CC BY
32
Физиология человека
ББК 75.00 YAK 796.015.6
P.M. ГИМАЗОВ
R.M. GIMAZOV
ХАРАКТЕРИСТИКИ КОСВЕННОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ФОНОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ СКЕЛЕТНЫХ МЫШН ПОЗВОНОЧНИКА У СПОРТСМЕНОВ
THE CHARACTERISTICS OF THE INDIRECT INDICATORS OF THE BACKGROUND VOLTAGE SKELETAL MUSCLES OF THE SPINE OF THE ATHLETES
Проведён анализ экспериментальных данных с целью раскрытия характеристик косвенного показателя фонового напряжения позвоночных мышц у спортсменов после физической нагрузки в процессе спортивной тренировки. В статье исследуются показатели мышечного тонуса скелетных мышц, которые определяются по косвенному признаку: по изменению роста спортсмена до и после занятия физическими упражнениями.
The analysis of the experimental data for the disclosure of the characteristics of the indirect indicators of the background voltage vertebrates muscles of the athletes after physical load in the process of sports training. This article investigates the performance of the muscle tone of skeletal muscles. The change of growth of the sportsman before and after physical exercise: is an indicator of muscle tone.
Ключевые слова: учение Н.А. Бернштейна, биомеханические методы измерения роста человека, показатель мышечного тонуса.
Key words: doctrine NA Bernstein, biomechanical methods to measure human growth, rate of muscle tone.
Введение. В практике физической культуры и спорта остро стоит проблема определения реакции организма человека на физическую нагрузку. Большинству спортивных педагогов (тренеров) недоступны методики, которые помогут определить уровень физиологической реакции организма, потому что они (методики) обязательно используют приборы либо специализированное оборудование, что ограничивает их широкое применение [4; 8]. Причины известны - это может быть дороговизна приборов, либо недостаточный уровень их распространения, либо сложность их применения в учебно-тренировочном процессе или неспособность тренера применять эти методики. Большое распространение получила методика контроля реакции сердечнососудистой системы человека в силу её разработанности и опыта применения в физкультурно-спортивной практике [5; 6]. Но педагогов всегда интересовала и другая сторона названной проблемы - адаптация нервно-мышечной системы к физическим нагрузкам [7]. Освоение и совершенствование двигательных навыков спортсменами всегда стоят в ряду наиважнейших задач в тренировочном процессе. Одним из аспектов этой проблемы выступает определение фонового напряжения поперечнополосатых мышц.
Фоновое напряжение (мышечный тонус) играет важную роль в согласованной работе мышц-синергистов, агонистов и антагонистов. Сложнейшая координация уровней нервной системы (миллиарды нервных клеток) между
собой при управлении мышечным аппаратом (всего лишь несколько сотен скелетных мышц) создаёт значительную трудность, прежде всего для самих мышц. Для того чтобы мышцам адекватно реагировать на управляющие сигналы мозга им самим требуется исходное оптимальное состояние, которое характеризуется мышечным тонусом.
В своём исследовании мы опирались на нейрофизиологическую концепцию Н.А. Бернштейна об уровневой организации регулирования движений, согласно которой управление нервной системой мышечного тонуса осуществляется на нижнем, бессознательном, уровне А [1, с. 247 - 249].
Цель исследования. Целью данной работы является раскрытие характеристик косвенного показателя фонового напряжения позвоночных мышц у спортсменов после физической нагрузки в процессе спортивной тренировки.
Материал и методы исследования. Методы исследований. В работе использовалась методика регистрации биомеханических характеристик состояния позвоночника у спортсменов до и после спортивной тренировки.
В качестве параметра управления поперечнополосатыми мышцами руброспинальным уровнем нервной системы человека рассматривались: обобщённый показатель разности роста человека стоя в расслабленном состоянии (А) и стойки, вытягиваясь головой максимально вверх без отрыва стоп от опоры (В) до и после занятия (С и Д соответственно) L1 = |АВ| и L2 = |СД| (см); показатели разности роста детей в двух состояниях до и после занятия Lз=|ВД| и L4=|АС| (см) (рис. 1).
8
Нзмер е ни е до занят ия Измерение посте зл ня т ия
Рис. 1. Измеряемые показатели разности роста человека
В исследовании применялись показатели радиуса дуги (см) и длины хорды дуги (см) трёх отделов позвоночника С1-С7, С7-ТМ2, ТМ2^5 для расчёта индекса позвоночника Дельмаса (А. Delmas) (в %) в сагиттальной плоскости. Он выражает соотношение между длиной и высотой позвоночника. У позвоночника с нормальными изгибами индекс находится в пределах 94 - 96%. Позвоночник с выраженными изгибами (динамический тип) имеет индекс менее 94%, а со сглаженными (статический тип) более 96%.
В исследовании принимали участие 6 студентов-волейболистов 18 -19-летнего возраста, имеющие 1 спортивный разряд и звания «кмс» и 4 пловца 2 - 3 взрослого разряда 1993 - 1994 годов рождения.
Результаты исследования и их обсуждение. Контроль подвижности позвоночника обеспечивают связки и значительное количество мышц, непосредственно прикрепляющихся к телам, дугам и отросткам позвонков.
Анатомически к позвонкам прикрепляются латерально-позвоночные мышцы и задние мышцы туловища, состоящие из трёх слоёв. К глубокому слою относятся поперечно-остистая, межостистая, остистая, длиннейшая грудная мышца, повздошно-рёберная мышца груди. В нижней части туловища все эти мышцы смешиваются, формируя общую мышечную массу поясницы, прикрепляясь к глубокой части толстого сухожильного растяжения, которое поверхностно продолжается в апоневроз широчайшей мышцы спины. Промежуточный слой состоит из задней и нижней зубчатой мышцы. Поверхностный слой состоит из широчайшей мышцы спины и трапецевидной мышцы. Латерально-позвоночные мышцы представлены квадратной мышцей поясницы и поясничной мышцей [9, с. 112 - 114; 10, с. 33 - 34].
В своих исследованиях мы выявили показатель мышечного тонуса, который измеряется как показатель разности роста в двух состояниях (стоя в расслабленном состоянии (А или С) и стойки, вытягиваясь головой максимально вверх без отрыва стоп от опоры (В или Д)) до и после занятия L3=|ВД| и L4=|АС| (см) (см. рис. 1). Основным механизмом увеличения длины тела человека, при измерении стоя, вытягиваясь головой вверх, является сокращение мышц окружающих позвоночник. Kapandji А.1. в своей работе [9, с. 130] указывает, что уплощение позвоночных изгибов, называемое «стеничным», берет своё начало на уровне таза. Сокращение околопозвоночных мышц осуществляет тягу верхних поясничных позвонков назад, уплощение грудного кифоза - при действии задних мышц туловища. Похожим образом происходит уплощение шейного лордоза при действии околопозвоночных мышц. В целом при уплощении изгибов позвоночника происходит удлинение позвоночника на 1 - 3 см и незначительно увеличивается индекс Дельмаса. На рисунке 2 представлены типичные трансформации изгибов позвоночного столба при измерении роста в исследуемых двух состояниях.
; / 75 I -V ч-
( / >11
\ • ?0 I
70 1 /
>
ьь 1 Изгмбы позвоночного столба И г гиР ы позвоночного
ы. * 1 столба вытянувшись
> ш ешыи отдел шейный отдел
50 | * динаиичньй | 93,37 - статичный | 97,71
«5 1 ¡рудной отдел грудной отдел
ди г статичный | 97,67 статичный I 98,43
л 1 поясничным отдел -1- пояснтньи отдел
статичный | 98,01 „ < статичный | 99,26
25
го В целом позвоночник
статичный | 96,35 статичный | 93,46
| 1
| 0 V
■5 |
■то 1 м154 - 35 Я ■25 •а ■1е ■1 >■5 0 5 1С 1' 20 25 л 35 -к 1(| 1 1?Г ~т ■ то
Рис. 2. Изгибы позвоночника здорового студента 19 летнего возраста в сагиттальной плоскости, измеренных на оборудовании «МБН-Сканер» в двух состояниях - расслабленном (слева) и вытянувшись вверх (справа)
Расчёт индекса Дельмаса [3] показал, что в шейном отделе позвоночника он увеличился на 4,34 пункта и достиг значения 97,71%; грудном - на 0,76 (стал 98,43%); поясничном - на 1,25 (стал 99,26%). А в целом индекс Дельмаса в «спокойном» состоянии был 96,35 пункта, в «напряжённом» -98,46%. Обобщённый показатель мышечного тонуса равнялся 1,4 см, т.е. разница роста между измерением в спокойном и напряжённом состоянии составила эту величину.
Значительное увеличение длины позвоночника до 3 см возможно лишь при сокращении крупных и средних мышц спины. Анатомически - это промежуточный и поверхностный слой [9]. В предыдущих исследованиях мы уже показали, что при физическом утомлении происходит укорочение межпозвонкового расстояния [2]. Тем самым, выраженность утомления промежуточного и поверхностного слоя околопозвоночных мышц после физической нагрузки не позволяет человеку демонстрировать «полноценное» уплощение позвоночных изгибов (увеличение длины позвоночника) и его можно выразить через показатель мышечного тонуса L3=|ВД| (см. рис. 1). Чем больше этот показатель, тем более выраженное утомление крупных и средних мышц произошло у спортсмена после нагрузки.
Известно, что между двумя позвонками образуется до шести степеней свободы: сгибание-разгибание, наклон в каждую сторону, сагиттальное скольжение, поперечное скольжение, вращение вправо, вращение влево [9, с. 38 - 40]. Благодаря пульпозному ядру между телами позвонков, позвоночник в целом обладает огромным количеством степеней свободы. Статическую устойчивость ему придают короткие связки и околопозвоночные мышцы глубокого слоя. Так как выраженное утомление развивает длительное укорочение мышц, их неспособность к полному расслаблению (явление контрактуры мышц), то при физическом утомлении естественные изгибы позвоночника в спокойном, расслабленном состоянии не могут увеличиться и его можно выразить через показатель мышечного тонуса L4=|АС| (см. рис. 1). Чем меньше этот показатель, тем более выраженное утомление коротких мышц происходит у спортсмена после физической нагрузки.
Известно, что реакции организма на физические нагрузки носят индивидуальный характер. Показатель мышечного тонуса подтверждает указанную тенденцию (табл. 1).
Таблица 1
Результаты измерения показателя мышечного тонуса, измеренного после одного занятия у студентов-волейболистов 1 разряда и звания «кмс» и у пловцов 2 - 3 взрослого разряда
Измерение Измерение Показатель
до занятия после занятия мышечного тонуса
Спортсмены Рост в расслабленном состоянии Рост, вытянувшись вверх Рост в расслабленном состоянии Рост, вытянувшись вверх
Волейболисты
Ф-о 185 187,3 184,2 187,1 0,8 0,2
Л-в 186,2 187,6 184 185,6 2,2 2
Б-р 183 186,1 182,5 186,2 0,5 -0,1
Р-й 189,8 191 188,7 190,5 1,1 0,5
М-н 196,7 199,3 195,5 198 1,2 1,3
П-в 196,5 201 195 200,5 1,5 0,5
Пловцы
А-о 168,5 170,5 167,5 169,5 1 1
К-в 181,5 182,5 179 181,5 2,5 1
О-к 178 180 178 179 0 1
С-й 165,5 166,5 165 167 0,5 -0,5
Из таблицы 1 мы видим, что выраженный характер индивидуальности показателя мышечного тонуса присущ спортсменам-волейболистам. Разные по характеру двигательные действия тактического характера у волейболи-
стов обеспечивают высокую вариативность показателя мышечного тонуса и L4 (хср±о, 1,21±0,591 см), и L3 (хср±о, 0,73±0,776 см). У пловцов же, более однородная картина наблюдается в показателе L3(xcp±o~, 0,6±0,75), что обеспечивается единым планом двигательных заданий, который регламентирует внешнюю нагрузку. Но физиологическая реакция коротких околопозвоночных мышц спины у пловцов строго индивидуальна (1±1,08 см).
Выводы. Показатель мышечного тонуса поперечнополосатых мышц, окружающих позвоночник, отражает реакции организма на физические нагрузки. Показатель мышечного тонуса чётко выявляет индивидуальность физиологической реакции организма спортсмена на равную физическую нагрузку. Показатель мышечного тонуса может охарактеризовать утомление двух групп мышц - средних и крупных мышц с одной стороны, и коротких околопозвоночных мышц с другой стороны.
Литература
1. Бернштейн, Н.А. Биомеханика и физиология движений. Избранные психологические труды [Текст] / Н.А. Бернштейн ; под ред. В.П. Зинченко. - 3-е изд., стер. - М. : Изд-во Московского психолого-социального института ; Воронеж : Изд-во НПО «МОДЭК», 2008. - 688 с.
2. Гимазов, Р.М. Показатель мышечного тонуса для характеристики физиологической нагрузки на организм детей дошкольного возраста при обучении плаванию [Электронный ресурс] / Р.М. Гимазов // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 2. - Режим доступа : www.science-education.ru/102-5789.
3. Гимазов, Р.М. Биомеханические показатели руброспинального уровня управления движениями (по классификации Н.А. Бернштейна) [Текст] / Р.М. Гимазов, Г.А. Булатова // В мире научных открытий. - Красноярск : НИЦ. - 2011. - № 5 (Проблемы науки и образования). - С. 84 - 91.
4. Гимазов, Р.М. Методы анализа пространственной конфигурации осанки школьников в здоровьесберегающем процессе [Текст] / Р.М. Гимазов, Г.А. Булатова // Физическое культура: образование, тренировка, воспитание. - 2009. - № 3. - С. 54 - 57.
5. Говорухина, А.А. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы у юношей призывного возраста в климатических условиях высоких широт [Текст] / А.А. Говорухина [и др.] // Информационный бюллетень «Здоровье населения и среда обитания». - 2012. - № 2 (227). - С. 242.
6. Говорухина, А.А. Соединительно-тканные дисплазии сердца у юношей в Ханты-Мансийсом автономном округе - Югре [Текст] / А.А. Говорухина [и др.] // В мире научных открытий. - 2011. - № 9. - С. 1913 - 1923.
7. Говорухина, А.А. Биоинформационный анализ вариабельности сердечного ритма у спортсменов разной направленности тренировочного процесса в Югре [Текст] / А.А. Говорухина [и др.] // В мире научных открытий. - 2012. -№ 1. - С. 62 - 79.
8. Дронь, А.Ю. Биомеханические показатели функционального состояния позвоночника студентов педагогического вуза [Текст] / А.Ю. Дронь [и др.] // Актуальные проблемы физической культуры и здорового образа жизни : сборник статей всерос. науч.-практ. конф. 15 фев. 2008 года / под ред. Н.И. Синявского [и др.]. - Сургут : РИО СурГПУ, 2008. - С. 137 - 138.
9. Капанджи, А.И. Позвоночник: Физиология суставов [Текст] / А.И. Капанджи ; пер. с англ. Е.В. Кишиневского. - М. : Эксмо, 2009. - 344 с.
10. Янда, В. Функциональная диагностика мышц [Текст] / Владимир Янда. - М. : Эксмо, 2010. - С. 33 - 34.
