CC BY
171
ОЦЕНКА СПЕЦИАЛЬНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ВЫСОКОКВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ, СПЕЦИАЛИЗИРУЮЩИХСЯ В СКОРОСТНО-СИЛОВЫХ ВИДАХ СПОРТА И В ВИДАХ СПОРТА С ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫМ ПРОЯВЛЕНИЕМ ВЫНОСЛИВОСТИ
А.В. ВОРОНОВ, Л.В. ТАРАСОВА, ФГБУ ФНЦ ВНИИФК
Аннотация
В настоящей работе предлагается оценить готовность двигательного аппарата к высокоинтенсивным нагрузкам, что отражает планируемый научно-технический уровень разработки программ тестирования специальной и общей скоростно-силовой работоспособности в скоростно-силовых видах спорта и видах спорта с преимущественным проявлением выносливости.
Ключевые слова: спортсмены, тренировочные нагрузки, коленный сустав, угловая скорость, динамометрия, кинематические параметры, двигательные действия.
Abstract
In this paper we evaluate the readiness of the musculoskeletal system to high-intensity loads, which reflects the planned scientific and technical level the development of programmes of testing special and General speed-strength performance in speed-strength sports and sports with predominant manifestation of endurance.
Keywords: athletes, training load, knee joint, angular velocity, dynamometry, the kinematic parameters of motor actions.
Объектом исследования является двигательный аппарат высококвалифицированных спортсменов.
Цель работы
Прогнозирование модельных характеристик высококвалифицированных спортсменов в скоростно-силовых видах спорта и в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости.
Методология исследования
Методология исследования заключалась в проведении лабораторных исследований двигательного аппарата нижних конечностей высококвалифицированных спортсменов, специализирующихся в скоростно-силовых видах спорта и в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости.
Большой объем тренировочных нагрузок высококвалифицированных спортсменов скоростно-сило-вых видов спорта и с преимущественным проявлением выносливости вызывает чрезмерное напряжение физических возможностей. Многократно выполняемые упражнения скоростно-силового характера, а также нагрузок на выносливость, как правило, связаны со значительными нагрузками мышц и суставов, что может вызвать преждевременное перенапряжение мышечно-суставно-го аппарата.
Высокоинтенсивный режим тренировочных нагрузок обусловливает новый подход к оценке специальной и общей скоростно-силовой работоспособности спортсменов, что и определяет актуальную необходимость разработки и научного обоснования программы тестирования спортсменов в скоростно-силовых видах спорта и с преимущественным проявлением выносливости.
Оценка скоростно-силовых проявлений мышц производилась с использованием информативного компьютерного стенда - изокинетического динамометра фирмы Biodex (США).
Изокинетический динамометр Biodex-3 Pro позволяет определить скоростно-силовые показатели мышц бедра на основе динамической оценки зависимости моментов сил в суставах, зависимости между углом и угловой скоростью движений конечности в преодолевающем, уступающем и статическом режимах работы.
Организация исследования
Спортсменам было предложено выполнить динамическую работу - сгибание-разгибание коленного сустава правой ноги с определенно заданной угловой скоростью - 60, 180, 240 и 300 град/с.
Одновременно производилась регистрация максимального момента движения в коленном суставе и электрической активности латеральной мышцы. Регистрация биомеханических параметров изометрических движений коленного сустава с заданной угловой скоростью представлена на рис. 1.
Изокинетическая динамометрия Biodex-3 Pro позволяет тестировать специальную и скоростно-силовую работу высококвалифицированных спортсменов в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости. Преимущество использования изокинетической динамометрии заключается в том, что определение кинематических параметров двигательных действий возможно при выполнении различных угловых скоростей, выполняемых спортсменами в циклических видах спорта с преимущественным проявлением выносливости (гребля на байдарках и каноэ, лыжные гонки, конькобежный спорт) от 20 до 300 град/с.
Теория и методика спорта высших достижений
2 9
250
25 "о
2 3
Время (с)
Рис. 1. Регистрация биомеханических параметров на изокинетическом динамометре Biodex-3 Pro: I - момент в коленном суставе; II - угол в коленном суставе; III - угловая скорость
Спортсмены, с высоким содержанием быстрых двигательных единиц (ДЕ), демонстрируют большие величины моментов в коленном суставе на высоких угловых скоростях, чем спортсмены с низким содержанием быстрых ДЕ.
Тестирование односуставных движений на изокинетическом динамометре Biodex-3 Pro показано на рис. 2.
300
50 100 150 200 250 300 350 400 Угловая скорость (град/с)
-о- 45% быстрых ДЕ
-ж- 74% быстрых ДЕ
Рис. 2. Зависимость скоростно-силовой работоспособности мышц разгибателей коленного сустава при различной угловой скорости
Разница в работе быстрых и медленных двигательных единиц составляет 16%, что связано с развитием значительной силы на высоких угловых скоростях.
Эффективность снижения влияния скоростно-сило-вых нагрузок ударного воздействия на коленный сустав спортсменов обоснована применением фиксаторов коленного сустава при выполнении специальной работы в скоростно-силовых видах спорта и в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости.
Предполагалось, что выполнение высокой угловой скорости в пределах 180-300 град/с основным двига-
тельным механизмом момента ускорения в односуставных движениях коленного сустава являются быстрые двигательные единицы. При выполнении низких угловых скоростей в диапазоне 30-60 град/с наряду с быстрыми двигательными единицами в работу включаются и медленные двигательные единицы.
Уравнение регрессии, построенное на угловых скоростях в пределах 180-360 град/с и экстраполированное в режим статической работы, соответствующее 0 град/с, позволяет оценить момент силы плеча тяги быстрых двигательных единиц. Разность между величиной силы в суставе в квазистатических режимах (низкая угловая скорость 30-60 град/с) и значением изометрической силы быстрых двигательных единиц - есть косвенная оценка суммарной силы медленных двигательных единиц.
Для оценки силы быстрых и медленных двигательных единиц необходимо зарегистрировать момент в суставе при односуставном движении, например при тестировании на изокинетическом динамометре Вюёех-3, рассчитать плечо тяги в зависимости от угла в коленном суставе и антропометрических характеристик [4] (рис. 3).
50 100 150 200 250 300 Угловая скорость (град/с)
А Моменты в коленном суставе
Рис. 3. Расчет максимальной произвольной силы быстрых и медленных ДЕ разгибателей коленного сустава
Спортсмены в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости (гребцы, лыжники-гонщики, конькобежцы) выполняли разгибание в коленном суставе при различных угловых скоростях в диапазоне 30-360 град/с.
Для оценки максимального изометрического момента построили уравнение регрессии по трем точкам: 60, 180 и 300 град/с. Нулевой коэффициент уравнения регрессии - есть значение максимального изометрического момента (точка пересечения с осью Y).
Линией со стрелками показано различие между максимальными моментами БДЕ и МДЕ.
Зная угол в коленном суставе и некоторые антропометрические признаки спортсменов, можно рассчи-
<Ы RHMMAK
тать плечо тяги мышц-разгибателей коленного сустава по уравнению:
dКОЛ = 8,1426 х uК - 22,4281 х UК + 41,5036 + + 0,1062 х ДЛ перед. п-ост. - 0,03587 х Диам. тазог. +
+ 0,1075 х Обхв. бедр. дист. (г = 0,86) [1], где dКОЛ - плечо тяги мышц-разгибателей коленного сустава; «ДЛ перед. п-ост.» - длина ноги, см (от передней подвздошной ости до пола); «Диам. тазог.» - диаметр тазогребневый (см); «Обхв. бедр. дист.» - обхват бедра дистальный (над коленом, см) [7].
Полученные значения плеча тяги и момента позволяют рассчитать максимальную изометрическую силу БДЕ и МДЕ.
В эксперименте по оценке силы быстрых и медленных ДЕ приняли участие спортсмены с преимущественным проявлением выносливости: 45 гребцов-мужчин и 25 гребцов-женщин, лыжники-гонщики (мужчины) -10, конькобежцы - 10 человек.
На рисунке 4 представлено значение максимальной изометрической силы быстрых и медленных ДЕ в четырехглавой мышце бедра у спортсменов в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости.
Н/кг
j \
i
н
н- 1
..... 1
Мужчины- Женщины- Лыжники- Конькобежцы гребцы гребцы гонщики
□ МДЕ И БДЕ
Рис. 4. Значение максимальной изометрической силы быстрых и медленных ДЕ в четырехглавой мышце бедра
В процессе исследования выявлены значения прилагаемых усилий у гребцов, лыжников-гонщиков и конькобежцев. Выявлена изометрическая сила быстрых и медленных двигательных единиц в работе мышечной системы квалифицированных спортсменов.
В процессе исследования выявлено, что сила медленных ДЕ не зависит от спортивной специализации и составляет около 14 Н/кг. Максимальная изометрическая сила БДЕ самая высокая у конькобежцев - 56,7 Н/кг, самая низкая у гребцов - 46,7 Н/кг.
Заключение
Применение специальных упражнений специальной и общей скоростно-силовой направленности должно учитывать состояние опорно-двигательного аппарата высококвалифицированных спортсменов в скоростно-силовых видах спорта и в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости. Для того, чтобы убедиться в готовности двигательного аппарата к специальным и общим скоростно-силовым нагрузкам, необходимо провести программу тестирования с использованием изокинетического динамометра типа Biodex-3 Pro, позволяющую оценить готовность нервно-мышечного аппарата к высокоинтенсивным нагрузкам.
Входными данными математической модели для оценки максимальной изометрической силы быстрых и медленных двигательных единиц, на примере разгибателей бедра, являются результаты измерений на изокинетическом динамометре типа Biodex-3 Pro. Уравнение регрессии, построенное на угловых скоростях, в пределах 180-360 град/с, и экстраполированное в режим статической работы, соответствующее 0 град/с, позволяет оценить момент силы плеча тяги быстрых ДЕ.
Разность между максимальным изометрическим моментом быстрых двигательных единиц и суммарным максимальным моментом - есть максимальный изометрический момент медленных двигательных единиц. Рассчитав по уравнениям регрессии плечо в коленном суставе, получаем момент в коленном суставе в силу тяги мышцы. Выявлено, что сила медленных двигательных единиц широкой мышцы бедра не зависит от спортивной специализации и составляет около 14 Н/кг.
Литература
1. Воронов А.В. Методика применения измерительных устройств с элементами обратной связи при скоростно-силовой тренировке конькобежцев [Текст] / А.В. Воронов. - Изд-во «Социально-политическая мысль», 2010. - 110 с.
2. Воронов А.В. Анатомическое строение и биомеханические характеристики мышц и суставов нижней конечности [Текст] / А.В. Воронов. - М.: Физкультура, образование и наука, 2003. - 203 с.
3. Тарасова Л.В. Термодинамический анализ метаболизма как средство количественной оценки эффективности адаптационных перестроек в спорте высших достижений / Л.В. Тарасова [и др.] // Вестник спортивной науки. - 2014. - № 1. - С. 36-42.
4. Тарасова Л.В. Развитие прыгучести у детей групп начальной подготовки в художественной гимнастике /
Л.В. Тарасова, Ю.Е. Куценко // Вестник спортивной науки. - 2015. - № 5. - С. 26-28.
5. Тарасова Л.В. Использование специальных упражнений при подготовке юных гимнасток в группах начальной подготовки / Ю.Е. Куценко, Л.В. Тарасова // Глобализация науки: проблемы и перспективы: сборник статей Международной научно-практической конференции (13 февраля 2015 г., г. Уфа). - Уфа: РИО МЦИИ ОМЕГА САИНС, 2015. - С. 121-124.
6. Тарасова Л.В. Развитие плечевого сустава у гимнасток групп начальной подготовки / Ю.Е. Куценко, Л.В. Тарасова // Научное периодическое издание "Ceteris Paribus". - 2015. - № 2. - С. 34-37.
References
1. Voronov A.V. Method of use measuring devices with a feedback element in speed-strength training of skaters [Text] / A. Voronov. - Publishing House of the "Social and Political Thought", 2010. - 110 p.
2. Voronov A.V. The anatomical structure and biome-chanical characteristics of the muscles and joints of the lower limbs [Text] / A.V. Voronov. - M.: Physical Culture, Education and Science, 2003. - 203 p.
3. Tarasovа L.V. Thermodynamic analysis of the metabolism as a means of quantifying the effectiveness of adaptive mutations in the sphere of sports / L.V. Tarasova [et al.] // Vestnik sportivnoy nauki. - 2014. - No. 1. - Pp. 36-42.
4. Tarasova L.V. The development of children jumping groups of initial training in rhythmic gymnastics /
L.V. Tarasova, Yu.E. Kutsenko // Vestnik sportivnoy nauki. - 2015. - No. 5. - Pp. 26-28.
5. Tarasova L.V. The use of special exercises in the preparation of young gymnasts in groups of initial training / Yu.E. Kutsenko, L.V. Tarasova // Globalization of science: problems and prospects: a collection of articles of the International Scientific and Practical Conference (February 13, 2015, Ufa.). - Ufa: RIO MTSII OMEGA Sayns, 2015. - Pp. 121-124.
6. Tarasova L.V. The development of the shoulder joint gymnasts groups of initial preparation / Yu.E. Kutsenko, L.V. Tarasova // Nauchnoe izdanie "Ceteris Paribus". -2015. - No. 2. - Pp. 34-37.
