Выработка новых двигательных программ регуляции равновесия позы у девушек на основе баланс-тренировки

Баланс или равновесие позы – это способность организма поддерживать общий центр тяжести в пределах базы опоры с минимальными колебаниями [1, 2]. К функции равновесия относится также способность эффективно реагировать на дестабилизирующие факторы с целью восстановления вертикального положения позы с помощью постуральных перестроек перед, во время и после самопроизвольных движений и в ответ на внешние возмущения [3]. Постуральное равновесие разделяют на два подвида: статическое и динамическое. К статическому относят способность регулировать вертикальную позу на неподвижной опоре, а к динамическому – способность сохранять равновесие на подвижной опоре или во время перемещений [1–3].

Способность поддерживать статическое и динамическое равновесие позы является важной предпосылкой для управления движениями и локомоциями в быту и особенно в спорте [4]. Достижение высокого результата во многих видах спорта – гимнастике, единоборствах, стрельбе, спортивных играх и других – связано с высокой способностью к регуляции позы [5]. Напротив, сниженное равновесие позы повышает риск падений во время спортивных упражнений, ведет к ухудшению спортивных результатов и появлению травм [6].

Для совершенствования регуляции позы предлагают различные тренировки, которые включают силовые, плиометрические, спортивные упражнения, а также специальные упражнения для баланса на неустойчивых опорах или баланс-тренировку [7, 8].

Баланс-тренировка - это методика физической тренировки, направленная главным образом на развитие способности сохранять равновесие вертикального тела на неустойчивых опорах. Под влиянием баланс-тренировки повышаются скоростно-силовые способности спортсменов, а также результативность в прыжковых тестах [9, 10].

Многими исследованиями было показано улучшение способности сохранять равновесие. Как правило, скорость колебаний тела на податливой или подвижной опоре после тренировки испытуемых снижается [11, 12]. Однако в некоторых работах позитивные изменения в регуляции позы не были установлены, например, у детей дошкольного возраста [13]. Более того, установлено, что после трех месяцев ходьбы по натянутой подвижной стропе -слэклайну - статическое равновесие в моно-опорной стойке не улучшалось, но повышалось специфическое равновесие в тренируемых заданиях на слэклайне [14]. Полагают, что отсутствие переноса двигательной способности связано с высокой специфичностью двигательного обучения [13, 14]. Таким образом, в нашей работе мы исследовали эффект десятинедельной баланс-тренировки на статическое и динамическое равновесие у молодых физически активных девушек. Мы предположили, что в результате долговременных упражнений на подвижных опорах скорость и площадь колебаний центра давления тела больше снизится в стойке на подвижной опоре, но практически не изменится в стойке на неподвижной опоре.

Цель: изучить эффект баланс-тренировки на статическое и динамическое равновесие молодых физически активных девушек.

Материалы и методы

В исследовании на добровольной основе приняли участие физически активные здоровые девушки-студентки (n = 28, 19,8 ± 1,1 года). 14 девушек вошли в группу «Контроль» (вес: 63 ± 15 кг, рост: 163 ± 7 см) и 14 человек с такими же антропометрическими данными (вес: 63 ± 11 кг, рост: 165 ± 6 см) - в экспериментальную группу «Баланс». Критериями включения в исследование были возраст 18– 22 года, отсутствие заболеваний опорнодвигательного аппарата и систем, способных влиять на функцию равновесия тела. Критериями исключения - наличие заболеваний, отсутствие мотивации участия в 10-недельном эксперименте. Определение всех показателей выполнены до и после 10-недельной программы баланс-тренировки. Группа «Контроль» занималась физическими упражнениями в рамках дисциплины «физическая культура» (два раза в неделю) университета. Группа «Баланс» тренировалась по программе тренировки способности сохранять устойчивость позы на неустойчивых и ограниченных по площади опорах (три раза в неделю по 80 минут). Занятия включали статодинамические упражнения на гимнастической скамье, балансирующих досках, подушках и полусферах. Исследование проведено на базе кафедры физического воспитания ЯГПУ им. К.Д. Ушинского

Регуляцию вертикальной позы определяли с помощью стабилографического комплекса «Стабилан-01» (ЗАО ОКБ «Ритм») в моно-опорном положении без обуви с открытыми (ОГ, 30 секунд) и закрытыми глазами (ЗГ, 30 секунд). Статическую устойчивость позы регистрировали в стойке на твердой устойчивой стабилоплатформе, а динамическую устойчивость - в стойке на подвижной по сагит-тали пресс-папье, размещенной на стабилоп-латформе (пресс-папье, h = 10, r = 60 см). Для анализа использовали среднюю линейную скорость (Vоцд, мм/сек), 95%-ную площадь (Sоцд, мм2) колебаний общего центра давления (ОЦД).

Силовые способности нижних конечностей анализировались с помощью силовых тренажеров: определяли силовые способности сгибателей и разгибателей бедра с субмаксимальным стандартным весом (повторный максимум составил 10–15 раз). Для оценки активной гибкости определяли амплитуду активной подвижности голеностопного сустава в положении лежа с помощью электронного угломера.

Все участники оформляли добровольное письменное информированное согласие на участие в предстоящем экспериментальном исследовании (согласно принципам Хельсинкской декларации). Протокол исследования одобрен независимым локальным комитетом по биоэтике ФГБОУ ВО «ЯГПУ имени К.Д. Ушинского».

Статистика. Результаты на рис. 1-4 представлены как средняя арифметическая (М) ± 95 % доверительный интервал (95 % дов. инт.). Полученные данные проверены на нормальность распределения, применяя кри- терий Шапиро – Уилка. Двухфакторный анализ для повторных измерений (ANOVA) использовался для определения различий в изменении показателей за период тренировки между группами «Контроль» и «Баланс». Для парных сравнений внутри групп использован post-hoc критерий Tukey HSD. Для расчета взаимосвязей использована корреляция Пирсона. Расчёты выполнены в программе Statistica v.12 (StatSoft).

Результаты

Силовые способности и подвижность нижних конечностей по данным функциональных тестов . После баланс-тренировки силовая выносливость сгибателей (+7,2 ± 7,1 % и 1,9 ± 6,6 % в группах «Баланс» и «Контроль», ANOVA р = 0,053) и разгибателей (8,5 ± 5,9 и 1,5 ± 5,7 в группах «Баланс» и «Контроль», ANOVA р = 0,006) ног в коленном суставе увеличилась более существенно в группе «Баланс» (р < 0,01 в обоих тестах по сравнению с исходным уровнем) по сравнению с группой «Контроль». Активная подвижность в голеностопном суставе в группах не изменилась (р > 0,05).

Статическая устойчивость вертикальной позы . В обычной моноопорной стойке на стабилоплатформе с ОГ существенных изменений Vоцд и Soцд внутри обеих групп, а также между группами не выявлено (для обоих показателей ANOVA p > 0,05, рис. 1). Однако в стойке с ЗГ установлено более существенное снижение Vоцд в группе «Баланс» по сравнению с группой «Контроль»

(–14,6 % и 1,6 % в группах «Баланс» и «Контроль», ANOVA р = 0,025, см. рис. 2), но изменения Sоцд между группами были не существенны (ANOVA р = 0,090).

Динамическая устойчивость вертикальной позы . В стойке на пресс-папье с ОГ существенных изменений Vоцд в группах не произошло, а динамика Vоцд не различалась между группами (ANOVA р = 0,467, рис. 3). Однако Soцд существенно снизилась в группе «Баланс» (–30,3 %, р = 0,01) по сравнению с уровнем до тренировки, а величина снижения была фактически больше, чем в группе «Контроль» (ANOVA р = 0,051 (см. рис. 3).

В стойке на пресс-папье с ЗГ в группе «Баланс» существенно снизилась Vоцд (–22,5 %, р < 0,05 по сравнению с уровнем до тренировки) и стало практически ниже, чем в группе «Контроль» (р = 0,055, рис. 4). Более того, степень снижения Vоцд в группе «Баланс» была больше по сравнению с группой «Контроль» (ANOVA р = 0,013). Также на пресс-папье с ЗГ в экспериментальной группе более существенно, чем в группе «Контроль» уменьшилась Sоцд (–25,8 % и 19,5 % в группах «Баланс» и «Контроль» соответственно, ANOVA р = 0,024 (см. рис. 4)).

Кроме того, мы установили слабые корреляции между изменениями статического и динамического равновесия в общей группе испытуемых: изменение Sоцд на пресс-папье с ОГ коррелировало с изменением Sоцд на стабилоплатформе с ОГ (r = 0,42; р < 0,05), а изменение Vоцд на пресс-папье с ЗГ коррелировало с изменением Sоцд на стабилоплат-

Рис. 1. Изменение Vоцд (А) и Sоцд (Б) в группах «Контроль» и «Баланс» в моноопорной стойке на стабилоплатформе с открытыми глазами после периода тренировки. М ± 95 % дов. инт. Fig. 1. Changes in V (A) and S (B) in the control and balance groups in a single-support stance on a force platform with open eyes after training. M ± 95 % CI

Рис. 2. Изменение Vоцд (А) и Sоцд (Б) в группах «Контроль» и «Баланс» в моноопорной стойке на стабилоплатформе с закрытыми глазами после периода тренировки. М ± 95 % дов. инт.

Fig. 2. Changes in V (A) and S (B) in the control and balance groups in a single-support stance on a force platform with closed eyes after training. M ± 95 % CI

Примечание: ** – p < 0,01 по сравнению с исходным уровнем в группе «Баланс».

Note: **– p < 0.01 when compared to baseline data in the balance group.

Рис. 3. Изменение Vоцд (А) и Sоцд (Б) в группах «Контроль» и «Баланс» в моноопорной стойке на пресс-папье с открытыми глазами после периода тренировки. М ± 95 % дов. инт.

Fig. 3. Changes in V (A) and S (B) in the control and balance groups in a single-support stance on a seesaw with open eyes after training. M ± 95 % CI

Примечание: ** – p < 0,01 по сравнению с уровнем До в группе «Баланс».

Note: ** – p < 0.01 when compared to baseline data in the balance group.

форме с ЗГ (г = 0,47; р < 0,05), что указывает на слабую взаимосвязь между статическим и динамическим равновесием.

Обсуждение

Основными результатами нашей работы можно считать следующие: 1) баланс-тренировка оказывает более выраженное положительное влияние на динамическое равновесие и менее существенное - на статическое равновесие позы; 2) между вызванными тренировкой изменениями показателей статического и динамического равновесия существуют слабые взаимосвязи, что указывает на слабый перенос адаптаций в постуральной регуляции.

Наши данные совпадают с результатами работ, которые отмечали эффект переноса тренировки динамического равновесия на статический баланс [11, 12], но противоречат работам, в которых данный эффект не наблюдали [13, 14]. Мы полагаем, что «перенос» тренировочного эффекта развивается на уровне центральных структур управления позой, в частности, в мозжечке и базальных ганглиях [15]. В этих структурах происходит параллельное с моторной корой формирование и запоминание новых двигательных программ регуляции позы во время двигательных тренировок, которые могут использоваться в схожих постуральных заданиях, но

Рис. 4. Изменение Vоцд (А) и Sоцд (Б) в группах «Контроль» и «Баланс» в моноопорной стойке на пресс-папье с закрытыми глазами после периода тренировки. М ± 95 % дов. инт.

Fig. 4. Changes in V (A) and S (B) in the control and balance groups in a single-support stance on a seesaw with closed eyes after training. M ± 95 % CI

Примечание: * – p < 0,05 по сравнению с исходным уровнем в группе «Баланс». # – р = 0,055 между группами.

Note: * – p < 0.05 when compared to baseline data in the balance group; # – p = 0.055 between groups.

отличающихся по некоторым биомеханическим и динамическим параметрам [16]. Вероятность и сила положительного переноса, по-видимому, не высокие, поскольку на это влияют как индивидуальные особенности и преднастройки испытуемых, так и внешние условия выполнения движений, которые всегда различаются.

Полученные результаты о позитивных эффектах баланс-тренировки на различные виды равновесия позволяют рекомендовать упражнения на неустойчивых баланс-опорах (подушках, досках и качающихся полусферах) для совершенствования функции равновесия у представителей различных видов спорта и школьников на уроках физической культуры, а также для пожилых лиц с ухудшением постурального равновесия.

Заключение

Результаты нашего исследования показывают, что баланс-тренировка на неустойчивых опорах способствует совершенствованию регуляции вертикальной позы. Меньшие положительные изменения были выявлены в статическом равновесии, а наиболее существенные – в динамическом равновесии. Эти результаты указывают, что, во-первых, тренировочный эффект в регуляции позы имеет высокую специфичность и наибольшие изменения происходят в тех условиях, в которых была тренировка (динамическое равновесие); во-вторых, улучшение динамического равновесия в результате тренировки «переносится» на статическое равновесие, но «сила» такого переноса слабая; в-третьих, высокая способность к динамическому равновесию может не проявляться в простых статических тестах.