УДК: 796.01:612
ДИНАМИКА
электрической активности мышц стрелков из лука в ходе многократно повторяющихся выстрелов
Кандидат биологических наук И.Н. Бучацкая
Доктор биологических наук профессор Р.М. Городничев
Великолукская государственная академия физической культуры и спорта, Великие Луки
THE DYNAMICS OF MUSCLE ELECTRICAL ACTIVITY OF ARCHERS DURING RECURRENT SHOTS I.N. Buchatskaya, Ph.D. R.M. Gorodnichev, professor, Dr.Biol.
Velikie Luki State Academy of Physical Culture and Sport, Velikie Luki Key words: archers, amplitude and frequency of muscle electrical activity, «leading» muscles, fatigue. It is known that strenuous motor activity leads to a decrease in functional reserves of the body and the development of fatigue. While performing different types of muscle work fatigue is being developed involving central and peripheral mechanisms. The predominance of a particular mechanism depends on the structure of movement, duration and intensity of its execution. Fatigue is accompanied by temporal discoordination of physiological functions, deterioration of quantitative and qualitative characteristics of performance, increase of its physiological value. Competitive activity of an archer is an alternation of prolonged static and dynamic, relatively monotonous work performed for several hours.
The purpose of the present research was to study the electrical activity of the muscles of archers while performing archery exercise which is similar to competitive activity.
On the basis of the estimation of the footage of performed shooting exercises the researchers divided the shot structure into the working phases, indicating the boundary moment of the beginning and end of each of them. The synchronization of time parameters of shots with the registered electrical activity of the examined muscles contributed to the precise electromyographic analysis of the most technically important shot phases. The paper presents the experimental data on the characteristics of the electrical activity of the archers' muscles providing multiple bow shooting. It was the first time the "leading" muscles involved in the implementation of the most technically important phases of shooting were defined.
Ключевые слова: стрелки из лука, амплитуда и частота электроактивности мышц, «ведущие» мышцы, утомление.
Введение. Известно, что напряженная двигательная деятельность приводит к снижению функциональных резервов организма и развитию утомления. При разных видах мышечной работы процесс утомления развивается с участием центральных и периферических механизмов. Преобладание того или иного механизма зависит от структуры движения, длительности и интенсивности его выполнения. Утомление сопровождается временной дискоординацией физиологических функций, ухудшением количественных и качественных показателей работы, повышением её физиологической стоимости [3]. Соревновательная деятельность стрелка из лука представляет собой чередование длительной статической и динамической относительно однообразной работы, выполняемой в течение нескольких часов [5].
Цель исследования - изучение электрической активности мышц лучников в ходе выполнения стрелкового упражнения, моделирующего соревновательную деятельность.
Методы и организация исследования. В эксперименте приняли участие 14 спортсменов-лучников. Испытуемые имели спортивную квалификацию от II разряда до мастера спорта международного класса, возраст - от 16 до 25 лет. Все они получили подробную информацию по проводимым исследованиям и дали письменное согласие на участие в эксперименте в соответствии с Хельсинкской декларацией. Спортсмены выполняли 30 выстрелов из классического лука в условиях, моделирующих соревновательную деятельность - 10 серий по 3 выстрела в каждой, на серию отводилось 3 мин, дистанция - 18 м. Во время стрельбы из лука проводилась видеосъемка с частотой 500 Гц и регистрировалась электрическая активность мышц (ЭМГ). Видеоанализ осуществлялся с помощью системы «Qualisys» (Швеция, 2010) и использовался для анализа техники стрельбы. Биопотенциалы скелетных мышц регистрировали с помощью 16-канального электромиографа «MegaWin МЕ 6000» (Финляндия, 2008), а обработку полученных данных проводили в компьютерной программе «MegaWin». Электромиограф позволял записывать ЭМГ 12 исследуемых мышц на значительном расстоянии от регистрирующего компьютера, данные передавались в режиме on-line на основе беспроводных технологий Bluetooth. Частота дискретизации сигнала составляла 1000 Гц. Для регистрации момента выпуска спортсменом стрелы, а также предшествующего ему момента срабатывания кликера применялся разработанный
нами механо-оптический датчик. Импульсы, генерируемые датчиком, использовались для синхронизации момента выпуска стрелы с ЭМГ и данными 3D-видеоанализа, что позволило точно зафиксировать границы фаз изучаемого технического приема, а также существенно расширить возможности анализа этих фаз.
В стрелковом упражнении анализировались две первые (1-6-й выстрелы) и две последние (25-30-й выстрелы) стрелковые серии, соответствующие началу и окончанию упражнения.
Результаты исследования и их обсуждение. Оценка видеоряда выполняемого стрелкового упражнения позволила нам разделить структуру выстрела на рабочие фазы с указанием граничных моментов начала и окончания каждой из них
[1]. Синхронизация временных параметров выстрела с зарегистрированной электрической активностью исследуемых мышц дала произвести точный электромиографический анализ наиболее технически важных для выстрела фаз: фазы принятия основной изготовки - «расширение»; фазы выхода стрелы из-под кликера - «дотяг» и фазы «завершения выстрела». На рис. 1 представлена типичная запись ЭМГ мышц, участвующих в реализации выстрела, у одного из испытуемых с указанием анализируемых фаз. Фазы предварительной изготовки и расслабления - также технически значимы, их электромиографические характеристики значительно варьировались от выстрела к выстрелу. Заметим, что в фазе «дотяг» наблюдается наибольшая электроактивность исследуемых мышц. Вероятно, это объясняется тем, что в данной фазе лучник переходит к статической работе, направленной как на удержание лука в растянутом состоянии, так и на поддержание равновесия системы «лучник-оружие».
На рис. 2 представлена среднегрупповая амплитуда ЭМГ исследуемых мышц лучников в процессе выполнения технически важных фаз. По мнению В.Н. Команцева, В.А. Заболотных
[2], поверхностная ЭМГ мышц менее 300 мкВ свидетельствует о недостаточном развитии мышцей произвольного усилия. С учетом этого нами были определены наиболее активные мышцы, задействованные в выполнении как выстрела в целом, так и отдельных его фаз. Полагаем, что именно на них ложится
Рис. 1. Типичная запись ЭМГ мышц, участвующих в реализации выстрела, у испытуемого А.Д., 17 лет.
Примечания: 1 - м. лучевой сгибатель кисти правой руки; 2 - м. локтевой разгибатель кисти правой руки; 3 - трехглавая м.плеча правой руки; 4- задняя часть правой дельтовидной м.; 5 - м. лучевой сгибатель кисти левой руки; 6-м. локтевой разгибатель кисти левой руки; 7 - трехглавая м. плеча левой руки; 8 - передняя часть левой дельтовидной м.; 9 - верхние пучки правой трапециевидной м.; 10 - верхние пучки левой трапециевидной м.; 11 - нижние пучки правой трапециевидной м.; 12 - нижние пучки левой трапециевидной м. Маркеры 1 и 2 - фаза «расширение», 2 и 3 - фаза «дотяг», 3 и 4 - фаза «завершение выстрела»
550 500 450 05 400 8 350 ^ 300
н
Н 250
В 200
150 100 50 0
10 11 12
МЫШЦЫ
Ф АЗА "РАСШИРЕНИЕ" —Ф АЗА "ДОТЯГ" •! Ф АЗА "ЗАВЕРШЕНИЕ ВЫСТРЕЛА"
Рис. 2. Среднегрупповая амплитуда ЭМГ мышц лучников в ходе выполнения технически важных фаз выстрела.
Примечания: 1 - м. лучевой сгибатель кисти правой руки; 2 - м. локтевой разгибатель кисти правой руки; 3 - трехглавая м. плеча правой руки; 4 - задняя часть правой дельтовидной м.; 5 - м. лучевой сгибатель кисти левой руки; 6 - м. локтевой разгибатель кисти левой руки; 7 - трехглавая м. плеча левой руки; 8 - передняя часть левой дельтовидной м.; 9 -верхние пучки правой трапециевидной м.; 10 - верхние пучки левой трапециевидной м.; 11 - нижние пучки правой трапециевидной м.; 12 - нижние пучки левой трапециевидной м.
основная нагрузка в ходе осуществления выстрела. В дальнейшем мы будем называть эти мыщцы «ведущими».
Согласно данным табл. 1 в начале выполнения стрелкового упражнения (1-2-я серии выстрелов), в фазе «расширение», значительное усилие развивают: передняя часть дельтовидной мышцы левого плеча и верхние пучки левой трапециевидной мышцы спины, в фазе «дотяг» - передняя часть дельтовидной мышцы левого плеча, задняя часть дельтовидной мышцы правого плеча, верхние и нижние пучки левой трапециевидных мышц спины и нижние пучки правой трапециевидной мышцы, лучевой сгибатель правой кисти. Фаза «завершение выстрела» осуществляется усилием передней части дельтовидной мышцы левого плеча, верхних пучков правой и левой трапециевидных мышц спины. В целом на протяжении всего выстрела значительное мышечное усилие развивали передняя часть дельтовидной мышцы левого плеча, верхние пучки левой трапециевидной мышцы спины и задняя часть дельтовидной мышцы правого плеча. Заметим, что в очень важной в техническом плане фазе «дотяг» её «ведущие» мышцы проявляли наибольшую активность, т.е развивали значительное усилие в сравнении с другими фазами. К тому же эта фаза обеспечивается большим количеством мышц по сравнению с остальными фазами.
При анализе полученных параметров ЭМГ рассматриваемых мышц в ходе выполнения всего стрелкового упражнения установлено, что данные мышцы увеличивали свою активность в заключительных стрелковых сериях (25-30 выстрелы) относительно начальных (1-6-й выстрелы) в основном за счет увеличения амплитуды ЭМГ. Как видно из таблицы, в фазе «расширение» достоверно значимо повысилась амплитуда ЭМГ её «ведущих» мышц: у передней части дельтовидной мышцы левого плеча и у верхних пучков левой трапециевидной мышцы спины, при этом частота их биопотенциалов была постоянна на протяжении всего упражнения (84,66±1,48 Гц и 82,92±1,66
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.