CC BY
24биоэлектрическая Активность мышц ног при поддержании равновесия на скользкой поверхности у студентов, занимающихся зимним футболом
УДК/UDC 796.01:612
Поступила в редакцию 11.07.2021 г.
Информация для связи с автором: [email protected]
Аспирант Ю.А. Паевая2
Аспирант Цзяо Лу1 Аспирант Сяо Фэйянь1 Доцент А.А. Ильин3
Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск 3Томский университет систем управления и радиоэлектроники, Томск
BIOELECTRICAL ACTIvITY OF LEG MUSCLES wHILE BALANCING ON SLIPPERY SURFACE IN ACADEMIC wINTER FOOTBALL
Postgraduate Y.A. Gaevaya2 Postgraduate student Jiao Lu1 PhD student Xiao Feiyan1 Associate Professor A.A. ilyin3
1National Research Tomsk State University, Tomsk
2National Research Tomsk Polytechnic University, Tomsk
3Tomsk University of Control Systems and Radioelectronics, Tomsk
Аннотация
Цель исследования - изучить биоэлектрическую активность мышц ног при поддержании равновесия в неустойчивом положении на скользкой поверхности у студентов, занимающихся зимним футболом. Методика и организация исследования. Было обследовано 20 мужчин в возрасте 21-25 лет - студентов 3-4-го курса, занимающихся по специализации зимний футбол. Все испытуемые выполняли дважды следующее упражнение: прыжок из полуприседа с приземлением на балансировочную платформу с обычной или скользкой поверхностью. Регистрировалась электромиограмма мышц толчковой ноги.
Результаты исследования и выводы. Показано, что при выполнении прыжка на скользкую поверхность в поддержание равновесия активно вовлекаются прямая мышца бедра и икроножная мышца, но характер их работы существенно меняется - происходит десинхронизация деятельности двигательных единиц (ДЕ) наряду с увеличением числа вовлекаемых ДЕ (о последнем свидетельствует возрастание максимальной амплитуды). Активность длинной приводящей мышцы бедра в этих условиях, напротив, снижается. Полученные результаты свидетельствуют о том, что навыки выполнения сложнокоор-динированных двигательных действий на скользкой поверхности связаны с формированием специфических двигательных стереотипов.
Ключевые слова: студенты, зимний футбол, электромиография, мышцы, координация,равновесие.
Abstract
Objective of the study was to study the bioelectrical activity of the leg muscles of academic winter footballers while balancing on a slippery surface. Methods and structure of the study. Sampled for the study were the 21-25 year-old (3rd-4th years of study) male students specializing in winter football (n=20). All subjects were asked to perform two attempts per exercise: "half-squat jump" with landing on the unstable platform Reebok Core Board RSP-21160. During the second attempt, the slide board GYMSTICK Power Slider 61131-PRO was attached to the 17 cm high platform. The slide board was 4.5 cm high. During the first attempt, the unstable platform was raised to a height of 21.5 cm. Results and conclusions. The findings helped determine the main regularities in the lower limb muscle work organization of winter footballers while balancing on an unstable slippery surface. All totaled, the results obtained suggest that it is the rectus muscles of the thighs and calf muscles that are actively involved in the maintenance of equilibrium when jumping on a slippery surface, but the nature of their work changes significantly - the activity of the motor units is desynchronized, while the number of motor units involved grows. In contrast, the activity of the long adductor muscle of the thigh in these conditions is decreased. According to the findings complex coordination skills when playing on a slippery surface are associated with the development of specific movement patterns.
Keywords: students, winter football, electromyography, muscles, movement coordination, body balancing skills.
□
и
га у
г.
ч—
. О OJ
■ -О
с
га
^
О (U .с Н
Введение. Основная часть исследований, направленных на повышение эффективности игровой деятельности в футболе, сосредоточена на метаболических потребностях, гораздо меньше внимания уделяется особенностям нервно-мышечной активности [5]. В то же время фактор координации движений играет большую роль в футболе [4]. Ряд авторов подчеркивает необходимость анализа межмышечной координации при разработке методов тренировки футболистов [2, 6]. Показана важность оценки особенностей работы мышц ног у футболистов в зависимости от специализации [8] и интенсивности нагрузок [1, 7].
В последние годы в регионах Сибири растет популярность зимнего футбола, особенно среди студентов. Данный вид спорта предъявляет повышенные требования к координационным способностям и поддержанию равновесия, поскольку игра проходит на скользкой поверхности [3].
Цель исследования - изучить биоэлектрическую активность мышц ног при поддержании равновесия в неустойчивом положении на скользкой поверхности у студентов, занимающихся зимним футболом.
Методика и организация исследования. Было обследовано 20 мужчин в возрасте 21-25 лет - студентов 3-4-го курса, занимающихся по специализации зимний футбол.
38
http://www.teoriya.ru
№10^ 2021 Октябрь | October
Показатели биоэлектрической активности мышц при выполнении упражнения (Xm±SE)
Показатели электромиограммы Максимальная амплитуда биоэлектрической активности, мкВ Средняя амплитуда биоэлектрической активности, мкВ Средняя частота биоэлектрической активности,Гц
Упражнение на обычной поверхности Упражнение на скользкой поверхности Упражнение на обычной поверхности Упражнение на скользкой поверхности Упражнение на обычной поверхности Упражнение на скользкой поверхности
Длинная приводящая мышца бедра 9024,3±91,9 4460,5±109,5 р <0,001 1530,5±36,9 472,8±21,7 р <0,001 65,2±4,5 42,7±3,1 р <0,05
Прямая мышца бедра 10430,9±294,3 12408,5±273,3 р <0,05 1795,5±28,1 772,3±25,9 р <0,05 46,7±8,0 75,3±7,1 р <0,05
Медиальная головка икроножной мышцы 5682,4±42,9 13082,5±78,1 р <0,001 1880,6±24,7 1257,5±24,7 р <0,05 36,7±3,2 59,9±4,1 р <0,05
Латеральная головка икроножной мышцы 6887,4±258,3 9692,7±125,6 р <0,05 1975,2±23,9 1098,3±29,0 р <0,05 37,9±2,0 55,2±2,4 р <0,05
^Достоверность различий между группами: р - между показателями выполнения упражнения на обычной и скользкой поверхности.
Все испытуемые выполняли дважды следующее упражнение: прыжок из полуприседа с приземлением на балансировочную платформу Кор Reebok RSP-21160. При выполнении второй попытки на платформе закреплялась слайд-доска GYMSTICK Power Slider 61131 -PRO. Высота платформы составляла 17 см, высота слайд-доски - 4,5 см. При выполнении первой попытки платформа приподнималась до высоты 21,5 см.
При выполнении упражнения регистрировалась биоэлектрическая активность следующих мышц толчковой ноги: икроножных мышц (медиальная латеральная головка икроножной мышцы), прямой мышцы бедра, длинной приводящей мышцы бедра. Для регистрации биоэлектрической активности мышц использовался многофункциональный компьютерный комплекс «Нейро-МВП-4» (производство - НПО Нейрософт, г. Иваново, Россия). Использовались электроды площадью 1 см2 и межэлектродным расстоянием 20 мм. Заземляющий электрод располагается на противоположной конечности. Регистрировались максимальная и средняя амплитуда биоэлектрической активности (мкВ), средняя частота (Гц).
Статистическая обработка данных проводилась с использованием пакета статистического анализа STATISTICA 10.0. Уровень значимости при проверке гипотезы принадлежности двух выборок к одной генеральной совокупности оценивался по Kruskal-Wallis ANOVA test. Данные представлены в виде Xср±SE.
Исследование было одобрено локальным этическим комитетом биологического института ТГУ (протокол № 33 от 02 декабря 2019 г.).
Результаты исследования и их обсуждение. Показатели биоэлектрической активности мышц при выполнении упражнения представлены в таблице. Максимальная амплитуда ЭМГ длинной приводящей мышцы бедра при выполнении прыжка на скользкую поверхность была вдвое ниже в сравнении с обычной поверхностью. Аналогичная тенденция отмечена и для величины средней амплитуды ЭМГ - при прыжке на скользкую поверхность она снижалась в три раза. Также отмечалось снижение частоты биоэлектрической активности указанной мышцы на 20 %. Таким образом, можно сделать вывод, что при выполнении прыжка на скользкую неустойчивую поверхность интенсивность сокращения длинной приводящей мышцы бедра намного ниже, чем при прыжке на обычную поверхность.
Максимальная амплитуда ЭМГ прямой мышцы бедра при выполнении прыжка на скользкую поверхность была на 20 % выше в сравнении с обычной поверхностью. В то же время величина средней амплитуды ЭМГ при прыжке на скользкую поверхность снижалась более чем вдвое. Это снижение сопровождалось почти двукратным увеличением частоты биоэлектрической активности указанной мышцы.
Максимальная амплитуда сокращения икроножной мышцы при выполнении прыжка на скользкую поверхность была
достоверно выше, чем на обычную (для медиальной головки - более чем в два раза, для латеральной головки - на 30 0%). В то же время величина средней амплитуды ЭМГ при прыжке на скользкую поверхность снижалась (для медиальной головки - на 60 %, для латеральной головки - на 80 %). Как и для прямой мышцы бедра, это снижение сопровождалось увеличением частоты биоэлектрической активности указанной мышцы (на 65 % для обеих ее головок).
Выводы. Полученные результаты позволяют определить основные закономерности организации работы мышц нижних конечностей при поддержании равновесия на скользкой нестабильной поверхности у игроков в зимний футбол.
В совокупности полученные результаты позволяют предполагать, что при выполнении прыжка на скользкую поверхность в поддержание равновесия активно вовлекаются прямая мышца бедра и икроножная мышца, но характер их работы существенно меняется - происходит десинхрониза-ция деятельности двигательных единиц (ДЕ) наряду с увеличением числа вовлекаемых ДЕ (о последнем свидетельствует возрастание максимальной амплитуды). Активность длинной приводящей мышцы бедра в этих условиях, напротив, снижается.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что навыки выполнения сложнокоординированных двигательных действий на скользкой поверхности связаны с формированием специфических двигательных стереотипов. Для формирования навыков равновесия и координации у игроков в зимний футбол требуются специальные тренировочные программы. References
1. Apriantono T., Nunome H., Ikegami Y., Sano S. The effect of muscle fatigue on instep kicking kinetics and kinematics in association football. J. Sports Sci. 2006. V. 24 (9). P. 951-960.
2. Cruz Ruiz A.L., Pontonnier C., Sorel A., Dumont G. Identifying representative muscle synergies in overhead football throws. Comp. Methods Biomech. Biomed. l Eng. 2015. V. 18, 11. P. 1918-1919.
3. Kapilevich L.V., GaevayaY.A., Ilyin, A.A. Ball kicking bioelectric activity of muscles in students playing snow football. Human Sport Medicine. 2020. V. 20, 2. P. 5-13.
4. Kapilevich L.V., Koshelskaya E.V., Krivoschekov S.G. Physiological basis of the improvement of movement accuracy on the basis of stabi-lographic training with biological feedback. Human Physiology. 2015, V. 41, 4, P. 404-411.
5. Montini M., Felici F., Nicolo A. et al. Neuromuscular demand in a soccer match assessed by a continuous electromyographic recording. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 2017. V. 57, 4. P. 345-352.
6. Oliver F., Schlumberger A., Fritsche T. et al. Performance diagnosis in football - methodological standards. Deutsche Zeitschrift fur Sportmedizin. 2010. V. 61, 6, P. 129-133.
7. Roth R., Donath L., Zahner L., Faude O. Muscle activation and performance during trunk strength testing in high-level female and male football players. Journal of Applied Biomechanics. 2016. V. 32, 3. P. 241-247.
8. Watanabe K., Nunome H., Inoue K. et al. Electromyographic analysis of hip adductor muscles in soccer instep and side-foot kicking. Sports Biomechanics. 2020. V.19, 3. P. 295-306.
№10 • 2021 Октябрь | October
http://www.teoriya.ru
