CC BY
12
ФИЗИОЛО
В.И. Кожевников Курганский государственный университет
ВОЗРАСТНЫЕ АСПЕКТЫ БЫСТРЫХ
ПРОСТЫХ ДВИЖЕНИЙ
Введение. Движения при спортивной деятельности совершаются с целью достижения высокой точности, максимальной силы или быстроты. Наша оценка движения, совершаемого человеком, опирается чаще на субъективные ощущения, базирующиеся на зрительном восприятии. Однако, что касается быстрых движений, то даже самые признанные специалисты не имеют преимуществ в оценке движений на зрительном уровне в силу низкой временной разрешающей способности органа зрения. Представление о быстрых движениях у человека возможно получить лишь после приборной регистрации с высокой разрешающей способностью. Л.А.Леонова, О.Н.Васильева (1978) установили, что у детей 7 лет и взрослых 20-27 лет параметры простых движений (сгибание руки) мало различаются, если движения относятся к разряду медленных, и различия носят выраженный характер, если движения относятся к разряду быстрых. Определение информативных компонентов (к которым можно отнести и биомеханические характеристики двигательной функции человека, как генетически детерминированные признаки) для оценки способностей детей, особенно при занятиях спортом, являются предметом исследования (Простова Л.И., 1997).
Методы. В эксперименте принимали участие школьники второго (8 лет, п=16), пятого (11 лет, п=1 7), восьмого (13 лет, п=19) и десятого (15 лет, п=17) классов. Школьникам необходимо было выполнять про-
стые, максимально быстрые движения (сгибание-разгибание бедра и затем голени) находясь в положении «основная стойка». Эксперимент проводился на уроках физической культуры после проведения вводной части урока (разминки). У каждого участника эксперимента регистрировалась серия максимально быстрых движений звеньев ноги (бедро, голень) в виде графика скорости, из которых выбиралось для анализа одно из движений с максимальными кинематическими характеристиками. Регистрация выполнялась с помощью специального программируемого электромеханического комплекса с высокой чувствительностью сигнала, с фильтрацией на 10 мс (Левченко Е.Ю., Кожевников В.И., 2004). Результаты подвергались подробной статистической обработке и анализу. Предметом анализа являлись следующие параметры: антропометрические характеристики тела; время целостного движения; амплитуда движения; максимальная скорость движения и кинематические характеристики отдельных фаз движения.
Результаты и обсуждение. Учитывая небольшую выборку обследованных детей в каждой возрастной группе (п = от 16 до 19), для обоснования значимости полученных результатов мы провели сопоставление средних значений основных антропометрических параметров наших испытуемых с возрастными стандартами показателей физического развития для нашего региона (г. Кургана), табл. 1. Сопоставление
Параметры 8 лет 11 лет 13 лет 15 лет
п=16 Стандарты (г. Курган) п=17 Стандарты (г. Курган) п=19 Стандарты (г. курган) п=17 Стандарты (г. курган)
Рост, см 133,7 ±1,3 130,9 ±6,0 148,1 ±1,8 139,9 ±6,0 167,7 ±1,6 156,6 ±7,0 174,8 ±1,6 168,8 ±6,0
Вес, кг 29,5 ±1,2 25,5 ±5,0 39,2 ±1,7 34,7 ±6,0 50,5 ±1,6 44,9 ±8,0 60,9 ±1,6 57,3 ±8,0
Окр. гр. кл. 59,25 ±1,7 65,2 ±5,0 68,2 ±1,2 70 ±6,6 73,5 ±1,1 76,3 ±6,0 82,8 ±1,4 84,9 ±6,0
Таблица 1
Средние значения параметров физического развития школьников, принявших участие в эксперименте, и принятые стандарты по этим показателям для г. Кургана, п - число детей, принявших участие в эксперименте, M±m
параметров физического развития, приведенных в принятых стандартах для г. Кургана, и средних значений в исследуемых нами возрастных группах не выявило значимых различий. Отмечена следующая тенденция: для всех возрастных групп средние значения роста и массы наших испытуемых были несколько выше аналогичных значений, приведенных в стандартах для г. Кургана, а средние значения окружности грудной клетки, напротив, были несколько ниже значений, приведенных в стандартах.
Установлено, что в определенные возрастные периоды отдельные нервные структуры, даже полностью созревшие морфологически, не участвуют в организации движений, поскольку еще не оформились необходимые функциональные связи. Н.А. Бернштейн (1966), давший классификацию уровней построения движения, отмечает, что в различные возрастные периоды происходит постепенное освоение растущим организмом все более высоких уровней. Каждой ступени онтогенеза свойственен свой «двигательный потолок».
Анализ амплитуды движения при сгибании бедра выявил значимые возрастные приросты данного параметра с 8 до 11 и с 11 до 13 лет (соответственно: 8 лет - 38,62±1,84 см; 11 лет - 53,48±2,29 см; 13 лет -63,63±1,82 см; 15 лет - 61,07±2,76 см). В 15-летнем возрасте амплитуда движения при сгибании бедра не имела значимых различий с аналогичным параметром в 13 лет.
Сопоставление средних значений времени сгибания и разгибания бедра в исследуемых нами возрас-
Кинематические характеристики пр
тных группах показало, что у школьников в 8, 11 и 15 лет время разгибания бедра достоверно меньше, чем время сгибания (табл. 2). В группе 13-летних школьников между временем сгибания и разгибания бедра значимых различий не обнаружено. Возрастные сопоставления средних значений времени сгибания, и разгибания бедра не выявили значимых различий между школьниками 11, 13 и 15 лет. Меньшие значения времени сгибания и разгибания бедра в 8-летнем возрасте по отношению к возрастным группам (11, 13 и 15 лет) школьников обусловлены малой амплитудой сгибания бедра в этом возрасте.
Сопоставление возрастных параметров максимальной скорости при сгибании и разгибании бедра выявило, что этот показатель движения был наибольшим у испытуемых в 13-летнем возрасте. Возрастные различия по параметру максимальной скорости были значимы как для периода сгибания, так и разгибания бедра для всех возрастных групп. Между временем периодов сгибания и разгибания бедра достоверные различия выявлены лишь для испытуемых 8-летнего возраста.
Изучение параметра максимальной скорости при сгибании и разгибании бедра не выявило значимых различий в этом показателе между фазами движения во всех возрастных группах. Однако в 8, 11 и 15 лет бедро разгибалось с несколько большей скоростью, чем сгибалось. Анализ возрастной динамики параметра максимальной скорости позволил выявить достоверное повышение этого показателя, как для фазы сгибания, так и разгибания к 11- и 13-летнему возрасту и
Таблица 2
юго быстрого движения бедра, M±m
Показатели 8 лет 11 лет 13 лет 15 лет
Общее t движения, сек 0,47±0,01 0,54±0,02 0,54±0,02 0,54±0,01
t периода сгибания, сек 0,25±0,01 0,29±0,01 0,26±0,01 0,29±0,005
t периода разгибания, сек 0,21±0,006 0,25±0,01 0,27±0,01 0,25±0,009
Sсгибания, см 38,62±1,84 53,48±2,29 63,63±1,82 61,07±2,76
S разгибания, см 39,48±2,27 52,96±2,40 67,63±1,56 58,42±2,63
V периода сгибания, м/с 2,48±0,10 3,40±0,16 4,67±0,15 3,87±0,14
V периода разгибания, м/с 3,11±0,13 3,71±0,20 4,64±0,14 4,04±0,11
t повышения скорости при сгибании, сек 0,11±0,01 0,12±0,01 0,10±0,01 0,12±0,005
t понижения скорости при сгибании, сек 0,13±0,01 0,17±0,007 0,16±0,009 0,16±0,005
T повышения скорости при разгибании, сек 0,16±0,005 0,17±0,008 0,21±0,005 0,17±0,007
t понижения скорости при разгибании, сек 0,06±0,008 0,07±0,01 0,06±0,009 0,08±0,008
Примечания: t -время; S -амплитуда; V -скорость;_- различия достоверны по отношению к младшей по возрасту группе,
p < 0,05.
значимое понижение к 15-летнему возрасту относительно испытуемых 13 лет.
Анализ внутренней структуры периода сгибания бедра позволил выявить меньшее время фазы наращивания скорости по отношению к фазе снижения скорости для всех возрастных групп, причем в 8-летнем возрасте эти различия небыли достоверны, что, возможно, связано с продолжающимся становлением процессов торможения в контроле над движениями в нервной системе. Несколько иные взаимоотношения между временными фазами (наращивания и падения скорости) выявлены в периоде разгибания. Во всех возрастных группах (8, 11, 13 и 15 лет) время фазы наращивания скорости при разгибании бедра достоверно выше времени фазы падения скорости.
Выявленные более высокие значения максимальной скорости для периодов сгибания и разгибания бедра у испытуемых 13 лет по отношению к испытуемым 15-летнего возраста можно объяснить самыми низкими приростами длины бедра в этом возрасте (3 см) и самыми высокими приростами окружности бедра (3,7 см). Значения прироста длины бедра и окружности приведены относительно возраста 11 лет. У испытуемых 15 лет по отношению к 13-летним прирост длины бедра составил 5 см, окружности 3,4 см. Можно предположить, что максимальные значения скорости при сгибании и разгибании бедра в возрастном периоде 11 - 15 лет определены в первую очередь параметром окружности звена и в меньшей мере параметрами длины звена.
Анализ амплитуды сгибания голени показал, что
самые низкие значения этого показателя зафиксированы у испытуемых 8 лет и самые высокие значения выявлены у 15-летних школьников (табл. 3). Приросты показателя амплитуды при сгибании голени у испытуемых с 8 и до 11 лет, с 11 и до 13 лет имели значимые различия.
Сравнение продолжительности периодов сгибания и разгибания голени показало, что на сгибание испытуемые затрачивали больше времени, а на разгибание меньше во всех возрастных группах (8, 11, 13 и 15 лет). В 8, 11 и 15 лет различия длительностей периодов сгибания и разгибания голени были достоверны. В 13-летнем возрасте время периодов сгибания и разгибания голени было самым продолжительным относительно значений, выявленных для испытуемых 8, 11 и 15 лет.
Параметр максимальной скорости для периода сгибания голени у испытуемых значимо повышался до достижения ими 15 лет. Возрастной прирост параметра максимальной скорости при разгибании бедра у испытуемых значимо повышался лишь до достижения ими 13 лет. В период разгибания голени испытуемые демонстрировали более высокие значения скорости относительно периода сгибания. В 15-летнем возрасте эти различия были обратными.
Сопоставление длительности фаз повышения и снижения скорости при сгибании и разгибании голени показало, что при сгибании голени фаза наращивания скорости выполняется за меньшее время, нежели фаза снижения скорости, при разгибании голени фаза наращивания скорости, напротив, оказалась более
Таблица 3
Кинематические характеристики простого быстрого движения голени, M±m
Показатели 8 лет 11 лет 13 лет 15 лет
Общее 1 движения, сек 0,51±0,01 0,53±0,01 0,55±0,01 0,51±0,01
1 периода сгибания, сек 0,26±0,005 0,27±0,007 0,29±0,01 0,27±0,01
1 периода разгибания, сек 0,24±0,007 0,25±0,008 0,26±0,01 0,24±0,006
S сгибания, см 44,92±1,95 57,24±1,34 65,52±2,26 68,44±3,35
S разгибания, см 44,18±2,12 55,27±1,74 68,06±2,27 64,9±3,01
V периода сгибания, м/с 2,89±0,12 3,49±0,09 4,28±0,18 4,92±0,2
V периода разгибания, м/с 3,21±0,17 3,87±0,13 4,54±0,16 4,62±0,22
1 повышения скорости при сгибании, сек 0,10±0,007 0,11±0,008 0,12±0,01 0,09±0,009
1 понижения скорости при сгибании, сек 0,15±0,007 0,16±0,005 0,15±0,006 0,17±0,007
1 повышения скорости при разгибании, сек 0,18±0,005 0,18±0,005 0,20±0,004 0,16±0,007
1 понижения скорости при разгибании, сек 0,06±0,007 0,06±0,008 0,05±0,008 0,07±0,01
Примечания: t -время; S -амплитуда; V -скорость; _- различия достоверны по отношению к предыдущей по возрасту
группе, p < 0,05.
продолжительной, чем фаза снижения скорости. Выявленные различия во всех возрастных группах (8, 11, 13 и 15 лет) между продолжительностью фаз наращивания скорости и снижения скорости при сгибании и разгибании голени были достоверны.
Приведенные фактические данные показывают, что существуют возрастные различия в становлении двигательных функций таких звеньев тела человека как бедро и голень. По такому параметру как амплитуда движения отмечен рост этого показателя для голени с возрастом испытуемых до 15 лет, для бедра лишь до 13-летнего возраста. Максимальная скорость при сгибании и разгибании бедра выявлена у 13-летних испытуемых, для сгибания и разгибания голени у 15-летних. Для сгибания бедра время фазы повышения скорости значимо короче времени фазы понижения скорости с 11-летнего возраста, для сгибания голени с 8-летнего возраста.
В соотношении фаз повышения и понижения скорости при сгибании бедра и голени имеют место противоположные тенденции. При сгибании бедра, если время фаз повышения и понижения скорости выравнивается, в каком-либо возрастном периоде, то для голени в этот период время фаз более разнится, и наоборот.
Анализ корреляционных взаимоотношений между временем целостного движения бедра и временем сгибания, а также временем разгибания бедра позволил выявить, что в 8-летнем возрасте общее время движения бедра в большей мере коррелирует со вре-
менем периода сгибания и в меньшей, со временем периода разгибания бедра. В 11 лет в выявленных корреляционных связях ситуация меняется на противоположную относительно 8-летнего возраста, а в 13 лет вновь повторяется ситуация 8-летнего возраста. В 15-летнем возрасте общее время движения бедра в процессе сгибания-разгибания при быстром движении в большей мере определяется временем периода разгибания. Анализ аналогичных корреляционных связей для голени для каждого возрастного периода позволил обнаружить противоположные взаимоотношения.
Заключение. На основании вышеизложенного можно предположить, что в 15-летнем возрасте целостное движение бедра и целостное движение голени в большей мере определяются работой мышц задней поверхности бедра. Это предположение вытекает из выявленных больших значений скорости сгибания голени и разгибания бедра относительно значений разгибания голени и сгибания бедра в 15-летнем возрасте, и более значимых коэффициентов корреляции между общим временем целостного движения голени и временем периода сгибания голени и общим временем движения бедра и временем периода разгибания бедра. В 8 лет целостное движение бедра и голени в большей мере определены контролем нервной системы за мышцами передней поверхности бедра. В 11 и 13 лет целостное движение голени в равной мере определено контролем нервной системы за мышцами передней и задней поверхности бедра.
Список литературы
1. Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. - М.: 1966.
2. Левченко ЕЮ, Кожевников В.И. Измерение кинематических параметров движения человека //Биомеханика. - 2004.
VII всероссийская конференция по биомеханике: Тезисы докладов. - Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2004. - Т.1. - С. 122-124.
3. Леонова Л.А., Васильева О.Н. Сравнительная характеристика амплитудно-временных параметров движений взрослых и
детей 7 лет при организации простой точной реакции // Биологический возраст и возрастная периодизация: Сб.науч. тр. /Под ред. Д.А.Фарбер. - М, 1977. - С. 45-51.
4. Простова Л.И. Физиологические и морфологические предпосылки формирования способностей детей к занятиям конько-
бежным спортом: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Челябинск, 1997. - 25 с.
