Скоростно-силовые качества

1.

СКОРОСТНО-СИЛОВЫЕ КАЧЕСТВА
рассмотрим в конкретике некоторый
срез физических показателей человека

2.

СТРУКТУРА РАБОТЫ
физиологические механизмы, определяющие скоростно- морфологические исследования периферического звена
силовые возможности скелетных мышц
двигательного аппарата
1.
Дадим определение понятию «Мышечная сила»
1.
Задача данной категории исследования
2.
Рассмотрим данный термин с нескольких позиций
2.
Антропометрические исследования по Матейко
3.
Влияющие группы факторов
3.
Денситометрия
4.
МР-томография
режимы мышечного сокращения
1.
2.
3.
На каком этапе встречается разнообразие
режимов мышечного сокращения?
Статические режимы мышечного сокращения
Динамические режимы мышечного сокращения
периферический отдел двигательного аппарата:
сократительная часть
1.
Сократительная часть — это?
2.
Закон «все или ничего»
3.
Одиночное и тетаническое сокращение
4.
Медленные и быстрые мышечные волокна
5.
Рассмотрим конкретное тестирование скоростносиловых возможностей мышц
принципы тестирования
1.
Рассмотрим зависимости комплексного
тестирования скоростно-силовых возможностей
2.
Построим наглядные графики по всем трем
критериям
3.
Параметры состояния тестируемых мышц
4.
Заключение эффективности
оценка жесткости мышц
1.
Рассмотрим общий подход к оценке жесткости
мышц
2.
Исследование жесткостных свойств мышц при
помощи ультразвукового сканирования
3.
Оценка жесткостных свойств отдельных мышечных
групп при эксцентрическом сокращении
4.
Оценка жесткости в многосуставном движении
5.
Оценка поперечной жесткости

3.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ,
1/3 ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СКОРОСТНО-СИЛОВЫЕ
ВОЗМОЖНОСТИ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ
Мышечная сила или, в более широком смысле,
скоростно-силовые возможности мышц — это
способность скелетных мышц противостоять
внешнему сопротивлению.

4.

С физиологической точки зрения, она определяется
количеством и размерами вовлеченных в работу мышечных
волокон, частотой импульсации мотонейронов,
иннервирующих эти волокна, а также степенью 2/3
синхронизации их работы.
В реальных условиях мышечная сила, регистрируемая
измерительным устройством, зависит и от активности
мышц-антагонистов, препятствующих основному
движению, и от степени развития упруговязких элементов
мышц, в которых запасается энергия.

5.

Таким образом, можно выделить
3/3 следующие группы факторов, влияющих на
скоростно-силовые характеристики мышц:
периферические, которые подразделяются на
сократительные и упруго-вязкие свойства мышц;
центральные — управление отдельными
двигательными единицами и мышечными
группами.

6.

1/3 РЕЖИМЫ МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ
Внешняя среда, в которой осуществляется
перемещение звеньев тела посредством мышечного
напряжения, предъявляет чрезвычайно разнообразные
по физическим параметрам паттерны нагрузки. При
осуществлении многосуставного движения отдельные
мышечные группы могут работать в различных
режимах мышечного сокращения.

7.

СТАТИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ
2/3 МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ
В статических условиях при неизменной длине мышц
задаваемым параметром является длина мышцы, а
измеряемым параметром - уровень силы при
определенном суставном угле. На основании
измерении силы, развиваемой при разной длине,
можно построить зависимость «длина-сила» для данной
мышечной группы.

8.

3/3
ДИНАМИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ
МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ
концентрические сокращения — напряжение мышцы при ее укорочении;
эксцентрические сокращения — напряжение мышцы при ее удлинении.
В свою очередь, каждый из таких типов сокращения может осуществляться либо в
изотоническом (при постоянном сопротивлении), либо в изокинетическом (при
постоянной скорости) режиме.
В изотоническом режиме задаваемым параметром является внешнее
сопротивление, а измеряемым параметром скорость мышечного сокращения.
В изокинетическом режиме, наоборот, изменяется момент силы при заданной
угловой скорости.
На основании измерений максимальных скоростно-силовых проявлений при
разных значениях задаваемых параметров можно построить зависимость «силаскорость» либо в изокинетическом, либо в изотоническом режимах, как для
концентрических, так и для эксцентрических сокращений.
Полученные кривые являются интегральным показателем функциональных
возможностей центральных механизмов управления движением и
периферического звена двигательного аппарата. В этой связи представляется
целесообразным рассмотреть работу отдельных звеньев двигательной системы.

9.

ПЕРИФЕРИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ДВИГАТЕЛЬНОГО
1/5 АППАРАТА: СОКРАТИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Сократительная часть мышцы представлена
мышечными волокнами, которые генерируют
тянущее усилие. При этом отдельные мышечные
волокна обладают рядом свойств, которые
необходимо учитывать при оценке скоростносиловых возможностей мышечных групп.

10.

Закон «все или ничего». Мышечное волокно отвечает 2/5
тотальным возбуждением на приходящий из центральной
нервной системы стимул пороговой величины. Дальнейший
рост стимула выше пороговой величины не вызывает
дополнительного возбуждения, и, как следствие, развиваемое
усилие не увеличивается. В случае если стимул оказывается
ниже порога, возбуждение мышечного волокна не
происходит. Такие закономерности развития сокращения
получили название закона «все или ничего».

11.

3/5
Одиночное и тетаническое сокращение. Сила,
развиваемая мышечным волокном в ответ на одиночный
импульс, гораздо меньше, чем в ответ на серию
импульсов. Это свойство обусловлено значительными
временными задержками, возникающими в сложной
последовательности электрохимических реакций,
протекающих внутри мышечного волокна вслед за
возбуждением внешней мембраны.

12.

4/5
Медленные и быстрые мышечные волокна.
По своим физиологическим свойствам мышечные волокна
делятся на медленные и быстрые. Время развития
сокращения сильно различается для волокон быстрого и
медленного типа. Скорость сокращения ненагруженного
волокна генетически предопределена и не поддается
тренировке. С другой стороны, максимальная сила
сокращения зависит лишь от размера мышечного волокна.
У человека размеры мышечных волокон двух типов
различаются незначительно, оба типа волокон могут
подвергаться гипертрофии при определенных режимах
тренировки.

13.

тестирование скоростно-силовых возможностей мышц
5/5

14.

1/4 ПРИНЦИПЫ ТЕСТИРОВАНИЯ
Для объективной оценки скоростно-силовых проявлений в каждом из
рассмотренных нами ранее режимов используются два
количественных параметра: задаваемый и измеряемый. Комплексное
тестирование скоростно-силовых возможностей отдельной мышечной
группы включает построение трех зависимостей:
кривой «сила-угол в суставе», построенной в изометрическом режиме
в максимально возможном диапазоне суставных углов с
дискретностью не более 10°;
кривой «сила - скорость», построенной в изотоническом режиме в
широком диапазоне нагрузок в концентрической и эксцентрической
фазах с дискретностью не более 20 Н*м;
кривой «сила - скорость», построенной в изокинетическом режиме в
широком диапазоне угловых скоростей в концентрической и
эксцентрической фазах с дискретностью не более 30°/с.

15.

*конкретные графики
зависимостей
комплексного
тестирования скоростносиловых возможностей
2/4

16.

На основании полученных данных можно оценить следующие
параметры, характеризующие текущее функциональное
состояние тестируемых мышц:
Уровень максимальной произвольной силы конкретной мышечной группы
(изометрический режим).
Значение угла в суставе, при котором регистрируется максимальная
произвольная сила (изометрический режим).
Максимальная скорость сокращения (изотонический режим при
минимальной нагрузке).
Зависимость снижения максимальной скорости сокращения от величины
внешнего сопротивления (изотонический режим).
Зависимость снижения максимального усилия от угловой скорости
(изокинетический режим).
Степень преимущественного проявления скоростно-силовых возможностей
в одном из двух динамических режимов (изотоническом или
изокинетическом) в концентрической фазе сокращения.
3.1/4

17.

Угол в суставе, при котором регистрируется максимальная скорость
сокращения в изотоническом режиме при определенном внешнем
сопротивлении.
Время достижения максимальной скорости сокращения в изотоническом
режиме при определенном внешнем сопротивлении.
Угол в суставе, при котором регистрируется максимальный момент силы в
изокинетическом режиме при заданной угловой скорости.
Время достижения максимального момента силы в изокинетическом
режиме при заданной угловой скорости.
Площадь под кривой механограммы в изокинетическом режиме при
заданной угловой скорости. Данный показатель характеризует количество
работы, совершенной мышцами за одно сокращение.
Отношение момента силы, проявленного при высоких угловых скоростях, к
моменту силы при низких скоростях. Данный показатель дает косвенную
оценку соотношения мышечных волокон медленного и быстрого типов в
тестируемой мышечной группе.
3.2/4

18.

Полученные в результате такого тестирования данные
дают полную характеристику текущего состояния
скоростно-силовых возможностей конкретной
мышечной группы. Однако следует помнить, что такая
оценка является интегральной характеристикой работы
нервно-мышечного аппарата. Для более детальной
оценки функционирования отдельных систем и органов,
задействованных в конкретном движении, необходим
дополнительный набор тестовых процедур.
4/4

19.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 1/4
ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО ЗВЕНА ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
Степень рабочей гипертрофии мышц можно оценить с разной
степенью детализации. Существуют методы оценки мышечной
массы всего тела или его отдельных сегментов; поперечника и
объема отдельных мышц/мышечных групп; площади
поперечного сечения отдельных мышечных волокон.

20.

АНТРОПОМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО МАТЕЙКО.
Данный метод позволяет с определенной точностью оценить
состав тела (костный, мышечный, жировой компоненты). Для
этого используются модели, построенные на основании
многократных исследований. В модели подставляют
значения, полученные при измерении различных
морфологических параметров тела данного человека
(длины, диаметры и окружности различных сегментов тела,
толщина кожно-жировой складки, измеренная в различных
участках, масса тела). Для вычисления расчетных
показателей используются специальные формулы.
К недостаткам метода можно отнести невысокую точность
полученных результатов, к достоинствам - простоту и
доступность.
2/4

21.

ДЕНСИТОМЕТРИЯ.
Метод основан на измерении поглощения костной тканью
фотонов, которое пропорционально содержанию минералов.
Результатом измерения является проекционная плотность
костного вещества, выраженная в г/см2. Поскольку кости
окружены мышечной, жировой и соединительной тканями,
используют двухэнергетическое рентгеновское излучение (40 и
100 кэв), которое по-разному поглощается твердыми и мягкими
тканями тела.
Использование двухэнергетического метода и программного
обеспечения позволяет проводить измерения минеральной
плотности костей с точностью до 1%, а также раздельно оценивать
массу кости, жировой ткани и массу остальных тканей («тощую
массу») во всем теле с точностью 1,5-2%.
3/4

22.

МР-ТОМОГРАФИЯ.
Предыдущие две методики позволяют с разной степенью точности
оценить общее количество мышечной ткани в сегменте тела.
Методика магнитно-резонансной томографии позволяет с
высокой точностью определить поперечные размеры и объем
отдельных мышц и мышечных групп. Метод основан на
измерении специальных физических свойств ядер, входящих в
состав биологических тканей, с использованием сильного
магнитного поля. При МР-томографии делается серия
поперечных «срезов» данного сегмента тела.
Чрезвычайно высокая разрешающая способность современных
МР-томографов дает возможность различать на этих срезах
границы отдельных мышц, что позволяет определить площадь
поперечного сечения данной мышцы на срезе. С помощью
серии таких срезов, полученных с шагом 1-2 см, удается
реконструировать пространственную форму выбранной мышцы
и вычислить ее объем.
4/4

23.

1/5 ОЦЕНКА ЖЕСТКОСТИ МЫШЦ
В настоящее время основные подходы к оценке жесткостных
свойств мышц основываются на измерении продольной или
поперечной мышечной жесткости, т.е. измерении сопротивления
мышцы продольной или поперечной стандартной деформации.
Для измерения продольной жесткости можно использовать как
прямые методы, основанные на анализе изменения длины
сухожилий и апоневрозов методом ультразвукового
сканирования, так и косвенные, основанные на тестировании
скоростно-силовых проявлений мышц в специальных тестах.
Независимо от конкретного метода измерения, продольную
мышечную жесткость при определенной длине мышцы можно
определить как отношение приращения развиваемой мышцей
силы к приращению ее длины. Различные методы отличаются друг
от друга лишь способом оценки этих двух параметров.

24.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЖЕСТКОСТНЫХ СВОЙСТВ МЫШЦ ПРИ
ПОМОЩИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО СКАНИРОВАНИЯ.
Суть данного метода основана на измерении изменений
длины сухожилий и апоневрозов при помощи метода
ультразвукового сканирования. Величина тянущего усилия
анализируемых мышц определяется с использованием
силоизмерительных устройств, позволяющих регистрировать
момент силы в изометрическом режиме.
К достоинствам данного метода можно отнести прямое
измерение жесткости интересующего участка мышцы, к
недостаткам — то, что для расчета мышечной жесткости
используются изменение длины, измеренное в локальном
участке, и величина усилия, зарегистрированного для мышцы
в целом.
2/5

25.

ОЦЕНКА ЖЕСТКОСТНЫХ СВОЙСТВ ОТДЕЛЬНЫХ МЫШЕЧНЫХ ГРУПП
ПРИ ЭКСЦЕНТРИЧЕСКОМ СОКРАЩЕНИИ.
В данном случае изменение длины мышцы оценивается не в
локальном участке, а для всей мышцы путем измерения угла в
суставе. Однако при таком способе оценки по показателям
изменения силы невозможно выделить вклад упругих элементов
мышц, поскольку в суммарное усилие вовлечен и
сократительный элемент, который также обладает определенной
степенью жесткости, пропорциональной развиваемому усилию.
В некоторой степени выходом из положения является анализ ЭМГактивности мышц, которая указывает на величину вклада
сократительной части в развиваемое усилие.
Несмотря на невысокую точность такого способа оценки
собственно упруго-вязкого элемента, по сравнению с методикой
ультразвукового сканирования данный метод имеет большее
прогностическое значение при практическом использовании,
поскольку позволяет оценивать некий интегральный показатель,
характеризующий жесткость для целой мышцы.
3/5

26.

ОЦЕНКА ЖЕСТКОСТИ В МНОГОСУСТАВНОМ ДВИЖЕНИИ.
Данная методика отличается от предыдущей лишь
измерительными методиками и количеством мышечных
групп, вовлеченных в движение. Изменение углов в
суставах и линейное перемещение общего центра
масс оцениваются при помощи методики
видеоанализа. Изменение результирующего момента
силы измеряют при помощи силовых платформ.
4/5

27.

ОЦЕНКА ПОПЕРЕЧНОЙ ЖЕСТКОСТИ.
Для определения поперечной мышечной жесткости используется
ряд методов, базирующихся на измерении:
сопротивления вдавливанию в мышцу специального датчика, связанного
со шкалой через пружину;
периметра нерастяжимой стальной полоски, обхватывающей мышцу
петлей, при нагружении петли различными грузами;
напряжения, возникающего в упругой среде при ее деформации, с
помощью специального электромиотонометра;
вязко-упругих свойств биологических тканей при их периодической
деформации в поперечном направлении («колебательный метод»).
5/5

28.

на этом все,
спасибо за ваше внимание