CC BY
7Дата публикации: 01.09.2021
DOI: 10.51871/2588-0500_2021_05_03_10
УДК 612.76; 612.817.2; 796.83
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЫШЦ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ У ЖЕНЩИН БОКСЕРОВ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ МАКСИМАЛЬНОГО НАГРУЗОЧНОГО ТЕСТА ПОВТОРНЫХ ПРЫЖКОВ BOSCO
С.В. Нопин
ФГБУ СКФНКЦ ФМБА России, г. Ессентуки, Россия Ключевые слова: биомеханика, электромиография, боксеры, адаптация, функциональные возможности, спортивно-педагогическое тестирование
Аннотация. Целью работы является изучение электрофизиологических и биомеханических характеристик работы мышц нижних конечностей у спортсменов при выполнении максимального нагрузочного теста повторных прыжков Bosco. Для биомеханического и электрофизиологического анализа движений и тестовых упражнений спортсменов для программного обеспечения BTS SMART-Clinic была разработана программа для ЭВМ - Тест повторных прыжков Bosco (Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2021619879), 18.06.2021). Исследование показателей электроактивности мышц при выполнении спортивного нагрузочного теста повторных прыжков Bosco проводилось у группы женщин, мастеров спорта по боксу. Результаты исследования показали, что наибольшие биомеханические параметры теста повторных прыжков в 1 -й период тестовой нагрузки (1-15 с) обусловлены большим напряжением, а, следовательно, активацией и синхронизацией двигательных единиц в первую очередь прямой мышцы бедра. В 3 (31-45 с) и 4 (46-60 с) период теста усиливается напряжение двуглавой мышцы бедра, обеспечивающей стабилизацию тела при приземлении и отталкивании. Это, а также увеличение электроактивности мышц левой ноги и снижение физических параметров к концу теста свидетельствует о развитии сначала компенсированного, а затем некомпенсированнного утомления. Динамика показателей электроактивности ведущих мышц нижних конечностей, обеспечивающих прыжковые движения в период выполнения теста многократных прыжков, позволяет охарактеризовать локальные физиологические процессы, обуславливающие проявление функциональных возможностей и состояния утомления.
PHYSIOLOGICAL AND BIOMECHANICAL CHARACTERISTICS OF LOWER EXTREMITIES' MUSCLES IN FEMALE BOXERS DURING THE MAXIMUM LOAD TEST OF BOSCO REPEATED JUMPS
S.V. Nopin
FSBI NCFSCC of the FMBA of Russia, Essentuki, Russia Key words: biomechanics, electromyography, boxers, adaptation, functional capabilities, sports and pedagogical testing.
Annotation. The aim of the work was to study the electrophysiological and biomechanical characteristics of the lower extremities' muscles in athletes when performing the maximum load test of Bosco repeated jumps. For biomechanical and electrophysiological analysis of movements and test exercises of athletes for the BTS SMART-Clinic software, a computer program was developed - the Bosco repeated jump test (Certificate of registration of the computer program № 202161987918, 18.06.2021). The study of indicators of muscles' electric activity during the performance of the sports load test of Bosco repeated jumps was carried out in a group of women, Masters of Sports in boxing. The results of the study showed that the highest biomechanical parameters of the repeated jumps test in the 1st period of the test load (1-15 s) are due to high tension, and, consequently, the activation and synchronization of motor units, primarily the rectus femoris muscle. In the 3rd (31-45 s) and 4th (46-60 s) period of the test the tension of the biceps femoris increases, which stabilizes the body when landing and pushing off. This, as well as an increase in the electric activity of the muscles of the left leg and a decrease in physical parameters by the end of the test, indicates the development of first compensated and then uncompensated fatigue. The dynamics of indicators of the electric activity of the lower extremities' leading muscles, providing jumping movements during the multiple jump test, allows one to characterize the local physiological processes that determine the manifestation of functional capabilities and the state of fatigue.
Введение. Электронейромиография (ЭНМГ) является единственной технологией, с помощью которой возможно объективное исследование функциональных возможностей нервно-мышечной системы в норме и патологии, в том числе и в спортивной деятельности при выполнении спортивных движений. В спортивной практике широко используется метод поверхностной ЭНМГ, для которой в некоторых АПК предусмотрено использование беспроводных датчиков [1]. Выполнение вертикальных прыжков определяется сложным взаимодействием нескольких факторов, включая максимальную силу, скорость развития силы, координацию мышц
[2-3]. При выполнении многократных прыжков играет роль силовая выносливость. Изучая нервно-мышечные механизмы, определяющие данные двигательные способности, ученые с помощью беспроводной поверхностной ЭНМГ исследовали характеристики различных прыжковых движений [4], выявляя особенности координации работы мышц у спортсменов различных видов спорта [5]. Однако исследования биоэлектрической активности мышц при выполнении многократных прыжков и максимальных нагрузочных прыжковых тестов с одновременной регистрацией биомеханических параметров отсутствуют.
Цель работы: изучить электрофизиологические и биомеханические характеристики работы мышц нижних конечностей у спортсменов при выполнении максимального нагрузочного теста повторных прыжков Bosco.
Методы и организация исследования. Биомеханический контроль движений выполнялся на системе SMART BTS Motion System. SMART BTS Motion System (BTS Bioengineering, Италия) - это система видеоанализа, работающая в комплексе с ЭМГ-устройствами и силовыми платформами, что позволяет получить расширенные результаты анализа.
В целях биомеханического анализа движений и тестовых упражнений спортсменов для программного обеспечения BTS SMART-Clinic была разработана программа для ЭВМ - Тест повторных прыжков Bosco (Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ .№2021619879, 18.06.2021) [6]. Исследования проводились в Центре медико-биологических технологий ФГБУ СКФНКЦ ФМБА России в г. Кисловодске во время учебно -тренировочных сборов спортсменов. Исследование показателей электроактивности мышц при выполнении спортивного нагрузочного теста повторных прыжков Bosco [7] проводилось у группы женщин, занимающихся боксом (n=11), квалификация МС.
Статистическая обработка данных исследований выполнялась с использованием программы Statistica 13.0. Для характеристики изучаемых показателей вычислялась средняя арифметическая величина выборочной совокупности (М). Показателем варьирования полученных результатов являлась m - ошибка репрезентативности. Для оценки взаимосвязей между показателями использовали корреляционный анализ Спирмена.
Результаты исследования и их обсуждение. Согласно полученным результатам индекс утомления в тесте составил 1,67±0,37 Н, средняя максимальная проявляемая сила перед полетом (сила отталкивания) -1973±734 H. Для сравнения у женщин-легкоатлеток индекс утомления составлял 2,2±0,3 Н, а максимальная проявляемая сила перед полетом -
1436,9±67,5 Н [8]. Следовательно, у женщин, занимающихся боксом, по сравнению с легкоатлетками меньше показатели максимальной силы, но больше силовой выносливости.
Анализ данных показал, что наибольшие показатели максимальной мощности, средней и максимальной высоты прыжка правой ноги были зафиксированы в 1-й период теста (1-15 с), в этот же период была выявлена наибольшая электроактивность мышц: прямой мышцы бедра, длинной малоберцовой и икроножной мышцы (Таблица 1), что свидетельствует о максимальной активации и синхронизации двигательных единиц (ДЕ) исследуемых мышц правой ноги. От периода к периоду, к окончанию теста величины данных показателей снижались, по-видимому, вследствие развития утомления. Электроактивность левой двуглавой мышцы бедра существенно увеличивалась в 3-й период теста (31-45 с), что, по-видимому, связано с необходимостью увеличения стабилизации тела.
Одновременно с этим, в 3 (31-45 с) и 4 (46-60 с) периодах теста наблюдалось увеличение электрического напряжения во всех исследуемых мышцах левой ноги. Следовательно, по мере развития утомления в ведущей конечности - правой ноги, для обеспечения требуемого уровня мощности и количества повторений (в 3 периоде оно даже увеличивается), за счет большего напряжения берет на себя нагрузку неведущая конечность - левая нога, что является появлением физиологического эффекта компенсированного утомления.
Однако, несмотря на это, в 4 периоде теста все биомеханические параметры минимальны: мощность, высота и количество прыжков, то есть наступает некомпенсированное утомление. Исходя из снижения физических и электрофизиологических параметров в течении одноминутной высокоинтенсивной работы, в данном случае наступает энергетическое истощение (теория истощения), происходит накопление метаболитов (теория отравления метаболитами) и нарушение нервно-мышечной передачи [9-10].
Корреляционный анализ Спирмена физических и электрофизиологических показателей в разные периоды максимального нагрузочного теста повторных прыжков Bosco подтвердил выявленные особенности. В 1-й период теста выявлены статистически значимые корреляционные взаимосвязи между параметрами мощности и высоты прыжка с электронапряжением прямой мышцы бедра (Рис. 1).
Во 2-й период теста выявлены значимые взаимосвязи между следующими параметрами: средняя высота прыжка и электронапряжение правой двуглавой мышцы бедра, максимальная высота прыжка и
электронапряжение левой длинной малоберцовой мышцы, количеством прыжков и электронапряжение левой икроножной мышцы (Рис. 2).
Рис. 1. Значимые корреляции физических и электрофизиологических показателей первого периода (первые 15 с) максимального нагрузочного теста повторных прыжков Bosco
Рис. 2. Значимые корреляции физических и электрофизиологических показателей второго периода (16-30 с теста) максимального нагрузочного теста повторных прыжков Bosco
В 3-й период теста выявлены значимые взаимосвязи между параметрами мощности, высотами прыжка и электроактивностью правой двуглавой мышцы бедра, количеством прыжков и электроактивностью левой икроножной мышцы (Рис. 3).
В 4-й период теста выявлены статистически значимые взаимосвязи между всеми физическими параметрами теста и электроактивностью двуглавой мышцы бедра (Рис. 4).
Рис. 3. Значимые корреляции физических и электрофизиологических показателей третьего периода (31-45 с теста) максимального нагрузочного теста повторных прыжков Bosco
Рис. 4. Значимые корреляции физических и электрофизиологических показателей четвертого периода (46-60 с теста) максимального нагрузочного теста повторных прыжков
Bosco
Таблица 1
Физические и электрофизиологические показатели максимального нагрузочного теста повторных прыжков Bosco_
Показатели теста по 15 с. периодам Показатели теста Средние по модулю величины электроактивности, мB
Прямая мышца бедра Двуглавая мышца бедра Длинная малоберцовая мышца Икроножная мышца
Мощнос ть, Вт/кг Высота прыжка средняя, м Высота прыжка макс., м Кол-во прыжк ов П Л П Л П Л П Л
1 период 13,5±3,1 0,17±0,04 0,20±0,05 13±1 1,46± 0,59 1,10± 0,29 0,71± 0,40 1,15± 0,36 1,10± 0,35 1,06± 0,35 1,05± 0,47 1,11± 0,38
2 период 11,9±3,9 0,14±0,05 0,17±0,05 13±2 1,39± 0,55 0,65± 0,33 0,61± 0,30 0,62± 0,35 1,08± 0,36 0,59± 0,35 1,00± 0,48 0,54± 0,24
3 период 11,0±4,4 0,12±0,05 0,15±0,05 14±4 1,16± 0,54 1,24± 0,29 0,58± 0,32 1,17± 0,35 1,05± 0,38 1,20± 0,33 0,94± 0,42 1,22± 0,37
4 период 9,5±3,5 0,11±0,04 0,13±0,05 12±3 1,30± 0,48 1,25± 0,59 0,57± 0,31 1,31± 0,64 1,09± 0,49 1,27± 0,66 0,95± 0,41 1,23± 0,76
Примечание: П - правая нога, Л - левая
Заключение. Наибольшие биомеханические параметры теста повторных прыжков в 1-й период тестовой нагрузки обусловлены большим напряжением, а, следовательно, активацией и синхронизацией ДЕ в первую очередь прямой мышцы бедра. В 3-й и 4-й период теста усиливается напряжение двуглавой мышцы бедра, обеспечивающей стабилизацию тела при приземлении и отталкивании. Это, а также увеличение электроактивности мышц левой ноги и снижение физических параметров к концу теста свидетельствует о развитии сначала компенсированного, а затем некомпенсированнного утомления.
Динамика показателей электроактивности ведущих мышц нижних конечностей, обеспечивающих прыжковые движения в период выполнения теста многократных прыжков, позволяет охарактеризовать локальные физиологические процессы, обуславливающие проявление функциональных возможностей и состояния утомления.
Список литературы
1. Корягина Ю.В. Применение электронейромиографии в спортивной медицине / Ю.В. Корягина, Л.Г. Рогулева // Современные вопросы биомедицины. - 2018. - №. 1. - С. 2.
2. Arabatzi F. Vertical jump biomechanics after plyometric, weight lifting, and combined (weight lifting + plyometric) training / F. Arabatzi, E. Kellis, E.S.S. De Villarreal // The Journal of Strength & Conditioning Research. - 2010. -Vol. 24. - №. 9. - P. 2440-2448.
3. Darmiento A. Vertical jump and power / A. Darmiento, A.J. Galpin, L.E. Brown // Strength & Conditioning Journal. - 2012. - Vol. 34. - №. 6. -P. 34-43.
4. Lockie R.G. Relationship between unilateral jumping ability and asymmetry on multidirectional speed in team-sport athletes. / R.G. Lockie, S.J. Callaghan, S.P. Berry, E.R. Cooke, C.A. Jordan, T.M. Luczo, M.D. Jeffriess // The Journal of Strength & Conditioning Research. - 2014. - Vol. 28(12). -P. 3557-3566.
5. Cappa D.F. Neuromuscular characteristics of drop and hurdle jumps with different types of landings / D.F. Cappa, D.G. Behm // The Journal of Strength & Conditioning Research. - 2013. - Vol. 27. - №. 11. - P. 3011-3020.
6. Нопин С.В. Тест повторных прыжков Bosco / С.В. Нопин, Ю.В. Корягина, Г.Н. Тер-Акопов // Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2021619879, 18.06.2021. Заявка № 2021619170 от 11.06.2021.
7. Bosco C. A simple method for measurement of mechanical power in jumping / C. Bosco, P. Luhtanen, P.V. Komi // European journal of applied physiology and occupational physiology. - 1983. - Vol. 50. - №. 2. - P. 273-282.
8. Нопин С.В. Тестирование функционального состояния опорно-двигательного аппарата спортсменов циклических и ситуационных видов спорта / С.В. Нопин, Ю.В. Корягина, Г.Н. Тер-Акопов // Теория и практика физической культуры. - 2020. - № 4. - С. 25-27.
9. Йегер Й.М. Мышцы в спорте. Анатомия. Физиология. Тренировка. Реабилитация / Й.М. Йегер, К. Крюгер // М.: Практическая медицина. - 2016.
- 408 с.
10. Солодков А.С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная. / А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб // М.: Спорт. - 2018. - 620 с.
References
1. Koryagina Yu.V. The use of electroneuromyography in sports medicine / Yu.V. Koryagina, L.G. Roguleva // Modern Issues of Biomedicine. - 2018. - №. 1.
- P. 2.
2. Arabatzi F. Vertical jump biomechanics after plyometric, weight lifting, and combined (weight lifting+plyometric) training / F. Arabatzi, E. Kellis, E.S.S. De Villarreal // The Journal of Strength & Conditioning Research. - 2010. - Vol. 24. -№. 9. - P. 2440-2448.
3. Darmiento A. Vertical jump and power / A. Darmiento, A.J. Galpin, L.E. Brown // Strength & Conditioning Journal. - 2012. - Vol. 34. - №. 6. -P. 34-43.
4. Lockie R.G. Relationship between unilateral jumping ability and asymmetry on multidirectional speed in team-sport athletes. / R.G. Lockie, S.J. Callaghan, S.P. Berry, E.R. Cooke, C.A. Jordan, T.M. Luczo, M.D. Jeffriess // The Journal of Strength & Conditioning Research. - 2014. - Vol. 28(12). -P. 3557-3566.
5. Cappa D.F. Neuromuscular characteristics of drop and hurdle jumps with different types of landings / D.F. Cappa, D.G. Behm // The Journal of Strength & Conditioning Research. - 2013. - Vol. 27. - №. 11. - P. 3011-3020.
6. Nopin S.V. Bosco repeated jump test / S.V. Nopin, Yu.V. Koryagina, G.N. Ter-Akopov // Certificate of the computer program registration 2021619879, 18.06.2021. Request № 2021619170 from 11.06.2021.
7. Bosco C. A simple method for measurement of mechanical power in jumping / C. Bosco, P. Luhtanen, P.V. Komi // European journal of applied physiology and occupational physiology. - 1983. - Vol. 50. - №. 2. - P. 273-282.
8. Nopin S.V. Testing of the functional state of the musculoskeletal apparatus of athletes in cyclic and situational sports / S.V. Nopin, Yu.V. Koryagina, G.N. Ter-Akopov // Theory and Practice of Physical Culture. - 2020. - № 4. - P. 25-27.
9. Jager J.M. Muscles in Sports. Anatomy. Physiology. Training. Rehabilitation / J.M. Jager, K. Kruger // M.: Practical Medicine. - 2016. - 408 p.
10. Solodkov A.S. Human physiology. General physiology. Sports physiology. Developmental physiology / A.S. Solodkov, E.B. Sologub // M.: Sport. - 2018. - 620 s.
Spisok literatury
1. Koryagina Yu.V. Primenenie elektronejromiografii v sportivnoj meditsine / Yu.V. Koryagina, L.G. Roguleva //Sovremennye voprosy biomeditsiny. - 2018. -№. 1. - S. 2.
2. Arabatzi F. Vertical jump biomechanics after plyometric, weight lifting, and combined (weight lifting+ plyometric) training / F. Arabatzi, E. Kellis, E.S.S. De Villarreal // The Journal of Strength & Conditioning Research. - 2010. -Vol. 24. - №. 9. - P. 2440-2448.
3. Darmiento A. Vertical jump and power / A. Darmiento, A.J. Galpin, L.E. Brown // Strength & Conditioning Journal. - 2012. - Vol. 34. - №. 6. -P. 34-43.
4. Lockie R.G. Relationship between unilateral jumping ability and asymmetry on multidirectional speed in team-sport athletes. / R.G. Lockie, S.J. Callaghan, S.P. Berry, E.R. Cooke, C.A. Jordan, T.M. Luczo, M.D. Jeffriess // The Journal of Strength & Conditioning Research. - 2014. - Vol. 28(12). -P. 3557-3566.
5. Cappa D.F. Neuromuscular characteristics of drop and hurdle jumps with different types of landings / D.F. Cappa, D.G. Behm // The Journal of Strength & Conditioning Research. - 2013. - Vol. 27. - №. 11. - P. 3011-3020.
6. Nopin S.V. Test povtornykh pryzhkov Bosco / S.V. Nopin, Yu.V. Koryagina, G.N. Ter-Akopov // Svidetel'stvo o registratsii programmy dlya EVM 2021619879, 18.06.2021. Zayavka № 2021619170 ot 11.06.2021.
7. Bosco C. A simple method for measurement of mechanical power in jumping / C. Bosco, P. Luhtanen, P.V. Komi // European journal of applied physiology and occupational physiology. - 1983. - Vol. 50. - №. 2. - P. 273-282.
8. Nopin S.V. Testirovanie funktsional'nogo sostoyaniya oporno-dvigatel'nogo apparata sportsmenov tsiklicheskikh i situatsionnykh vidov sporta / S.V. Nopin, Yu.V. Koryagina, G.N. Ter-Akopov // Teoriya i praktika fizicheskoj kul'tury. - 2020. - № 4. - S. 25-27.
9. Jager J.M. Myshtsy v sporte. Anatomiya. Fiziologiya. Trenirovka. Reabilitatsiya / J.M. Jager, K. Kruger // M.: Prakticheskaya meditsina. - 2016. -408 s.
10. Solodkov A.S. Fiziologiya cheloveka. Obshchaya. Sportivnaya. Vozrastnaya. / A.S. Solodkov, E.B. Sologub // M.: Sport. - 2018. - 620 s.
128
Сведения об авторах: Сергей Викторович Нопин - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник центра медико-биологических технологий ЦМБТ ФГБУ СКФНКЦ ФМБА России, Ессентуки, e-mail: work800@yandex.ru.
Information about the authors: Sergej Victorovich Nopin - Candidate of Technical Sciences, Leading Researcher of the Biomedical Technologies Center of the FSBI "NCFSCC of the FMBA of Russia", Essentuki, e-mail: work800@yandex.ru.
Дата публикации: 01.09.2021
DOI: 10.51871/2588-0500_2021_05_03_11
УДК 591.128.4; 572.524
ФЛУКТУАЦИИ ТЕМПЕРАТУРЫ КОЖНОГО ПОКРОВА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ВОЗДЕЙСТВИЯ, СБИВАЮЩЕГО ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЮ У ЗАНИМАЮЩИХСЯ ЦИКЛИЧЕСКИМИ
ВИДАМИ СПОРТА
Ю.Н. Романов, Ю.А. Гомжина, Л.А. Романова
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение «Южно-Уральский государственный университет (Научный исследовательский университет)», г. Челябинск, Россия
Ключевые слова: терморегуляция, гомеостаз, температурные ритмологические флуктуации, студентки.
Аннотация. Цель: оценить влияние умеренного охлаждения на сохранение температурных ритмологических флуктуаций локальной поверхности кожи у студенток с различным жировым статусом, занимающихся циклическими видами спорта, до и после разминки при температуре окружающей среды 2021 оС. Проведённый анализ температурных флуктуаций подтвердил гипотезу исследования, основанную на том факте, что каждому индивидууму свойственен свой личный биоритм колебаний температуры кожного покрова тела. Благодаря генетически детерминированному температурному биоритму, адаптивные изменения при температуре окружающей среды 20-21 °С являются одним из механизмов, способствующих эффективности мышечной деятельности.
