Функциональные резервы нервно-мышечного аппарата и взаимодействия физиологических и биомеханических параметров при выполнении тяжелоатлетических упражнений

S.V. Nopin, ,

Yu.V. Koryagina, ,

S.M. Abutalimova, ,

G.N. Ter-Akopov, ,

Введение. Двигательная система спортсмена изменяет свои функциональные элементы и свойства в зависимости от предъявляемых требований за счет имеющихся и развиваемых функциональных резервов [3]. Соразмерное увеличение функций и взаимосвязей между структурными элементами системы позволяет проявлять спортсменам максимум двигательных способностей или качеств, определяемых как непосредственно физическими параметрами или биомеханикой движений [4], так и с помощью регистрации внутренних электрофизиологических процессов [6].

Цель исследования: выявление характера взаимодействий физиологических и биомеханических параметров, а также определение функциональных резервов срочной адаптации

НМА при выполнении соревновательного упражнения «тяжелоатлетический рывок» у штангистов высокой квалификации.

Работа выполнена в соответствии с государственным контрактом ФГБУ СКФНКЦ ФМБА России с Министерством спорта Российской Федерации № 0173100014420000023 от 15.06.2020 на выполнение прикладной НИР по теме «Разработка методики экспресс-конт-роля за техникой выполнения тяжелоатлетических упражнений спортсменами высокой квалификации в условиях тренировочной деятельности».

Материалы и методы. Исследования 52 мастеров спорта по тяжелой атлетике (35 мужчин и 17 женщин) проводились в Центре медико-биологических технологий ФГБУ СКФНКЦ ФМБА России. Работа выполнялась на системе видеоанализа, тензодинамометрии и электромиографии (ЭМГ) BTS Motion System (BTS Bioengineering, Италия) [1]. Для анализа техники тяжелоатлетического рывка была разработана программа для ЭВМ (свидетельство RU 2020660142, 28.08.2020) [2]. Исследование заключалось в регистрации и последующем анализе биомеханических (динамических, кинематических) и ЭМГ показателей при выполнении спортсменами тяжелоатлетического рывка с интенсивностью 80 % от максимального веса.

Анализировалась фазовая структура тяжелоатлетического рывка и определялись биомеханические показатели в каждую фазу упражнения. ЭМГ анализировали по показателям средней и максимальной амплитуды, пиковой и медианной частоты правой трапециевидной мышцы (ТМ), латеральной широкой мышцы бедра (ЛШМ), правой двуглавой мышцы бедра (ДМБ), правой икроножной мышцы (ИМ).

Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы Statistica 13.0. Применялись корреляционный анализ Спирмена и регрессионный анализ. Все показатели были проверены на нормальность распределения по критерию Шапиро – Уилка. Унификация показателя результативности тяжелоатлетов проводилась с помощью коэффициента Синклера [7]. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБУ СКФНКЦ ФМБА России (протокол № 2 от 20.07.2020).

Результаты. Согласно концепции функциональных резервов адаптация и повышение возможностей физиологических резервов «управления движением» проявляются в улучшении биомеханических параметров двигательных действий [4], что наглядно можно увидеть на примере выполнения тяжелоатлетических упражнений спортсменами высокой квалификации [1, 5]. Корреляционный анализ результативности спортсменов (по Синклеру) с биомеханическими показателями рывка выявил по разным фазам значимые корреляции (p < 0,05) результативности с силовыми показателями (r = 0,60–0,80), скоростными показателями (r = 0,51–0,84); показателями кинематики (r = 0,53–0,77), показателями мощности (r = 0,53–0,80).

Адаптация и повышение возможностей физиологических резервов «реализации деятельности (мышечная система)» [4] проявляются в увеличении функциональных возмож- ностей НМА спортсменов. Анализ параметров ЭМГ в состоянии относительного покоя и в каждую фазу тяжелоатлетического рывка, а также расчет коэффициентов увеличения данных параметров показал наибольшее увеличение средних амплитуд ЭМГ для ТМ у женщин-тяжелоатлеток в фазы подседа (в 31–33 раза; покой – 0,021 мВ, подсед – 0,69 мВ). Для ЛШМ в фазы тяга 1.2, подрыв 2.1 и вставания (в покое – 0,049 мВ, конец тяги – 0,278 мВ, начало подрыва – 0,353 мВ, вставание – 0,258 мВ) зафиксировано увеличение средних амплитуд ЭМГ в 5–7 раз. Для ДМБ в фазу подрыв 2.1 – в 11 раз (покой – 0,032 мВ, подрыв 2.1 – 0,351 мВ). Для ИМ в фазы подрыва – в 4–6 раз (покой – 0,043 мВ, подрыв 2.1 – 0,266 мВ, подрыв 2.2 – 0,174 мВ). Аналогичные и несколько большие коэффициенты амплитуд (до 40 раз для ТМ) были выявлены при исследовании тяжелоатлетов мужчин.

Корреляционный анализ выявил статистически значимые взаимосвязи результативности тяжелоатлеток с показателями средней амплитуды ЭМГ левой ТМ в фазу начала подрыва (r = 0,60) и правой ДМБ в фазу окончания подрыва (r = –0,61). Результативность также была взаимосвязана с частотными показателями ЭМГ.

С помощью регрессионного анализа были найдены линейные взаимосвязи динамических, кинематических и электрофизиологических параметров работающих мышц с результатом подъема штанги. Ниже представлено уравнение регрессии между средней амплитудой ЭМГ правой ТМ в фазе подсед 3.1 и максимальной вертикальной полезной мощностью тяжелоатлета в фазе подсед 3.1. Pmax 3.1 = = 4611–4259 ⋅ M2R.3.1.Mean, где Pmax 3.1 – максимальная полезная мощность тяжелоатлета при выполнении упражнения рывок в фазе подсед 3.1, Вт/кг; M2R.3.1.Mean – средняя амплитуда ЭМГ правой ТМ в той же фазе, мВ.

Уравнение регрессии между максимальной амплитудой ЭМГ правой ТМ в рывке и удельной мощностью определяет ведущую роль напряжения ТМ в результативности подъема штанги: Pmax уд = 62,49 + 8,58 ⋅ M2R.4Max – – 10,55 ⋅ M2R.Max, где Pmax уд – максимальная полезная удельная мощность тяжелоатлета при выполнении упражнения рывок, Вт/кг; M2R.4Max – максимальная амплитуда ЭМГ правой ТМ в рывке в фазу Вставание 4, мВ;

Уравнение регрессии между максимальной вертикальной полезной мощностью тяжелоатлеток в фазе вставание и средней частотой ЭМГ правой ТМ в той же фазе свидетельствует, что мощность, проявляемая спортсменками при вставании, зависит от частоты импуль-сации мотонейронов правой ТМ: PMAX4 = = 1107,58 – 8,093 ⋅ M2R.4.FMEAN, где PMAX4 – максимальная вертикальная полезная мощность тяжелоатлета в фазе вставание 4, Вт; M2R.4.FMEAN – средняя частота ЭМГ правой ТМ в той же фазе, Гц.

Уравнение регрессии между максимальной вертикальной полезной мощностью тяжелоатлеток в фазе подсед 3.1 и средней амплитудой ЭМГ правой ЛШМ бедра в той же фазе определяет проявляемую мощность величиной электронапряжения правой ЛШМ бедра:

Заключение. В проведенном исследовании найдены функциональные системные взаимодействия физиологических и биомеханических параметров, способствующие проявлению максимальных функциональных возможностей и увеличению физиологических резервов спортсменов. Показатели электроактивности всех исследованных мышц тесно взаимосвязаны с результатом подъема штанги. При выполнении тяжелоатлетического рывка у мужчин и женщин наблюдается значительное увеличение функциональной активности НМА, проявляющееся в многократном усилении электронапряжения работающих мышц, в отдельных случаях – до 40 раз.