CC BY
129
УДК 796.92 + 612.8.04
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОСТУРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК, СОСТОЯНИЯ ПОЗВОНОЧНИКА И СОСТАВА ТЕЛА ТЯЖЕЛОАТЛЕТОВ ВЫСОКОЙ СПОРТИВНОЙ КВАЛИФИКАЦИИ
К.А. Алексеев, В.В. Епишев, А.П. Исаев, Р.В. Хоменко, Е.Н. Сумак
Цель исследования - выявление ведущих факторов состояния, подготовленности и статокинетической устойчивости тяжелоатлетов высокой спортивной квалификации. Исследование тяжелоатлетов (мужчины квалификации мастер спорта (МС), возраст 21,44 ± 0,50 лет) проводилось на специально-подготовительном этапе. Исследовался состав тела (анализатор состава тела Тапка, Япония), состояние позвоночного столба (диагностический комплекс - 3Б-сканер, Россия), стабилометрические показатели (диагностирующая установка «МБН Стабило», Россия). Анализ состава тела свидетельствует о неравномерном распределении жировой ткани: в верхних конечностях около 15 %, в нижних конечностях и туловище около 18 % жировой ткани. Состояние опорнодвигательного аппарата свидетельствует о наличии специфического постурального баланса, что определяется смещением общего центра давления вперед и влево, отклонением позвоночного столба от вертикальной оси как во фронтальной, так и в сагиттальной плоскостях. Интегративная деятельность организма тяжелоатлетов заключается в универсальности адаптации, достигшей специфической регуляции стабильности функций, органов, систем и целостного организма к периоду социально значимых соревнований. Статические нагрузки за счет тонических и тектонических сокращений мышц, микротравмы в области голеностопного, коленного сустава являются предиктором восходящих нарушений опорно-двигательного аппарата и формирования у тяжелоатлетов высокой спортивной квалификации компенсаторного постурального баланса.
Ключевые слова: структура, функция, структура, состав тела, стабилометрия, адаптация, определение состава тела и сегментов с помощью анализатора.
В процессе многолетних занятий одним видом спорта формируется морфофункциональный профиль спортсмена. Силовые способности тяжелоатлетов зависят от соотношения мышечных волокон, плотности митохондрий, гормональной и ферментативной активности мышечных волокон, композиционного состава тела [12], стабиломет-рических производных [9]. Современной физиологией спорта установлено, что степень мышечного напряжения зависит от нейромоторных интеграций и молекулярно-клеточного обеспечения двигательной деятельности при мобилизации сократительных возможностей скелетных мышц, осуществляющих необходимое усилие [13]. В тех случаях, когда мышечное напряжение достигает предельной активности его основу составляет синхронизация двигательных единиц (ДЕ). Максимальное проявление силы при выполнении ДД зависит от сформированности нейромоторных интеграций, уровня развития статокинетической устойчивости, детерминирующих в совокупности необходимую концентрацию процессов возбуждения и торможения, вовлечения наибольшего количества ДЕ при оптимальном возбуждении в мыш-цах-антагонистах [4, 5]. Согласно современным данным мышечная потенция осуществляется в 20 % автоматически, в 40 % с использованием обычных резервов и в 60 % с привлечением моби-
лизационного порога. В тяжелой атлетике спортивный результат зависит от уровня развития силовых способностей, силоприложения, вестибулярной и статокинетической устойчивости (СКУ). Утомление, возникающее вследствие силовых нагрузок, обусловлено нарушением мембранных процессов при передаче нейромоторных импульсов, торможением в ЦНС. Буферная способность мышц возрастает вследствие тренировок анаэробной метаболической направленности, что обеспечивает высокое содержание лактата в крови и мышцах и его нейтрализацию выделением из молочной кислоты водорода и задержку утомления [10].
Морфологическая модель спортсмена детерминирует интегративную деятельности организма, определяет границы спортивного совершенствования, факторы риска для сохранения здоровья [1]. Другие исследования на юных тяжелоатлетах показали, что в результате адаптации мышц наблюдаются алактатные механизмы энергообеспечения, повышение креатинфосфата и гликогена, скорости гликолиза, улучшение буферных способностей мышц, снижение плотности митохондрий. Происходили существенные изменения в соединительной ткани, в частности молекулярно-клеточный ацидоз, активация половых и ростовых гормонов, детерминирующие сократительную активность,
в том числе ретикулум мышц в процессе силовых нагрузок в ауксологический период. Наблюдались корреляции креатина и актива, свидетельствующие о повышении сократительных способностей мышц в группах.
Исходя из поставленной цели решались текущие задачи коррекции состояния и подготовленности, выявление сильных, средних и слабых сторон интегративной подготовки, обеспечивающих успешность деятельности.
Структурные и функциональные физиологические процессы определяют величину развития силы. Это и количество мышечных волокон, их длина и строение, композиция мышц, содержание сократительных белков, АТФ, креатинфосфата, гликогена, детерминирующих силовые способности.
Индекс массы тела равнялся 30,30 ± 1,57 у. е., что свидетельствует о повышенном содержании жира и воды в организме, избыточности питания.
Факторные веса двигательных способностей в группе обследования после вращения проявлялись на высоком уровне: 1 - амплитуда и продолжительность нистагма в пробе Воячека, аналогично в пробе Кориолиса; 2 - приседания с предельным весом на плечах; 3 - СКУ приседания с предельным весом на плечах, продолжительность нистагма в пробе Воячека, индекс вестибулярной устойчивости в пробе Кориолиса; 4 - индекс вестибулярной устойчивости Воячека; 5 - прыжок в высоту с места (выпрыгивание), сила разгибания туловища. Опытная группа занималась с акцентом на развитие СКУ и силовых способностей, а контрольная - на разностороннюю физическую подготовленность. В группе контроля факторные веса распределялись следующим образом: 1 - частота, амплитуда и продолжительность в пробе Воячека, амплитуда нистагма в пробе Кориолиса; 2 - становая сила разгибателей туловища; 3 - индекс вестибулярной устойчивости и амплитуда нистагма в пробе Кориолиса, сила сгибателей стопы; 4 -прыжок в длину с места, выпрыгивание с места, время бега на 30 м, частота нистагма в пробе Ко-риолиса; 5 - сила разгибателей бедра; индекс вестибулярной устойчивости в пробе Воячека.
Через год занятий в группе обследования факторные веса распределились следующим образом: 1 - прыжок в длину с места, выпрыгивание, сила сгибателей и разгибателей стопы, разгибателей туловища, индекс вестибулярной устойчивости при пробе Кориолиса, становая сила; 2 - значение приближения штанги к вертикали во 2-й фазе тяги, индекс вестибулярной устойчивости, продолжительность нистагма в пробе Кориолиса и при пробе Воячека, сила сгибателей стопы, приседания с предельно максимальным индивидуальным весом на плечах, величина опускания штанги в седе, высота фиксации штанги на помосте, значения приближения штанги к вертикали в 1-й фазе тяги; 4 -время бега - 30 м, частота и продолжительность
нистагма при пробе Кориолиса, частота нистагма в пробе Воячека; 5 - амплитуда и продолжительность нистагма в пробе Воячека, высота подъема штанги от помоста, амплитуда нистагма в пробе Кориолиса, значение приближения штанги к вертикали в 1-й фазе тяги.
Таким образом, у тяжелоатлетов подростков через год занятий увеличилось количество достоверных весов вследствие интеграции между двигательными способностями, СКУ, технической подготовленности. Улучшение факторной структуры связей показателей группы обследования заключается в большей общей выборки из числа существенно переменных, отражающих двигательные способности, технический уровень, СКУ по сравнению с группой контроля. Из данных литературы известно, что значимость физических качеств стабилизируется к 17-18 годам. Выделяются фазы физического напряжения и адаптированности, запуск ресурсов в экстремальных условиях деятельности, устойчивость, восприимчивость к силовым нагрузкам и чувствительность звеньев смешанной функциональной системы (СФС) служат маркерами прогнозирования спортивной результативности. В процессе многолетней спортивной подготовки и адаптации к силовым нагрузкам доминируют морфофункциональные, информационные, пространственно-временные и динамические звенья СФС, резервы мощности, мобилизации метаболизма дифференциации регуляторных процессов долговременного приспособления мембран клеток к кратковременной гипоксии, натуживания, взрывам на внутриклеточном уровне. Например, фосфатная система обеспечивает энергоресурсами при подъеме тяжестей. Компоненты состава тела связаны с энергоресурсами организма, с соединительнотканной системой (мышечной, нервной, белковой массой, костной тканью, электролитного и водного обменов и др.). Целостность и интегра-тивность соединительнотканной системы (СС) свидетельствуют о повышенных возможностях самоорганизующей СФС.
Совокупность динамического и статического действия осуществляется с помощью миофибрилл СТ мышц, представленных на трех уровнях: эпи-мизий, пумизий, эндомизий. Соединительная ткань выполняет функции каркаса, строение сар-коплазматического ретикулума, способностью противостоять растяжению мышц. Сущность возбуждения мышц лежит в плоскости изучения строения мотонейронов спинного мозга и мозгового ствола, аксонов, которые обеспечивают быструю и эффективную передачу импульсов из двигательных нервных клеток в мышцу [6]. Структура нервно-мышечного соединения позволяет импульсу выделить в аксоне ацетилхолина, который включает сигнал в мышечное волокно. Передаточным звеном на пути возбуждения является другой химической связью Са2+. Базальная мембрана содержит несколько видов белков и углеводов.
Насосная способность (№+-К+) происходит в течение нескольких секунд выполнения тяжелоатлетических ДД, вызывающих мышечные сокращения. Канал К+ стабилизирует мембранный потенциал клетки. Существуют различные виды каналов Са2+, которые могут открываться внутриклеточными механизмами, а также в результате деполяризации мембран. Сочетание Са2+ со связующим белком инициирует в последнем конформацион-ные изменения и включает химическую реакцию [7]. Ацетилхолин приводит к деполяризации мышечного волокна посредством «включения» потенциала концевой пластинки, активизирует бы-стросокращающие мышечные волокна. Пресина-тическое тормозящее действие ацетилхолина на адренергические нервные волокна оказывает прямой эффект на постсикантическую мембрану сосудных клеток и непрямой - через эндотелий опосредуется через М-холинорецепторы. Аце-тилхолин вызывает сильную контрактуру изолированных полосок коронарных артерий. По фазам адаптации увеличивается число двигательных единиц (ДЕ), отвечающих за реализацию специальных ДД, включающихся в алактатный режим энергообеспечения.
В больших мышцах содержится наиболее крупные ДЕ, размеры которых в мышце могут существенно колебаться. Время сокращения ДЕ у млекопитающих различается и оно отражает состав ДЕ. Гистохимические и сократительные свойства ДЕ взаимосвязаны. Мышечные волокна содержат большое количество митохондриальных ферментов и низкое - гликогена. Другие быстро-сокращающиеся, развивающие высокое напряжение мышечные волокна восприимчивы к утомлению. Они содержат наибольшее количество митохондриальных ферментов и большое - гликогена. Мышечные волокна, приспособленные к анаэробному метаболизму, могут участвовать в кратковременных сокращениях. В промежуточных мышечных волокнах (III тип) не проходит быстрее сокращение, сохраняется среднее напряжение и они обладают резистентностью к сопротивлению. В них содержится большое количество гликогена и митохондриальных ферментов, значительная активность АТФ-фазы и они достаточно хорошо снабжены капиллярами [6]. Типы ДЕ в мышечных волокнах классифицированы: 8 - медленносокра-щающиеся; - быстросокращающиеся и быстро-
растущие; БЯ - быстросокращающиеся, резистентные к сопротивлению.
В процессе долговременной адаптации к силовой нагрузке высокий уровень СКУ, устойчивости к гипоксии, гравитационного и баллистического ДД, в том числе целевых точностных, гликоли-тической и неспецифической надежности организма.
Итак, в группе исследования юных тяжелоатлетов исходно показатели специфической физической подготовленности (СФП) и статокинетиче-
ской устойчивости составляли 50 на 50 %. Через год средства СФП в факторном анализе составляли 55,56 % и СКУ 44,44 %. В норме очевидно, что у тяжелоатлетов 15-16 лет в основном завершается формирование физических качеств общей направленности и в более старшем возрасте концентрированно будут развиваться специальные двигательные способности в том числе технические и СКУ. Спектр исследований связан с изучением маркеров вестибулярной устойчивости при выполнении стандартных двигательных действий в тяжелой атлетике, натуживания и гуморальных степеней гипоксии, статокинетической устойчивости функциональной системы (СКУФС) с замкнутым характером саморегуляции. Системносинергический подход позволяет дифференцированно анализировать морфометрические, психофизиологические, энергообеспечивающие звенья, кислородтранспортную систему гомеостатического уровня. Основополагающим фактором этих систем служит определенная интегральная функция. Реактивность организма тяжелоатлета поддерживается на гомеостатическом уровне посредством жестких и гибких связей. Однако недостаточно изучены механизмы регуляции, включающие клеточные, тканевые, органные, системные и орга-низменные связи целостного организма. Избирательность мобилизации и реактивность СФС обусловлена активацией нейромоторного обеспечения, гуморально-гормональных, молекулярноклеточных, функциональных и нейросенсорных интеграций адекватных потребностям спортивной деятельности. Совокупность психофизиологических функций, метаболических процессов обеспечивает интегративную деятельность организма спортсмена [13]. Совокупность составляющих обладает в устойчивой фазе адаптации высокой степенью надежности, диапазоном вариабельности показателей в референтных границах, взаимодействием специализированных звеньев, обеспечивающих спортивную результативность.
Чрезмерное напряжение СФС может быть вызвано рядом факторов:
- нейро- и сенсомоторные нарушения могут вызвать расстройство СКУ, в том числе координации движений, повышенный тремор, гуморальногормональные и вегетативные сдвиги, изменения конфигурации, амплитудных и частотных характеристик электронейромиограмм при произвольном расслаблении и напряжении мышц;
- нарушение биологических ритмов, устойчивости к стрессам;
- сдвиги индивидуальных характеристик сим-пато-адреналовой системы, вызывающие срыв адаптации.
Изучение состава тела в спорте представляет возможность контролировать физическую работоспособность (ФР) и эффективно управлять тренировочным процессом, фазами адаптации в зависимости от вида спорта, возрастных, половых,
Таблица 1
Состав тела мужчин тяжелоатлетов (МС)
Параметр М ± т
Возраст, лет 21,44 0,50
Рост, см 187,17 1,80
Масса тела, кг 99,63 5,93
Весовой индекс, усл. ед. 30,38 1,57
Количество энергии, ккал 2467,00 106,10
% жировой ткани в теле 17,70 1,78
Масса жировой ткани в теле, кг 18,63 2,85
Общее количество воды в теле, % 59,30 2,31
Правая нога
% жировой ткани 17,77 1,58
Масса жировой ткани, кг 3,18 0,44
Предполагаемая мышечная масса, кг 13,10 0,56
Левая нога
% жировой ткани 18,20 1,65
Масса жировой ткани, кг 3,25 0,46
Предполагаемая мышечная масса, кг 13,02 0,57
Правая рука
% жировой ткани 13,88 1,39
Масса жировой ткани, кг 0,97 0,14
Предполагаемая мышечная масса, кг 6,80 1,23
Левая рука
% жировой ткани 14,70 1,55
Масса жировой ткани, кг 0,98 0,15
Предполагаемая мышечная масса, кг 5,30 0,28
Туловище
% жировой ткани 18,42 1,99
Масса жировой ткани, кг 10,28 1,65
Предполагаемая мышечная масса, кг 40,77 1,66
тотальных и спортивно-квалификационных различий обследуемых. Существуют разнообразные методики оценки композиционного состава тела, их надежности и простоты пользования. Состав тела спортсмена детерминирует состояние здоровья, энергоресурсы организма, физическое развитие и подготовленность, оценки развития метаболического синдрома, определение степени гидратации и уродинамики [11]. Следует также отметить связи состава тела с двигательными способностями и функциональными возможностями. Влияние основных звеньев обмена на состав тела также не вызывает сомнений, а применение анабо-лизирующих препаратов, повышающих мышечную массу, ФР и выносливость, способствует развитию резонансно-силовых способностей [8].
Состав тела влияет на обеспечение мышечной деятельности аэробной и анаэробной производительности.
Морфологическая модель спортсмена детерминирует интегративную деятельность организма, определяет годы спортивного совершенствования, является фактором риска для состояния здоровья [1]. Существуют границы жировой (5-6 %) и скелетно-мышечной массы (46 %) в соревновательном периоде, которые свидетельствуют о переутомлении [7]. Изменение мышечного и жирового компонентов под воздействием больших тренировочных нагрузок (БТН) отражает направленность
и выраженность адекватных сдвигов структурного уровня в организме спортсмена и преимущественный характер энергообеспечения. Следовательно, любые морфологические показатели спортсмена могут служить маркерами адаптации к БТН. Не менее важное значение в спорте играет контроль водного баланса спортсменов, так как дегидратация даже в малых дозах тяжело переносится организмом, особенно в горах. Нарушается нервномышечная регуляция, электролитный обмен, состояние ССС. Отслеживание общей, внеклеточной и внутриклеточной воды позволяет корректировать силовую выносливость в связи с изменением массы тела [13]. Сегодня оцениваются тотальные размеры тела, общая масса белка, жировой массы в организме, минеральной массы тела, клеточной массы и содержания воды в организме. При отсутствии данных безжировой массы тела отдельные методы позволяют оценить активную массу, костную, жировую (например, диагностическая установка Тапка, Япония, анализатор АМП, Украина).
В табл. 1 представлены компоненты состава тела тяжелоатлетов.
Состав тела тяжелоатлетов позволяет судить об энергетических возможностях организма. Из данных табл. 1 следует о высоких эргогенных вкладов на обменные с целью повышения физической работоспособности (ФР) спортсменов. Главная цель этого питания воздействия на биохимиче-
ские процессы, которые лимитируют физическую работоспособность (углеводы 42 %, белки 22 %, жиры 38 %). Витамины С, Е улучшают физическую работоспособность и ускоряют протек восстановительных процессов после перенесенных нагрузок. Как видно из табл. 1, достаточно высок процент жировой ткани в теле, туловище и конечностях. На фоне повышенного жирового компонента общее количество воды в теле было относительно повышено (59,30 ± 2,21 %; в контроле 54,55 ± 0,45 %). Следует отметить, что вода - незаменимый компонент рациона спортсменов, соотношение внутриклеточной, внеклеточной и общей воды определяют необходимое постоянство в период высокой ФР. Дегидратация приводит к нарушению аэробного метаболизма и ухудшению энергообеспечения. Во время ДД через каждые 20-30 мин рекомендуется потреблять 200-300 мл жидкости, так как интенсивность абсорбции жидкости варьирует, составляя 10-15 мл на 1 кг массы тела в час.
Согласно теории Митчела, фермент, ответственный за образование воды при синтезе АТФ, ориентирован таким образом, что ионы водорода освобождается с внутренней стороны мембраны,
Стабилометрические показатели
где значения рН выше (концентрация Н+ меньше), а гидроксилин ионов (ОН) с наружной стороны, где рН ниже (концентрация Н+ больше). Следовательно, вода при синтезе АТФ быстро удаляется, и это стимулирует синтез. В мембране расположены ферменты, ответственные за прохождение ионов водорода и за образование воды.
Потребность в витаминах и минеральных веществах, которые используются в активных ферментативных комплексах и обеспечивают поддержание активных свойств биологических мембран, специфична и зависит от вида спорта, специализирующихся в нем и определяет их восполнение.
В табл. 2 представлены стабилометрические данные тяжелоатлетов.
Стабилометрия как метод исследования функции равновесия, статокинетической устойчивости в целом, в том числе проприоцептивной, зрительного анализатора, вестибулярного аппарата и других функций организма нашла широкое применение в клинической практике, спортивной и возрастной физиологии, реабилитации. Чувствительность стабилометрического метода и качество получаемой информации использовать его для
Таблица 2
шоатлетов (мужчины, МС), п = 15
Параметр Обозн., ед. изм. Основная стойка ГО Поворот головы влево Поворот головы вправо Основная стойка ГЗ Поворот головы влево ГЗ Поворот головы вправо ГЗ
М ± т М ± т М ± т М ± т М ± т М ± т
Среднеквадратическое отклонение ОЦД во фронтальной плоскости х, мм 8,60 0,82 8,59 0,55 11,20 1,16 1,39 0,43 21,93 1,39 16,82 0,43
Среднеквадратическое отклонение ОЦД в сагиттальной плоскости у, мм 14,33 2,16 14,24 1,13 14,03 2,48 0,90 1,71 19,82 0,90 19,35 1,71
Скорость ОЦД V, мм/с 11,79 0,14 11,85 0,19 11,92 0,46 0,76 0,64 20,90 0,76 17,97 0,64
Уровень 60 % мощности спектра во фронтальной плоскости х£60%, Гц 0,53 0,01 0,36 0,03 0,49 0,03 0,01 0,02 0,41 0,01 0,34 0,02
Уровень 60 % мощности спектра в сагиттальной плоскости У60%, Гц 0,78 0,04 0,63 0,07 0,44 0,03 0,02 0,02 0,69 0,02 0,47 0,02
Площадь статокинезио-граммы 90 890, мм2 74,20 7,82 73,49 3,68 76,47 13,12 10,04 8,65 151,86 10,04 123,10 8,65
Отношение длины эллипса к его ширине Ье^е, ед. 1,27 0,04 1,25 0,04 1,38 0,05 0,02 0,04 1,10 0,02 1,25 0,04
Отношение длины статокинезиограммы к её площади ЬРЄ90, 1/мм 5,95 0,50 5,20 0,25 6,26 0,22 0,39 0,16 4,79 0,39 4,68 0,16
Уровень 60 % мощности спектра по вертикальной составляющей хЕ%, Гц 5,24 0,14 5,50 0,12 5,70 0,16 0,08 0,03 5,70 0,08 5,11 0,03
Показатель стабильности ЄгаЬ,% 94,01 0,31 93,92 0,18 93,56 0,37 0,27 0,39 91,88 0,27 92,02 0,39
Индекс устойчивости ИУ, ед. 34,04 0,40 34,01 0,59 33,85 0,52 0,83 0,74 20,17 0,83 22,90 0,74
Динамический компонент равновесия ДК, ед. 65,96 0,40 65,99 0,59 66,15 0,52 0,83 0,74 79,83 0,83 77,10 0,74
Среднее положение ОЦД во фронтальной плоскости Хе, мм -4,83 1,32 -7,28 1,40 -2,60 1,23 0,37 1,24 -6,56 0,37 -2,28 1,24
Среднее положение ОЦД в сагиттальной плоскости Уе, мм 4,63 2,31 2,69 2,07 -0,18 1,62 1,37 1,51 5,80 1,37 0,70 1,51
Примечание. Коэффициент Ромберга - 183,83 %.
оценки функционального состояния человека в условиях средовых воздействий. Этот метод широко используется в функциональной диагностике двигательной активности.
Основные параметры стабилометрическо-го исследования представлены в монографии
В. Д. Скворцова (2007).
Нейрофизиология баланса в основной стойке спортсмена заключается в том, что постуральная система сохраняет устойчивость к гравитации, генерирует мышечный ответ на произвольные и непроизвольные, ожидаемые и неожидаемые ДД, подвергается фазному процессу адаптации в изменяющихся экзогенных и эндогенных условиях. В ДД включаются ОДА, сенсорной системы, ЦНС и ПФС. Важна роль зрения, проприорецептора, вестибулярной, скелетно-мышечной систем и тотальных размеров тела. Учет возраста и пола необходим для оценки баланса в основной стойке.
Международное постурологическое общество обозначило основные требования к проведению исследований основной стойки [9]. Время регистрации не менее 30 с. Стабилометрию разделяют на статическую и динамическую и используется в тесте Ромберга. Статокинетическая проба, поворот головы с открытыми и закрытыми глазами, проба с перемещением центра давления, тест лимита стабильности, пробы на платформах, стимуляцион-ные способы. Колебания ЦД выраженные в линейных, скоростных параметрах и характеристиках спектрального анализа позволяют выявить состояния ЦНС, ПНС, ОДА, органов чувств, включая вестибулярный аппарат.
Коэффициент Ромберга (контроль - 285,05 ± ± 52,00) применяется для количественного определения соотношения между зрительной и проприо-цептивной системами с целью контроля баланса в основной стойке, длина тела и стопы обследуемого является одними из антропометрических характеристик, которые используются для нормирования. Однако эти вопросы требуют дальнейших исследований. С возрастом стабильность баланса ухудшается, а скорость перемещения центра давления (ЦД) в основной стойке с возрастом повышается. Обнаружен незначительный устойчивый дрейф ЦД влево во время длительного исследования. По американским данным учитывается длина тела, амплитуда его колебаний и нормативные данные (СУ = 1,75 % в ПО «Стабилометрия МБН»). Следует отметить, что нормативные данные следует воспринимать как ориентировочные. Наиболее воспроизводимыми результатами обладает параметр скорости ЦД. По данным Д.В. Скворцова, наибольшей повторимостью обладает параметр площади статокинезиограммы [9]. Итак, показатели оказались противоречивыми.
Положение ЦД во фронтальной плоскости обозначается буквой Б, а в сагиттальной 8. Математические девиации ЦД выражаются в среднеквадратическом отклонении от среднего положе-
ния. Доверительный интервал (предел колебаний ±95 %), в соответствии с теорией статистики дает эллипс, наклоненный вправо или влево в зависимости от преимущественного уровня колебаний. Длина статокинезиограммы характеризует величину пути, пройденную ЦД. Любая стабилограмма состоит из хорошо видимых крупных волн, медленных изменений положения ЦД и накладывающихся на них колебаний средней и малой величины. Дифференцируют по частоте на медленные (0,0-0,3 Гц), средние (0,5-1,5 Гц), высокочастотные (более 2 Гц). Основные колебания ЦД в норме соответствует 1 Гц. Депривация зрения повышает частоту колебаний в высокочастотную область [9].
Следует обратить внимание на средний вектор колебаний ЦД. Нестабильность основной стойки проявляется следующим симпатокомплексом:
- увеличение амплитуды колебаний центра давления;
- повышение скорости движения ЦД;
- смещение частоты колебаний в низкочастотную часть спектра.
Сравнительная оценка расположения центра тяжести при юношеском сколиозе и нормальной осанке свидетельствует об отсутствии существенных различий. Нарушениям подлежат сдвиги про-приоцептивной чувствительности. Для спектральной составляющей колебания в сагиттальной плоскости характерны значительные амплитуды и наличие изолированных колебаний с максимумом по частоте 0,38 Гц, а для фронтальной - колебания доходят по частоте до 0,5 Гц, что является признаком болевого синдрома.
Сравнение, проведенное с бегунами, развивающими выносливость, выявило достоверно более низкие значения коэффициента Ромберга у тяжелоатлетов (р < 0,05) и среднеквадратическим отклонением ОЦД в плоскостях при открытых глазах. Более низкие показатели уровня 60 % мощности, площади статокинезиограммы 90, среднее положение ОЦД в плоскостях. При поворотах головы вправо и влево с закрытыми глазами приоритетно выглядели тяжелоатлеты. Следовательно, значения пробы Ромберга показали соотношение между зрительной и проприоцептивной системой, которые предпочтительно выглядели у тяжелоатлетов.
Далее в табл. 3 представлены результаты диагностики состояния позвоночника 30-сканером. При помощи электронно-оптического щупа 3Б-сканера посредством вычисления его координат по значениям изменений углов сочленений сканера регистрируют положение ряда костных ориентиров в пространстве. В результате сканирования и программной обработки данных получают трехмерную модель позвоночника, пояса верхних и нижних конечностей, в единой пространственной системе координат с нормированием по положению пациента.
Таблица 3
Результаты сканирования позвоночника у тяжелоатлетов (мужчины, МС), п = 15
Параметр Обозн., ед. изм. М ± т
Проекция на плоскость XX (фронтальная)
Длина хорды дуги С1_С7 С-Х7-І, мм 72,50 1,80
Длина хорды дуги С7 ТЫ2 ТИ-Х7, мм 398,75 6,70
Длина хорды дуги ТЫ2 Ь5 Ь-Х7, мм 81,25 1,30
Прогиб С2 С7 (фронтальный) С-Х, мм 2,25 0,30
Прогиб ТЫ2 Ь5 (фронтальный) Ь-Х, мм 2,00 0,20
Прогиб С7 ТЫ2 (фронтальный) ТИ-Х, мм 7,25 1,30
Угол надплечья-таз (фронтальный) Лег-Ріу-Х, град. -1,75 0,30
Угол наклона грудного отдела (фронтальный) ТИ-Х-Л^, град. 0,75 0,10
Угол наклона надплечий (фронтальный) Лег-Х, град. -2,00 0,20
Угол наклона поясничного отдела (фронтальный) Ь-Х-Л^, град. 3,25 0,50
Угол наклона таза (фронтальный) Ріу-Х, град. 0,00 0,20
Угол наклона шейного отдела (фронтальный) С-Х-Л^, град. -1,50 0,90
Угол смещения (фронтальный) Ь-ТИ-Х, град. 1,00 0,20
Проекция на плоскость УХ (сагиттальная)
Длина хорды дуги С1 С7 С-У7, мм 75,50 2,30
Длина хорды дуги С7 ТЫ2 1Ь-У7, мм 399,50 6,80
Длина хорды дуги ТЫ2 Ь5 Ь-У7, мм 83,00 1,60
Прогиб С7 ТЫ2 (сагиттальный) 1Ь-У, мм 45,50 3,50
Прогиб ТЫ2 Ь5 (сагиттальный) Ь-У, мм 3,50 0,30
Прогиб С2-С7 (сагиттальный) С-У, мм 5,50 0,60
Угол наклона грудного отдела (сагиттальный) ІЬ-У-А^, град. -3,00 0,40
Угол наклона поясничного отдела (сагиттальный) Ь-У-А^, град. -11,50 1,00
Угол наклона таза (сагиттальный) Ріу-У, град. -7,75 1,50
Угол наклона шейного отдела (сагиттальный) С-У-А^, град. -15,25 1,40
Угол смещения (сагиттальный) Ь-ІЬ-У, град. -4,50 0,60
Проекция на плоскость ХУ (горизонтальная)
Угол разворота надплечий Аег-ХУ, град. 0,50 0,10
ЗБ-пространство
Длина хорды дуги ТЫ2 Ь5 Ь-3Б, мм 83,75 1,70
Длина хорды дуги С2 С7-3Б С-3Б, мм 75,75 2,20
Длина хорды дуги С7 ТЫ 2 ТИ-3Б, мм 399,50 6,80
Прогиб 3Б С7-ТЫ2 3Б-ТИ, мм 45,00 3,70
Прогиб 3Б Ь1-Ь5 3Б-Ь, мм 3,75 0,40
Прогиб 3БС2-С7 3Б-С, мм 5,75 0,50
Угол 3Б-Х С-3Б-Х, град. 88,25 0,90
Угол 3Б-У С-3Б-У, град. 105,25 1,40
Угол Ь-3Б-Х Ь-3Б-Х, град. 93,25 0,50
Угол Ь-ТИ-3Б-Х Ь-ТИ-3Б-Х, град. 88,00 0,20
Угол Ь-ТИ-3Б-У Ь-ТИ-3Б-У, град. 84,50 0,60
Угол ТИ-3Б-Х ТИ-3Б-Х, град. 90,75 0,10
Угол-Ь-3Б-У Ь-3Б-У, град. 101,50 1,00
Угол-ТИ-3Б-У ТИ-3Б-У, град. 93,00 0,40
По сравнению с представителями других видов спорта у многих тяжелоатлетов наблюдается ограниченное дорсальное выпрямление верхней части голеностопного сустава. В этих случаях сильное сгибание коленных суставов с физиологическим положением позвоночника оказывается возможным либо при отрыве пятки от поверхности, что ведет к неустойчивому положению стоп, либо когда стопы плотно прижаты к поверхности, а туловище несколько больше наклонено вперед. Это предполагает более сильное сгибание ног в тазобедренных суставах и таким образом вызывает лордоз пояснично-
го отдела позвоночника. В любом случае вращающий момент существенно увеличивается в участке пояснично-крестцового сочленения ввиду выпрямления плеча рычага. С одной стороны, лордоз оказывает патогенное воздействие на отдельные части поврежденных сегментов позвоночника из-за значительных нагрузок. С другой стороны, увеличенный лордоз поясничного отдела позвоночника обусловливает повышенное скольжение небольших сочленений позвоночника и нередко приводит к возникновению суставных синдромов с псевдора-дикулярной симптоматологией.
Индивидуальный двигательный опыт тяжелоатлетов влияет не только на характер переработки информации о гравитационных взаимодействиях человека с внешней средой, но и на синтез программ двигательной активности. При некотором повторении ряда двигательных действий человека в его нервной системе фиксируется определенная последовательность привычных реакций, которая получила название динамического стереотипа. Для преодоления разнообразных помех или возмущающих воздействий, которые, как правило, носят вероятностный, непредсказуемый характер, в нервно-мышечной системе применяются коррекционные управляющие стимулы, которые позволяют направленно изменять конфигурацию звеньев своего тела, ориентацию их масс относительно вектора силы тяжести.
Как видно из табл. 3 и рисунка, под воздействием тяжелых физических нагрузок в позвоночнике происходят специфические компенсаторные реакции, в первую очередь, определяемые изменениями со стороны мышечной системы.
В частности, как указывалось выше, наблюдаются изменения физиологических изгибов по-
звоночника: гиперлордоз поясничного отдела и гиперкифоз грудного. Кроме того, несмотря на симметричность гравитационных воздействий выявлено отклонение позвоночного столба от вертикальной оси как во фронтальной, так и в сагиттальной плоскости (угол смещения (фронтальный) = 1,00 ± 0,20 град., угол смещения (сагиттальный) = - 4,5 ± 0,60 град.), что, видимо, является свидетельством формирования декомпенсиро-ванной формы восходящих нарушений в опорнодвигательном аппарате. Предиктором данных нарушений могут являться микротравмы в области голеностопного, коленного сустава и подсознательная «разгрузка» поврежденной области с дополнительным «нагружением» здоровой (компенсаторный постуральный баланс).
Положение таза у тяжелоатлетов высокой спортивной квалификации также указывает на наличие сформированного двигательного постурального стереотипа. Так, параметр угол наклона таза (сагиттальный) (-7,75 ± 1,50 град.) отчетливо свидетельствует о функциональной перестройке опорно-двигательного аппарата: увеличение поясничного лордоза приводит к изменению положения
таза, видимо, за счет неравномерного развития силы и тонуса мышц антагонистов - подвздошнопоясничной и ягодичных с одной стороны и мышц брюшного пресса и передней поверхности бедра с другой.
При поднятии веса происходят концентрическое сокращение мышц и при возвращении веса в исходное положение эксцентрическое. Мышечная сила определяется скоростью сокращений и величиной нагрузки. Мышечные волокна могут оставаться в сокращенном состоянии, не являясь возбужденными. Различие заключается в том, что сокращенная мембрана носит длительный характер при отсутствии потенциала действия в мио-фибриллах. Мышцы отличаются друг от друга диапазоном отклонений силы, с которой рекрутируются ДЕ. Развитие максимальной силы небольшими мышцами зависит от частоты импульсов.
Изменение мышечной и жировой массы указывают на активность белкового синтеза и энергетического обмена и являются маркерами интегративной деятельности организма. Увеличение мощности системы анаэробного энергообразования при максимальных силовых воздействиях происходит вследствии увеличения содержания в мышцах гликогена в 1,5-3,0 раза и активности глико-генсинтетазы, глюкогенолиза и гликолиза [14]. Это характерно для адаптации и кратковременным силовым ДД. Используются аэробно-силовой, ре-зонансно-силовый метод тренировки [2]. Однако при построении ДД целесообразно говорить о смешанном энергообмене. Идет процесс гипертрофии мышечных волокон и механическое отягощение способствует повышению окислительного потенциала. Повышенное содержание жира в организме тяжелоатлетов необходимо для синтеза фосфолипидов (НЖК), участвующих в построении мембран клеток и митохондрий. Ненасыщенные жирные кислоты способствуют снижению холестерина [3]. Поступление с пищей креатина способствует повышению скоростно-силовых способностей. Важность креатинфосфата для энергопродукции в мышцах заключается в производимости высокой скорости, с которой осуществляется ресинтез АТФ. Силовая тренировка не изменяет уровень андрогенов в крови.
В миокарде тяжелоатлетов соединительный эластин в вене, лежащий выше уровня сердца, перпендикулярен просвету сосудов и способствует не только поддержанию кровяного давления в головном мозге и других верхних частях туловища.
Таким образом, интегративная деятельность организма тяжелоатлетов заключается в универсальности адаптации, достигшей специфической регуляции стабильности функций, органов, систем и целостного организма к периоду социально значимых соревнований. Статические ДД поддерживаются за счет тонических и тектонических сокращений мышц и усилий малых и больших, выполненных во 2-3-й зонах мощности, а иногда
натуживания и произвольных напряжений и расслаблений. Во время силовой работы ЧСС может достигать 160-170 уд./мин, а систолическое давление повышается до 180-200 мм рт. ст. Структурные и функциональные морфофизиологические процессы определяют величину развития силы.
Литература
1. Абрамова, Т.Ф. Морфологические критерии - показатели пригодности, общей физической подготовленности и контроля текущей и долговременной адаптации к тренировочным нагрузкам: учеб.-метод. пособие / Т.Ф. Абрамова, Т.М. Никитина, Н.И. Кочеткова. - М.: ТВТ Дивизион, 2010. -104 с.
2. Верхошанский, Ю.В. Основы специальной физической подготовки спортсменов: моногр. / Ю.В. Верхошанский. - М.: Физкультура и спорт, 1988. - 327 с.
3. Гольберг, Н.Д. Питание юных спортсменов / Н.Д. Гольберг, Р.Р. Дондуковская. - М.: Совет. спорт, 2007. - 240 с.
4. Исаев, А.П. Полифункциональная мобильность и вариабельность организма спортсменов олимпийского резерва в системе многолетней подготовки: моногр. /А.П. Исаев, В.В. Эрлих. - Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2010. - 502 с.
5. Коробков, А.В. Физиология адаптации / А.В. Коробков // Нормальная физиология. - М.: Высш. шк., 1980. - С. 494-519.
6. Мак-Сомас, А.Дж. Скелетные мышцы: моногр. / А.Дж. Мак-Комас. - Киев: Олимп. лит., 2001. - 408 с.
7. Мартиросов, Э.Г. Технологии и методы определения состава тела / Э.Г. Мартиросов, Д.В. Николаев, С.Г. Руднев. - М.: Наука, 2006. -248 с.
8. Рылова, Н.В. Актуальные проблемы питания юных спортсменов / Н.В. Рылова, Г.Н. Хафизова // Практ. медицина. - 2012. - № 7 (62). -С. 71-74.
9. Скворцов, Д. В. Диагностика двигательной патологии инструментальными методами: анализ походки, стабилометрия: моногр. /Д.В. Скворцов. -М.: Науч.-мед. фирмаМБН, 2007. - 640 с.
10. Уилмор, Дж. Физиология спорта и двигательной активности: пер. с англ. / Дж. Уилмор, Д.Л. Костилл. - Киев: Олимп. лит., 1997. - 504 с.
11. Хафизова, Г.Н. Современные аспекты изучения состава тела человека / Г.Н. Хафизова,
Н.Г. Рылова, А.С. Самойлов // Наука и спорт: соврем. тенденции. - Казань, 2013. - Т. 1, № 1. -
С. 134-141.
12. Шенкоман, Б.С. Влияние тренировки на композицию мышц, размеры и окислительный потенциал мышечных волокон у человека: автореф. дис. ... канд. биол. наук / Б.С. Шенкоман. - М., 1990. - 23 с.
13. Эрлих, В.В. Системно-синергетические
интеграции в саморегуляции гомеостаза и физической работоспособности человека в спорте: моногр. / В.В. Эрлих, А.П. Исаев, В.В. Корольков. -Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2012. - 266 с.
14. Яковлев, Н.Н. Живое и среда. Молекулярные и функциональные основы приспособления организма к условиям среды: моногр. / Н.Н. Яковлев. - Л.: Наука, 1986. - 173 с.
Алексеев Кирилл Анатольевич, аспирант кафедры технологий спорта и системного анализа, ЮжноУральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Епишев Виталий Викторович, кандидат биологических наук, доцент кафедры теории и методики физической культуры и спорта, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Исаев Александр Петрович, заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой технологий спорта и системного анализа, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Хоменко Руслан Васильевич, доцент кафедры физического воспитания и здоровья, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Сумак Елена Николаевна, старший преподаватель кафедры теории и методики физической культуры и спорта, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Поступила в редакцию 1 декабря 2013 г.
Bulletin of the South Ural State University Series “Education, Healthcare Service, Physical Education” _________________________________2014, vol. 14, no. 1, pp. 43-53
STRUCTURAL-FUNCTIONAL AND ENERGETIC PECULIARITIES OF POSTUROLOGIC CHARACTERISTICS, SPINAL COLUMN STATE AND BODY COMPOSITION OF HIGHLY QUALIFIED WEIGHTLIFTERS STATE
K.A. Alekseev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
V.V. Epishev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
A.P. Isaev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
R.V. Homenko, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
E.N. Sumak, South Ural state University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected]
Objective: to find out leading factors of state, readiness and statokinetic stability of highly qualified weightlifters. Study concerning weightlifters (men qualified as masters of sports, aged 21.44 ± 0.50 years) was conducted at special preparatory stage. We studied body composition (body composition analyzer «Tanita», Japan), spinal column state (diagnostic suite «3D Scanner», Russia), stabilometrical values (diagnostic complex «MBN Stabilo», Russia). Body composition analysis shows that fat tissue is distributed unequally: upper extremities contain about 15 %, lower extremities and body contain about 18 % of all fat tissue. Locomotor system state indicates specific postural balance that is determined by declination of general center of pressure forward and leftward, vertical deviation of spinal column in frontal plane as well as in sagittal plane. Integrative activity of weightlifter body consists of adaptation universality, achieved specific regulation of stability of functions, organs, systems and the whole organism up to periods of socially significant contests. Static loading due to tonic and tectonic muscle contraction, microtrauma in ankle and knee joints, is predictor of ascending disorders of locomotor system and development of compensatory postural balance in highly qualified weightlifters.
Keywords: structure, function, body composition, cmaGunoMempun,, adaptation, identification of body composition and segments with analyzer.
References
1. Abramova T.F., Nikitina T.M., Kochetkova N.I. Morfologicheskie kriterii - pokazateli prigodnosti, ob-shchey fizicheskoy podgotovlennosti i kontrolya tekushchey i dolgovremennoy adaptatsii k trenirovochnym nagruz-kam: uchebno-metodicheskoe posobie [Morphological Criteria - Indicators of Suitability, the General Physical Readiness and Control of the Current and Long-term Adaptation to Training Loadings: Educational and Methodical Grant]. Mockow, TVT Division Publ., 2010. 104 p.
2. Verkhoshanskiy Yu.V. Osnovy spetsial’noy fizicheskoy podgotovki sportsmenov: monografiya [Of a Basis of Special Physical Training of Athletes: Monograph]. Moscow, Physical Culture and Sports, 1988. 327 p.
3. Gol'berg N.D., Dondukovskaya R.R. Pitanie yunykh sportsmenov [Food Young Athletes]. Moscow, Soviet Sports, 2007. 240 p.
4. Isaev A.P., Erlikh V.V. Polifunktsional’naya mobil’nost’ i variabel’nost’ organizma sportsmenov olim-piyskogo rezerva v sisteme mnogoletney podgotovki: monografiya [Multifunctional Mobility and Variability of an Organism of Athletes of the Olympic Reserve in System of Long-term Preparation: Monograph]. Chelyabinsk, South Ural St. Univ. Publ., 2010, 520 p.
5. Korobkov A.V. Fiziologiya adaptatsii. Normal’naya fiziologiya [Fiziologiya of Adaptation. Normal Physiology]. Moscow, The Higher School Publ., 1980, 519 p.
6. Mak-Somas A.Dj. Skeletnye myshtsy: monografiya [Skeletal Muscles: Monograph]. Kiev, Olympic Literature Publ., 2001. 408 p.
7. Martirosov E.G., Nikolaev D.V., Rudnev S.G. Tekhnologii i metody opredeleniya sostava tela [Technologies and Methods of Definition of Structure of Body]. Moscow, Science, 2006. 248 p.
8. Rylova, N.V., Hafizova G.N. [Actual Problems of Food of Young Athletes]. Prakticheskaya meditsina [Applied Medicine], 2012, no. 7, pp. 71-74 (in Russian).
9. Skvortsov D.V. Diagnostika patologii instrumental’nymi metodami: analiz pokhodki, stabilometriya: monografiya [Pathology Diagnostics by Tool Methods: Gait Analysis, Stabilometriya: Monograph]. Moscow, MBN Medical Firm Publ., 2007, 640 p.
10. Uilmor Dzh., Kostill D.L. Fiziologiya sporta i dvigatel’noy aktivnosti [Fiziologiya of Sports and Physical Activity]. Kiev, Olympic Literature Publ., 1997, 504 p.
11. Hafizova G.N., Rylova N.G., Samoylov A.S. [Modern Aspects of Studying of Structure of a Body of the Person]. Nauka i sport: sovremennye tendentsii [Science and Sports: Current Trends]. Kazan, 2013, vol. 1, no. 1, pp. 134-141 (in Russian).
12. Shenkman B.S. Vliyanie trenirovki na kompozitsiyu myshts, razmery i okislitel’nyy potentsial myshech-nykh volokon u cheloveka. Avtoref. Kand. Diss. [Influence of Training on Composition of Muscles, the Sizes and Oxidizing Potential of Muscular Fibers at the Person. Abstract of Cand Sci. Diss.]. Moscow, 1990. 23 p.
13. Erlikh V.V., Isaev A.P., Korol'kov V.V. Sistemno-sinergeticheskie integratsii v samoregulyatsii gomeos-taza i fizicheskoy rabotosposobnosti cheloveka v sporte: monografiya [Sistemno-sinergeticheskiye of Integration in Self-control of a Homeostasis and Physical Efficiency of the Person in Sports: Monograph]. Chelyabinsk, South Ural St. Univ. Publ., 2012. 266 p.
14. Yakovlev N.N. Zhivoe i sreda. Molekulyarnye i funktsional’nye osnovy prisposobleniya organizma k uslo-viyam sredy: monografiya [Zhivoye and Wednesday. Molecular and Functional Bases of the Adaptation of an Organism to Environment Conditions: Monograph]. Leningrad, Science Publ., 1986. 173 p.
Received 1 December 2013
