CC BY
74
б. Синицкий, В.Н. Депрессивные состояния I В.Н. Синицкий. - Киев : Изд-во «Наукова думка», 198б. - 272 с.
REFERENCES
1. Dembo, A.G. (1981), Causes and Prevention of deviations in the condition and health of athletes, publishing house “Phiscultura i sport”, Moscow, Russian Federation.
2. Korkin, M.V, Lakosina N.D and Licko, A.E. (1995), Psychiatry: Textbook, publishing house Medicine, Moscow, Russian Federation.
3. Martolina M, Ya. (2011), “Conceptual points of existential psychotherapy noogenic neuroses by Frankl V. among underage Russian youth”, Man: Crime and Punishment: Materials Interuniversity scientific and theoretical conference adjuncts, job seekers, students, trainees and students. Ryazan: Academy of Russian Federal Penitentiary, pp. 2б0-2б3.
4. Myager V.K., Family psychotherapy, available at: http:IIdic.academic.ru.
5. Popov, Y.V., Vid, V.D. (2000), View Modern clinical psychiatry, Publishing House of the "Retch", St.-Petersburg, Russian Federation.
6. Sinitskii, V. N. (198б), Depression, publishing house “Naukova dumka”, Kiev, Ukraine.
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 04.05.2013.
УДК 612.741
ПОВЫШЕНИЕ СИЛЫ МЫШЦ ГОЛЕНИ СПОРТСМЕНА С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СТИМУЛЯЦИИ
Андрей Геннадьевич Беляев, аспирант,
Руслан Михайлович Городничев, доктор биологических наук, профессор, Вячеслав Николаевич Шляхтов, кандидат педагогических наук, доцент, Великолукская государственная академия физической культуры и спорта (ВЛГАФК)
Аннотация
Описан новый способ развития мышечной силы с помощью электромагнитной стимуляции (ЭМС) мышц на фоне их произвольного сокращения. В эксперименте участвовало 18 здоровых мужчин, которые были разделены на контрольную (КГ) и экспериментальную (ЭГ) группы, равные по силовым показателям. У испытуемых ЭГ во время тренировочных упражнений (плантарная флексия стопы) m. gastrocnemius подвергалась МС с частотой 5 Гц и интенсивностью стимула в 1,8 Тесла. Испытуемые КГ при выполнении аналогичных упражнений ЭМС не получали. Пятнадцатидневная тренировка привела к более значительному приросту силового вращательного момента у испытуемых ЭГ (19,4%) в сравнении с КГ. На шестой день после прекращения тренировок сила увеличилась еще на 9% у испытуемых КГ и на б% у ЭГ. Предполагается, что более выраженное увеличение силовых возможностей в ЭГ происходит за счет активации высокопороговых двигательных единиц под воздействием ЭМС.
Ключевые слова: электромагнитная стимуляция, мышечная система, вращательный момент, ЭМГ - активность.
DOI: 10.5930/issn.1994-4683.2013.06.100.p20-25 INCREASE OF MUSCLES FORCE OF THE ATHLETE'S SHIN BY MEANS OF ELECTROMAGNETIC STIMULATION
Andrey Gennadevich Belyaev, the post-graduate student,
Ruslan Mikhaylovich Gorodnichev, the doctor of biological sciences, professor, Vyacheslav Nikolaevich Shlyakhtov, the candidate of pedagogical sciences, senior lecturer, Velikiye Luki State Academy of Physical Education and Sport
Annotation
A new method for muscular strength development by electromagnetic stimulation (EMS) of muscles during their voluntary contraction has been described. 18 healthy men took part in the research, being divided into two groups - control (CG) and experimental (EG), equal by the muscular strength parameters M. gastrocnemius of EG subjects was exposed to MS with frequency 5 Hz (1,8T, 5Hz) during training exercises (plantar foot flexion). The subjects of CG did not receive EMS. The torque of plantar foot flexion of EG subjects increased significantly (19,4%) during 15 days training. By the sixth day of restoration the gain of this component increased by 9% at examinees of CG and 6% at EG. The torque of plantar foot flexion of CG subjects did not change significantly. We hypothesize that increasing of muscular strength of EG subjects was result of high-threshold motor units activation under EMS.
Keywords: electromagnetic stimulation, muscular system, strength development, torque, EMG -
activity.
ВВЕДЕНИЕ
Мышечная сила является одним из наиболее важнейших двигательных качеств спортсмена, которое определяет результат во многих видах спорта [7, 8]. В связи с этим, изучение функциональных механизмов развития силы при использовании классических методов тренировки и поиски новых нетрадиционных средств для увеличения силы скелетных мышц постоянно привлекают внимание исследователей [5]. В проведенных ранее исследованиях, в которых электромагнитное воздействие на различные структуры ЦНС и скелетные мышцы наносилось в состоянии покоя, показана возможность увеличения силы мышц при их электромагнитной стимуляции [1]. Представлялось оправданным выяснить возможности изменения двигательных свойств мышц с помощью электромагнитного воздействия на мышцы-агонисты движения непосредственно во время выполнения произвольного двигательного действия. Цель работы заключалась в разработке и апробации метода развития мышечной силы посредством электромагнитной стимуляции мышц на фоне их произвольного сокращения.
МЕТОДИКА
В экспериментах по развитию силы скелетных мышц приняли участие 18 здоровых мужчин в возрасте 19-28 лет, которые дали письменное информированное согласие на участие в исследованиях. Все обследуемые были разделены на две группы контрольную (КГ) и экспериментальную (ЭГ), по 9 человек в каждой. Испытуемым обеих групп предлагалось выполнять плантарную флексию стопы (концентрическое сокращение) в течение пятнадцати тренировочных дней с усилием 80% от максимального вращательного момента на мультисуставном лечебно-диагностическом комплексе «Biodex» (Biodex, USA, 2006). В каждом тренировочном занятии выполнялось по 10 мышечных сокращений. Время отдыха между движениями составляло 50 с. Длительность одиночного цикла плантарной флексии стопы составляла 5 c., амплитуда движения равнялась 40o. Обследуемые выполняли подошвенное сгибание стопы в положении сидя. Угол в коленном суставе составлял 110°, голова располагалась на подголовнике кресла, голень и коленный сустав жестко фиксировались, голеностопный сустав оставался подвижным, стопа опиралась на платформу комплекса. Биологическая обратная связь о мышечном сокращении обеспечивалась посредством цветного графического монитора с высоким разрешением,
отображающего весь ход подготовки и выполнения сокращений.
Испытуемым ЭГ во время выполнения плантарной флексии наносились электромагнитные стимулы с помощью магнитного стимулятора «Magstim 200» (Magstim Со., UK, 2007). Использовалась катушка диаметром 50 мм, которая располагалась на медиальной и латеральной головке m. gastrocnemius [7]. Частота стимуляции равнялась 5 Гц, мощность стимуляции - 50% от выхода магнитного стимулятора (1,8 Тесла), время стимуляции - 5 с. Испытуемые КГ выполняли аналогичные тренировочные занятия с ЭГ, но их мышцы не подвергались электромагнитному воздействию. Проведению пятнадцати основных тренировок предшествовали два подготовительных занятия, в процессе которых испытуемые обучались правильно выполнять плантарную флексию стопы и знакомились с тестовыми процедурами.
У испытуемых обеих групп до начала тренировок и после 15 тренировочных занятий, а также на шестой день после окончания тренировок регистрировались: максимальный силовой момент на комплексе «Biodex»; H-рефлексы и M-ответы мышц голени.
Во время выполнения произвольного максимального силового момента записывалась биоэлектрическая активность m. gastrocnemius (GM), soleus (SOL), tibialis anterior (TA). H-рефлексы и M-ответы GM и SOL вызывались по традиционной методике путем стимуляции n. tibialis. Максимальный вращательный момент рассчитывался как среднее из трех попыток. В этом случае интервал отдыха между повторными попытками составлял 30 с.Регистрация биопотенциалов скелетных мышц голени осуществлялась по традиционной методике [3] при помощи 8-канального электронейромиографа «Нейро-МВП-8» (ООО «Нейрософт», Россия, 2006) с использованием поверхностных электродов. Определялись амплитуда и число турнов (поворотов) ЭМГ. Амплитуда ЭМГ измерялась от максимального негативного пика до максимального позитивного пика. Статистическую обработку данных производили с применением пакета стандартных компьютерных программ.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Фоновые значения вращательного момента у испытуемых контрольной и экспериментальной групп достоверно не отличались и составляли 119,3±5,3 Н*м и 124±8,8 Н*м соответственно (рис.1).
210
190
Щ Ш
i 150
=Н И
; " ■ ■
90 -------------------------------1--1 ---,
фон 15 день тренировок 6 день носстано'шення
□ КГ ИЭГ
Рис. 1. Среднегрупповые показатели силового вращательного момента голеностопного сустава у контрольной и экспериментальной группы, (H±m)
Пятнадцатидневная тренировка мышц-сгибателей стопы привела к достоверному приросту силовых возможностей как в контрольной, так и в экспериментальной группах (рис.1). После пятнадцати дней тренировки максимальный вращательный момент в контрольной группе увеличился на 32,5%, (P<0,05) в сравнении с исходными значениями. В экспериментальной группе прирост силовых возможностей был более значительным. После пятнадцати тренировочных дней вращательный момент увеличился на 51,9% по сравнению с фоновыми величинами. То есть прирост силовых возможностей в экспериментальной группе был больше на 19,4%, чем в контрольной группе. Следовательно, вы-
полнение тренировочных упражнений, сопровождающихся электромагнитной стимуляцией мышц-агонистов, привело к более значительному развитию силы исследуемых мышц. Также нами обнаружено, что на шестой день после прекращения тренировок в обеих группах зарегистрированы наиболее высокие показатели. Так, в КГ прирост максимального вращательного момента составил 41,5%, а в ЭГ 59,9% соответственно, по сравнению с фоновыми показателями.
Из анализа приведенных в таблице 1 данных видно, что амплитуда и частота ЭМГ мышц-агонистов достоверно возрастали после пятнадцати тренировочных занятий в той и другой группах. При этом амплитуда и частота электроактивности GM и SOL в ЭГ возрастала в большей степени по сравнению с динамикой этих параметров у испытуемых КГ. Так, прирост амплитуды ЭМГ GM у испытуемых ЭГ был больше после пятнадцати тренировочных занятий на 65,8%, чем в КГ. Частота ЭМГ данной мышцы в ЭГ выше на 74,2% по сравнению с приростом этого параметра в КГ. Амплитуда и частота электроактивности TA достоверно не изменялась у испытуемых обеих групп как после пятнадцатидневных тренировочных занятий, так и через 6 дней восстановления (табл. 1).
Таблица 1
Параметры ЭМГ скелетных мышц голени (M±m) _______________________
Группа Вызванные Мышцы Исходные После 15дней На 6 день
ответы величины тренировок восстановления
М-ответ gastrocnemius 8,89±1,42 9,14±1,17 8,31±1,1
КГ soleus 7,37±1,22 8,87±1,58 8,07±1,16
Н-рефлекс gastrocnemius 1,32±0,2 1,18±0,19* 1,5±0,35
soleus 1,36±0,29 1,20±0,31 1,1±0,28
М-ответ gastrocnemius 7,13±0,41 7,13±0,94 7,49±1,24
ЭГ soleus 7,08±0,68 7,69±1,11 7,5±1,28
Н-рефлекс gastrocnemius 0,73±0,17 0,64±0,11* 0,62±0,15
soleus 0,73±0,16 0,61±0,14 0,64±0,15
Примечание: * - р < 0,05 в сравнении с исходными значениями.
Амплитуда максимального Н-рефлекса является важной характеристикой функционального состояния спинальных мотонейронов, поскольку свидетельствует об их рефлекторной возбудимости. В табл. 2 приведены данные, отражающие динамику амплитуды максимальных Н-рефлексов и М-ответов, зарегистрированных в состоянии мышечного покоя под влиянием тренировочных занятий и после их прекращения.
Таблица 2
Амплитуда максимального Н-рефлекса и М-ответа (мВ) скелетных мышц голени
(M±m)
Группа Параметры ЭМГ Mkttttttkt Исходные величины После 15 дней тренировок На 6 день восстановления
КГ Амплитуда (мкВ) gastrocnemius 412,4±43,3 615,4±55* 618,8±46,3*
soleus 343,3±76,2 766,7±46,7* 720±61,3*
tibialis anterior 234,2±62,7 174,1±10,9 173,8±6,5
Частота (Гц) gastrocnemius 364,6±31,3 513,7±24,5* 543,9±22,9*
soleus 232,1±28,4 386,1±10,8* 412,5±13,3*
tibialis anterior 127,9±37,6 105,2±12,7 167,4±19,4
ЭГ Амплитуда (мкВ) gastrocnemius 319,4±33,6 687±56,9* 609,6±61,7*
soleus 343,3±34,3 507,2±48,7* 518,5±46,9*
tibialis anterior 139,7±23,6 149,6±6,6 159,5±8,4
Частота (Гц) gastrocnemius 283,9±39,6 513±20,4* 524,6±30,4*
soleus 231,3±31,7 373,4±10,2* 369,2±16,1*
tibialis anterior 78,3±31,3 106,2±12,5 127,3±16,1
Примечание: * - р < 0,05 в сравнении с исходными значениями.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Пятнадцатидневная тренировка мышц-сгибателей стопы привела к статистически значимому увеличению силовых возможностей как в КГ, так и в ЭГ. Известно, что в ходе реализации тренировочных силовых программ наблюдаются три фазы адаптационных процессов. Во второй фазе наблюдается повышение силы отдельных мышечных волокон, не сопровождающееся увеличением площади поперечного сечения мышцы. Это может быть результатом модификации нисходящей нейрональной активности или некоторых биохимических изменений в мышечных волокнах. Поскольку наша силовая программа включала пятнадцать тренировочных дней, можно полагать, что в завершающие пять дней программы происходили адаптационные процессы, характерные для второй фазы.
Основным фактором, обеспечивающим повышение силы произвольного сокращения скелетных мышц, является рекрутирование высокопороговых двигательных единиц и увеличение частоты их импульсации [2, 4]. Активация высокопороговых двигательных единиц происходит лишь при значительных по величине мышечных усилиях. Имеются сведения, что даже при слабой электрической стимуляции мышцы активируются высокопороговые двигательные единицы, которые в обычных условиях не вступают в работу [4]. Следовательно, можно предположить, что большее увеличение силовых возможностей в ЭГ связано с активацией таких двигательных единиц.
Силовая тренировка испытуемых ЭГ с электромагнитной стимуляцией мышц, привела к достоверному уменьшению амплитуды Н-рефлекса вМ, что является свидетельством понижения рефлекторной возбудимости соответствующего мотонейронного пула спинного мозга. По-видимому, более значительный нисходящий нервный драйв, адресованный к мотонейронному пулу с несколько пониженной возбудимостью, тем не менее, инициирует рекрутирование дополнительных двигательных единиц, активность которых является фактором, который обеспечивает наибольший прирост силовых возможностей у испытуемых ЭГ по сравнению с КГ. Наибольший прирост силового вращательного момента в обеих группах к шестому дню восстановления, который достигается за счет процесса суперкомпенсации и кумулятивного эффекта тренировок.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Предлагается новый метод развития мышечной силы посредством электромагнитной стимуляции мышц-агонистов во время их произвольного сокращения. Технические параметры магнитного стимулятора позволяют безболезненно стимулировать скелетные мышцы и активировать высокопороговые двигательные единицы, которые в обычных условиях не рекрутируются. Метод может быть использован как средство тренировочного воздействия в видах спорта, в которых результат зависит от силовых способностей, а также в реабилитационном восстановлении двигательных функций после повреждения спинного мозга и скелетных мышц.
ЛИТЕРАТУРА
1. Городничев, Р.М. Об использовании метода магнитной стимуляции для диагностики и повышения функциональных возможностей двигательной системы человека / Р.М. Г ородничев // Материалы IV Всерос. с междунар. участием Школы - конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности. - М., 2007. - С. 66.
2. Гурфинкель, В.С. Скелетная мышца: структура и функция / В.С. Гурфинкель, Ю.С. Левик. - М. : Наука, 1985. - 142 с.
3. Команцев, В.Н. Методические основы клинической электронейромиографии : руководство для врачей / В.Н. Команцев, В. А. Заболотных. - СПб. : Лань, 2001. - 349 с.
4. Коц, Я.М. Тренировка мышечной силы методом электростимуляции / Я.М. Коц // Теория и практика физической культуры. - 1971. - № 3. - С. 64-67.
5. Нетреба, А.И. Физиологические эффекты низкоинтенсивной силовой трени-
ровки без расслабления I А.И. Нетреба, Д.В. Попов, Я.Р. Бравый II Физиология человека. - 2009. - Т. 33. - № 4. - С. 97.
6. Никитин, С.С. Магнитная стимуляция в диагностике и лечении болезней нервной системы : руководство для врачей I С. С. Никитин А. Л. Куренков. - М. : САШКО, 2003. - 738 c.
7. Платонов, В.Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и её практические приложения I В.Н. Платонов - Киев : Олимпийская литература, 2004. - 808 с.
REFERENCES
1. Gorodnichev, P.M. (2007), "About use of a method of magnetic stimulation for diagnostics and increase of functionality of motive system of the person", Materials IV of the All-Russian School with the international participation - conferences on physiology of muscles and muscular activity, Moscow, Russian Federation, pp. 66.
2. Gurfinkel, V.S. and Levik Yu.S. (1983), Skeletal muscle: structure and function, publishing house "Science", Moscow, Russian Federation.
3. Komantsev, V.N. and Zabolotnykh V.A. (2001), Methodical bases of a clinical el-ektroneyromiografiya: the management for doctors, publishing house "Lan", St.-Petersburg, Russian Federation.
4. Cotes, Ya.M. (і97і), "Training of muscular force by an electrostimulation method",
Theory and practice ofphysical culture, No. 3, pp. 64-67.
3. Netreba, A.I. Popov, D.V. and Bravy, Ya.R. (2009) "Physiological effects of lowintensive power training without a relaxation", Human physiology, Vol. 33, No. 4, pp. 97.
6. Nikitin, S.S. and Kurenkov A.L. (2003), Magnetic stimulation in diagnostics and treatment of diseases of nervous system. The management for doctors, publishing house "SAShKO", Moscow, Russian Federations.
7. Platonov, V.N., (2004), System of training athletes in Olympic sports. General theory and its practical applications, publishing house “Olympic literature”, Kiev, Ukraine.
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 04.05.2013.
УДК 378
ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО
РАЗВИТИЯ ЮРИДИЧЕСКОЙ ГРАМОТНОСТИ У РУКОВОДИТЕЛЕЙ ГОСУДАРСТВЕННОГО ПОЖАРНОГО НАДЗОРА МЧС РОССИИ
Ольга Владимировна Битюцкая, соискатель,
Алексеевский филиал Белгородского государственного университета, Алексеевка
Аннотация
В статье представлены результаты исследований по обоснованию педагогических условий, необходимых для эффективного развития юридической грамотности у руководителей Государственного пожарного надзора МЧС России (ГПН МЧС России). К числу основных из них автор относит: разработку технологии управления развитием юридической грамотности; оптимизацию содержания правовой подготовки с усилением практической направленности занятий по вопросам организации проверок на объектах; выработку у руководителей ГПН МЧС России потребности в систематической, целеустремлённой и плановой работе над собой с целью развития правовых навыков в сфере пожарной безопасности; умение рассчитывать риски на введенном в эксплуатацию объекте защиты после строительства, капитального ремонта или при изменении его класса функциональной пожарной безопасности. Кроме того сюда же автор относит обеспечение структурной упорядоченности содержания правовой подготовки в интересах решения правовых вопросов в сфере пожарной безопасности; личный пример руководителей ГПН МЧС России всех уров-
