Автоматизированная физиологическая проба «Спортивный нагрузочный тест повторных прыжков Bosco» для диагностики состояния и оценки эффективности восстановления

Введение. Тенденции развития современного спорта заключаются в достижении наивысших результатов и в максимальном проявлении физических качеств. Применяемые на протяжении многих лет тренировочные нагрузки вызывают как положительные адаптационные изменения в виде увеличения функциональных возможностей систем организма, так и отрицательные эффекты адаптации [3]. Применение в обследованиях спортсменов функциональных проб (ФП) позволяет вести динамический контроль за функциональным состоянием, определять динамику работоспособности и физических качеств, планировать восстановительные мероприятия [1]. Однако, как правило, нагрузочные ФП применяются только для исследования функций кардиореспираторной системы на тред- миле и велоэргометре [2]. Нагрузочные ФП для исследования функций двигательной системы спортсменов, в частности для оценки динамики биоэлектрической активности мышц и одновременно физических параметров (кинематики и динамики) движений, практически отсутствуют. Следовательно, актуальным является разработка ФП для исследования двигательной системы спортсменов в максимальных вертикальных прыжковых движениях [7].

Цель работы: разработка и научное обоснование применения автоматизированной функциональной пробы «Спортивный нагрузочный тест повторных прыжков Bosco» (далее – ФПB) для диагностики состояния и оценки эффективности восстановительных мероприятий спортсменов.

Материалы и методы. Разработка автоматизированной ФПB. ФПВ была реализована в виде программы для ЭВМ, функционирующей на цифровой оптикоэлектронной измерительной системе SMART (BTS S.p.A., Милан, Италия). Методика ФПВ использует в качестве прототипа простой тест Repeat Jump [6, 8]. Разработанная нами ФПВ, реализованная в виде программы для ЭВМ, выполняется на двух тензодинамометрических платформах с записью восьми электрофизиологических сигналов с помощью беспроводной электромиографии (ЭМГ) с дальнейшим автоматизированным анализом тензодинамометрических и ЭМГ – данных [4, 5]. Длительность ФПВ составляет 60 с (условно 4 периода по 15 с), следовательно, мощность нагрузки субмаксимальная.

Апробация применения ФПВ проведена у 71 спортсмена (55 мужчин и 16 женщин) [4]. В статье представлены области применения разработанной ФПВ: диагностика функционального состояния двигательной системы у 9 спортсменок-боксеров, мастеров спорта (МС) (возраст – 24,4 ± 3,1 года); обоснование эффективности восстановительных процедур по сочетанному применению эндомассажа и магнитного поля у 13 мужчин-волейболистов и фехтовальщиков-рапиристов, МС и кандидатов в МС (возраст – 20,0 ± 1,24 года). ФПВ проводилась дважды, в разные дни: 1) ФПВ без применения эндомассажа и магнитного поля; 2) процедура эндомассажа и магнитного поля длительностью 20 минут, затем сразу ФПВ.

Для проведения процедуры эндомассажа с магнитным полем на аппарате MANTIS MR991 на нижние конечности спортсменов использовалась манипула Mini DES, ее характеристики: скорость вращения роллеров – от 0 до 74 об/мин; давление, создаваемое вакуумным насосом, – от 0 до до –67 kPa; пиковое значение магнитной индукции на поверхности индукторов излучателей – 0,75 ± 5 % мТл; частота стохастических импульсов электромагнитного поля – от 0,1 кГц до 1 МГц. Продолжительность процедуры – 20 мин.

Статистическая обработка данных производилась с помощью программы Statistica 13.0. Проверка на нормальность распределения проводилась по критерию Шапиро – Уилка. Значимость различий при оценке диагностики состояния двигательной системы спортсменок-боксеров рассчитана по критериям Фридмана

(между покоем и периодами пробы), Ньюмена – Кеулса (между группами), U-Манна – Уитни (между правыми и левыми мышцами). Для оценки взаимосвязей использовали критерий Спирмена. Сравнение данных при оценке восстановительных мероприятий проводилось с помощью критерия Вилкоксона.

Результаты. Диагностика состояния спортсменов с применением автоматизированной ФПВ. Диагностика функционального состояния двигательной системы у женщин-боксеров показала следующие результаты. Индекс утомления – 1,67 ± 0,37, средняя максимальная сила перед полетом (сила отталкивания от платформы) – 1973 ± 734 H. Наибольшие показатели максимальной мощности, средней и максимальной высоты прыжка были зафиксированы в первый период теста, в этот же период выявлена наибольшая электроактивность мышц (максимальные и средние амплитуды ЭМГ): прямой мышцы бедра, длинной малоберцовой и икроножной мышцы (табл. 1, 2), что свидетельствует о максимальной активации и синхронизации двигательных единиц (ДЕ). От периода к периоду, к окончанию ФПВ величины данных показателей снижались.

Одновременно с этим на протяжении ФПВ снижение электрической активности в мышцах левой ноги наблюдалось в меньшей степени, чем в правой. Следовательно, при утомлении правой ноги для обеспечения требуемого уровня мощности и количества повторений (в 3-м периоде оно даже увеличивается) нагрузку берет на себя другая конечность – левая нога, что является проявлением физиологического эффекта компенсированного утомления. Однако, несмотря на это, в 4-м периоде ФПВ все биомеханические параметры минимальны: мощность, высота и количество прыжков, то есть наступает некомпенсированное утомление.

Средние амплитуды ЭМГ двуглавой мышцы бедра и икроножной мышцы левой ноги во все периоды теста даже больше, чем правой (см. табл. 2). Снижение частотных характеристик ЭМГ (доминирующая пиковая частота, средняя и медианная частоты) имело такую же тенденцию, как и амплитудных. Сравнение средней электроактивности мышц правой и левой ноги в начале и в конце ФПВ в целом показало снижение амплитудных и частотных параметров ЭМГ при утомлении.

Правая прям мышца бедра 1 (макс. ЭМГ) Right rectus femoris 1 (max EMG)

r=0,85

Мощность прыжка 1 Jump power 1

1 период

1 st period

Левая прям.

мышца бедра 1 (макс. ЭМГ) Left rectus femoris 1 (max EMG

Высота прыжка средняя 1 Average jump height 1

Высота '1

прыжка максимальная 1 Max jump height 1

Правая двугл. мышца бедра 2 (макс. ЭМГ) Right biceps femoris 2 (max EMG)

r=0,72

Высота прыжка средняя 2 Average jump height 2

2 период

2nd period

r=0,73

Левая длинная малоберц мышца бедра 2 (макс. ЭМГ) Left peroneus longus 2 (max EMG

Левая икроножная мышца бедра 2 (макс. ЭМГ) Left gastrocnemius 2 (max EMG)

3 период

3rd period

Правая двугл.

мышца бедра 3 (макс. ЭМГ) Right biceps femoris 3 (max EMG)

Высота — прыжка максимальная 2 Max jump height 2

Мощность прыжка 3 Jump power 3

Высота прыжка средняя 3 Average jump height 3

Высота прьжка максимальная 3 Max jump height 3

Левая — икроножная мышца 3 (макс. ЭМГ) Left gastrocnemius 3 (max EMG)

r=0,79

Количество прыжков 3 Number of jumps 3

4 период

4th period

Правая двугл.

мышца бедра 4 (макс. ЭМГ) Right biceps femoris 4 (max EMG)

Мощность прыжка 4 Jump power 4

Высота прыжка средняя 4 Average jump height 4

Высота жка максимальная 4 Max jump height 4

Левая икроножная мышца 4 (макс. ЭМГ) Left gastrocnemius 4 (max EMG)

r=0,

Количество прыжков 4 Number of jumps 4

Ранговые корреляции Спирмена физиологических показателей за четыре периода (0–60 секунд теста) ФПB у женщин-боксеров (n = 9). Примечание: отмеченные корреляции значимы на уровне P < 0,05 Spearman’s rank correlations of physiological data over four periods (0–60 s) of the Bosco repeat jump test in female boxers (n = 9). Note: noted correlations are significant if P < 0.05

Таблица 3

Table 3

Результаты ФПВ у мужчин, занимающихся волейболом и фехтованием на рапирах, в пробах без (1) и с применением (2) процедуры эндомассажа и магнитного поля (n = 13)

The Bosco repeat jump test results in male volleyball players and foil fencers in trials without (1) and with (2) endomassage and magnetic field procedures (n = 13)

Показатели / Parameter	1	2	P <
Индекс утомления / Fatigue index	1,87 ± 0,18	1,36 ± 0,08	0,05
Максимальная сила отталкивания, Н / Max repulsive force, N	2105,46 ± 121,49	2230,99 ± 150,27	–
3-й период ФПВ (30–45 с) / 3rd period of the test (30–45 s)
Мощность прыжка, Вт / Jump power, W	973,72 ± 100,17	1020,13 ± 78,74	–
Удельная мощность прыжка, Вт/кг / Specific jump power, W/kg	12,88 ± 1,41	13,55 ± 1,02	–
Средняя высота прыжка, м / Average jump height, m	0,159 ± 0,016	0,178 ± 0,013	0,05
4-й период ФПВ (45–60 с) / 4th period of the test (45–60 s)
Мощность прыжка, Вт / Jump power, W	875,58 ± 105,23	987,24 ± 85,10	0,05
Удельная мощность прыжка, Вт/кг / Specific jump power, W/kg	11,66 ± 1,59	13,04 ± 1,05	0,05
Средняя высота прыжка, м / Average jump height, m	0,138 ± 0,016	0,172 ± 0,019	0,05
Максимальная высота прыжка, м / Max jump height, m	0,168 ± 0,017	0,200 ± 0,018	0,05
Количество прыжков за период / Jumps per period	12,46 ± 1,14	12,92 ± 1,57	–
За весь период ФПВ (0–60 с) / Whole test (0–60 s)
Средняя высота прыжка, м / Average jump height, m	0,186 ± 0,016	0,196 ± 0,016	0,05

Примечание. сравнение данных проводилось с помощью непараметрического критерия Вилкоксона. В 1-м и во 2-м периоде ФПВ достоверных различий между показателями не выявлено.

Note: data comparison was performed with the Wilcoxon singed-rank test. No significant differences were found during the 1^st and 2^nd periods of the test.

стояние двигательной системы спортсменов, в частности физические и электрофизиологические параметры двигательного прыжкового теста, силовые сократительные свойства мышц, силовую выносливость. Полученные с помощью ФПВ данные позволяют охарактеризовать локальные физиологические про-

цессы, состояния утомления, а также проявления свойств пластичности нервной системы. Экспериментально доказано, что ФПВ может применяться в клинических экспериментальных исследованиях для обоснования эффективности восстановительных мероприятий.