ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТАЮЩЕЙ НАГРУЗКИ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ДВУГЛАВОЙ МЫШЦЫ ПЛЕЧА У КВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ СИЛОВЫХ ВИДОВ СПОРТА

ФИЗИОЛОГИЯ СПОРТА

Abstract

INFLUENCE OF GROWING LOAD ON ELECTRIC ACTIVITY OF BICEPS MUSCLE OF SHOULDER IN QUALIFIED ATHLETES OF POWER KINDS OF SPORTS

A.B. Trembach, professor

V.V. Marchenko, lecturer

Kuban state academy of physical culture, Krasnodar

Key words: power abilities, power endurance, electromyography of biceps muscle of shoulder, motort unit, training load, threshold of excitability.

The purpose of the research was the study of the influence of a growing load on electric activity of biceps muscle of a shoulder.

As the modelling movement the bending hands with a bar in cubital joints was used. The board behind the athlete, which did not allow him to use the muscle of a back at performance of exercise, was vertically installed. The researched lifted in modelling movement the maximal weight accepted as 100% after the special limbering up. The one rise of 90% weight from maximal followed after the rest. Further the athlete carried out 10 approaches to weight of 70 % from maximal.

The changes of electroactivity of a biceps muscle of a shoulder consi-dered in the research allow to judge, that the load executed by athletes was directed on the development of power endurance. For its perfection 8, 9 and 10-th approaches have the greatest value.

ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТАЮЩЕЙ НАГРУЗКИ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ДВУГЛАВОЙ МЫШЦЫ ПЛЕЧА У КВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ СИЛОВЫХ ВИДОВ СПОРТА

Профессор А.Б. Трембач
Доцент В.В. Марченко

Кубанская государственная академия физической культуры, Краснодар

Ключевые слова: силовые способности, силовая выносливость, электромиограмма (ЭМГ) двуглавой мышцы плеча, двигательная единица, тренировочная нагрузка, порог возбудимости.

Совершенствование силовых способностей спортсменов связано с использованием в тренировке многократных подъемов штанги различного веса [1, 6]. В зависимости от веса поднимаемого снаряда, количества подходов, повторений в подходе и длительности интервалов отдыха в организме атлетов происходят специфические морфофункциональные изменения. Они обеспечивают преимущественное проявление силовой выносливости, силовых и скоростно-силовых качеств [9 - 11, 13].

На начальных этапах подготовки тяжелоатлетов объем нагрузки неуклонно возрастает, а при достижении ими высокого уровня специальной подготовленности стабилизируется. Повышение эффективности тренировочного процесса без существенного увеличения объема нагрузки является важной задачей тренера и спортсмена. В настоящее время ведется поиск и обоснование методических приемов, позволяющих направленно влиять на основные компоненты физической подготовленности атлетов при сохранении оптимальных параметров нагрузки [1, 6, 10]. Рост величины преодолеваемого сопротивления в подходе и подъемы околопредельных весов в условиях развивающегося утомления можно отнести к одному из перспективных направлений в методике интенсивной силовой подготовки.

В предыдущем исследовании [12] на квалифицированных тяжелоатлетах показано, что при трехразовом подъеме штанги постоянного веса (80% от максимального) в двуглавой мышце плеча увеличивается площадь ЭМГ при неизменной частоте максимальной мощности спектра. Последовательный подъем веса 70, 80 и 90% от максимального способствовал включению новых двигательных единиц с более высокой частотой импульсации. Многократный подъем штанги массой 70% от максимального (10 повторений) сопровождался снижением частоты максимальной мощности спектра и увеличением площади ЭМГ. Повышение веса снаряда на 10% во 2, 6 и 10-м подъемах привело к дополнительному росту показателя площади ЭМГ только в 6-м подъеме.

Таким образом, компенсированное утомление на определенном этапе развития может служить базой для повышения использования резервных возможностей организма при силовой и скоростно-силовой тренировке.

Для изучения влияния возрастающей нагрузки на электрическую активность двуглавой мышцы плеча были поставлены следующие задачи:

1. Выявить динамику электрической активности двуглавой мышцы плеча при градуально возрастающем объеме нагрузки.

2. Определить динамику электрической активности двуглавой мышцы плеча при повышении веса снаряда в различные временные интервалы возрастающего объема нагрузки.

3. Установить динамику электрической активности двуглавой мышцы плеча при подъеме околопредельных отягощений.

Было обследовано 20 представителей силовых видов спорта (тяжелой атлетики, гиревого спорта и силового троеборья) в возрасте 18-20 лет - 6 мастеров спорта, 9 кандидатов в мастера спорта, 5 перворазрядников.

В качестве модельного движения использовалось сгибание рук со штангой в локтевых суставах. Сзади спортсмена вертикально устанавливалась доска, которая не позволяла ему при выполнении упражнения использовать мышцы спины. После специальной разминки исследуемый поднимал в модельном движении максимальный вес снаряда, принимаемый за 100%. После отдыха следовал один подъем снаряда весом 90% от максимального. Далее атлет выполнял 10 подходов к снаряду весом 70% от максимального.

В 1-м подходе снаряд поднимался 1 раз, в каждом последующем происходило увеличение количества повторений на 1 подъем. Во всех подходах начиная со 2-го в последнем подъеме вес снаряда увеличивался до 80%. Интервал отдыха между подходами устанавливался самим атлетом и находился в пределах 2,5-3 мин. Общий объем нагрузки составлял 55 подъемов. После выполнения предложенной нагрузки в 10-м подходе обследованные атлеты были не в состоянии далее продолжать работу. Завершалось исследование повторным подъемом штанги весом 90%.

В процессе выполнения упражнения регистрировали ЭМГ двуглавых мышц верхних конечностей посредством электромиографа "Медикор" (частота 0,5-1000 Гц). Использовались накожные электроды диаметром 1 см в униполярном отведении. Аналоговые сигналы записывали на жесткий диск компьютера с последующим спектральным анализом и определением площади ЭМГ по программе СОNAN-2 м. Эпоха анализа составляла 0,53 с. Полученные данные обрабатывались методами параметрической и непараметрической статистики [5].

1. Динамика ЭМГ двуглавой мышцы плеча при возрастающем объеме нагрузки с массой снаряда 70% от максимального

Анализ площади и частоты максимальной мощности спектра ЭМГ посредством быстрого преобразования Фурье позволил выявить специфическую динамику биопотенциалов на возрастающую нагрузку с весом снаряда 70% от максимума.

Постепенное повышение объема нагрузки в 10 подходах приводило к однонаправленным изменениям электроактивности исследуемых мышц. В первых 7 подходах увеличение количества повторений сопровождалось ростом лишь площади ЭМГ. В 6-м повторении 7-го подхода площадь ЭМГ правой двуглавой мышцы плеча возросла с 19 до 23 мкв с, левой - с 13 до 18 мкв с. Частота максимальной мощности спектра ЭМГ двуглавых мышц верхних конечностей существенно не изменилась.

В 8, 9 и 10-м подходах одновременно с увеличением площади ЭМГ отмечалось снижение показателя частоты максимальной мощности спектра. Наибольших значений указанные изменения достигали в 9-м повторении 10-го подхода. В двуглавой мышце плеча правой руки площадь ЭМГ возросла с 19 до 24 мкв с, левой руки - с 14 до 19 мкв с. Величина частоты максимальной мощности спектра на правой руке снижалась с 119 до 96 Гц, на левой - с 109 до 98 Гц.

Первые подъемы в 5 -10-м подходах по отношению к 1-му подъему в 1-м подходе имели меньшие значения площади ЭМГ исследуемой мышцы левой руки на 2 - 3мкв с (13-19%). Различия достоверны при р<0,01 и р<0,001.

2. Реакция ЭМГ двуглавой мышцы плеча на однократное увеличение массы снаряда при возрастающем объеме нагрузки с массой снаряда 70% от максимального

Следующим этапом исследования был анализ электрической активности двуглавой мышцы плеча в ответ на повышение нагрузки в процессе многократного подъема штанги. Масса снаряда увеличивалась до 80% в каждом последнем подъеме штанги во всех 9 подходах.

Увеличение массы снаряда вызывало существенный
прирост площади ЭМГ исследуемых мышц. В двуглавой мышце плеча правой руки она возрастала в 4, 8, 9 и 10-м подходах и составляла 23, 27, 27 и 28 мкв с соответственно. В остальных подходах не изменялась.

В двуглавой мышце плеча левой руки площадь ЭМГ увеличивалась во 2, 3, 9 и 10-м подходах до 17, 17, 20 и 23 мкв с. Частота максимальной мощности спектра ЭМГ в мышцах обеих конечностей существенно не изменялась.

В начале выполнения нагрузки (1-4-й подходы) величина частоты максимальной мощности спектра ЭМГ при подъеме 80%-ных весов была больше, чем в конце (8-10-й подходы), что свидетельствует о развитии утомления исследуемых мышц. Частота максимальной мощности спектра ЭМГ двуглавой мышцы плеча правой руки в начале работы составляла 119 -113 ГЦ, в конце - 104 - 95 ГЦ. Аналогичные изменения наблюдались в ЭМГ левой руки - соответственно 117-111 и 95 - 90 ГЦ.

3. Влияние околопредельных нагрузок на функциональное состояние двуглавой мышцы плеча до и после выполнения всего объема тренировочной нагрузки

При повторном подъеме штанги весом 90% после выполнения всего объема нагрузки (55 подъемов) показатель площади ЭМГ исследуемых мышц возрос на правой руке с 22 до 27 мкв с, на левой - с 18 до 21 мкв с. Величина частоты максимальной мощности спектра ЭМГ на правой руке осталась практически без изменений (119 и 114 Гц), на левой - уменьшилась со 119 до 108 Гц.

При подъеме снаряда весом 90% до нагрузки, 70% - в 1-м подходе и 80% - во 2-м величина частоты максимальной мощности спектра ЭМГ исследуемых мышц верхних конечностей не имела различий. На правой руке этот показатель равнялся соответственно 119, 119 и 119 Гц, на левой - 119, 111 и 111 Гц.

После 10-го подхода при повторном подъеме штанги весом 90% он был достоверно выше, чем при подъеме снаряда весом 70 и 80% в конце 10-го подхода. На правой руке его величина составила 114, 96 и 95 Гц, на левой - 108, 98 и 90 Гц.

До нагрузки показатель площади ЭМГ при подъеме штанги весом 90, 80% был выше, чем при подъеме снаряда весом 70%. На правой руке - 22, 22 и 20 мкв с, на левой - 18, 17 и 16 мкв с соответственно.

После нагрузки указанные различия сохранились и стали более выраженными. На правой руке площадь ЭМГ двуглавой мышцы плеча равнялась 27, 28 и 24 мкв с, на левой - 21, 23 и 19 мкв с.

Обсуждение результатов исследования. Описанная динамика повышения площади и снижения частоты максимальной мощности спектра ЭМГ при многократном подъеме штанги весом 70% может быть обусловлена рекрутированием новых двигательных единиц с более низкой частотой импульсации, а также снижением частоты импульсации двигательных единиц. Такие изменения электроактивности исследуемых мышц возможны при выполнении многократных быстрых и мощных движений в условиях компенсированного мышечного утомления [2, 4, 7 - 9].

На начальных этапах работы силового и скоростно -силового характера активизируются быстрые двигательные единицы. Увеличение количества повторений в подходе приводит к развитию утомления в мышцах, так как большинство из них не обладают достаточной выносливостью. Продолжение работы в 8, 9 и 10-м подходах обеспечивается, по-видимому, включением новых медленных двигательных единиц, которые имеют более низкую частоту импульсации. Это приводит к снижению частоты максимальной мощности спектра ЭМГ. Возможно, более высокие значения силы, развиваемой мышцей в этих условиях, обуславливаются активизацией дополнительных медленных двигательных единиц и более выраженной синхронизацией их деятельности.

Вместе с тем сократительная способность мышцы определяется не только величиной частоты импульсации, типом и количеством двигательных единиц, участвующих в осуществлении двигательного акта. Сила мышечного сокращения зависит от эффективности управления частотой разрядов мотонейрона со стороны вышележащих отделов центральной нервной системы. При проявлении таких феноменов, как лестница, посттетаническая потенциация, дуплет, происходит мобилизация сократительных резервов мышцы в ответ на различные импульсные посылки: низкие и высокие частоты, сокращение межимпульсного интервала. Например, дуплеты спаренных импульсов изменяют в широких пределах силовые и скоростно-силовые характеристики мышцы при относительно небольшом диапазоне изменения средних частот работы мотонейронов [2, 3].

Более низкие значения площади ЭМГ в первых повторениях второй половины подходов (5 -10-го) по отношению к 1-му подъему в 1-м подходе могут свидетельствовать об экономизации двигательных действий спортсменов в начале выполнения нагрузки.

Увеличение отягощения до 80% в конце каждого из 9 подходов показывает, что исследуемая мышца лишь в определенном функциональном состоянии способна включать свои резервы в ответ на стимул в виде возрастающего веса штанги. В этих условиях увеличение веса снаряда стимулирует деятельность новых двигательных единиц с той же частотой импульсации. Одними из факторов, определяющих количество и тип необходимых для использования в работе мышечных волокон, являются величина сопротивления и сократительная способность мышцы в этот момент [2, 9].

Рассмотренные выше изменения электроактивности двуглавой мышцы плеча позволяют считать, что выполненная спортсменами нагрузка была направлена на развитие силовой выносливости. Для ее совершенствования наибольшее значение имеют 8, 9 и 10-й подходы.

Выполненная спортсменами нагрузка (55 подъемов) с весами 70 и 80% приводит к компенсированному утомлению двуглавых мышц плеча. В работу включаются дополнительные двигательные единицы с более низкой частотой импульсации. В этом функциональном состоянии нервно-мышечного аппарата повторный подъем штанги весом 90% приводит к увеличению числа активных двигательных единиц с более высокой частотой импульсации.

Для развития силы мышц атлетам следует периодически поднимать околопредельные веса в конце упражнения или тренировочного занятия на фоне утомления. Обязательным условием такой тренировки является наличие достаточного по длительности отдыха перед подъемом околопредельного отягощения.

Выводы

1. Увеличение количества повторений в первых 7 подходах активизирует деятельность новых двигательных единиц с тем же порогом возбудимости. Во второй половине 8 -10-го подходов в работу включаются дополнительные двигательные единицы с более низким порогом возбудимости. Наибольшее количество активных двигательных единиц выявлено в конце 8-10-го подходов.

2. Подъемы штанги весом 70% от максимального при постепенно возрастающем объеме нагрузки от 1 до 9 раз в подходе создают благоприятные предпосылки совершенствования силовой выносливости атлетов. Для достижения этой цели особенно эффективны 8-10-й подходы.

3. В условиях развивающегося утомления повышение веса снаряда приводит к увеличению только показателя площади ЭМГ.

4. Преимущественные изменения этой характеристики электроактивности двуглавой мышцы плеча отмечены в 8-10-м подходах. При 2-4-разовом повторении в подходе рост веса снаряда до 80% включает в работу двигательные единицы с более высоким порогом возбудимости, чем при 8-10-разовом.

5. После выполнения всей нагрузки повторный подъем штанги весом 90% от максимального способствует возбуждению двигательных единиц практически с тем же показателем частоты максимальной мощности спектра ЭМГ. Его абсолютная величина выше, чем при многократных (8-10-разовых) подъемах снаряда весом 70 и 80%. Для совершенствования силовых способностей атлетам необходимо поднимать околопредельные веса на фоне утомления.

Литература

1. Городничев Р.М., Тхоревский В.И. Физиология нервно-мышечного аппарата: Учеб. пос. Великие Луки, 1993. - 40 с.

2. Гурфинкель В.С., Левик Ю.С. Скелетная мышца: структура и функция. - М.: Наука, 1985. - 144 с.

3. Дворкин Л.С. Силовые виды единоборств. - Краснодар: КГАФК, 1997. - 368 с.

4. Козаров Д., Шапков Ю.Т. Двигательные единицы скелетных мышц человека. - Л.: Наука, 1983. - 252 с.

5. Масальгин Н.А. Математико-статистические методы в спорте. - М.: ФиС, 1974. - 151 с.

6. Медведев А.С. Проблема дальнейшего совершенствования методики тренировки тяжелоатлетов на современном этапе // Теория и практика физ. культуры. 1996, № 6, с. 51 - 54.

7. Моногаров В.Д. Изменение работоспособности и электрической активности мышц в процессе развития и компенсации утомления при напряженной мышечной деятельности // Физиология человека. 1984, т. 10, № 2, с. 299 - 309.

8. Персон Р.С. Спинальные механизмы управления мышечным сокращением. - М.: Наука, 1985. - 184 с.

9. Платонов В.Н. Адаптация в спорте. - Киев: Здоровье, 1988. - 216 с.

10. Селуянов В.Н. Методы построения физической подготовки спортсменов высокой квалификации на основе имитационного моделирования: Автореф. докт. дис. М., 1992. - 42 с.

11. Трембач А.Б. Физиологические механизмы формирования и регуляции двигательного навыка у человека: Автореф. докт. дис. СПб., 1991. - 36 с.