CC BY
11МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СПОРТИВНОЙ ТРЕНИРОВКИ
УДК 796.015
ПРИМЕНЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ВИБРАЦИОННЫХ УПРАЖНЕНИЙ В ТРЕНИРОВКЕ СПОРТСМЕНОВ
А. А. Михеев, д-р пед. наук, д-р биол. наук, доцент,
М. К. Борщ, Республиканский научно-практический центр спорта;
Н. А. Михеев, Академия МВД Республики Беларусь
Аннотация
Проведено электромиографическое исследование влияния стимуляции биологической активности (СБА) и вибротренинга (ДВТ) на работоспособность спортсменов. В исследовании приняли участие 8 спортсменов мужского пола, специализирующихся в хоккее с шайбой. Средний возраст испытуемых составил 25,5±3,8 лет. Показано, что сочетанная нагрузка в виде динамического упражнения является более мощным стресс-фактором., чем аналогичная физическая нагрузка без применения вибровоздействий. Непродолжительные ежедневные вибрационные воздействия с частотой 28-30 Гц в течение 3 дней приводят к стимуляции компенсаторных реакций в нервно-мышечном аппарате. Рекомендуемая длительность вибровоздействия составляет 12 минут за одно занятие.
APPLICATION OF DYNAMIC VIBRATION EXERCISES ON ATHLETES' TRAINING
Abstract
The influence of biological actiuity stimulation (BAS) and vibration training (DVT) on sportsmen's performance has been investigated by stimulation electromyography. Experimental group consists of 8 elite mail ice hockey players (25.5±3.8 yrs). It is shown that complex stimulation (training plus vibration) is far more effective than traditional training only. Tree-day course of short-term vibration sessions (28-30 Hz) leads to stimulation of compensatory reactions in muscle and nervous system. Recommended treatment duration is 12 minutes per session.
Целью настоящей работы явилось электромиографическое исследование влияния стимуляции биологической активности (СБА) и вибротренинга (ДВТ) на нервно-мышечный аппарат спортсменов в различных режимах его функционирования, а также определение минимально достаточной дозы вибрационной нагрузки (МДДВ) в серии смежных тренировочных занятий [1-6].
В задачи исследования входило посредством данных стимуляционной ЭМГ определить динамику изменений скорости проведения нервного импульса по двигательным волокнам (СРВм), амплитуды и длительности М-ответа при применении и без применения метода ДВТ в серии смежных тренировочных занятий, а так же определить минимально достаточную дозу вибрационных упражнений в серии смежных тренировочных занятий. Планом исследований предусматривалось определение влияния традиционной тренировки и дозированного вибротренинга на параметры стимуляционной ЭМГ в серии смежных тренировочных занятий. Предполагалось, что анализ динамики этих показателей мог дать ответ на вопрос о минимально достаточной дозе вибровоздействий (МДДВ).
Методы и материалы
Для решения поставленных задач использовался метод электромиографии, представляющий комплекс методов оценки функционального состояния нервно-мышечной системы, основанный на регистрации и качественно-количественном анализе различных видов электрической активности нервов и мышц. В настоящем исследовании была использована стимуляционная ЭНМГ, основанная на анализе мышечных ответов, вызванных электрической стимуляцией нерва, иннервиру-ющего эту мышцу (nervus medianus). Исследование проводилось прикреплением накожных
электродов, в месте наложения которых кожа обрабатывалась спиртом. Активный электрод крепился на моторную точку мышцы, референтный - на костном выступе. Заземляющий электрод размещался между отводящим и стимулирующим электродом. Импеданс под электродами не превышал 5 кОм. Стимулирующий электрод накладывался в проекции нерва, иннервирующего исследуемую мышцу, причем катод располагался дистально, а анод - проксимально по ходу нерва. Стимуляция проводилась прямоугольными импульсами длительностью 0,2 мс, частотой 1 Гц с увеличением силы тока до получения максимальной амплитуды М-ответа. Для оценки амплитудных и скоростных показателей использовалось супрамаксимальное (на 25% больше максимального) значение стимула. Анализировались следующие параметры стимуляционной миографии:
- амплитуда и полярность фаз М-ответа;
- форма, длительность М-ответа при стимуляции в разных точках;
- СРВм на разных участках периферического нерва;
- динамика показателей амплитуды М-ответа и СРВм при стимуляции в разных точках подлиннику исследуемого нерва.
М-ответ - это суммарный потенциал мышечных волокон, регистрируемый при стимуляции иннервирующего исследуемую мышцу нерва одиночным стимулом. В норме М-ответ представлен негативной (направленной вверх) и позитивной (направленной вниз) фазами. По современным представлениям негативная фаза М-ответа возникает в момент сокращения мышцы и обусловлена процессами деполяризации, позитивная - процессами реполяризации мембраны миоцита. Под действием электрического стимула в результате повышения проницаемости мембраны миоцита ионы Na проникают интрацеллюлярно и мембрана деполяризуется. Благодаря работе K-Na-насоса потенциал клетки возвращается к прежнему уровню в результате возвращения ионов Na во внеклеточную жидкость, что соответствует реполяризации мембраны. Минимально допустимое нормальное значение амплитуды М-ответа для m. abductor pollicis brevis (nervus medianus) - 3,5 мВ. Длительность М-ответа и форма М-ответа зависят от синхронности прихода импульса по периферическому нейрону к мышце и синхронности возникновения потенциалов двигательных единиц (ПДЕ). Минимальное допустимое значение скорости распространения возбуждения по моторным волокнам (СРВм) в норме для периферических нервов рук - 50 мс, ног - 40 мс [7, 8]. СРВм, определенная в проксимальных отделах, выше, чем в дистальных, и проксимально-дистальный коэффициент составляет 1,2-0,98. В норме допустимо падение амплитуды М-ответа при стимуляции в проксимальных отделах периферического нерва до 15% по сравнению с амплитудой М-ответа, полученного при стимуляции в дистальной точке.
Для моделирования вибрационной нагрузки в исследовании использовались электромеханические тренировочные устройства отечественного производства. Частота вибрации составляла 30 Гц, амплитуда перемещения вибратода 4 мм, ускорения 0,74 g.
Организация исследований
В исследованиях приняли участие 8 спортсменов мужского пола, специализирующихся в хоккее с шайбой. Средний возраст испытуемых составил 25,5±3,8 лет, средняя масса тела 73,28±1,81 кг, средняя длина тела 177,85±2,44 см, средняя масса мышечной ткани 37,59±2,71 %, средняя масса жировой ткани 17,36±2,21%, средний станс занятий спортом 14,2±2,9 лет. Тренировочный протокол, применяемый в исследовании, приведен в таблице 1.
Таблица 1 - Тренировочный протокол дозированной вибрационной нагрузки в серии смежных тренировочных занятий
№ занятия Количество подходов Продолжительность виброупражнения, с Количество циклов движений Общая продолжительность тренировки
1 8 240 240 б мин 40 с
2 8 240 240 б мин 40 с
3 8 240 240 б мин 40 с
4 8 240 240 б мин 40 с
5 8 240 240 б мин 40 с
Программа дозированной вибрационной тренировки (ДВТ) заключалась в том, что в течение одного микроцикла на каждом из пяти занятий испытуемые выполняли одну и ту же серию упражнений, состоящую из 8 подходов - сгибаний и разгибаний рук в упоре сидя сзади с опорой на вибрационные платформы. Продолжительность нагрузки в каждом подходе равнялось 30 секундам, а длительность интервалов отдыха 20 секундам. Упражнение предписывалось
выполнять в темпе 1 цикл движения за 1 секунду. Суммарное время вибронагрузки в одном занятии составляло 4 минуты при общей продолжительности тренировки - 6 мин. 40 сек. Суммарное время вибронагрузки в серии смежных тренировок составило 20 минут при суммарной продолжительности нагрузки 33 минуты 20 секунд.
До начала тренировочной серии были зафиксированы исходные показатели скорости проведения нервного импульса по правому пегуш ше&апдо. Перед каждым тренировочным занятием производилось контрольное измерение, которое фиксировало состояние нервно-мышечного аппарата через 24 часа после завершения очередной вибротренировки. После окончания каждого занятия так лее проводились соответствующие процедуры по определению скорости проведения нервного импульса:
- в первый день - через 1, 15, 60 минут;
- во второй день - через 1,15, 120, 180 минут;
- в третий день - через 1, 15, 120 минут.
Поскольку на четвертые сутки после начала ДВТ было отмечено восстановление исследуемых показателей до исходного уровня, зафиксированного перед первой тренировкой, было принято решение в последующие дни выполнять по два тестирования - фиксировать показатели сразу после окончания упражнений и через 15 минут. Отставленный (кумулятивный) эффект ДВТ определялся через 2 и через 7 дней после окончания тренировочной серии: испытуемые провели занятие с выполнением упражнений, аналогичных тренировочному протоколу ДВТ, но без применения вибрации.
Результаты и обсуждение
Полученные данные представлены в таблицах 2-5 и на рисунке 1. В ходе исследования был выполнен сравнительный анализ влияния вибрационной и традиционной тренировки в серии смежных занятий на параметры стимуляционной ЭМГ (СРВм, амплитуду и длительность М-ответа). Было выявлено, что показатели стимуляционной ЭМГ при выполнении программы традиционной тренировки (без использования вибрации) на протяжении пяти дней, а так же спустя 2 и 7 суток после окончания серии занятий значимо не изменялись и находились в пределах нормы. В дальнейшем, при обсуждении результатов исследования, мы будем ссылаться на этот факт, не перегружая текст цифровым и графическим материалом. В процессе вибротренировки показатели стимуляционной ЭМГ имели тенденцию к достоверным изменениям. Средние значения и динамика параметров стимуляционной миографии (п. шеШапш) приведены в таблицах 2-5 и на рисунке 1.
Таблица 2 - Динамика параметров стимуляционной ЭНМГ пегуш шеШапш после первой вибрационной тренировки (Хср±8х), (п = 8)
Параметры стимуляпинной ЭНМГ Исходные показатели После завершения сеанса вибротренинга
1 мин 15 мин 60 мин
№ стимуляции 1 2 3 4
СРВм,мс 58,70±0,81 51,93±1,913* 50,1± 1,72 * 60,55±1,31
Амплитуда М-ответа, мВ 9,22±0,30 9,01±0,22 0,42±0,10* 1,11±0,23*
Длительность М-ответа, мс 5,82±1,13 б,50±1,20 15,51±2,62* 10,83±1,91*
Полярность М-ответа Негатив. Негатив. Позитив. Позитив.
* Достоверные различия между исходными и посттренировочными показателями (р < 0,05).
Таблица 3 - Динамика параметров стимуляционной ЭНМГ пегуш шеШапш после второй вибрационной тренировки (ХСр±8х), (п = 8)
Параметры стимуляционной ЭНМГ Через сутки после 1 ДВТ После завершения сеанса вибротренинга
1 мин 15 мин 60 мин 120 мин 180 мин
№ стимуляции 5 6 7 8 9 10
СРВм,мс 60,71±0,92 53,42±1,11* 57,50±1,21 57,52±0,80 52,43±1,21* 54,63±0,91*
Амплитуда М-ответа, мВ 10,61±1,00 б,11±1,42* 9,23±2,12 9,23±1,91 1,41±1,00* 1,33±0,91*
Длительность М-ответа, мс б,32±1,23 б,31±2,90 5,92±1,71 5,94±2,11 18,92±3,20* 14,01±2,02*
Полярность М-ответа Негатив. Негатив. Негатив. Негатив. Позитив. Позитив.
* Достоверные различия между исходными и посттренировочными показателями (р < 0,05).
Анализ полученных данных позволил выявить тенденцию к снижению амплитуды М-ответа и СРВм на фоне увеличения длительности М-ответа через 15 и 60 минут после первой вибротренировки, непосредственно после завершения сеанса, а также спустя 120 и 180 минут после второй вибротренировки, что сопровождалось сменой полярности М-ответа с негативной на позитивную. Причем после 2-й вибротренировки эти изменения были менее выражены и им предшествовала стадия неполного восстановления (15-60 минут после завершения сеанса). После 3-й вибротренировки амплитуда и полярность М-ответа постепенно восстанавливалась на фоне нормальных значений СРВм и длительности М-ответа, а к началу 4-й тренировки все показатели имели нормальные значения, сохранившиеся и далее, вплоть до завершения программы ДВТ, а также в течение последующих семи дней постстимуляционного периода. На рисунке 1 в графическом виде представлена динамика изменения значений стимуляционной ЭН1МГ во времени за весь период исследований.
Таблица 4 - Динамика параметров стимуляционной ЭНМГ (шгуш medianus) после третьей вибротренировки (Xcp±Sx), (П = 8)
Параметры стимуляционной ЭНМГ Через сутки после 2 ДВТ После завершения сеанса вибротренина
1 мин 15 мин 120 мин
№ стимуляции 11 12 13 14
СРВм,мс 60,80±1,61 60,43±2,41 60,01±3,03 60,02±1,10
Амплитуда М-ответа, мВ б,71±0,42* 7,53± 1,70 б,20±0,91* 7,01±1,03
Длительность М-ответа, мс 5,93±0,20 5,50±1,11 5,41±1,42 5,02±0,33
Полярность М-ответа, Негативный Негативный Негативный Негативный
* Достоверные различия между исходными и посттренировочными показателями (р < 0,05).
Таблица 5 - Динамика параметров стимуляционной ЭМГ после 5-й вибротренировки, после двух и семи дней отдыха (Xcp±Sx), (п = 8)
Параметры стимуляционной ЭНМГ Через сутки после 3 ДВТ После завершения серии вибротренинга
1 мин 15 мин 48 часов 7 суток
№ стимуляции 15 16 17 18 19
СРВм, мс 60,91±1,10 60,901±0,8 60,52±1,31 60,42±0,41 61,30±0,90
Амплитуда М-ответа, мВ 10,71±0,72 10,30± 1,11 10,бЗ±1,61 10,73±0,60 10,41±0,52
Длительность М-ответа, мс б,30±0,40 б,52±1,21 б,53±1,02 б,60±0,51 5,71±0,42
Полярность М-ответа, Негатив. Негатив. Негатив. Негатив. Негатив.
* Достоверные различия между исходными и посттренировочными показателями (р < 0,05).
мс 70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 -0 -
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
№ стимуляции
- - - - СРВм -амплитуда М-ответа -длительность М-ответа
Рисунок 1 -Динамика параметров стимуляционной ЭНМГ п. medianus
Анализ динамики параметров стимуляционной ЭНМГ (СРВм, амплитуда и длительность М-ответа) в серии смежных тренировочных занятий выявил снижение СРВм, уменьшение амплитуд и увеличение длительности М-ответа сразу после первой и второй вибротренировок. Данные изменения сохранялись на протяжении суток после 1-й и 2-й вибротренировок. На третьи сутки СРВм и длительность М-ответа восстанавливались, а амплитуда М-ответа вернулась к исходным величинам на четвертые сутки после начала серии ДВТ. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что через 24 часа после третьей тренировки с применением вибрации наблюдается полное восстановление всех показателей до нормальных величин. Это свидетельствует о том, что после третьей тренировки завершается формирование адаптационных изменений в нервно-мышечном аппарате. При этом выявлено, что параметры стимуляционной ЭМГ сохраняются без изменений на протяжении как минимум одной недели после окончания серии ДВТ, состоящей из пяти занятий.
Выводы
1. Сочетанная нагрузка в виде динамического упражнения с применением вибрации является более мощным фактором, чем аналогичная физическая нагрузка без применения вибровоздействий.
2. Непродолжительные (по 4 мин) ежедневные вибрационные воздействия частотой 28-30 Гц в течение 3 дней приводят к стимуляции компенсаторных реакций в мышечной и периферической нервной системе. При таких лее упражнениях, выполняемых в обычных условиях, подобных приспособительных изменений не обнаружено.
3. На основании анализа динамики параметров стимуляционной ЭМГ молено считать, что минимально достаточная доза (МДДВ) вибрационной нагрузки в серии смежных тренировок составляет 3 вибростимуляционных занятия продолжительностью не более 4 минут каждое, при суммарном времени вибронагрузки не более 12 минут затри занятия.
Список использованных источников
1. Михеев, А. А. Стимуляция биологической активности как метод управления развитием физических качеств спортсменов: в 2 ч. / А. А. Михеев. - Минск, 1999. - 398 с.
2. Михеев, А. А. Методика СБА - новая технология тренировки спортсменов / А. А. Михеев // Проблемы физической культуры и спорта в современных условиях: материалы Междунар. науч-практ. конф., посвящ. 5-летию НИИ физической культуры и спорта Республики Беларусь. - Минск: Минсктиппроект, 2001. -С.141-150.
3. Bishop В. Vibratory stimulation: Neurophysiology of motor responses evoked by vibratory stimulation // Physical Therapy. - 1974. - № 54. - P. 1273-1282.
4. Cardinale V., Bosco C. The use of vibration as an exercise intervention // Exercise and Sport Sciences Reviews. - 2003. - Vol. 31. - № 1. - P. 3-7.
5. Cardinale M., Lim J. Electromyography activity of vastus lateralis muscle during whole-body vibrations of different frequencies // Journal of Strength and Conditioning Research. - 2003. - № 17 (3). - P. 621-624.
6. Cardinale M., LimJ. The acute effects of two different whole body vibration frequencies on vertical jump performance // Medicina Dello Sport. - 2003. - Vol. 56. - № 4. - P. 287-292.
7. Николаев, С. Г. Практикум по клинической электромиографии / С. Г. Николаев. - Иваново, 2001. - 180 с.
8. Энока, Р. М. Основы кинезиологии / Р. М. Энока. - Киев, 1998. - 502 с.
01.09.2015
УДК 796.325
АССОЦИАЦИИ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ С ПОЛИМОРФИЗМОМ ГЕНОВ СЕРОТОНИНЕРГИЧЕСКОЙ, ДОФАМИНЕРГИЧЕСКОЙ, НОРАДРЕНЕРГИЧЕСКОЙ, АДРЕНЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМ У ВОЛЕЙБОЛИСТОВ
А.И. Нехвядович, канд. пед. наук, доцент,
И.Л. Рыбина, канд. биол. наук,
Н.Н. Иванчикова, канд. биол. наук,
А.Н. Будко,
Республиканский научно-практический центр спорта;
И.В. Гайдукевич,
Институт биоорганической химии Беларуси НАН Беларуси;
И.Л. Гилеп, канд. хим. наук,
Белорусский государственный университет физической культуры
Аннотация
В статье представлены результаты изучения ассоциации физической работоспособности с генетическими данными волейболистов. Изучен полиморфизм гена транспортера серотонина -SLC6A4 (HTTLPR), гена серотонинового рецептора 1А типа - HTR1A (C-019G), гена серотонинового рецептора 2А типа - HTR2A (Т102С) и HTR2A (A-438G), гена фермента моноаминоксидазы -А МАОА (3/4), гена дофаминергической системы - drd.2 (А1А2) - гена катехол-О-метилтрансфераза (СОМТ) и гена дофамин-3-гидроксилазы (DBH), влияющих на свойства личности и физическую работоспособность спортсменов. Выявлены особенности метаболизма при физических нагрузках в зависимости от полиморфизма исследованных генов.
