Современный взгляд на проблему морфобиомеханических состояний мышц в зависимости от их силовой д (стр. 1 из 2)

Современный взгляд на проблему морфобиомеханических состояний мышц в зависимости от их силовой динамики

Доктор медицинских наук, профессор Р.Н. Дорохов Доктор педагогических наук, профессор В.П. Губа Смоленский государственный институт физической культуры, Смоленск

Структуре, архитектонике и функции скелетных мышц посвящено множество работ физиологов, микро- и макроморфологов, биомехаников и педагогов. Каждый год появляются новые исследования, которые опровергают заключение Alan J. Me Comas [8]: "Изучение мышечной структуры практически завершено". Действительно, работы Хью Хакели при помощи электронной микроскопии исследования Эндрю Хакели с помощью интерференционной микроскопии раскрыли механизм сокращения толстой мышечной миофибриллы, положив начало теории скольжения нитей актина и миозина относительно друг друга [9, 10]. Была экспериментально построена модель сокращения саркомера, описана динамика изменения его длины. Показано, что сила зависит от количества задействованных актино-миозиновых мостиков, а следовательно, от сближения z-линий.

Однако тренера интересовали не только микроструктурные внутримышечные преобразования, но и проявление силы в зависимости от возраста, распределения и характера мышечных образований. Раскрыты факторы, влияющие на проявление силы мышц (группы синергистов), скоростные качества и т.д. В работах В.В. Язвикова [7] представлены микробиохимические различия строения мышечных волокон у элитных спортсменов, демонстрирующих выдающиеся результаты на спринтерских и марафонских дистанциях. Показана зависимость между скоростью, укорочением, нагрузкой и мощностью мышц.

Эти процессы сокращения поперечно-полосатых мышц начинаются еще в эмбриональном периоде и нарастают в фетальном. В послеродовом периоде сокращения мышц - один из главнейших факторов, стимулирующий рост и развитие органов и систем организма, - "правило скелетной мускулатуры", сформулированное И.А. Аршавским [1].

Рост мышц в длину, увеличение числа саркомеров стимулируется гормоном роста и ростом костей и имеет периоды интенсивного и замедленного роста [11]. Прирост мышечной массы не совпадает с периодом прироста их силы. Сила мышц достигает максимума через год-полтора, что подтверждает фактор волнообразности прироста силы [2]. В связи с этим представляет интерес изучение динамики силы мышц на всей амплитуде движения суставов биокинематических звеньев и пар с учетом варианта биологического развития и соматических особенностей на отрезках онтогенеза: пуэрильном, препубертатном, пубертатном, ювенильном и матурантном.

Материал и методы исследования. Анализируемый материал - фрагмент 13-летних лонгитудинальных исследований детей г. Смоленска (с 7 до 20 лет). Обследования велись с использованием метрического метода соматодиагностики и оценки биологического варианта развития: дети общеобразовательных школ, ДЮСШОР по методу Р.Н. Дорохова, В.Г. Петрухина [5]. Дополнительно проводилась тензодинамография 13 групп мышц. Сила мышц измерялась через 10° в крупных суставах и через 5° - в мелких. Использовалась ступенчатая динамография, разработанная Р.Н. Дороховьм, Ю.Д. Кузьменко [4]. При соматодиагностике выделялось пять основных соматических типов по непрерывной линии варьирования от нано- до мегалосомии. Весь цифровой материал обрабатывался с использованием разработанных компьютерных программ "Прогноз" и "Сила" [6].

Таблица 1. Динамика силы мышц, ВР "В" лиц мужского пола 15 лет

Сгибание бедра
Угол, °	330	340	350	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
М, кг	71,3	72,7	63,8	52,7	47,6	44,3	36,5	32,4	27,8	24,2	22,1	17,7	14,1	4,3
КВ, %	18,8	27,0	17,7	21,3	17,6	13,8	13,0	19,0	25,5	27,1	22,7	24,7	37,8	39,5
% max	98	100	87	72,5	63,8	60,7	50,3	44,5	38,2	33,2	30,2	24,3	20,2	5,3
Разгибание бедра
М, кг	13,5	22,3	28,3	35,0	43,7	45,9	56,9	63,4	68,7	83,2	84,8	88,3	96,3	71,2
КВ, %	33,8	39,0	23,3	13,1	12,5	11,8	15,0	16,0	15	17	18	20	15	18
% max	13,5	23	29	36,4	44,7	47,8	58,4	65,6	70,8	86,4	87,3	91,0	10,0	73,9
Отношение силы сгибателей к силе разгибателей бедра, %
%	327	225	148	107	96,5	64,2	50,7	39,7	28,9	26,1	19,3	14,5	16,0	5,6
Сгибание голеностопного сустава
Угол, °	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130
М, кг	30,2	29,5	27,0	24,1	21,7	19,1	16,1	14,2	11,1	7,8	4,2	3,3	-	-
КВ, %	27	19	20	17	14	18	22	16	23	37	60	54	-	-
% max	100	96	90	80	70	70	63	53	46	36	26	14	-	-
Разгибание голеностопного сустава
М, кг	22,9	30,7	34,3	36,1	41,7	46,2	50,9	47,8	44,7	42,0	39,8	37,2	40,1	-
КВ, %	44	36	22	28	19	23	20	24	22	20	27	19	20	-
% max	78	74	58	70	80	90	100	92	86	85	82	72	78	-
Отношение силы сгибателей к силе разгибателей голени, %
%	136	96	79	66	51	45	38	37	31	26	33	10	-	-

Сгибание позвоночника
Угол, °	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
М, кг	16	21	37	45	50	50	48	40	25	15	7
КВ, %	25	29	24	25	18	14	24	31	35	27	24
% max	32	42	74	80	100	100	96	80	50	30	14
Разгибание позвоночника
М, кг	9	30	47	61	63	66	68	82	93	107	74
КВ, %	32	27	29	31	25	21	20	27	27	35	17
% max	8	28	43	57	58	61	63	76	86	100	69
Отношение силы сгибателей к силе разгибателей позвоночника, %
%	177	70	78	73	79	75	70	48	26	14	9

Результаты и их обсуждение. "Морфобиомеханическое состояние мышц" - расширенное понятие, включающее не только растяжение группы мышц при изменении суставного угла между кинематическими звеньями, но и изменение угла приложения силы этих мышц к передвигаемому звену. Несомненно, учитывается изменение состояния периферических рецепторов, т.е. датчиков длины мышцы - нервно-мышечных веретен. В спортивных движениях основной управляющей системой является не простой рефлекс на растяжение, замыкающийся через спинной мозг, а более сложная следящая система - система управления.

Измерение силы мышц на всей амплитуде движения (сустава) при изометрическом напряжении для чистоты педагогического эксперимента выполнялось со строгим соблюдением определенных правил:

1. Оптимальное время для измерения силы мышц исходя из исследований специалистов хрономедицины - 17-19 ч.

2. Предварительная разминка с использованием стретчинговых и скоростно-силовых упражнений -- 5-7 мин.

3. Измерения проводить через 5-7 мин после разминки.

4. Положение испытуемого вертикальное, с фиксацией нерабочих суставов с помощью динамометрического стенда "Школьник".

5. Плечо приложения силы к регистрирующей части динамометра должно быть постоянным (сообразуясь с длиной измеряемого звена).

6. Угол между динамометром и осью измеряемого звена, к которому приложена сила, должен быть прямым!

7. Условия при измерении силы должны быть комфортными.

8. Измерения целесообразно проводить в виде соревнований.

9. Все расчеты осуществлять с учетом соматического типа и варианта биологического развития.

10. Исследователям силы мышц обязательно нужно указывать позу измеряемого, фиксацию звеньев тела и осевого скелета. "Свободное" измерение силы без соблюдения указанных правил приводит к получению несопоставимых и курьезных данных. "Свободное" измерение силы приводит к подключению добавочных мышц кинематической цепи и переносу массы тела (или звена) на динамометр. Отклонение тела (или звена) на 50 существенно меняет показатели силы. Точность проявленной силы при "рабочей позе" и скорости ее нарастания имеет принципиальное значение при анализе техники движения спортсменов различной подготовленности [3].

Измерения силы были выполнены с соблюдением всех рекомендаций. В эксперименте участвовали 948 детей и подростков. В качестве примера приведем результаты измерения силы у детей пубертатного возраста мезосоматического типа (0,53-0,545 усл. ед.) и обычного варианта биологического развития (табл.1).

Таблица 2. Показатели изменчивости силы изучаемых суставов (кгс, %)

Показатели	max F	min F	F	max KB	min KB	KB	max	min	V	KB max F	KB min F	KB	M измен F
Сустав	Сгибание в суставах
Тазобедренный	72,7	4,3	68,4	40	13	27	19,4	1,6	17,8	27	39	12	48
Коленный	30,2	3,0	27,2	60	14	46	8,1	1,7	6,4	27	60	33	2,2
Голеностопный	44	5,0	39	32	28	4	14	1,4	12,6	32	18	14	4,8
Позвон.: поясн. отдел	50	7	43	35	14	21	9,0	1,7	7,3	14	24	10	3,9
Сустав	Разгибание в суставах
Тазобедренный	96,3	13,5	49,8	39	11	28	14,4	1,4	13,0	39	11	28	5,7
Коленный	50,9	22,9	28	20	22	-2	10	2,5	7,5	44	19	25	15,3
Голеностопный	37	3,5	33,5	32	18	14	14,6	1,2	13,4	31	12	19	25
Позвон.: поясн. отдел	10,7	9	98	35	32	3	37	2,8	34,2	-	-	-	-

Обозначение: F - сила мышц (кГс)