БИОМЕХАНИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ МЫШЕЧНОЙ РЕГУЛЯЦИИ НА BIODEX SYSTEM 4PRO ЮНОШЕЙ-ТЯЖЕЛОАТЛЕТОВ ВЫСОКОЙ СПОРТИВНОЙ КВАЛИФИКАЦИИ СРЕДНИХ ВЕСОВЫХ КАТЕГОРИЙ

Р. В. Хоменко, Почта ruslan_0101@mail.ru (Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия), orcid http://orcid.org/0000-0001-6096-8732
А. П. Исаев, Почта isaevap@susu.ru (Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия), orcid http://orcid.org/0000-0003-2640-0240
В. В. Эрлих, Почта erlikhvv@susu.ru (Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия), orcid http://orcid.org/0000-0003-4416-1925
А. В. Шевцов, Почта sportmedi@mail.ru (Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья имени П.Ф. Лесгафта, г. Санкт-Петербург, Россия), orcid http://orcid.org/0000-0002-9878-3378
А. В. Ненашева, Почта nenashevaav@susu.ru (Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия), orcid http://orcid.org/0000-0001-7579-0463
Н. Е. Клещенкова, Почта kleshchenkovane@susu.ru (Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия), orcid http://orcid.org/0000-0002-8969-7478
Р. Р. Магданова, Почта Magdanova.regina@mail.ru (Южно-Уральский государственный медицинский университет, г. Челябинск, Россия), orcid http://orcid.org/0000-0001-8577-7596

Аннотация


Цель: оценка силовых способностей конечностей тяжелоатлетов, которая позволит рационально использовать в технике выполнения движений, статокинетической устойчивости, целесообразной энергопродукции, направленности рекрутирования мышц, упруго-вязких свойств, расслабления и напряжения. Организация и методы исследования. Обследовались тяжелоатлеты юноши 16–18 лет (n = 10), из них спортивной квалификации кандидата (n = 8) и мастера спорта (n = 2). Длина тела варьировала от 173 до 176 см. Для оценки изокинетического двигательного действия в суставах использовался мультисуставной комплекс Biodex System 4Pro (Biodex Medical System, Jnc, США). Результаты. Выявлено наличие многогранных биомеханических показателей и их взаимосвязей, отражающих функционирование интегративной деятельности системы статокинетической устойчивости тяжелоатлетов с ее балансированием и разбалансировкой. Следует отметить, что анализ корреляций по сравнению с анализом векторных изменений абсолютных значений более объективно отражает многогранные процессы в статокинетической устойчивости тяжелоатлетов. Заключение. Полученные результаты позволяют наиболее точно описать биомеханические характеристики регуляции сгибания и разгибания суставных изменений (колено, плечо, тазобедренный сустав).


Ключевые слова


Силовые способности, регуляция двигательных действий, нейромоторное обеспечение, нейронная сеть, мощность, угловая скорость, сгибание – разгибание.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Александров, Ю.И. Нейрон. Обработка сигналов. Пластичность. Моделирование: Фундаментальное руководство / Ю.И. Александров, К.В. Анохин, Б.Н. Безденежных и др:, под ред. Е.Н. Соколова, В.А. Филиппова, А.М. Черноверизова. – Тюмень: Изд-во Тюмен. гос. ун-та, 2008. – 548 с.
2. Витензон, А.С. От естественного к искусственному управлению локомоциями / А.С. Витензон, К.А. Петрушанская. – М.: НМФ «МБН», 2003. – 438 с.
3. Исаев, А.П. Спорт и среднегорье. Моделирование адаптивных состояний спортсменов: моногр. / А.П. Исаев, В.В. Эрлих. – Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2013. – 425 с.
4. Исаев, А.П. Адаптация к нагрузкам, развивающим локально-региональную мышечную выносливость учащихся, воспитанников социально-реабилитационного центра, подростков патронатных семей и юных спортсменов в период акклиматизации / А.П. Исаев, А.С. Аминов, В.В. Эрлих и др. // Наука и спорт: современные тенденции. – Казань, 2014. – Т. 2, № 1. – С. 23–32.
5. Исаев, А.П. Возрастные и спортивно-квалификационные кардиопульмональные и спектральные характеристики спортсменов циклических видов спорта, развивающих выносливость / А.П. Исаев, А.С. Аминов, В.В. Эрлих и др. // Наука и спорт: современные тенденции. – 2013. – Т. 1, № 1 (1). – С. 96–104.
6. Исаев, А.П. Физиологические, биомеханические, молекулярно-клеточные и теоретико-методические особенности проектирования успешной спортивной деятельности в видах спорта, развивающих выносливость / А.П. Исаев, В.В. Эрлих, В.В. Епишев, Ю.Б. Хусаинова // Теория и практика физ. культуры. – 2015. – № 4. – С. 18–20.
7. Мак-Комас, А.Дж. Скелетные мышцы: моногр. / А.Дж. Мак-Комас. – Киев: Олимп. лит., 2001. – 408 с.
8. Селуянов, В.Н. Физическая подготовка футболистов / В.Н. Селуянов, С.К. Сарсания, К.С. Сарсания. – М.: ТВТ Дивизиан, 2004. – 192 с.
9. Скворцов, Д.В. Диагностика патологии инструментальными методами: анализ походки, стабилометрия: моногр. / Д.В. Скворцов. – М.: Науч. мед. фирма МБН, 2007. – 640 с.
10. Янда, В. Функциональная диагностика мышц: пер. с серб. / В. Янда. – М.: Эксмо, 2010. – 325 с.
11. A comparative evaluation of two statistical analysis methods for damage detection using fibre optic sensor data / M. Malekzadeh, F.N. Catbas // International Journal of Reliability and Safety. – 2014. – № 8 (2–4). – P. 135–155.
12. Abut, F. Machine learning and statistical methods for the prediction of maximal oxygen uptake: recent advances / F. Abut, M.F. Akay // Medical Devices (Auckland, NZ). – 2015. – T. 8. – P. 369.
13. Akay M.F. Identifying the discriminative predictors of upper body power of cross-country skiers using support vector machines combined with feature selection / M.F. Akay, F. Abut, M. Özçiloğlu et al. // Neural Computing and Applications. – 2016. – Vol. 27, № 1.6. – P. 1785–1796.
14. Donatelli, R. Sports – specific rehabilitation / R. Donatelli. – USA, 2007. – 336 p.
15. Dounskaia, N. Control of Human Limb Movements: The Leading Joint Hypothesis and Its Practical Applications / N. Dounskaia // Exercise and sport sciences reviews. – 2010. – Vol. 38, № 4. – P. 201.
16. Fister, I. Planning the sports training sessions with the bat algorithm / I. Fister, S. Rauter, X.S. Yang et al. // Neurocomputing. – 2015. – № 14. – P. 993–1002.
17. Gollhofer, A. Importance of core muscle strength for lower limb stabilization / A. Gollhofer, D. Gehring; G. Mornieux // 6 International Congress on Science and Skiing 2013, St. Christoph a. Arlberg. – St. Christoph a. Arlberg, Austria, 2013. – P. 11.
18. Han, J. Sport attainment and proprioception / J. Han, J. Anson, G. Waddington, R. Adams // International journal of Sports Science & Coaching. – 2014. – Vol. 9, № 1. – P. 159–170.

19. Kavounoudias, A. Foot sole and ankle muscle inputs contribute jointly to human erect posture regulation / F. Kavounoudias, R. Roll, J.P. Roll // J Physiol. – 2001. – Vol. 532.3. – Р. 869–878.
20. Kavounoudias, A. The plantar sole is a ‘dynamometric map’ for human balance control / A. Kavounoudias, R. Roll, J.P. Roll // Neuroreport. – 1998. – Vol. 9 (14). – P. 3247–3252.
21. Kelly, R.U. Understanding the neurophysiology of action interpretation in right and left-handed individuals / R.U. Kelly. – 2015. – 154 p.
22. Kiemel, T. Slow dynamics of postural sway are in the feedback loop / T. Kiemel, K.S. Oie, J.J. Jeka // Journal of neurophysiology. – 2006. – Vol. 95 (3). – P. 1410–1418.
23. Kluzik, J. Differences in preferred reference frames for postural orientation shown by after-effects of stance on an inclined surface / J. Kluzik, F.B. Horak, R.J. Peterka // Exp Brain Res. – 2005. – Vol. 162 (4). – P. 474–489.
24. Krishnamoorthy, V. Muscle synergies during shifts of the center of pressure by standing persons: identificationof muscle modes / V. Krishnamoorthy, S. Goodman, V. Zatsiorsky, M.L. Latash // Biol. cybernetics. – 2003. – Vol. 89 (2). – P. 152–161.
25. Kuo, A.D. An optimal state estimation model of sensory integration in human postural balance / A.D. Kuo // J. Neural Eng. – 2005. – Vol. 2 (3). – P. 235–349.
26. Loram, I.D. Human postural sway results from frequent, ballistic bias impulses by soleus and gastrocnemius / I.D. Loram, G.M. Maganaris, M. Lakie // J Physiol. – 2005. – Vol. 564.1. – P. 295–311.
27. Massion, J. Is the erect posture in microgravity based on the control of trunk orientation or center of mass position? / J. Massion, K. Popov, J.C. Fabre et al. // Exp Brain Res. – 1997. – Vol. 114 (2). – P. 384–389.
28. Morasso, P.G. Can Muscle Stiffness Alone Stabilize Upright Standing? // P.G. Morasso, M. Schieppati // J. Neurophysiol. – 1999. – Vol. 82 (3). – P. 1622–1626.
29. Morasso, P.G. Internal models in the control of posture // P.G. Morasso, L. Baratto, R. Capra, G. Spada // Neural Networks. – 1999. – Vol. 12, № 7–8. – P. 1173–1180.
30. Paillard, T. Effects of General and Local Fatigue on Postural Control: A Review / T. Paillard // Neuroscience & Biobehavioral Reviews. – 2012. – Vol. 36. – Р. 162–176.
31. Papic, V. Expert system for identification of sport talents: Idea, implementation and results. INTECH Open Access Publisher / V. Papic, N. Rogulj, V. Plestina. – 2011. – http://cdn.intechopen.com/pdfs/21253.pdf.
32. Sandbakk, O. Physiological determinants of sprint and distance performance level in elite cross-country skiers / O. Sandbakk, C.A. Grasaas, E. Grasaas // 6 International Congress on Science and Skiing 2013, St. Christoph a. Arlberg, Austria. – St. Christoph a. Arlberg, 2013. – P. 93.
33. Van der Kooij, H. An adaptive model of sensory integration in a dynamic environment applied to stance control / H. van der Kooij, R. Jacobs, B. Koopman, F. van der Helm // Biological Cybernetics. – 2001. – Vol. 84 (2). – P. 103–115.
34. Winter, D.A. Biomechanics and motor control of Human gait / D.A. Winter. – Waterloo, Ontario: University of Waterloo press, 1991. – 143 p.
35. Winter, D.A. Stiffness control of balance in quiet standing / D.A. Winter, A.E. Patla, F. Prince et al. // J Neurophysiol. – 1998. – Vol. 80. – P. 1211–1221.


References


1. Aleksandrov Yu.I., Anokhin K.V., Bezdenezhnykh B.N., Sokolova E.N., Filippova V.A., Chernoverizova A.M. Neyron. Obrabotka signalov. Plastichnost’. Modelirovaniye: Fundamental’noye rukovodstvo [Neuron. Signal Processing. Plastic. Modeling. Fundamental Guidance]. Tyumen’, Tyumen State University Publ., 2008. 548 p.
2. Vitenzon A.S., Petrushanskaya K.A. Ot estestvennogo k iskusstvennomu upravleniyu lokomotsiyami [From Natural to Artificial Management of Locomotions]. Moscow, 2003. 438 p.
3. Isaev A.P., Erlikh V.V. Sport i srednegor’ye. Modelirovaniye adaptivnykh sostoyaniy sportsmenov: monografiya [Sports and the Middle Mountains. Modeling of Adaptive States of Athletes. Monograph]. Chelyabinsk, South Ural St. Univ. Publ., 2013. 425 p.
4. Isaev A.P., Aminov A.S., Erlikh V.V., Khusainova Yu.B., Nenasheva A.V., Shepilov A.O. [Adaptation to the Load Developing Local and Regional Muscular Endurance of Students, Pupils of the Social Rehabilitation Center, Adolescents of Foster Families and Young Athletes During the Acclimatization Period]. Nauka i sport: sovremennyye tendentsii [Science and Sport. Modern Trends], 2014, vol. 2, no. 1, pp. 23–32. (in Russ.)
5. Isaev A.P., Aminov A.S., Erlikh V.V. [Age and Sports-Qualifying Cardiopulmonary and Spectral Characteristics of Athletes of Cyclic Sports, Developing Endurance]. Nauka i sport: sovremennyye tendentsii [Science and Sport. Modern Trends], 2013, vol. 1, no. 1 (1), pp. 96–104. (in Russ.)
6. Isaev A.P., Erlikh V.V., Epishev V.V., Khusainova Yu.B. [Physiological, Biomechanical, Molecular-Cellular and Theoretical-Methodological Features of Designing Successful Sports Activities in Sports that Develop Endurance]. Teoriya i praktika fizicheskoy kul’tury [Theory and Practice of Physical Culture], 2015, no. 4, pp. 18–20. (in Russ.)
7. Mak-Komas A.Dzh. Skeletnyye myshtsy: monografiya [Skeletal Muscles. Monograph]. Kiev, Olympic Literature Publ., 2001. 408 p.
8. Seluyanov V.N., Sarsaniya S.K., Sarsaniya K.S. Fizicheskaya podgotovka futbolistov [Physical Training of Players]. Moscow, TVT Divizian Publ., 2004. 192 p.
9. Skvortsov D.V. Diagnostika patologii instrumental’nymi metodami: analiz pokhodki, stabilometriya: monografiya [Diagnosis of Pathology by Instrumental Methods. Gait Analysis, Stabilometry. Monograph]. Moscow, MBN Publ., 2007. 640 p.
10. Yanda V. Funktsional’naya diagnostika myshts [Functional Diagnosis of Muscles], transl. from Serbian. Moscow, Eksmo Publ., 2010. 325 p.
11. Malekzadeh M., Catbas F.N. A Comparative Evaluation of Two Statistical Analysis Methods for Damage Detection Using Fibre Optic Sensor Data. International Journal of Reliability and Safety, 2014, no. 8 (2–4), pp. 135–155.
12. Abut F., Akay M.F. Machine Learning and Statistical Methods for the Prediction of Maximal Oxygen Uptake: Recent Advances. Medical Devices (Auckland, NZ), 2015, vol. 8, p. 369.
13. Akay M.F., Abut F., Özçiloğlu M. et al. Identifying the Discriminative Predictors of Upper Body Power of Cross-Country Skiers Using Support Vector Machines Combined with Feature Selection. Neural Computing and Applications. 2016, vol. 27, no. 1.6, pp. 1785–1796.
14. Donatelli R. Sports – Specific Rehabilitation. USA. 2007, 336 p.
15. Dounskaia N. Control of Human Limb Movements: The Leading Joint Hypothesis and Its Practical Applications. Exercise and Sport Sciences Reviews, 2010, vol. 38, no. 4, p. 201.
16. Fister I., Rauter S., Yang X.S., Ljubic K., Fister I. Jr. Planning the Sports Training Sessions with the Bat Algorithm. Neurocomputing, 2015, no. 14, pp. 993–1002. DOI: 10.1016/j.neucom.2014.07.034
17. Gollhofer A., Gehring D., Mornieux G. Importance of Core Muscle Strength for Lower Limb Stabilization. 6 International Congress on Science and Skiing 2013, St. Christoph a. Arlberg. St. Christoph a. Arlberg, Austria. 2013, p. 11.
18. Han J., Anson J., Waddington G., Adams R. Sport Attainment and Proprioception. International Journal of Sports Science & Coaching, 2014, vol. 9, no. 1, pp. 159–170. DOI: 10.1260/1747-9541.9.1.159
19. Kavounoudias A., Roll R., Roll J.P. Foot Sole and Ankle Muscle Inputs Contribute Jointly to Human Erect Posture Regulation. J Physiol. 2001, Vol. 532.3, pp. 869–878. DOI: 10.1111/j.1469-7793.2001.0869e.x
20. Kavounoudias A., Roll R., Roll J.P. The Plantar Sole is a ‘Dynamometric Map’ for Human Balance Control. Neuroreport, 1998, vol. 9 (14), pp. 3247-3252. DOI: 10.1097/00001756-199810050-00021

21. Kelly R.U. Understanding the Neurophysiology of Action Interpretation in Right and Left-Handed Individuals, 2015. 154 p.
22. Kiemel T., Oie K.S., Jeka J.J. Slow Dynamics of Postural Sway are in the Feedback Loop. Journal of Neurophysiology, 2006, vol. 95 (3), pp. 1410-1418. DOI: 10.1152/jn.01144.2004
23. Kluzik J., Horak F.B., Peterka R.J. Differences in Preferred Reference Frames for Postural Orientation Shown by After-Effects of Stance on an Inclined Surface. Exp Brain Res., 2005, vol. 162 (4), pp. 474–489. DOI: 10.1007/s00221-004-2124-6
24. Krishnamoorthy V., Goodman S., Zatsiorsky V., Latash M.L. Muscle Synergies During Shifts of the Center of Pressure by Standing Persons: Identification of Muscle Modes. Biological cybernetics, 2003, vol. 89 (2), pp. 152–161. DOI: 10.1007/s00422-003-0419-5
25. Kuo A.D. An Optimal State Estimation Model of Sensory Integration in Human Postural Balance. J. Neural Eng., 2005, vol. 2 (3), pp. 235–349. DOI: 10.1088/1741-2560/2/3/S07
26. Loram I.D., Maganaris G.M., Lakie M. Human Postural Sway Results From Frequent, Ballistic Bias Impulses by Soleus and Gastrocnemius. J Physiol., 2005, vol. 564.1, pp. 295–311. DOI: 10.1113/jphysiol.2004.076307
27. Massion J., Popov K., Fabre J.C., Rage P., Gurfinkel V. Is the Erect Posture in Microgravity Based on the Control of Trunk Orientation or Center of Mass Position? Exp Brain Res., 1997, vol. 114 (2), pp. 384–389. DOI: 10.1007/PL00005647
28. Morasso P.G., Schieppati M. Can Muscle Stiffness Alone Stabilize Upright Standing? J. Neurophysiol., 1999, vol. 82 (3), pp. 1622–1626. DOI: 10.1152/jn.1999.82.3.1622
29. Morasso P.G., Baratto L., Capra R., Spada G. Internal Models in the Control of Posture. Neural Networks, 1999, vol. 12, no. 7–8, pp. 1173–1180. DOI: 10.1016/S0893-6080(99)00058-1
30. Paillard T. Effects of General and Local Fatigue on Postural Control: A Review. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 2012, vol. 36, pp. 162–176. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2011.05.009
31. Papic V., Rogulj N., Plestina V. Expert System for Identification of Sport Talents: Idea, Implementation and Results. INTECH Open Access Publisher. 2011. Available at: http://cdn.intechopen.com/pdfs/21253.pdf.
32. Sandbakk O., Grasaas C.A., Grasaas E. Physiological Determinants of Sprint and Distance Performance Level in Elite Cross-Country Skiers. 6 International Congress on Science and Skiing 2013, St. Christoph a. Arlberg, Austria. St. Christoph a. Arlberg, 2013. p. 93.
33. Van der Kooij H., Jacobs R., Koopman B., van der Helm F. An Adaptive Model of Sensory Integration in a Dynamic Environment Applied to Stance Control. Biological Cybernetics, 2001, vol. 84 (2), pp. 103–115. DOI: 10.1007/s004220000196
34. Winter D.A. Biomechanics and Motor Control of Human Gait. Waterloo, Ontario: University of Waterloo Press, 1991. 143 p.
35. Winter D.A., Patla A.E., Prince F., Ishac M., Gielo-Perczak K. Stiffness Control of Balance in Quiet Standing. J Neurophysiol., 1998, vol. 80, pp. 1211–1221. DOI: 10.1152/jn.1998.80.3.1211




DOI (PDF): http://dx.doi.org/10.14529/hsm180206

(c) 2018 ЧЕЛОВЕК. СПОРТ. МЕДИЦИНА

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.