МЕХАНИЗМЫ ПОДДЕРЖАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОЗЫ НА ФОНЕ УТОМЛЕНИЯ МЫШЦ ВЕРХНИХ И НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ У СПОРТСМЕНОВ-БОРЦОВ Р.Ю. Николаев*, А.Д. Викулов, А.А. Мельников Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского. Ярославль. * - Рыбинский Государственный Технический Университет имП.А. Соловьёва. Рыбинск МЕДИЦИНСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ МИС ТТИ ЮФУ. Тагарог

Актуальность равновесия в спорте: во многих видах спорта спортивный результат зависит от способности сохранять равновесие

Функция равновесия может существенно нарушаться под влиянием физического утомления, вызванного нагрузками на: 1) мышцы ног -разгибатели в коленных суставах ноги Demura, S., Uchiyama M. Influence of anaerobic and aerobic exercises on the center of pressure during an upright posture // J. Exerc. Sci. Fit V. 17. P. 39–47 -подошвенные сгибатели стопы Harkins KM; Mattacola CG; Uhl T L. Effects of 2 Ankle Fatigue Models on the Duration of Postural Stability Dysfunction //Journal of Athletic Training 2005;40(3):191–196 2) мышцы спины Davidson B.S., Madigan M.L., Nussbaum M.A. Effects of lumbar extensor fatigue and fatigue rate on postural sway. // Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. – – V. 93. – P. 183–189. 3) мышцы шеи VUILLERME N, PINSAULT N and VAILLANT J POSTURAL CONTROL DURING QUIET STANDING FOLLOWING CERVICAL MUSCULAR FATIGUE: EFFECTS OF CHANGES IN SENSORY INPUTS // Neuroscience Letters 378 (2005) 135–139 Функция равновесия и физическое утомление

Эффект аэробной и анаэробной нагрузки на мышцы ног (велоэргометрия) на устойчивость позы Demura, S., Uchiyama M. Influence of anaerobic and aerobic exercises on the center of pressure during an upright posture // J. Exerc. Sci. Fit V. 17. P. 39–47

Эффекты утомления мышц спины на колебания ОЦД Увеличение ЛСС обусловлено ростом амплитуды колебаний, но не частоты Davidson B.S., Madigan M.L., Nussbaum M.A. Effects of lumbar extensor fatigue and fatigue rate on postural sway. // Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. – – V. 93. – P. 183–189.

Эффект утомления мышц шеи на площадь статокинезиграммы VUILLERME N, PINSAULT N and VAILLANT J POSTURAL CONTROL DURING QUIET STANDING FOLLOWING CERVICAL MUSCULAR FATIGUE: EFFECTS OF CHANGES IN SENSORY INPUTS // Neuroscience Letters 378 (2005) 135–139

Утомление мышц голеностопного и коленного сустава, вызванное концентрическими и эксцентрическими нагрузками на тренажере: одинаковое увеличение амплитуды колебаний Dickin, D.C., Doan, J.B., Postural stability in altered and unilateral sensory environments following fatiguing exercise of lower extremity joints. Scand. J. Med. Sci. Sports 18, 765–772

Постурально-значимые Постурально-незначимые мышцы мышцы Хорошо изучен эффект утомления мышц, прямо участвующих в поддержании вертикальной позы человека.

Однако величина нарушения равновесия после физической нагрузки на мышцы не участвующие в поддержании равновесия остается мало изученной. Гипотеза: степень снижения устойчивости вертикальной позы будет меньше (или отсутствовать) при утомлении не постуральных мышц, а устойчивость к утомлению и/или скорость восстановления постуральной устойчивости будет выше у спортсменов.

Организация исследования Метод Стабилографический АПК «Стабилан-1-02» («ОКБ «Ритм») Пресс-папье движение по сагиттали: Радиус – 60 см, Высота – 10 см ЛСС (мм/сек)– линейная средняя скорость колебания ЦД Площади доверительного эллипса статокинезиграммы (мм)

Группы испытуемых Спортсмены – борцы-самбисты n=21 Контроль – молодые практические здоровые лица n=23 Группы не отличались по антропометрии СпортсменыКонтроль p n2123 Рост, см 177,5±4,7 180,5±5,30,055 Вес, кг 70,3±7,3 74,4±14,10,226 Клиническая база, см 24,2±1,7 24,6±2,00,448 Длина стопы, см 26,7±1,0 27,3±1,40,074 Длина ноги, см 93,6±3,8 95,8±4,00,062 Рост сидя, см 93,6±2,3 94,2±2,70,418 Спортивный стаж, лет 95,3±5,0 Недельная нагрузка, час 10,5±4,8

Стабилометрический тест на равновесие на неустойчивой опоре 6 мин Основная стойка на пресс-папье с минимальными колебаниями : 10 сек - «тест»: стойка с закрытыми глазами 10 сек - «отдых» стойка с открытыми глазами Длительность: 6 минут

Физическое утомление Постуральные мышцы – (ноги): 1) Ступенчато-восходящая нагрузка на велоэргометре до ЧСС>170 уд/мин Вращение ногами 1 тестирование Не постуральные мышцы - (руки): 2) Ступенчато-восходящая нагрузка на велоэргометре до ЧСС>170 уд/мин Вращение руками 2 тестирование

Индивидуальная ЧСС во время ступенчато-восходящего велоэргометрического теста во время восстановления и стабилографического теста

Статистика ANOVA (однофакторный анализ) – для выявления различий в динамике показателей между группами под влиянием нагрузок. LSD (критерия наименьшей существенной разницы) для анализа различий в различные временные промежутки Программа Statistica v6.0.

Результаты исследования:

1. Различия эффекта при работе руками и ногами

Нагрузка ногами и руками: ЧСС после работы ногами была выше и оставалась повышенной в течение всего стабилографического теста, но величина различий небольшая

Реакция площади эллипса на утомление мышц рук и ног в общей группе испытуемых: различий нет

Восстановление ПЭ не отличалось после работы ногами и руками: за 20 сек (ноги) - 40 сек (руки)

Реакция ЛСС на утомление мышц рук и ног: прирост ЛСС одинковый

Амплитуда колебаний пиков до и после нагрузки

Спектральные характеристики колебаний ОЦД после нагрузки на руки и на ноги

Восстановление ЛСС после физической нагрузки на ноги и на руки в общей группе обследованных лиц: восстановление было быстрее на фоне утомления рук

Эффект работы ногами и руками 1. Равная степень утомления после аэробной работы руками и ногами вызывает схожие изменения устойчивости вертикальной позы. Реакция стабилографических показателей (ЛСС и ПЭ) была одинакова на нагрузку руками и ногами. 2. Площадь эллипса статокинезиграммы и ЛСС увеличивалась в равной мере сразу после работы руками и ногами за счет амплитуды колебаний 3. Различия выявлены только по скорости восстановления ЛСС: она была выше после работы руками

Механизм роста ЛСС при работе руками Активность сердца и дыхания Центральное утомление (в двигательных центрах ЦНС) Нарушение центральной интеграции сенсорной информации под влиянием информации из утомленных мышц * Утомление постуральных мышц при работе руками * Pline KM, Madigan ML, Nussbaum MA, Grange RW (2005) Lumber extensor fatigue and circumferential ankle pressure impair ankle joint motion sense. Neurosci Lett 390:9–14.)

2 Различия между спортсменами и нетренированными лицами Утомление постуральных мышц нижних конечностей (работа ногами)

Величина максимальной нагрузки при работе ногами и скорость восстановления ЧСС были выше у спортсменов

Реакция площади доверительного эллипса статокинезиграммы на работу ногами была одинаковой в обеих группах

Восстановление площади эллипса после работы ногами в группах спортсменов и контроля было одинаково: 20 сек. ПЭ была одинакова в группах в течение всего периода восстановления

Реакция ЛСС на нагрузку ногами в группах спортсменов и контроля была одинаковой и коррелировала с мощностью нагрузки

Восстановление ЛСС после нагрузки на ноги: скорость восстановления ЛСС была выше у спортсменов: (1 мин у борцов и 3 мин в контроле) В течение всего стабилометрического теста после работы ногами ЛСС в среднем в группах не различалась

Восстановление ЛСС связано со степенью напряжения организма – приростом ЧСС

ВЫВОД. Регуляция вертикальной позы после околомаксимальной аэробной нагрузки ногами После стандартной околомаксимальной нагрузки ногами устойчивость вертикальной позы снижается в одинаковой степени у спортсменов и не спортсменов. Скорость восстановления ЛСС у спортсменов существенно выше (60 сек), что в 3 раза быстрее, чем в контроле (3мин) Высокая скорость восстановления постуральной системы отражает повышенные, в целом, восстановительные способности спортсменов, по данным ЧСС.

Утомление не постуральных мышц верхних конечностей

Реакция ПЭ на работу руками: снижение одинаково в группах спортсменов и контроля

Восстановление ПЭ после работы руками: различий в восстановлении между группами нет (ПЭ в течение всего периода у борцов был ниже р

Реакция ЛСС на работу руками: увеличение ЛСС одинаково в группах спортсменов и контроля

Восстановление ЛСС после работы руками: скорость восстановления ЛСС была выше у спортсменов: (20 сек у борцов и 1 мин 40 сек в контроле) ЛСС в среднем в течение всего теста была ниже у борцов (р=0,036)

ВЫВОД. Регуляция вертикальной позы после работы руками После стандартной околомаксимальной нагрузки руками устойчивость вертикальной позы снижается в одинаковой степени у спортсменов и не спортсменов. Устойчивость позы у борцов после работы руками в целом выше как по данным площади эллипса, так и по ЛСС. Скорость восстановления ЛСС у спортсменов существенно выше (20 сек), чем в контроле (1 мин 40 сек). Постуральная система спортсменов-борцов оказалась более устойчива к утомлению мышц рук, чем не спортсмены. Различия между группами во время утомления мышц ног были менее существенными

Благодарю за внимание, Мельников Андрей Александрович Докт. биол. наук, доцент Заведующий кафедрой физического воспитания Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского Ярославль. Республиканская Тел