CC BY
82
ЭЛЕКТРОМИОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОСТИ МЫШЦ У СТУДЕНТОВ ФИЗКУЛЬТУРНОГО ВУЗА, СПЕЦИАЛИЗИРУЮЩИХСЯ В РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ
СПОРТА
О.В. Ланская1, Е.В. Ланская ФГБОУ ВО «Великолукская государственная академия физической культуры и спорта», г. Великие Луки
Реализация спортивных движений пауэрлифтерами, баскетболистами и представителями легкоатлетического бега (спринтерами и стайерами) осуществляется посредством специфических паттернов биоэлектрической активности скелетных мышц. Специфичность паттернов электроактивности проявляется у спортсменов в присущих для каждого двигательного действия характеристиках ЭМГ мышц: амплитуды, интегрированной электроактивности, частоты биопотенциалов действия, порядка активации мышц и выключения.
Ключевые слова: электромиография, пауэрлифтеры, баскетболисты, спринтеры, стайеры.
Electromiographic study of muscle activity in students specializing in different sports in the university ofphysical education. Powerlifters, basketball players and field athletes-runners (sprinters, stayers) carry out sports movements by means of specific patterns of bioelectrical activity of the skeletal muscles. The specificity of these patterns is manifested in EMG characteristics of the muscles involved in each movement: amplitude, integrated activity, frequency of action biopotentials, order of muscle activation and deactivation.
Key words: electromyography, powerlifters, basketball players, sprinters, stayers.
Целенаправленная двигательная деятельность имеет принципиально важное значение в адаптации организма человека к различным условиям его жизнедеятельности [12], поэтому исследование механизмов регуляции движений, обеспечивающих достижение успешного результата, является одной из центральных проблем физиологии [5]. Идеальной моделью для изучения механизмов разнообразных движений служит двигательная деятельность спортсменов. Метод электромиографии (ЭМГ), представляющий собой запись биоэлектрической активности мышц, в последнее время находит широкое применение в спортивных исследованиях [19]. С использованием этой методики изучались особенности регуляции движений в разных видах спорта, включая легкоатлетический бег, велоспорт, спортивные игры, греблю, тяжелую атлетику, единоборства, стрельбу из пистолета и др. [13; 15; 19; 20; 21]. Однако в большинстве опубликованных работ отсутствует комплексный ЭМГ анализ деятельности мышц при выполнении спортсменами специфичных для различных видов спорта движений, не проводится сопоставительный анализ активности работающих мышц при различных условиях их функционирования, поэтому данные аспекты были изучены нами при участии
Контакты: 1 Ланская О.В. - E-mail:< [email protected]>
пауэрлифтеров, баскетболистов и легкоатлетов, специализирующихся в беге на короткие и длинные дистанции.
ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В исследовании приняли участие студенты (все лица мужского пола), обучающиеся в Великолукской государственной академии физической культуры и спорта, и специализирующиеся в пауэрлифтинге (7 человек), баскетболе (5 человек) и легкоатлетическом беге на короткие (6 человек) и длинные (6 человек) дистанции. Испытуемые на момент исследования имели спортивную квалификацию от I взрослого разряда до КМС, возраст обследуемых - 17-25 лет. Стаж спортивной деятельности - от 7 до 12 лет.
Методом исследования являлась поверхностная ЭМГ. Отведение и регистрация биопотенциалов мышц осуществлялась по общепринятой методике [6] с помощью современного 16-ти канального электромиографа «MegaWin МЕ 6000» (Финляндия, 2008), а обработку полученных данных проводили в специальной компьютерной программе «MegaWin». К исследованию привлекались только испытуемые-правши и ограничивались регистрацией биопотенциалов мышц с правой половины тела. В качестве двигательных моделей пауэрлифтеры выполняли упражнения из силового троеборья, для баскетболистов был выбран бросок одной рукой от головы (сверху), который спортсмены выполняли с различного расстояния до корзины (со штрафной линии, с дальней, средней и близкой дистанции). Спортсмены, специализирующиеся в беге на короткие и длинные дистанции, пробегали отрезки дистанции (30 м) с разной скоростью. Мы принимали во внимание, что темп на дистанции 100 м и 5000 м соответственно спринтерами и стайерами хорошо изучен, то есть определялся опытом спортсменов, поэтому скорость во время максимального спринтерского теста соответствовала темпу на 100 м, а стайерского - на 5000 м.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Изучение параметров ЭМГ мышц у пауэрлифтеров при выполнении упражнений из силового троеборья. Пауэрлифтинг - силовой вид спорта, суть которого заключается в преодолении веса максимально тяжелого отягощения. В качестве соревновательных дисциплин в него входят три упражнения: приседание со штангой на плечах, жим штанги лежа на горизонтальной скамье и тяга штанги, которые в сумме и определяют квалификацию спортсмена. На рисунке 1 (А, Б, В) представлены оригинальные образцы записей ЭМГ тестируемых мышц у спортсменов.
Анализ ЭМГ параметров тестируемых мышц позволил выявить «ведущие» мышцы при выполнении пауэрлифтерами упражнений из силового троеборья. Так, при выполнении упражнения «приседание со штангой на плечах» среди всех тестируемых мышц самые высокие показатели амплитуды, интегрированной активности и частоты ЭМГ зарегистрированы у прямой мышцы бедра (соответственно 293,1±18,11 мкВ; 1178,1±118,7 мкВ-с; 114,7±5,39 Гц), являющейся «ведущей» мышцей, по сравнению с которой передняя большеберцовая мышца и
лучевой сгибатель кисти демонстрировали меньшую электроактивность, но у которых она была выше, чем у остальных мышц. Перечисленные мышцы первыми начинали сокращаться и дольше всех остальных мышц оставались включенными в работу (рис. 1, А). Исследование электрической активности мышц плеча, предплечья, бедра и голени при выполнении жима штанги лежа показало, что самые высокие показатели параметров ЭМГ регистрировались у трехглавой мышцы плеча: амплитуда - 514,45±110,94 мкВ; интеграл - 1752,95±306,3 мкВ-с; частота биопотенциалов - 134,97±1,12 Гц. Следует отметить, что при выполнении пауэр-лифтерами данного упражнения по сравнению с «ведущей» трехглавой мышцей плеча у остальных мышц электроактивность была значительно ниже, особенно у мышц бедра и голени, которые в меньшей степени задействованы в совершаемой работе, чем мышцы рук. Во время становой тяги среди всех мышц самые высокие показатели амплитуды, интегрированной активности и частоты ЭМГ зарегистрированы у лучевого сгибателя кисти (соответственно 332,87±95,6 мкВ; 1413,5±495,36 мкВ-с; 124,4±8,09 Гц), являющегося в данном случае «ведущей» мышцей, по сравнению с которой трехглавая мышца плеча и двуглавая мышца бедра демонстрировали меньшую электроактивность, но более высокую, чем у остальных мышц. «Ведущие» и вспомогательные мышцы при выполнении жима и становой тяги штанги первыми начинали сокращаться и дольше всех остальных мышц оставались включенными в работу (рис. 1, Б, В).
Известно, что интегрированная электрическая активность, которая позволяет определить площадь ЭМГ на ее фиксированном временном участке, то есть меру выраженности активности мышц во времени при той или иной двигательной деятельности [3], складывается из значений амплитуды и частоты биопотенциалов. Причем, повышение интегрированной электроактивности может происходить как за счет увеличения амплитуды потенциалов действия, так и возрастания их частоты [14]. На рисунке 2 представлено сравнение интеграла активности со средней амплитудой и частотой биопотенциалов мышц, выраженное в процентах, по отношению к значениям прямой мышцы бедра при приседаниях со штангой (А), трехглавой мышцы плеча при жиме штанги лежа на горизонтальной скамье (Б), лучевого сгибателя кисти при становой тяге (В). Наше исследование показало, что более высокие значения интегрированной активности ЭМГ мышц верхней и нижней конечностей при выполнении приседания со штангой на плечах, жиме штанги лежа на горизонтальной скамье и становой тяги достигались как за счет увеличения амплитуды электроактивности, зависящей от количества возбужденных двигательных единиц (ДЕ) и степени их синхронизации, так и частоты ЭМГ, обусловленной колебанием потенциалов возбужденных ДЕ.
Следует отметить, что значительную роль в регуляции силы мышечного сокращения могут играть механизмы рекрутирования и (или) увеличения частоты импульсации ДЕ. Некоторые авторы считают, что градация мышечного усилия осуществляется почти исключительно за счет рекрутирования новых ДЕ. Они полагают, что нет существенной зависимости между мышечным усилием и частотой импульсации единиц [23]. Другие ученые высказывают сомнение в том, что рекрутирование является важным фактором при любых уровнях силы [22]. В свою очередь, ряд других исследователей придерживаются другой точки зрения. Так, в частности, результаты исследований Н.8. Milner-Brown с коллегами [27]
показали, что при относительно небольших значениях силы основным механизмом является рекрутирование, тогда как увеличение частоты посылки импульсов используется для достижения показателей силы, близких к максимальным. В других работах также отмечено, что развитие мышцами максимальной силы зависит от частоты импульсов [24; 25]. В трудах других авторов [2; 4; 11; 16; 26] также указывается, что увеличение силы имеет место при увеличении частоты импульсов и рекрутировании дополнительных ДЕ. При этом в разных диапазонах силы и в разных условиях сокращения, возможно, как параллельное использование обоих механизмов для увеличения силы мышечного сокращения, так и преимущественное использование одного из них.
В реальных условиях мышечной деятельности человека большая часть ДЕ рекрутируется в диапазоне от 0 до 50 % максимальной силы произвольного сокращения, затем вовлекается лишь небольшое (около 10%) число самых крупных (высокопороговых) ДЕ, а рост силы от 75 до 100 % обусловлен исключительно ростом частоты импульсации [4; 26]. С учетом этого можно предположить, что высокий уровень мышечного усилия при выполнении пауэрлифтерами упражнений из силового троеборья, который составлял 90 % от максимального произвольного сокращения (МПС), достигался, возможно, преимущественно за счет частоты разрядов ДЕ.
Изучение параметров ЭМГ мышц при выполнении баскетболистами броска мяча одной рукой от головы (сверху) с различного расстояния до корзины. Бросок мяча одной рукой от головы (сверху) - основной бросок в баскетболе для поражения корзины с близкой, средней и дальней дистанции, а также с линии штрафного броска. Типичные образцы записи ЭМГ тестируемых мышц при выполнении дистанционных бросков представлены на рисунке 3 (А, Б, В, Г). Анализ показал, что при выполнении броска одной рукой от головы (сверху) с различного расстояния до корзины наиболее высокие показатели средней амплитуды, интегрированной активности и частоты биопотенциалов регистрировались в лучевом сгибателе кисти: с линии штрафного броска - 147,6±6,66 мкВ; 692,8±43,84 мкВ-с; 128,5±6,9 Гц; с дальней дистанции - 178,6±6,35 мкВ; 908,8±40,63 мкВ-с; 146,2±2,37 Гц; со средней дистанции - 161,2±13,69 мкВ; 617,2±42,94 мкВ-с; 135,3±1,69 Гц; с близкой дистанции - 100,2±8,91 мкВ; 192±17,82 мкВ-с; 123,9±3,9 Гц.
Лучевой сгибатель кисти при выполнении баскетболистами броска мяча с различного расстояния до корзины является «ведущей» мышцей, по сравнению с которой локтевой разгибатель кисти и трехглавая мышца плеча демонстрируют меньшую электроактивность, но более высокую, чем двуглавая мышца плеча. При этом независимо от того, выполнялся бросок без прыжка (со штрафной линии) или в прыжке (с дальней, средней и близкой дистанции), электрическая активность мышц плеча и предплечья, которая оценивалась по показателям амплитуды, интеграла и частоты ЭМГ, была в основном существенно выше, чем у мышц бедра и голени (рис. 3).
File Display Cursor Zoom Calculations Settings Markers Areas Show
H
4® EE
-Гц» и a
Il ООО
[-1000 -т\
1 - двуглавая .мышца плеча
щ
1-1000 -Н
2 - трехглавая мышца плеча
□а
1-1000 ~-г|
3 - лучевой сгибатель кисти
щ
1-1000 -г|
4 - локтевой разгибатель кисти
Щ
1-1000 ~-г|
5 - двуглавая мышца бедра
:
11-1000 -г|
6 - прямая мышца бедра
ж
1-1000 ~-г|
7 - камбаловндная мышца
щ
11-1000 -г|
i - передняя оольшеоерцовая мышца
время/с
А - Приседание со штангой на плечах
File Display Cursor Zoom Calculations Settings Markers Areas Show
H
i-a
w
Qy SJ fSl
Ia E ^ i
Ш V ГтЕй
,| ч|_ 1 - двуглавая мышца плеча
2 - трехглавая мышца плеча
3 - лучевой сгибатель кисти
ЕНИШ^ mill II
4 - локтевой разгибатель кисти
5 - двуглавая мышца бедра
6 - прямая мышца бедра
7 - камбаловндная мышца
-1000
Щ
8 - передняя болыпеберцовая мышца
время/с
Б - Жим штанги лежа на горизонтальной скамье
Display Cursor Zoom Calculations Settings Markers Areas Show
H ®
Q, са a ■
■л,« в a ► i
m ißl
...,.-. 1 двуглавая мышца плеча
. 2 - трехглавая мышца плеча
_ 3 - лучевой сгибатель кисти
^ 4 - локтевой разгибатель кисти
, 5 - двуглавая мышца бедра
6 - прямая мышца бедра
7 - камбаловндная мышца
- передняя оольшеоерцовая
время/с
В - Становая тяга
Рис. 1 Типичный образец записи ЭМГ мышц при выполнении пауэрлифтерами упражнений из силового троеборья (маркер 1 на рисунках А, Б, В - старт)
Из анализа порядка включения и выключения мышц при выполнении дистанционных бросков следует, что первым из всех восьми мышц активировался лучевой сгибатель кисти, который вместе с локтевым разгибателем кисти последними выключались из работы, тогда как активация и завершение активности мышц бедра и голени происходили примерно в одно и то же время (рис. 3). Установлено также, что самые высокие показатели амплитуды ЭМГ, а также интегрированной электроактивности мышц плеча и предплечья регистрировались при выполнении броска с дальней дистанции, а самые низкие - при выполнении броска с близкой дистанции. Вместе с тем, показатели амплитуды ЭМГ мышц ног во время штрафного броска, который выполнялся без прыжка, значительно ниже таковых, зарегистрированных во время других дистанционных бросков, выполняемых в прыжке.
Установлено, что более высокие значения интегрированной активности ЭМГ мышц плеча, предплечья, бедра и голени при броске одной рукой от головы (сверху), который баскетболисты выполняли с различного расстояния до корзины, достигались как за счет увеличения амплитуды электроактивности, так и частоты ЭМГ этих мышц. Следовательно, суммарная электрическая активность вовлеченных в той или иной степени в работу мышц у баскетболистов при выполнении дистанционных бросков зависит от рекрутирования большего количества ДЕ и частоты разряда импульсирующих мотонейронов в составе этих ДЕ.
С учетом физиологических основ мышечной силы и скоростно-силовых качеств Я.М. Коца [8] бросковые движения баскетболиста целесообразно отнести к движениям с перемещением малой массы (менее 40 % от МПС), для реализации которых необходима максимальная скорость перемещения рук и точность движений, а проявляемая мышечная сила относительно небольшая. В свою очередь, вертикальный прыжок в баскетболе зависит в той или иной степени как от силы мышц, в частности бедра, голени, стоп, таза, спины, живота и плеч, так и от скорости их сокращения (выполнения прыжка) [10], при котором согласно вышеназваной концепции Я.М. Коца [8] проявление мышечной силы находится в диапазоне 40-70% от максимально возможной. В таком диапазоне силы, которую баскетболист развивает во время броска и прыжка, вероятно, будет высока роль как механизмов рекрутирования, так и увеличения частоты импульсации ДЕ, о чем говорилось ранее [2; 4; 11] и что подтверждают полученные нами данные.
Изучение параметров ЭМГ скелетных мышц при спринтерском и стайерском беге. Бег - естественная локомоция (движение в пространстве), в основе которой лежит ритмический двигательный рефлекс, проявляющийся автоматически. Поскольку мышцы нижних конечностей в беге выполняют основную работу [9], то в данной серии исследований был принят к рассмотрению анализ ЭМГ мышц бедра и голени во время легкоатлетического бега с разной скоростью.
На рисунке 4 (А, Б) представлены типичные образцы записей ЭМГ мышц бедра и голени во время бега с разной скоростью. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при беге с разной скоростью наиболее высокие показатели средней амплитуды, интегрированной активности ЭМГ и частоты биопотенциалов регистрировались у двуглавой мышцы бедра: при спринтерском беге -227,9±34,2 мкВ; 1400,5±203,3 мкВ-с; 107,9±9,3 Гц; при стайерском беге -148,8±24,8 мкВ; 1015,7±120,3 мкВ-с; 105,7±10,7 Гц.
А - Приседание со штангой на плечах
(1 - прямая мышца бедра; 2 - передняя большеберцовая мышца; 3 - лучевой сгибатель кисти; 4 -двуглавая мышца плеча; 5 - камбало-видная мышца; 6 -локтевой разгибатель кисти; 7 - двуглавая мышца бедра; 8 -трехглавая мышца плеча)
Б - Жим штанги
лежа на горизонтальной скамье
(1 - трехглавая мышца плеча; 2 - лучевой сгибатель кисти; 3 -локтевой разгибатель кисти; 4 - двуглавая мышца плеча; 5 -передняя большебер-цовая мышца; 6 -прямая мышца бедра; 7 - двуглавая мышца бедра; 8 - камбало-видная мышца)
В - Становая тяга
(1 - лучевой сгибатель кисти; 2 - трехглавая мышца плеча; 3 - двуглавая мышца бедра; 4 - камбало-видная мышца; 5 -передняя большебер-цовая мышца; 6 -прямая мышца бедра; 7 - локтевой разгибатель кисти; 8 - двуглавая мышца плеча)
Рис. 2 Величины интегрированной электроактивности, средней амплитуды и частоты ЭМГ мышц по отношению к значениям: прямой мышцы бедра при приседании со штангой на плечах (А); трехглавой мышцы плеча при жиме штанги лежа на горизонтальной скамье (Б); лучевого сгибателя кисти при становой тяге (В) у пауэрлифтеров, %
11000 ■1000 ¿j
lïôôô ±| -1000 ¿I.
File Display Cursor Zoom Calculations Settings Markers Areas Show
Qr
E
-ГЦ й
MI -
► 1
1000 ¿I -1000
11000 -1000 ¿j
11000 -1000
ГТ555 ¿j
M ¿j
11000
-1000
4
. 1 - трехглавая мышца плеча
2 - двуглавая мышца плеча
3 - локтевой разгибатель кисти
4ft* " 1
4 - лучевой сгибатель кисти
, 5 - лвуглавая мышца бедра
, 6 - прямая мышца бедра
7 - камбаловидная мышца
8 - передняя большеберцовая мышца
Auto Common '
время с
Рис. 3 Типичные образцы записей ЭМГ мышц верхней и нижней конечностей при выполнении броска мяча одной рукой от головы (сверху) с линии штрафного броска (А), с дальней (Б), средней (В) и близкой (из-под кольца) (Г) дистанции (маркер 1 на рисунках А, Б, В, Г - старт)
File Display Cursor Zoom Calculations Settings Markers Areas Show
v
г Ш
■-ГЧ« i a
Bi
02
и
[Tom -r] 1-1000 -jj.
4fffffHH+fH-'
- камбаловидная мышца
11000 -rj
l-юоо Hj.
2 - передняя болыпебериовая мышца
Ь.. .I. .L. .. ..1. . ..L.. ,L. itll |L 1- Jim il_ill____4
3 двуглавая мышца бедра
-4 - прямая мышца бедра
1000 ¿j Tooo
Common f
в рем а/с
Рис. 4 Типичные образцы записей ЭМГмышц бедра и голени при спринтерском (А) и стайерском (Б) беге (маркер 1 - старт, маркер 2 - финиш)
Двуглавая мышца бедра как при спринтерском, так и при стайерском беге является «ведущей» мышцей, по сравнению с которой камбаловидная мышца демонстрирует несколько меньшую электроактивность, но более высокую, чем прямая мышца бедра и передняя большеберцовая мышца (рис. 4). Обнаружены также различия в электроактивности мышц бедра и голени при беге с разной скоростью, что можно наблюдать на рисунке 4 (А, Б). При спринтерском беге показатели амплитуды, интегрированной электроактивности и частоты биопотенциалов ЭМГ тестируемых мышц превышали (в ряде случаев существенно) таковые при стайерском беге.
Результаты анализа полученных данных показали, что более высокие значения интегрированной активности ЭМГ мышц при спринтерском и стайерском беге достигались за счет увеличения амплитуды и частоты ЭМГ. Известно, что бег на короткие дистанции относится к скоростно-силовым упражнениям, развивающим преимущественно быстроту, во время которых проявляется и относительно большая мышечная сила, не превышающая 70 % от МПС [8]. При этом доказано, что максимальная произвольная сила, то есть наибольшая возможность, которую спортсмен способен проявить при МПС мышц, у бегунов-стайеров существенно ниже, чем у бегунов-спринтеров [7]. Выше неоднократно отмечалось, что прирост силы до 70-75 % от МПС может достигаться за счет рекрутирования ДЕ наряду с увеличением частоты их разрядов [2; 4; 11], поэтому можно предположить, что достижение высокой суммарной электроактивности мышц при разной скорости бега происходило как за счет рекрутирования большего количества ДЕ, так и за счет высокой частоты их разрядов.
Далее нами был проведен сравнительный анализ показателей амплитуды ЭМГ, зарегистрированных в результате выполнения представителями различных видов спорта специфических спортивных движений, результаты которого представлены в таблице 1. Из таблицы видно, что самая высокая биоэлектрическая активность исследуемых мышц наблюдалась у пауэрлифтеров при выполнении того или иного упражнения из силового троеборья и легкоатлетов во время спринтерского бега, по сравнению с которыми у баскетболистов, выполняющих дистанционные броски в опорном и безопорном положении ног, и легкоатлетов во время стайерского бега электроактивность мышц была ниже. Отметим также, что показатели средней частоты моторных единиц и интегрированной электроактивности мышц при выполнении физических нагрузок пауэрлифтерами и спринтерами в основном были выше таковых, зарегистрированных при мышечной работе, совершаемой баскетболистами и стайерами (сравнительный анализ данных характеристик ЭМГ между группами спортсменов в работе не приводится). При этом величины амплитуды ЭМГ мышц бедра и голени при выполнении дистанционных бросков в прыжке и без него была значительно ниже таковых во время стайерского бега. Вместе с тем следует обратить внимание, что электроактивность лучевого сгибателя кисти при выполнении броска мяча с различного расстояния до корзины была в основном даже выше электроактивности мышц ног во время стайерского бега (табл. 1).
Отмечается, что максимальная сила, развиваемая мышцей, находится в прямой зависимости от типа мышечных волокон, составляющих данную мышцу. Например, чем больше быстрых волокон содержит мышца, тем больше возможная ее сила сокращения. Известно, что отличительной особенностью композиции мышц у стайеров является относительно высокий процент медленных волокон, составляющих их мышцы, у спринтеров и представителей силовых видов спорта высок процент быстрых мышечных волокон, а у игровиков - равномерное распределение быстрых и медленных волокон в мышцах, несущих основную нагрузку [3; 18]. Выше также была представлена информация, касающаяся возможного диапазона прилагаемых мышечных усилий от МПС при совершении двигательных действий, специфичных для рассматриваемых видов спорта. Так, градиент силы самый высокий у представителей мощностных видов спорта (пауэрлифте-ров, спринтеров), чем у баскетболистов, особенно мышц рук и стайеров. Однако следует рассмотреть и особенности скоростного компонента мощности при выполнении некоторых из этих движений, одним из важных механизмов повышения которого служит увеличение скоростных сократительных свойств мышц. Обращает на себя внимание, что для реализации дистанционных баскетбольных бросков не требуется максимальное напряжение мышц рук, а необходима максимальная скорость перемещения рук, то есть быстрота развития напряжения (быстрая сила) и точность движений. Отмечается, что с увеличением дистанции броска, за счет возрастания скорости движения звеньев тела, увеличивается скорость вылета мяча, которая при штрафном броске может составлять около 7,4 м/с, а при броске с дальней дистанции - 8,9 м/с [1]. Вместе с тем, техника движений рук в беге зависит от скорости бега, то есть чем больше амплитуда (частота) движений рук, тем выше скорость бега, которая на дистанции 100 м может составлять в среднем около 9 м/с (или 32,4 км/ч [17]).
Таблица 1
Сравнительный анализ показателей амплитуды биоэлектрической активности мышц между группами спортсменов, мкВ _(М±$Е)_
Мышцы Пауэрлифтеры Баскетболисты Легкоатлеты-бегуны
1. Приседания со штангой 2. Жим штанги лежа на горизонтальной скамье 3. Становая тяга 4. Штрафной бросок 5. Бросок с дальней дистанции 6. Бросок со средней дистанции 7. Бросок с близкой дистанции 8. Спринтерский бег 9. Стайерский бег
Двуглавая плеча 94,43±14,62 81,12±13,32 71,28±24,1 33,4±2,01 46,4±2,36 29,2±2,39 31,4±1,31 Не регистрировалась Не регистрировалась
Достоверность различий Рм =0,02, Рь6 =0,03, в остальных случаях не выявлено достоверных различий между показателями амплитуды ЭМГ, зарегистрированными при выполнении движений пауэрлифтерами и баскетболистами (Mann-Whitney U-test)
Трехглавая плеча 44,42±9,84 514,45±110,94 272,2±20,9 60,4±5,51 76,2±5,85 63,6±4,84 53,4±3,45 Не регистрировалась Не регистрировалась
Достоверность различий Р2-4 =0,03, Р2-7 =0,007, в остальных случаях не выявлено достоверных различий между показателями амплитуды ЭМГ, зарегистрированными при выполнении движений пауэрлифтерами и баскетболистами (Mann-Whitney U-test)
Лучевой сгибатель кисти 163,5±14,27 186,65±10,09 332,87±95,6 147,6±6,66 178,6±6,35 161,2±13,69 100,2±8,91 Не регистрировалась Не регистрировалась
Достоверность различий Р2-7 =0,03, Р3-7 =0,008, в остальных случаях не выявлено достоверных различий между показателями амплитуды ЭМГ, зарегистрированными при выполнении движений пауэрлифтерами и баскетболистами (Mann-Whitney U-test)
Локтевой разгибатель кисти 76,03±18,87 111,93±20,67 93,78±12,63 88,8±4,94 98,4±5,39 83,6±6,05 66,2±4,3 Не регистрировалась Не регистрировалась
Достоверность различий не выявлено достоверных различий между показателями амплитуды ЭМГ, зарегистрированными при выполнении движений пауэрлифтерами и баскетболистами (Mann-Whitney U-test)
Двуглавая бедра 54,57±2,12 | 13,1±4,45 | 217,12±23,57 | 15,8±1,6 | 55,2±2,6 | 43,4±2,1 | 65,6±6,1 | 227,9±34,2 | 148,8±24,8
Достоверность различий Р2-8 =0,0002, Рг-? =0,006, Рз_4 =0,001, Р3-6 =0,04, Рф8 =0,001, Р« =0,02, Р6-8 =0,04, в остальных случаях не выявлено достоверных различий между показателями амплитуды ЭМГ в группах спортсменов (Mann-Whitney U-test)
Прямая бедра 293,1±18,11 | 27,85±9,31 | 110,67±4,86 | 30,2±1,2 | 39,8±2,9 | 37,8±2,1 | 47,8±2,1 | 168,5±16,1 | 105,2±11,2
Достоверность различий Рь4 =0,0004, Р1-5 =0,006, Рм =0,003, Р2-8 =0,01, Р4-8 =0,01, в остальных случаях не выявлено достоверных различий между показателями амплитуды ЭМГ в группах спортсменов (Mann-Whitney U-test)
Камбаловидная 92,78±15,52 | 9,0±1,63 | 124,23±4,56 | 23,8±0,7 | 30,6±1,2 130,2±4,3 | 27,2±1,5 | 217,8±27,1 | 139,1±16,5
Достоверность различий Р2-8 =0,00001, Р2-9 =0,0006, Р4-8 =0,002, Р4-9 =0,04, Рм =0,04, Р^ =0,02, в остальных случаях не выявлено достоверных различий между показателями амплитуды ЭМГ в группах спортсменов (Mann-Whitney U-test)
Передняя боль-шеберцовая 203,7±12,36 68,52±26,68 119,1±18,1 31, 8± 1,4 37,6±2,4 37,8±1,4 40,8±2,6 194,8±20,4 137,9±6,9
Достоверность различий Рь4 =0,0007, Р1-5 =0,02, Рм =0,03, Р4-8 =0,002, Р5-8 =0,04, в остальных случаях не выявлено достоверных различий между показателями амплитуды ЭМГ в группах спортсменов (Mann-Whitney U-test)
Примечание к таблице: в ячейках, выделенных темным цветом, отмечены наибольшие показатели амплитуды ЭМГ мышц по
сравнению с таковыми в соответствующем ряду.
В связи с этим можно предположить, что скорость движений рук при спринтерском беге может быть примерно сопоставима с таковой при баскетбольных бросках. В свою очередь, Б.Г. Маньшин [10] указывает, что решающее значение при выполнении вертикального прыжка баскетболиста играет способность мышц быстро проявлять необходимый максимум динамической силы, а, к примеру, не быстрота его движений, тогда как в коротком спринте первостепенное значение имеет максимальная скорость сокращения мышц. Следовательно, скорость сокращения мышц нижних конечностей у баскетболиста во время прыжков может быть ниже таковой у спринтера во время бега с максимальной скоростью.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При реализации высокоинтенсивных/взрывных движений ациклического характера, требующих проявления значительных по величине мышечных усилий (силовое троеборье в пауэрлифтинге), и циклического характера с высокой скоростью сокращения мышц (спринтерский бег) наблюдалась более высокая ЭМГ активность скелетных мышц за счет рекрутирования дополнительных высокопороговых ДЕ и большего увеличения частоты их импульсации, чем во время броско-вых движений баскетболиста в прыжке, характеризующихся ацикличностью, меньшими силой развития напряжения мышц, особенно рук (относительно всех вышеназванных движений) и быстротой развития напряжения мышц ног (относительно таковой у спринтеров), а также стайерского бега с характерными для него цикличностью движений, меньшим проявлением силовых (в сравнении с силовым троеборьем и спринтом) и скоростных (в сравнении со спринтом) сократительных свойств мышц.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Андреев В.И. Броскок в прыжке в баскетболе. Биомеханические основы и совершенствование техники / В.И. Андреев, Л.В. Капилевич, Н.В. Марченко, О.В. Смирнов, С.З. Плиев. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. - 144 с.
2. Гидиков А.А. Теоретические основы электромиографии. - Л.: Наука, 1975. - 180 с.
3. Городничев P.M. Спортивная электромиография. - Великие Луки, 2005. -229 с.
4. Гурфинкель В.С., Левик Ю.С. Скелетная мышца: структура и функция. -М.: Наука, 1985. - 143 с.
5. Козловская И.Б. Опорная афферентация в контроле тонической мышечной активности // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. -2004. - Т. 90, № 8. - С. 418-419.
6. Команцев В.Н., Заболотных В.А. Методические основы клинической электронейромиографии. - СПб: Лань, 2001. - 218 с.
7. Коряк Ю.А. Функциональные свойства нервно-мышечного аппарата человека при повышенной и пониженной нагрузке: дисс. ... д-ра биол. наук. -Москва, 2006. - 348 с.
8. Коц Я.М. Спортивная физиология. - Л.: Медицина, 1986. - 256 с.
9. Лидьярд А., Гилмор Г. Бег с Лидьярдом / пер. с англ. В.Б. Розова. - М.: Манн, Иванов и Фербер, 2011. - 352 с.
10. Маньшин Б.Г. Влияние кинематических характеристик прыжка на выполнение броскового движения в баскетболе // Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. - 2008. - 3(37). - С. 54-57.
11. Персон Р.С. Спинальные механизмы управления мышечным сокращением. - М.: Наука, 1985. - 184 с.
12. Платонов В.П. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. -Киев: Олимпийская литература, 2004. - 807 с.
13. Прянишникова О.А. Спортивная электронейромиография / О.А. Прянишникова, Р.М. Городничев, Л.Р. Городничева, А.В Ткаченко // Теория и практика физической культуры. - 2005. - № 9. - С. 6-12.
14. Пухов А.М. Электромиографические характеристики результативности
прицельных движений человека: автореф. дис.....канд. биол. наук. - Смоленск,
2013. - 22 с.
15. Пухов А.М., Городничев Р.М. Электромиографические критерии результативности стрельбы из пистолета // Теория и практика физической культуры. -2012. - №11. - С. 79.
16. Рюэгг Й. Мышца. В кн.: Физиология человека: В 3-х томах. Т. 1 Пер. с англ. / Под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса. - 3-е изд. - М.: Мир, 2005. - С. 69-87.
17. Скорость бега человека (рекордная, максимальная, средняя). - Электронный ресурс:
URL: http ://frs24. ru/st/skorost-bega-cheloveka/
18. Скурвидас А.А. Электрическая активность, скоростно-силовые свойства и утомляемость скелетных мышц у спортсменов в зависимости от направленности тренировочных нагрузок и возраста: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Тарту, 1988. - 18 с.
19. Ципин Л.Л. Методологические аспекты применения электромиографии при изучении спортивных движений разной интенсивности // Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. - 2015. - № 8(126). - С. 188-193.
20. Чермит К.Д. Биоэлектрическая активность мышц в процессе реализации штрафного броска в баскетболе / К.Д. Чермит, А.Г. Заболотний, О.О. Ельникова, В.И. Сидоров // Вестник Адыгейского государственного университета. - 2014. -Выпуск 3 (142). - С. 124-131.
21. Чермит К.Д. Классификация биоэлектрической активности мышц при выполнении приседания со штангой в пауэрлифтинге / К.Д. Чермит, А.Г. Забо-лотний, А.В. Шаханова, А.А Тхагова // Вестник Адыгейского государственного университета. - 2012. - №1. Электронный ресурс.
URL: http://cyberleninka.ruarticle/nMassifikatsiya-Moelektricheskoy-aktivnosti-myshts-pri-vypolnenii-prisedaniya-so-shtangoy-v-pauerliftinge
22. Bigland B., Lippold O.C.J. Motor unit activity in the voluntary contraction of human muscle // J. Physiol. 1954;125:322-335.
23. Bracchi F., Decandia M., Gualtierotti T. Frequency stabilization in the motor centers of spinal cord and caudal brain stem // Am. J. Physiol. 1966; 210:1170-1177.
24. Contessa P., De Luca C.J. Neural control of muscle force: indications from a simulation model // Journal of Physiology. 2013;109:1548-1570.
25. De Luca C.J., Hostage E.C. Relationship between firing rate and recruitment threshold of motoneurons in voluntary isometric contractions // Journal of Physiology. 2010;104(2):1034-1046.
26. Freund H.-J. Motor unit and muscle activity in voluntary control // Phys-iol.Rev.1983;63:387-436.
27. Milner-Brown H.S., Stein R.B., Yemm R. Changes in firing rate of human motor units during linearly changing voluntary contractions // Journal of Physiolody. 1973(a);230:371-390.
