CC BY
13
УДК 796.01:612 ББК 75.0 В 58
Чермит Казбек Довлетмизович
Доктор биологических наук, доктор педагогических наук, профессор, зав. кафедрой общей педагогики, проректор по учебной работе Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 593700, e-mail: [email protected] Заболотний Анатолий Геннадиевич
Кандидат педагогических наук, доцент, зав. кафедрой физического воспитания, директор центра «Здоровье» Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 593983, e-mail: [email protected] Чувакин Анатолий Леонидович
Кандидат педагогических наук, доцент кафедры физического воспитания Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 593983 Куприна Нафисет Киримизовна
Доцент, кандидат педагогических наук, доцент кафедры общей педагогики Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 593985 Ельникова Ольга Олеговна
Старший преподаватель кафедры физического воспитания Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 593983, e-mail: [email protected]
Влияние биоэлектрической активности мышц на изменение линейных кинематических характеристик приседания в пауэрлифтинге
(Рецензирована)
Аннотация. Изучены пространственно-временные характеристики перемещения спортсмена со штангой при выполнении приседания в пауэрлифтинге с отягощением 50%, 60%, 70%, 80%, 90%. Полученные данные сопоставлены с данными биоэлектрической активности, которые представлены в ранее проведенных исследованиях. Установлено, что увеличение отягощения более 50% приводит к изменению пространственно-временного порядка движения штанги. Изменения обнаружены на участке траектории, характеризующей пространственно-временной порядок перемещения штанги вверх. При этом часть траектории, характеризующей пространственно-временной порядок перемещения штанги вниз, стабильна при всех применяемых отягощениях. Сопоставление данных об изменении пространственно-временного порядка движения штанги и показателей биоэлектрической активности скелетной мускулатуры, представленных в ранее опубликованных работах, позволяет установить, что увеличение отягощения приводит к изменению согласованности работы скелетной мускулатуры, что изменяет пространственно-временной порядок перемещения штанги.
Ключевые слова: кинематические характеристики, биоэлектрическая активность мышц, приседание со штангой, пауэрлифтинг, простраственно-временной порядок движения штанги.
Chermit Kazbek Dovletmizovich
Doctor of Biology, Doctor of Pedagogy, Professor, Head of General Pedagogy Department, Vice-Rector for Study, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 593700, e-mail: [email protected] Zabolotniy Anatoliy Gennadievich
Candidate of Pedagogy, Associate Professor, Head of Physical Education Department, Director of the Health Center, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 593983, e-mail: [email protected] Chuvakin Anatoliy Leonidovich
Candidate of Pedagogy, Associate Professor of Physical Education Department, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 593983 Kuprina Nafiset Kirimizovna
Associate Professor, Candidate of Pedagogy, Associate Professor of General Pedagogy Department, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 593985 Elnikova Olga Olegovna
Senior Lecturer of Physical Education Department, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 593983, email: [email protected]
Influence of bioelectric activity of muscles on change in linear kinematic characteristics of squat in powerlifting
Abstract. Authors of this research study space-time characteristics of movement of the athlete with a bar when performing squat in powerlifting with burdening of 50%, 60%, 70%, 80%, and 90%. The obtained data are compared with data of bioelectric activity ofprevious researches. It has been established that increase in burdening of more than 50% leads to change in space-time order of bar movement. Changes have been found on the site of the trajectory characterizing a space-time order of bar movement upward. At the same time a part of the trajectory characterizing a
space-time order of bar movement down is stable at all applied burdenings. Comparison of data on change in spacetime order of bar movement and the indicators of bioelectric activity of skeletal muscles presented in earlier published works allows us to state that increase in burdening leads to change in coherence of work of skeletal muscles that changes a space-time order of bar movement.
Keywords: kinematic characteristics, bioelectric activity of muscles, squat with a bar, powerlifting, a space-time order of bar movement.
Введение. Совершенствование методики тренировки приседания со штангой в пауэр-лифтинге требует получения объективной информации о влиянии работы скелетной мускулатуры на кинематические характеристики движения спортсмена со штангой. В ранее опубликованных [1-5] исследованиях нами было установлено, что увеличение отягощения приводит к перестройке работы скелетной мускулатуры по показателям биоэлектрической активности. В частности установлено, что:
- повышение величины отягощения с 50% до 90% приводит к достоверному увеличению максимальной амплитуды и средней частоты реализации сигнала электромиограммы (ЭМГ) при отсутствии изменения времени биоэлектрической активности всех исследуемых мышечных групп;
- мышцам голени при всех применяемых отягощениях характерны самые низкие значения максимальной амплитуды и средней частоты реализации сигнала ЭМГ;
- мышцам бедра характерны наибольшие значения средней частоты реализации сигнала ЭМГ, а до применений отягощений в 70% - наибольшие значения максимальной амплитуды ЭМГ;
- мышцам спины при применении отягощений свыше 70% характерны наибольшие значения максимальной амплитуды ЭМГ;
- геометрическая модель ЭМГ представляет объективную информацию об изменении долей биоэлектрической активности мышечных групп в ходе выполнения приседания со штангой с различными отягощениями;
- увеличение веса штанги приводит к увеличению доли биоэлектрической активности мышц спины и голени относительно доли биоэлектрической активности мышц бедра [1-5].
Определение вышеизложенных позиций перестройки биоэлектрической активности мышц актуализирует изучение перестройки пространственно-временной структуры движения спортсмена со штангой.
Перемещения спортсмена со штангой в сагиттальной плоскости относительно вертикальной оси Z обусловлены решением двигательной задачи, установленной правилами соревнований. Перемещение в горизонтальной плоскости по оси X и во фронтальной плоскости по оси Y обусловлено строением двигательного аппарата. Наиболее эффективной с позиции физических законов является кинематическая структура, обеспечивающая такой порядок перемещений звеньев кинематической цепи, при которой перемещение штанги имеет наименьшие отклонение от вертикальной оси. В этой связи кинематические характеристики движения штанги могут быть критериями оценки качества выполнения двигательного действия.
Методика исследования
Исследование кинематических характеристик приседания со штангой проводилось в лаборатории эргономической биомеханики центра «Здоровье» Адыгейского государственного университета. В эксперименте приняли участие 16 кандидатов и мастеров спорта по пау-эрлифтингу. Испытуемые выполняли приседание со штангой с отягощением 50%, 60%, 70%, 80%, 90%. Регистрация кинематических характеристик проводилась при помощи оптической системы трехмерного видеоанализа движений. Аппаратная часть комплекса «Видеоанализ движений» состоит из: двух видеокамер, двух ламп подсветки; тест-объекта; световозвра-щающих маркеров; компьютера; платы видеозахвата, записывающей видеоряд на жесткий диск компьютера.
Программная часть комплекса выполняет следующие операции:
- производит съемку движений с частотой 50 кадров в секунду;
- автоматически обрабатывает координаты маркеров на теле человека;
- представляет в графической форме всю фиксируемую кинематическую информацию.
Изучение линейных кинематических характеристик путем применения оптической системы трехмерного видеоанализа движений при выполнении приседания со штангой позволяет установить объективные параметры перемещения спортсмена со штангой по осям в горизонтальной плоскости (ось X), во фронтальной плоскости (ось У) и в сагиттальной плоскости (ось 7) (рис. 1).
Рис. 1. Расположение осей координат при определении кинематических характеристик приседания со штангой
Для регистрации кинематических характеристик движения на испытуемого с латеральной стороны тела в области проекции центра плечевого, тазобедренного, коленного, голеностопного, плюснефалангового суставов и пятки устанавливались световозвращающие (отражающие направленный свет) маркеры диаметром 2,5 см. Испытуемый выполнял движения, которые записывались на две видеокамеры, располагавшиеся на расстоянии около 6 метров от места съемки и под углом 60 градусов к испытуемому. За видеокамерами располагались лампы подсветки, освещающие световозвращающие маркеры на руках испытуемого, превращая их в яркие точки, что позволило четко фиксировать их на видеозаписи. Сделанные видеозаписи обрабатывалась при помощи программного комплексаУ1ёеоМойоп_3В [6].
Результаты исследования
Изучены кинематические характеристики движения грифа штанги. На гриф в соответствии с методикой тестирования устанавливался светоотражающий маркер. Место установки маркера было произведено в соответствии с необходимостью удобства регистрации его движения одновременно двумя видеокамерами.
Так, при выполнении приседания без отягощения траектория движения грифа в сагиттальной плоскости относительно вертикальной оси 7 представляет симметричную параболу, левая ветвь которой характеризует пространственно-временной порядок перемещения штанги вниз до принятия спортсменом положения седа, а правая ветвь характеризует перемещение гифа вверх до принятия финальной позы. В соответствии с правилами построения параболы пространственно-временной порядок перемещения грифа штанги вверх по направлению вертикальной оси является обратным пространственно-временному порядку перемещения гифа вниз против направления вертикальной оси.
Увеличение отягощения до 50% от максимального у всех испытуемых не приводит к изменению пространственно-временного порядка перемещения грифа. Необходимо отметить, что стабильность пространственно-временного порядка перемещения грифа штанги при увеличении отягощения до 50% проявляется на фоне перестройки согласованности работы скелетной мускулатуры, что доказано нами при исследовании биоэлектрической активности мышц.
Координата Z, мм
ОСОЭСОООЭСООСОСОСООООООО
□ 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 ВРЕМЯ, сек 1,75 2,00 2,25 2,50 2,60
Координата Z, мм
0,10 0,20 0,40 0,80 0,80 1,00 1,20 1,40 1,00 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,10
ВРЕМЯ, сек
Координата Z, мм
0,03 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,1
ВРЕМЯ
Координата Z, мм
70% от максимума
4 0,40 0,60 0,00 1,00 1,20 1,40 1,60 ВРЕМЯ, сек 1,60 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 2,64
Координата Z, мм
80% от максимума
0,08 0,33 0,58 0,83 1,08 1,33 1,58 1,83 2,08 2,33 2,58 2,83 3,08 3,33 3,58 3,83 4,08 4,33 4,58 4,83 5,08 5,3
ВРЕМЯ, сек
Координата Z, мм
2,78 3,00 3,20 3,40 3,80 3,80 4,00 4,20 4,40 4,80 4,80 5,00 5,20 5,40 5,80 5,80 8,00 8,20 8,40 8,80 8,80 7,00 7,20 7,3
ВРЕМЯ, сек
Рис. 2. Изменение траектории перемещения гифа штанги по вертикальной оси (7) без отягощения и с отягощением 50%, 60%, 70%, 80%, 90%
Так, при сравнении долей биоэлектрической активности мышц голени, бедра и спины при приседании без отягощения и с отягощением 50% от максимального доля биоэлектрической активности мышц спины и голени увеличиваются с 12% до 27% и с 9% до 21% соответ-
ственно, а доля биоэлектрической активности мышц бедра снижается с 79% до 52%. Таким образом, стабильность пространственно-временного порядка перемещения грифа штанги при увеличении отягощения до 50% достигается путем перестройки согласованности работы скелетной мускулатуры (рис. 2).
Увеличение отягощения до 60% и 70% от максимального приводит к нарушению пространственно-временного порядка движения грифа штанги. Траектория движения грифа в сагиттальной плоскости относительно вертикальной оси 7, представлявшая при выполнении приседания без отягощения и при выполнении приседания с 50% отягощения симметричную параболу, теряет свою форму за счет увеличения временных затрат на пространственное перемещение штанги вверх по оси 7. Эта тенденция еще более возрастает при увеличении отягощения до 80% и 90%. Форма траектории перемещения штанги вверх после прохождения спортсменом положения седа приобретает два перегиба (рис. 2), между которыми пространственное перемещение гифа минимально. Данное изменение пространственно-временного характера перемещения гифа штанги сопровождается внутренней перестройкой согласованности работы скелетной мускулатуры. При этом сохраняется тенденция изменения долей биоэлектрической активности, установленная при увеличении веса штанги до 50%. Доля биоэлектрической активности мышц спины продолжает увеличиваться с 27% до 40%, доля биоэлектрической активности мышц бедра снижается с 52% до 37%, доля биоэлектрической активности мышц голени остается неизменной.
Сопоставление изменений формы траектории перемещения грифа штанги в сагиттальной плоскости относительно оси 7 и показателей перестройки согласованности биоэлектрической активности мышц голени бедра и спины позволяет заключить:
1. Форма траектории перемещения штанги стабильна к увеличению отягощения до 50% и представляет симметричную параболу. При этом пространственно-временной порядок перемещения штанги вверх по вертикальной оси является обратным пространственно-временным порядком перемещения штанги вниз по вертикальной оси.
2. Форма траектории перемещения грифа штанги изменяется при увеличении отягощения более 50%. Нарушением формы траектории отмечаются только ее части, характеризующие пространственно-временной порядок перемещения штанги вверх. При этом часть траектории, характеризующей пространственно-временной порядок перемещения штанги вниз, остается стабильной при всех применяемых отягощениях.
3. Стабильность пространственно-временного порядка перемещения штанги при приседании с отягощениями до 50% от максимального обусловлена перестройкой согласованности работы скелетной мускулатуры, при которой снижается доля биоэлектрической активности мышц бедра и увеличивается доля биоэлектрической активности мышц спины и голени.
4. Изменение пространственно-временного порядка перемещения грифа штанги при увеличении отягощения от 50% до 90% характеризуется перестройкой согласованности угловых перемещений, при которой снижается доля биоэлектрической активности мышц бедра и увеличивается биоэлектрическая активность мышц спины.
Примечания:
1. Chermit K., Zabolotniy A., Shakhanova A. The Manifestation of the Discrete and Continuous Types of Bioelectric Control of Natural Locomotion at the Over-Five Age // American Journal of Applied Scinces. 2016. Vol. 13, Iss. 4, 5, 6. P. 657-664.
2. Классификация биоэлектрической активности мышц при выполнении приседания со штангой в пауэрлифтинге / К.Д. Чермит, А.Г. Заболотний, А.В. Шаханова, А.А. Тхагова // Вестник Адыгейского государственного университета. Сер. Естественно-математические и технические науки. 2012. Вып. 1 (98). С. 71-80. URL: http://vestnik.adygnet.ru
3. Чермит К.Д., Заболотний А.Г. Влияние отягоще-
References:
1. Chermit K., Zabolotniy A., Shakhanova A. The Manifestation of the Discrete and Continuous Types of Bioelectric Control of Natural Locomotion at the Over-Five Age // American Journal of Applied Scinces. 2016. Vol. 13, Iss. 4, 5, 6. P. 657-664.
2. The classification of the electrobiological activity produced by muscles when performing powerlifting squats / K.D. Chermit, A.G. Zabolotniy, A.V. Shakhanova, A.A. Tkhagova // The Bulletin of the Adyghe State University. Ser. Natural-Mathematical and Technical Sciences. 2012. Iss. 1 (98). P. 71-80. URL: http://vestnik.adygnet.ru
3. Chermit K.D., Zabolotniy A.G. The impact of burden-
ния на изменение биоэлектрической активности мышц в ходе приседания штангой в пауэрлифтин-ге // Физиологические и биохимические основы и педагогические технологии адаптации к разным по величине физическим нагрузкам: междунар. науч.-практ. конф. Казань, 2012. С. 57-61.
4. Чермит К.Д., Заболотний А.Г., Шаханова А.В. Геометрическая модель анализа электромиограм-мы мышц голени, бедра и спины в ходе приседания со штангой в пауэрлифтинге // Физическая культура и спорт в системе непрерывного образования: современное состояние, проблемы и перспективы развития: материалы Всерос. (с между-нар. участием) науч.-практ. конф., г. Грозный, 2224 июня 2012 г. / под науч. ред. С.-А.М. Аслаханова. Махачкала: Эко-пресс, 2012. С. 188-193.
5. Чермит К.Д., Заболотний А.Г. Преобразование паттерна электомиограммы при выполнении приседания со штангой в пауэрлифтинге // Там же. С. 184-188.
6. Чермит К. Д., Заболотний А.Г. Изменение кинематических характеристик в ходе приседания со штангой в пауэрлифтинге // Теория и практика физической культуры и спорта. 2013. Вып. 8. С. 71-76.
ing on the change in the bioelectrical activity of muscles in the course of squatting with a barbell in power-lifting // Physiological and biochemical bases and pedagogical technologies of adaptation to different physical loads: international scient. and pract. conf. Kazan, 2012. P. 57-61.
4. Chermit K.D., Zabolotniy A.G., Shakhanova A.V. Geometric model of the analysis of electromyogram of the muscles of the lower leg, hip and back during squats with a barbell in powerlifting // Physical culture and sport in the system of continuous education: current state, problems and development prospects: proceedings of Russian (with international participation) scient. and pract. conf., Grozny, June 22-24, 2012 / scient. ed. by S.-A.M. Aslakhanova. Makhachkala: Eco-press, 2012. P. 188-193.
5. Chermit K.D., Zabolotniy A.G. Transformation of electomyogram pattern when squatting with a barbell in powerlifting // Ibid. P. 184-188.
6. Chermit K.D., Zabolotniy A.G. Changes in kinematic characteristics when squatting with a barbell in power-lifting // Theory and Practice of Physical Culture and Sport. 2013. Iss. 8. P. 71-76.
