CC BY
19ПРОЯВЛЕНИЕ СИЛОВЫХ КАЧЕСТВ В ПРОЦЕССЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ГИМНАСТИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ
УДК/UDC 796.4
Поступила в редакцию 19.02.2015 г.
Кандидат педагогических наук Д.В. Семенов1 Кандидат педагогических наук, доцент В.Н. Шляхтов1 А.А. Румянцев1
1 Великолукская государственная академия физической культуры и спорта, Великие Луки
STRENGTH DISPLAY DURING GYMNASTIC EXERCISES Ph.D. D.V. Semenov1
Associate professor, Ph.D. V.N. Shlyakhtov1 A.A. Rumyantsev1
1 Velikie Luki State Academy of Physical Culture and Sport, Velikie Luki
Информация для связи с автором: gorodnichev@vlgafc.ru
Аннотация
В статье дается сравнительный анализ электрической активности мышц, зарегистрированной при выполнении сальто назад с места и при максимальных произвольных мышечных сокращениях (МПС) на комплексе «ВЫех». В исследовании приняли участие 6 гимнастов квалификаций I разряд, КМС и МС в возрасте от 15 до 21 года. Электромиограмма (ЭМГ) с 6 пар мышц нижних конечностей регистрировалась 16-канальным телеметрическим электромиографом «МЕ6000». Установлено, что амплитуды ЭМГ мышц голени и наружной широкой мышцы бедра, зарегистрированные при выполнении отталкивания ногами в сальто назад с места, превышают значения ЭМГ мышц при выполнении максимальных произвольных изометрических и концентрических сокращений на комплексе «ВЫех», при этом величина ЭМГ при концентрических сокращениях была выше, чем при изометрических. Анализ результатов ЭМГ, зарегистрированных при выполнении гимнастами максимальных произвольных мышечных сокращений различных типов, свидетельствует о том, что у мышц голени и наружной широкой мышцы бедра значительных различий между максимальными концентрическими усилиями и усилиями в 50% от максимума по величине их электрической активации не наблюдалось.
Удалось зарегистрировать более высокие значения ЭМГ прямой мышцы бедра в процессе максимальных по величине изометрических и концентрических сокращений по сравнению с ЭМГ, зарегистрированной при выполнении сальто назад. При этом электрическая активность прямой мышцы бедра в ходе максимального изометрического сокращения больше, чем концентрического.
Полученные результаты исследования можно использовать при подборе средств силовой тренировки на основе учета типов сокращения основных мышц, обеспечивающих выполнение двигательных действий.
Ключевые слова: силовые качества, гимнастические упражнения, электромиографическая активность, максимальные произвольные мышечные сокращения.
Annotation
In sports practice electromyography is one of the most objective and useful methods of recording of muscle strength in vivo and in vitro. This method consists in fixing of surface electrodes on the skin of the subject and recording of electrical impulses generated in the athlete's muscles when he moves. The article contains a comparative analysis of the electrical activity of muscles, registered when doing a standing somersault and during maximum voluntary muscle contraction (VMC) using the complex «Biodex». Six gymnasts having qualifications of I category, candidate for master and master of sport aged 15 to 21 years were involved in the study. Electromyogram for 6 pairs of lower limb muscles was recorded using a 16-channel telemetric electromyograph "ME6000". It has been found that the amplitudes of the electromyogram of the lower leg and external vastus muscles registered during the take-off to standing somersault were higher than the values of the electromyogram of the muscles during maximal voluntary isometric and concentric contractions using the complex «Biodex», with the value of the electromyogram during concentric contractions being higher than during isometric ones. The electromyographic analysis registered when the gymnasts were performing maximal voluntary muscular contractions of different types had not revealed any significant differences between the maximal concentric efforts and those 50% of the maximum in the lower leg and external vastus muscles regarding the degree of their electrical activation. Higher values of the rectus femoris electromyogram were registered during maximal isometric and concentric contractions compared with the electromyogram recorded when the gymnasts were performing a standing somersault. Moreover, the electrical activity of the rectus femoris during maximal isometric contraction is more intensive than during concentric one.
The findings of the study can be used in the selection of techniques of strength training depending on the types of contraction of core muscles, ensuring the performance of motor actions.
Keywords: strength qualities, gymnastic exercises, electromyographic activity, maximum voluntary muscle contraction.
Введение. В спортивной практике среди методов регистрации силы мышц в лабораторных и естественных условиях наиболее объективен и удобен электромиографический метод, предусматривающий наложение поверхностных электродов на кожу испытуемого и запись электрических импульсов, генерируемых мышцами спортсмена во время движений. Регистрация электромиограммы (ЭМГ) дает относительно точное представление о порядке активации мышц и косвенно отражает силу основных рабочих мышц, обеспечи-
вающих реализацию конкретного спортивного двигательного действия [1].
Цель исследования - выявление особенностей работы мышц ног гимнастов при выполнении отталкивания ногами в сальто назад с места, определении амплитуды электрической активности мышц, порядка их активации, длительности и слаженности работы, а также в сравнении ЭМГ при выполнении сальто назад с ЭМГ, зарегистрированной при максимальных произвольных сокращениях (МПС) мышц.
□
и
га у
г.
ч—
. о
0J
■ -О С
га
^
О (U .с Н
Методика и организация исследования. В исследовании приняли участие 6 гимнастов квалификаций I разряд, КМС и МС, в возрасте 15-21 года. Каждый из них выполнял 5 попыток сальто назад с места в стандартных условиях (со стандартным интервалом отдыха), затем несколько попыток более простых двигательных действий (прыжок вверх, серия отскоков).
МПС мышц голени и бедра регистрировалось на муль-тисуставном комплексе «Biodex Multi-Joint System Рго-3» (USA, 2006). Испытуемые выполняли сгибание стопы в голеностопном суставе и разгибание голени в коленном суставе. При выполнении подошвенного сгибания стопы спортсмен находился в кресле, правая нижняя конечность фиксировалась при угле в 130° в коленном и 80° в голеностопном суставах. По команде спортсмен выполнял изометрическое усилие мышцами голени. При тестировании концентрического сокращения мышц голени последовательно задавалась нагрузка в 40, 50, 70, 90 и 100 % от зарегистрированного изометрического максимума. При этом испытуемый перемещал рычаг динамометра, выпрямляя ногу. Тестирование изометрических и концентрических сокращений мышц бедра выполнялось по такому же протоколу при положении спортсмена в кресле с углом в коленном суставе 90°. Выполнялось по 2 попытки движения в каждом случае.
Величина усилий мышц определялась по амплитуде их электрической активности, зарегистрированной непосредственно в процессе выполнения перечисленных выше движений с использованием 16-канального телеметрического электромиографа «МЕ6000». Регистрировалась электромиограмма с 6 пар мышц нижних конечностей: передней большеберцовой (m. tibialis anterior), камбаловид-ной (m. soleus), внутренней (medialis) и наружной (lateralis) головок икроножной мышцы (m. gastrocnemius), а также прямой (m. rectus femoris) и наружной широкой мышц бедра (m. vastus lateralis).
Для определения фазовой структуры движения проводился кинематический анализ с использованием комплекса Qualisys. Данные, полученные в ходе кинематического анализа выполнения сальто назад и соответствующие положения тела гимнаста во время выполнения отталкивания ногами, использовались для определения значений суставных углов в целях моделирования положений тела спортсменов при регистрации МПС на комплексе «Biodex».
Результаты исследования и их обсуждение. При анализе биомеханической структуры сальто назад с места выделены следующие основные фазы: подготовительная - движение из исходного положения стойки на прямых ногах вниз (приседание) (рис. 1, А), началом которого определено движение «вертельной» точки вниз; основная фаза - разгибание ног и полет вверх с принятием положения группировки, или выпрыгивание, характеризующееся движением «вертельной» точки вверх (рис. 1, Б); и заключительная фаза - раскрытие и приземление, определяющееся движением «вертельной» точки вниз. Основная фаза, в свою очередь подразделяется на две стадии - отталкивание ногами и полет вверх, граница между ними - окончание контакта стоп с опорой (рис. 1, В), при этом начало полета связано с началом движения «конечной» точки на стопах.
Средние значения суставных углов по фазам составили в начале движения: тазобедренный - 165°, коленный - 171°, голеностопный - 91°; в начале фазы отталкивания ногами (окончание приседания): тазобедренный - 96°, коленный -96°, голеностопный - 76°. При окончании отталкивания ногами: тазобедренный - 165°, коленный - 134°, голеностопный - 114°.
В ходе биомеханического анализа было установлено, что длительность фазы отталкивания ногами при выполнении сальто назад с места составляет 0,2 с.
В ходе анализа ЭМГ было выявлено, что в подготовительной фазе движения - приседании, связанной с эксцентрическим сокращением мышц ног, уровень электрической активности в среднем составил 135 мкВ. В данной фазе происходит последовательная активация передней большеберцовой мышцы, затем одновременно камбаловидной и икроножных мышц и далее прямой и наружной широкой мышц бедра. В основной фазе (отталкивание ногами) происходит практически одновременное концентрическое сокращение мышц - разгибателей голени и бедра, достигающее значений ЭМГ, превышающих 300 мкВ. Активность мышц голени не прекращается до полного выпрямления ног и окончания контакта с опорой, мышцы бедра проявляют пик активности в начале отталкивания, и длительность их активности составляет не более 0,1 с (рис. 2).
В ходе исследования установлено, что величины амплитуды ЭМГ мышц голени и наружной широкой мышцы бедра, зарегистрированные при выполнении отталкивания ногами в сальто назад с места, превышают значения ЭМГ мышц при выполнении максимальных произвольных изометрических и концентрических сокращений на комплексе «ВЫех», при этом величина ЭМГ при концентрических сокращениях выше, чем при изометрических (рис. 3, 4).
В то же время на рис. 4 видно, что у прямой мышцы бедра удалось зарегистрировать более высокие значения ЭМГ в изометрическом (314,16 мкВ) и концентрическом (304,5 мкВ) сокращениях по сравнению с ЭМГ, зарегистрированной при выполнении сальто назад (123,36 мкВ).
Анализ результатов ЭМГ, зарегистрированных при выполнении спортсменами максимальных произвольных мышечных сокращений различного типа, свидетельствует о том, что у мышц голени и наружной широкой мышцы бедра значительных различий между максимальным концентрическим сокращением и усилиями в 50% от максимума по величине их электрической активации не наблюдалось (рис. 5). У прямой
Рис. 1. Фазы отталкивания ногами при выполнении сальто назад с места
Рис. 2. Электромиограмма активности мышц нижних конечностей гимнаста при выполнении сальто назад с места. Маркеры: 1- начало подготовительной фазы (приседание), 2 - начало основной фазы (отталкивание ногами), 3 - отрыв ступней от поверхности опоры
ЭМГ мышц нижних конечностей гимнастов при выполнении сальто назад с места и при максимальных произвольных сокращениях исследуемых мышц на комплексе «Bюdex», мкВ
Статистические показатели Исследуемые мышцы
ч го со го m. tibialis anterior m. soleus m.gastrocnemius medialis m. gastrocnemius lateralis m. rectus femoris m. vastus lateralis
I о ir Подготовительная фаза - приседание (эксцентрическое сокращение)
ГО М 151,32 125 121,64 221,76 68,32 125,48
о Отталкивание ногами (концентрическое сокращение)
М 321,53 392,6 394,86 487,46 123,36 397,13
Подошвенное сгибание стопы (изометрическое сокращение)
М 90,67 201,66 168 159,16 21,66 75,83
X ш TD Подошвенное сгибание стопы (концентрическое сокращение)
М 108,66 264,50 241,16 273,00 33,16 112,83
in Разгибание голени (изометрическое сокращение)
М 86,50 97,16 45,16 61,83 314,16 276,50
Разгибание голени (концентрическое сокращение)
М 130,66 60,50 30,00 33,50 304,50 341,50
Примечание. Жирным шрифтом выделены значения ЭМГ исследуемых мышц.
Рис. 3. Сравнение средней электрической активности мышц голени при выполнении сальто назад с места и подошвенного сгибания стопы на «BЮdex» при изометрическом и концентрическом типах сокращения
Рис. 4. Сравнение средней электрической активности мышц бедра при выполнении сальто назад с места и разгибания в коленном суставе на «Bюdex» при изометрическом и концентрическом типах сокращения
мышцы бедра наблюдалась большая электрическая активность при изометрическом МПС, чем при концентрическом (рис. 5).
Результаты статистической обработки данных, полученных в ходе проведенных исследований, подтверждают наблюдавшуюся высокую вариативность ЭМГ, но позволяют проследить определенные закономерности, выражающиеся в более высоких значениях ЭМГ мышц при концентрическом сокращении, по сравнению с эксцентрическим и изометрическим (см. таблицу).
Как видно из данных, приведенных в таблице (выделенные ячейки), при выполнении сальто назад с места в фазе от-
Рис. 5. Сравнение средней электрической активности мышц голени и бедра при выполнении произвольных мышечных сокращений различных типов на «Biodex»
талкивания ногами, пять из шести исследуемых мышц развивают усилия более высокие, чем при выполнении максимальных произвольных сокращений на комплексе «Biodex», о чем свидетельствует более высокая ЭМГ. При этом амплитуда ЭМГ мышц при изометрических сокращениях выше, чем при эксцентрических, но ниже, чем при концентрических, что подтверждается исследованиями других авторов [2, 4]. Подобная картина наблюдалась также в исследованиях, проведенных нами по изучению электрической активности мышц при выполнении переворота назад в акробатике [3]. У всех исследуемых гимнастов амплитуды ЭМГ икроножной мышцы при выполнении переворота назад превышали значения ЭМГ при максимальных произвольных мышечных сокращениях на «Biodex».
В ходе исследования наблюдалась также некоторая внутренняя асимметрия мышечной активности, выражающаяся в более высокой ЭМГ мышц левого бедра по сравнению с мышцами правого, и превышение значений ЭМГ мышц правой голени над значениями мышц левой голени, что в общем не проявлялось во внешней картине движения.
Вывод. Регистрация более высокой амплитуды ЭМГ в реальном движении может быть связана с особенностями реализации сложнокоординационного двигательного навыка, предполагающими мобилизацию и слаженность работы всех мышечных групп, участвующих в данном движении. Данный факт может быть также объяснен тем, что при систематических длительных тренировках, вероятно, в коре головного
мозга гимнаста вырабатывается моторная команда, которая приводит к активации большего числа высокопороговых двигательных единиц и как следствие - к развитию значительных мышечных усилий.
Полученные в ходе исследования результаты можно использовать при подборе средств силовой тренировки на основе учета типов сокращения мышц, обеспечивающих выполнение двигательных действий.
Литература
1. Городничев Р.М. Спортивная электронейромиография / Р.М. Го-родничев. - Великие Луки, 2005. - 300 с.
1. Самсонова А.В. Характеристика суммарной электрической активности мышц при выполнении силовых упражнений / А.В. Самсонова // Вюник Чершпвського державного педагопчного ушверситету. Випуск 81. Сер1я: Педагопчш науки. Ф1зичне вихо-вання та спорт. - ЧернИв, 2010. - С. 427-431.
2. Шляхтов В.Н. Сравнительный анализ мышечных усилий при выполнении переворота назад в акробатике и произвольных движе-
ний / В.Н. Шляхтов // Теория и практика физ. культуры. - 2013. -№ 11. - С. 79.
References
1. Gorodnichev, R.M. Sportivnaya elektronejromiografiya (Sport electroneu-romyography) / R.M. Gorodnichev. - Velikie Luki, 2005. - 300 P.
2. Samsonova, A.V. Kharakteristika summarnoy elektricheskoy ak-tivnosti myshts pri vypolnenii silovykh uprazhneniy (Characteristics of the total electrical activity of muscles during weight training) / A.V. Samsonova // Visnik Chernigivs'kogo derzhavnogo pedagogichnogo universitetu. Vipusk 81. Seriya: Pedagogichni nauki. Fizichne vikho-vannya ta sport. - Chernigov, 2010. - P. 427-431.
3. Shlyakhtov, V.N. Sravnitel'ny analiz myshechnykh usiliy pri vypolnenii perevorota nazad v akrobatike i proizvol'nykh dvizheniy (Comparative analysis of muscular efforts when doing back flip in acrobatics and voluntary movements) / V.N. Shlyakhtov // Teoriya i praktika fiz-icheskoy kul'tury. - 2013. - № 11. - P. 79.
4. Gibala, M.J. Changes in human skeletal muscle ultrastructure and force production after acute resistance exercise / M.J. Gibala, J.D. MacDougall, M.A. Tarnopolsky, W.T. Stauber, A. Elorriaga // Journal of Applied Physiology, 1995. - V. 78. - P. 702-708.
ИЗ ПОРТФЕЛЯ РЕДАКЦИИ
ИННОВАЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОЛИМПИИСКОГО СПОРТА ДЛЯ ВСЕХ
УДК/UDC 796.075
Поступила в редакцию 23.03.2015 г.
□
и
га у
г.
ч—
. О OJ
■ -О
с га
О (U ■С
I—
Кандидат педагогических наук, профессор Н.Ю. Мельникова1
1 Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК), Москва
Ключевые слова: олимпийское движение, олимпийские ценности, массовый спорт, спорт для всех, олимпийский спорт.
Введение. В ноябре 2014 г. Президент Международного олимпийского комитета Томас Бах представил 40 тезисов по реформированию олимпийского движения, которые легли в основу программы, получившей название «Ддег^а-2020». Этот документ во многом созвучен с деятельностью Олимпийского комитета России (ОКР), направленной на активное вовлечение в движение «Спорт для всех» различных социальных и возрастных групп населения России.
В рамках Программы ОКР предлагается активизировать и совершенствовать его деятельность, направленную на продвижение идей олимпизма и олимпийских ценностей, на развитие физической культуры и массового спорта, участие в международном движении «Спорт для всех» [1].
Цель исследования - обоснование инновационных проектов для продвижения олимпийских ценностей, распространения олимпийского движения и развития массового спорта с учетом международного опыта.
Результаты исследования и их обсуждение. Развитие массового спортивного движения в рамках проекта «Спорт для всех» осуществляется путем реализации общероссийских проектов.
Проект «Олимпийская перемена» стартовал в ноябре 2013 г. На конкурсной основе жюри выбирало самую эффективную модель для приобщения населения к физической активности. Его основные цели - объединение людей вокруг спорта, пропаганда здорового образа жизни и популяризация главных ценностей олимпийского движения.
«Олимпийский патруль» - всероссийская спортивно-образовательная программа из двух частей - теоретической и практической, подготовленная ОКР.
Во время встреч с детьми в общеобразовательных школах спортсмены рассказывают об основных принципах олим-
пийского движения, в частности об успехах россиян на XXII Олимпийских зимних играх в Сочи.
Они также обсуждают с учениками правила поведения болельщиков, важность здорового и активного образа жизни. Чемпионы и призеры рассказывают школьникам о своем спортивном пути к олимпийским вершинам.
С помощью специального комплекса «Мой Олимп» учащиеся проходят проверку уровня своей физической подготовленности, по итогам которой каждый узнает, над чем именно: силой, ловкостью, выносливостью или гибкостью - ему следует поработать. В долгосрочной программе уже приняли участие более 9000 детей.
В октябре 2014 г. в России впервые повсеместно проведен «Всемирный день ходьбы», в котором ежегодно в 150 странах мира участвуют миллионы людей. Основная задача -популяризация ходьбы как одного из доступных и естественных видов физической активности.
«Олимпийский день бега» проводится под эгидой Олимпийского комитета России и способствует приобщению населения к олимпийским ценностям и здоровому образу жизни.
Не забыты и такие формы и методы вовлечения в регулярные занятия спортом различных групп населения, как наглядная агитация, установка в местах скопления людей специальной аппаратуры, позволяющей всем желающим проверить физическое состояние своего организма и получить необходимые рекомендации.
Выводы. В результате внедрения разнообразных форм и методов работы с различными возрастными группами и координации деятельности государственных и общественных организаций все большее количество населения активно вовлекается в физкультурно-спортивную деятельность.
Литература
1. Литвиненко С.Н. Спорт для всех: социально-педагогические технологии. - М.: «Теория и практика физической культуры», 2005.
- 368 с.
Информация для связи с автором: luba_leontieva@mail.ru
