы, при этом основным условием данного процесса является строгое соответствие интенсивности нагрузки состоянию здоровья и уровню физической подготовленности.
На основании вышесказанного поставлена цель настоящего исследования: определить интенсивность нагрузки аэробного характера у студентов с функциональными нарушениями сердечно-сосудистой системы в начале тренировочных занятий.
Для достижения поставленной цели использовались следующие методы исследования:
а) проба Мартине-Кушелевского (оценка функционального состояния сердечно-сосудистой системы);
б) поверхностная биполярная электромиография (ЭМГ);
в) метод математической статистики.
Исследование проводилось с 10.09.2016 г. по 01.10.2017 г. в лаборатории функциональной диагностики кафедры лечебной физической культуры и физической культуры дошкольников УО «Белорусский государственный университет физической культуры» (БГУФК) и в учебно-исследовательском центре кафедры спортивной инженерии УО «Белорусский национальный технический университет». В обследовании приняли участие 15 студентов БГУФК, имеющих функциональные нарушения ССС.
Всем обследуемым проведена проба Мартине-Кушелевского, по результатам которой выделены две экспериментальные группы: ЭГ-1 (n=8) -студенты со временем восстановления после нагрузки до 3 мин, ЭГ-2 (n=7) - студенты со временем восстановления после нагрузки свыше 3 мин.
С целью выявления начальной оптимальной частоты шагов при развитии общей выносливости обследование производилось по следующей схеме: ЭГ-1 - выполняли четырехразовую нагрузку по 5 мин в виде ходьбы на тредмиле под манометр со скоростью 90, 100, 110, 120 шаг/мин; студенты ЭГ-2 - выполняли четырехразовую нагрузку по 5 мин в виде ходьбы на тредмиле под манометр со скоростью 80, 90, 100, 110 шаг/мин. Между нагрузками был 10-минутный перерыв. В первые и последние 20 с 5-минутной ходьбы с каждой вышеуказанной частотой регистрировалась суммарная электромиограмма парных мышц, участвующих в паттерне шага (m. deltoideus, m. obliquus externus abdominis, m. rectus femoris, m. tibialis anterior, m. biceps femoris, m. gastrocnemius medial head) [9]. Одна мышца из обследуемой пары находилась в опорном периоде, другая -в безопорном. Анализировали показатели средней амплитуды и средней частоты интегрированной электромиограммы (таблица).
Параметры суммарной ЭМГ при разных нагрузках у студентов с функциональными нарушениями сердечно-сосудистой системы
Гр. Темп, Показатели ЭМГ
шаг/мин Средняя амплитуда, мкВ Средняя частота, Гц
Начало нагрузки Конец нагрузки Начало нагрузки Конец нагрузки
Напряж. Расслаб. Напряж. Расслаб. Напряж. Расслаб. Напряж. Расслаб.
90 228,7 191,3 421,7 263,8 15,4 20,8 19,2 21,5
±667,3 ±511,3 ±1019,2 ±721,5 ±8,7 ±14,3 ±12,7 ±11,2
100 332,3 195,0 463,9 239,2 24,5 26,8 22,3 24,0
ЭГ-1, ±658,7 ±411,1 ±831,3 ±399,1 ±15,8 ±15,0 ±16,1 ±18,9
n=8 110 227,8 171,7 359,5 357,3 25,7 24,3 21,4 21,3
±410,9 ±394,5 ±729,9 ±729,3 ±20,1 ±16,7 ±13,0 ±13,7
120 171,0 119,5 290,5 228,7 27,6 25,2 20,6 21,2
±372,0 ±302,3 ±596,6 ±562,6 ±26,0 ±17,7 ±12,1 ±10,6
80 49,7 36,1 49,2 31,9 25,0 24,6 23,1 22,9
±40,1 ±21,7 ±42,8 ±18,8 ±21,8 ±27,9 ±19,0 ±19,1
90 386,1±9 339,6 492,9 462,3 22,0 21,0 20,8 20,7
ЭГ-2, 94,7 ±921,7 ±1116,0 ±1059,2 ±16,3 ±18,1 ±15,6 ±16,8
n=7 100 369,0 240,7 533,8 361,2 24,3 21,3 19,8 21,3
±957,3 ±687,2 ±1236,9 ±934,0 ±16,6 ±17,2 ±13,8 ±13,8
110 356,7 260,9 740,0 516,4 26,3 24,6 19,2 20,0
±824,1 ±670,9 ±1301,9 ±1001,7 ±12,2 ±14,6 ±12,3 ±11,0
Как видно из таблицы, у лиц ЭГ-1 значения средней амплитуды в конце первой и второй нагрузок в момент напряжения возрастает адекватно увеличению частоты шагов, а в момент расслабления -снижается. В конце третьей нагрузки при частоте ходьбы 110 шаг/мин, наблюдаются практически равные значения средней амлитуды в опорном и безопорном периодах, что свидетельствует о недостаточном расслаблении мышц в безопорном периоде шага и сигнализирует об их утомлении. Показатель средней частоты ЭМГ, измеряемый в конце нагрузки, у студентов этой группы снижается при ходьбе с интенсивностью 110 и 120 шаг/мин, что также указывает на утомление мышц [9].
У обследуемых ЭГ-2 при ходьбе с частотой 80 шаг/мин наблюдаются низкие значения средней апмлитуды ЭМГ, что свидительствует о малой нагрузке. Далее с повышением частоты шагов (90 шаг/мин) она увеличивается в конце нагрузки. Однако при 100 и 110 шаг/мин данный показатель повышается чрезмерно. Средняя частота ЭМГ, измеряемая в конце нагрузки, у студентов ЭГ-2 значительно снижается во время третьего и четвертого отрезков ходьбы (100 и 110 шаг/мин), что характеризует мышечное утомление [9].
Относительный прирост показателей средних величин амплитуды и частоты ЭМГ к концу каждой 5-минутной нагрузки у студентов с функциональными нарушениями сердечно-сосудистой системы представлен на рис. 2 и 3.
%
120 100 80 60 40 20 0
ЭГ-1
90 100 110 120
Шаг/мин
• Напряжение • Расслабление
%
120 100 80 60 40 20 0 -20
ЭГ-2
100 110
Шаг/мин
• Напряжение • Расслабление
Рис. 2. Относительный прирост показателей средних величин амплитуды ЭМГ к концу каждой 5-минутной нагрузки у студентов с функциональными нарушениями сердечно-сосудистой системы
%
ЭГ-1
%
ЭГ-2
30
5
-20
-10
20
10
0
-30
-30
Шаг/мин
• Напряжение • Расслабление
Шаг/мин
• Напряжение • Расслабление
Рис. 3. Относительный прирост показателей средних величин частоты ЭМГ к концу каждой 5-минутной нагрузки у студентов с функциональными нарушениями сердечно-сосудистой системы
Анализируя относительный прирост показателей средних величин амплитуды и частоты ЭМГ к концу каждой 5-минутной нагрузки, устанавливаем, что для студентов обеих групп средняя амплитуда возрастает адекватно увеличению частоты шагов на протяжении первых двух нагрузок, далее наблюдается чрезмерное напряжение мышц, находящихся в безопорном (ЭГ-1) и опорном (ЭГ-2) периодах. Средняя частота ЭМГ у всех студентов начинает снижаться в конце второй нагрузки (100 и 90 шаг/мин), что свидетельствует о проявлении начальных признаков утомления. Далее при повышении интенсивности ходьбы у студентов ЭГ-1 и ЭГ-2 (110-120 и 100-110 шаг/мин соответственно) утомление нарастает. Согласно физиологической закономерности восстановительных процессов - фазности, отражающей изменения уровня работоспособности, наиболее эффективной нагрузкой является та, после которой наступает сверхвосстановление, то есть фаза повышенной работоспособности. Однако суперкомпенсация возможна лишь при достаточной, но не чрезмерной по величине нагрузке. Поэтому для лиц двух групп наибольший тренировочный эффект окажет нагрузка номер два (ЭГ-1 - 100 шаг/мин, ЭГ-2 - 90 шаг/мин).
Таким образом, исследование позволило выявить следующую интенсивность аэробной нагрузки у студентов с функциональными нарушениями сердечно-сосудистой системы в начале тренировочных занятий:
- у лиц со временем восстановления после нагрузки пробы Мар-тине-Кушелевского до 3 мин -100 шаг/мин;
- у обследуемых со временем восстановления свыше 3 мин -90 шаг/мин.
Список литературы
1. Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. М.: Медицина, 1966. 349 с.
2. Бортыко Н.М. В пространстве воспитательной деятельности: монография / науч. ред. Н.К. Сергеев. Волгоград: Перемена, 2001. 181 с.
3. Дронь А.Ю., Касумов К.М. Эффективность применения средств лечебной физической культуры при травмах и повреждениях опорно-двигательного аппарата лыжников-гонщиков // Вестник Сургутского государственного педагогического университета. 2015. №1. С. 172-180 // Лань: электронно-библиотечная система [Электронный ресурс]. URL: https:// e.lanbook.com/journal/issue/293840 (дата обращения: 01.04.2020).
4. Дубровский В.И., Федорова В.Н. Биомеханика: учебник для вузов. М.: ВЛАДОС, 2003. 672 с.
5. Куприянов Б.В., Дынина С.А. Современные подходы к определению сущности категории «педагогические условия» // Вестник Костромского государственного университета им. Н.А. Некрасова. 2001. № 2. С. 101-104.
6. Пулина В.В. Физическое воспитание студентов специального медицинского отделения в вузе: учеб.-метод. пособие. Владимир: Изд-во ВлГУ, 2014. 79 с.
7. Соболева Н.А., Рассказова И.Н. Ходьба как средство лечебной физической культуры // Сибирское юридическое обозрение. 2009. № 11 [Электронный ресурс]. URL: https: // cyberleninka.ru/article/n/hodba-kak-sredstvo- lechebnoy-fizicheskoy-kultury (дата обращения: 23.01.2020).
8. Холодов Ж.К., Кузнецов В.С. Теория и методика физического воспитания и спорта: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. М.: Издат. центр «Академия», 2000. 480 с.
9. Шпаков А.В., Воронов А.В. Моторный паттерн ходьбы человека в условиях различной по величине гравитационной нагрузки на опорно-двигательный аппарат // Медицина экстремальных ситуаций. 2017. № 4. С. 95-104.
10. Terminology and forensic gait analysis / I. Birch [et al.] // Science and Justice. 2015. No. 55. P. 279-284.
References
1. Bernshtejn N.A. Ocherki po fiziologii dvizhenij i fiziologii aktivnosti [Essays on the physiology of movements and the physiology of activity]. M.: Medicine, 1966. 349 p.
2. Bortyko N.M. V prostranstve vospitatel'noj deyatel'nosti [In the space of educational activity]: monograph / scientific. ed. N.K. Sergeev. Volgograd: Change, 2001. 181 p.
3. Dron' A.Yu., Kasumov K.M. Effektivnost' primeneniya sredstv lechebnoj fizicheskoj kul'tury pri travmah i povrezhdeniyah oporno-dvigatel'nogo apparata lyzhnikov-
gonshchikov [The effectiveness of the use of remedial physical culture for injuries and injuries of the musculoskeletal system of skiers-racers] // Vestnik Surgutskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta [Bulletin of the Surgut State Pedagogical University]. 2015. No. 1. P. 172-180 // Lan: electronic library system [Electronic resource]. URL: https://e.lanbook.com/journal/issue/293840 (date accessed: 04/01/2020).
4. Dubrovskij V.I., Fedorova V.N. Biomekhanika [Biomechanics]: a textbook for universities. M.: VLADOS, 2003. 672 p.
5. Kupriyanov B.V., Dynina S.A. Sovremennye podhody k opredeleniyu sushchnosti kategorii «pedagogicheskie usloviya» [Modern approaches to the definition of the essence of the category "pedagogical conditions"] // Vestnik Kostromskogo gosudarstvennogo universiteta im. N.A. Nekrasova [Bulletin of the Kostroma State University named after ON THE. Nekrasov]. 2001. No. 2. P. 101-104.
6. Pulina V.V. Fizicheskoe vospitanie studentov special'nogo medicinskogo otdeleniya v vuze [Physical education of students of a special medical department at the university]: study guide. allowance. Vladimir: Publishing house of VlSU, 2014. 79 p.
7. Soboleva N.A., Rasskazova I.N. Hod'ba kak sredstvo lechebnoj fizicheskoj kul'tury [Walking as a means of medical physical culture] // Sibirskoe yuridicheskoe obozrenie [Siberian legal review]. 2009. No. 11 [Electronic resource]. URL: https:// cyberleninka.ru/article/n/hodba-kak-sredstvo-lechebnoy-fizicheskoy-kultury (date of access: 01/23/2020).
8. Holodov Zh.K., Kuznecov V.S. Teoriya i metodika fizicheskogo vospitaniya i sporta [Theory and methodology of physical education and sports]: textbook. manual for stud. higher. study. institutions. M.: Publishing house. center "Academy", 2000. 480 p.
9. Shpakov A.V., Voronov A.V. Motornyj pattern hod'by cheloveka v usloviyah razlichnoj po velichine gravitacionnoj nagruzki na oporno-dvigatel'nyj apparat [The motor pattern of human walking under conditions of gravitational load of different magnitude on the musculoskeletal system] // Medicina ekstremal'nyh situacij [Medicine of extreme situations]. 2017. No. 4. P. 95-104.
10. Terminology and forensic gait analysis / I. Birch [et al.] // Science and Justice. 2015. No. 55. P. 279-284.
