Нервово-м’язові відповіді елітних фігуристів під час різних стрибків на роликових ковзанах

Патрісія Діас Пантоя

1 Школа фізичного виховання Федерального університету Ріо-Гранде-ду-Сул. Лабораторія досліджень вправ, Бразилія.

Андре Мелло

Giane Veiga Liedtke

Ана Кароліна Каніц

Едуардо Луса Кадоре

Стефані Сантана Пінто

Крістін Ліма Альбертон

1 Школа фізичного виховання, Федеральний університет Ріо-Гранді-ду-Сул. Лабораторія досліджень вправ, Бразилія.

Луїс Фернандо Мартінс Круель

Анотація

Вступ

Фігурне катання - це вид спорту, який можна виконувати на льоду або на інших поверхнях. Оскільки поверхні різняться, для кожного з двох типів фігурного катання використовуються різні ковзани (Turner, 1997). Безкоштовні програми катання на роликових ковзанах, подібно до програм фігурного катання на ковзанах, вимагають різноманітних навичок, таких як стрибки, обертання, послідовність кроків, спіральні послідовності та рухи переходу між цими елементами (King, 2005; Smith, 2000). Включення складних стрибків до змагальних процедур, особливо на міжнародному рівні, зазвичай призводить до високих балів. Отже, стрибки елітних фігуристів вивчались, щоб забезпечити кращі знання про стратегії, що використовуються для здійснення оптимального стрибка (King et al., 1994; King et al., 2001; King et al., 2002).

Стрибки можуть виконуватися з одним або кількома обертаннями, за винятком стрибка Акселя, який включає половину обертання (наприклад, півтора обертання для одинарного Акселя та два з половиною обертання для подвійного Акселя). За словами Кінга (2005), для успішного виконання стрибка на фігурному катанні фігуристи повинні розвивати силу, необхідну для цих стрибків, зосереджуючись на вправах, що включають концентричні та ексцентричні скорочення м’язів-розгиначів нижніх кінцівок. Наприклад, фігуристи можуть використовувати світлостійкість, таку як гантелі або спортивні шнури, фокусуючись на швидких потужних рухах. Присідання можна виконувати з гантелями, підкреслюючи швидкість руху, коли вони вибухають вгору. Стрибки в боксі та стрибки з енергії також є ефективними методами тренування цих м’язів за допомогою концентричних та ексцентричних скорочень на високій швидкості. Деякі дослідження катання на ковзанах показали, що важливі під час стрибків м’язи включають чотириголову м’язову групу, підколінні сухожилля, сідничну м’яз та гастрокнеміус (Aleshinsky et al., 1988; King, 2005; Poe et al., 1994). Однак дані про особливості нервово-м’язової діяльності, які виникають під час виконання фігуристами технічних елементів фігурного катання, важко знайти.

Алешинський та ін. (1988) припустили, що сила вироблення чотириголового м’яза стегна та м’язів підколінного сухожилля відрізняється для злітних і посадкових ніг фігуристів. Погоджуючись з цією пропозицією, Тейлор та Психаракіс (2009) виявили у своєму дослідженні більшу м’язову активність прямої стегнової кістки та біцепса стегнової кістки злітної ноги порівняно з посадковою ногою під час подвійного стрибка петлею. Велика сіднична м’яз також відіграє важливу роль у стрибках на фігурному катанні. Кінг (2000) повідомив, що сідничний максимум, швидше за все, є основним розгиначем стегна, що використовується під час стрибків на ковзанах. Таким чином, специфічне тренування цього м’яза може бути вирішальним фактором для здійснення стрибків у висоту з великою кількістю обертань (Aleshinsky et al., 1988).

Матеріал та методи

Учасники

Четверо елітних фігуристів на роликових ковзанах, які змагаються на чемпіонатах світу (троє з чотирьох спортсменів були призерами чемпіонату світу), були запрошені взяти участь у цьому дослідженні за згодою та співпрацею відповідних тренерів та Федерації фігурного катання на роликових ковзанах. Одна жінка та один самець, які змагаються на молодшому рівні (вік: 17 та 19 років; зріст тіла: 1,62 та 1,74 м; маса тіла: 53,2 та 64,2 кг; жир: 12,4 та 12,2% відповідно) та одна жінка та 1 чоловіки, які змагаються на рівні старших (вік: 23 та 25 років; зріст тіла: 1,60 та 1,72 м; маса тіла: 54,4 та 67,7 кг; жир: 21,9 та 9,1% відповідно). Не вдалося оцінити фігуристів різного рівня, оскільки аналіз включав потрійні стрибки, які змогли виконати лише ці елітні фігуристи. Фігуристи були вільні від будь-яких травм, які могли б перешкодити їм виконати стрибки, а учасники повідомили, що не приймали ліків, які могли б вплинути на їх результативність. Отримавши інформацію про експериментальні процедури та ризики, усі спортсмени надали письмову згоду на участь у цьому розслідуванні. Фігурист, якому було 17 років, також надав письмову згоду батьків. Тренери спортсменів також дали свою письмову згоду.

Експериментальний дизайн

Спортсмени брали участь у двох сесіях для вимірювання антропометричних та нервово-м'язових даних. Під час першої сесії були зібрані антропометричні дані, записані особисті дані та підписані бланки згоди. Друге заняття було присвячене вимірюванню м’язової активності під час стрибків фігуристів на ковзанку.

Процедури

Протокол був схвалений Комітетом з етики досліджень Федерального університету Ріо-Гранді-ду-Сул, поважаючи Гельсінську декларацію. Вимірювання маси та зросту тіла проводили за допомогою аналогової медичної шкали та стадіометра (ASIMED, Барселона, Іспанія). Шкірні складки вимірювали за допомогою пликометра (CESCORF, Порто-Алегрі, Бразилія), а для оцінки тілесної щільності ми використовували протокол Jackson and Pollock (1978) для чоловіків та Jackson et al. (1980) протокол для жінок. Відсоток жиру в організмі оцінювали за допомогою рівняння Siri (1993).

Нервово-м’язову активність прямої стегнової кістки, просторового латерального, широкого медиального, великого сідничного м’яза, гастрокнеміального боку, передньої великогомілкової кістки та короткої головки біцепса стегнової кістки було отримано з лівої ноги фігуристів, коли вони виконували такі стрибки: одиночний Аксель, подвійний Аксель, подвійні Mapes та потрійні Mapes (Малюнок 1). Стрибок Mapes у фігурному катанні на роликах схожий на стрибок із петлею на носках, який виконується в фігурному катанні на льоду. Ліва нога для стрибків Акселя та Мапеса - це злітна нога. Однак стрибок Акселя починається, коли ліва нога стикається з землею, а стрибок Мапеса починається, поки фігурист має вагу тіла над правою ногою. Під час підготовки стрибка Mapes фігурист переносить свою вагу тіла з правої ноги на ліву ногу, притискаючи носок до підлоги, що дозволяє фігуристу виконувати фазу зльоту з лівої ноги.

Одинарний Аксель (A); подвійний Аксель (B); подвійні Mapes (C) та потрійні Mapes (D) у кожній фазі: підготовка, зліт, політ та посадка

Електроміографічна активність, нормалізована за допомогою MVIC, шлунково-кишкового латералісу (GL), передньої великогомілкової кістки ITA), біцепса стегна (BF), прямої стегнової кістки (RF), vastus lateralis (VL), vastus medialis (VM) та сідничної м’язи (GM). Криві позначають одиночний Axel (SA) та подвійний Axel (DA) з їх чотирма фазами (підготовка, зліт, політ та посадка), виконаними чотирма фігуристами. Простір між тонкими лініями визначає фазу зльоту, а простір між другою тонкою лінією і товстою лінією визначає фазу польоту стрибків

Електроміографічна активність, нормалізована за допомогою MVIC, шлунково-кишкового латералісу (GL), передньої великогомілкової кістки (TA), біцепса стегнової кістки (BF), прямої стегнової кістки (RF), vastus lateralis (VL), vastus medialis (VM) і сідничної м’язи (GM) . Криві позначають подвійні Mapes (DM) і потрійні Mapes (TM) з їх чотирма фазами (підготовка, зліт, політ та посадка), виконаними чотирма фігуристами. Простір між тонкими лініями визначає фазу зльоту, а простір між другою тонкою лінією і товстою лінією визначає фазу польоту стрибків

Аналіз кривих м’язової активності показав, що в цілому гастрокнеміус латераліс, пряма стегнова кістка, біцепс стегна та просторова латеральна мускулатура показали більшу активність і більшу тривалість (тобто більше фаз) під час стрибків з більшими обертаннями (подвійний Аксель і потрійний Mapes). ). Під час потрійного стрибка Mapes також спостерігалося більше активності в сідничній м’язі максимуму, ніж під час подвійного стрибка Mapes. Сідничний максимум також виявився більш активним під час потрійного Mapes, ніж під час подвійного Акселя. Порівнювали м’язову активність під час різних фаз стрибків Акселя та Мапеса, і майже всі м’язи демонстрували більшу активність під час фаз зльоту та польоту, особливо для стрибків із більшим числом обертань (подвійні Аксель та потрійні Мапе). Для цих стрибків, особливо потрійних Mapes, біцепс стегнової кістки виявився найчастіше активним під час фази польоту.

Різниця між чоловіками та жінками, що катаються на ковзанах, спостерігалася під час фази посадки потрійного Mapes. Виявилося, що жінки-фігуристки демонстрували вищу м'язову активність у TA, VL, VM та GM протягом цієї фази, порівняно з їхніми колегами-чоловіками.

Обговорення

Основними висновками цього дослідження було те, що майже всі оцінені м’язи демонстрували більшу активність під час стрибків із більшою кількістю обертань, ніж під час стрибків з меншою кількістю обертань. Крім того, м’язи часто були більш активними під час зльоту та польоту, особливо під час стрибків із більшою кількістю обертань. Ці результати підтверджують гіпотезу цього дослідження. Деякі дослідники, які аналізували фігурне катання на льоду, стверджували, що активність деяких груп м’язів, таких як квадрицепси, підколінні сухожилля та шлунково-кишковий м’яз, а також активність сідничної м’язи є критично важливою для успіху стрибків у фігурному катанні (Aleshinsky et al., 1988; Poe et al., 1994; King, 2005). Внесок м'язів також буде змінюватися залежно від типу виконуваного стрибка (наприклад, петля пальця ноги або Mapes, Axel, Flip), як це спостерігається в цьому дослідженні для сідничної максимуму, оскільки ця м'яз була більш активною під час потрійного стрибка Mapes ніж під час подвійного стрибка Акселя. Однією з причин такої моделі можуть бути різні техніки, що застосовуються в кожному стрибку. Наприклад, зліт у стрибку Mapes виконується з підбору пальця ноги, тоді як зліт у стрибку Axel виконується з переднього зовнішнього краю ковзана.

Аналіз нервово-м'язового малюнка стрибків, який оцінювали в цьому дослідженні, показав, що активність біцепса стегнової кістки, шлунково-кишкового латералісу, прямої стегнової кістки, просторового латерального та сідничного м'язів (особливо для потрійного стрибка Mapes для останнього м'яза) при стрибках при найбільшій кількості обертань, переважно під час злітної та польової фаз, було більше, ніж для стрибків з меншою кількістю обертань. Ці результати узгоджуються з результатами, отриманими в дослідженні Тейлора та Психаракіса (2009), які продемонстрували більшу активізацію м'язів злітної ноги під час стрибків з більшою кількістю обертань. У цьому дослідженні оцінювались gastrocnemius medialis, rectus femoris, biceps femoris та adductors м’язи фігуристів національного рівня, які виконують одиночні та подвійні петельні та фліп стрибки.

З аналізу різних фаз стрибків внесок gastrocnemius lateralis виявився більшим під час фази зльоту стрибків, проаналізованих у цьому дослідженні, що може свідчити про більш широке використання підошовної згинання протягом цієї фази. Більше того, м’яз біцепса стегна часто активується під час фази польоту стрибків з більшим числом обертань (особливо під час потрійного стрибка Mapes). Більше скорочення цього м’яза може статися для збереження закритого положення під час фази польоту, під час якого учасники стискають ліву ногу до правої. Це положення може також пояснити більшу тривалість активації деяких м’язів під час стрибків із більшим обертанням. Крім того, більша активність BF під час фази польоту потрійного Mapes може бути результатом антиінерційних моментів. Момент розгинання стегна може допомогти подолати інерцію згинача стегна, яка спостерігається при більш швидких обертаннях.

На закінчення було сказано, що під час стрибків із більшою кількістю обертань для спортсменів у цьому дослідженні спостерігалося більше активності біцепса стегнової кістки, шлунково-кишкового боку, прямої стегнової кістки, просторового боку та сідничної м’язи під час стрибків, особливо на етапах зльоту та польоту. Крім того, активність сідничного максимуму м'яза виявилася більшою під час потрійного Mapes, ніж під час подвійного Акселя, і біцепс стегна продемонстрував більше активації під час фази польоту стрибків з більшим обертанням, особливо під час потрійного стрибка Mapes. Результати цього дослідження не можуть бути узагальненими, оскільки було оцінено лише невелику кількість елітних фігуристів; однак ці результати можуть внести корисний внесок у розуміння моделі м'язової активності під час стрибків на фігурному катанні на найвищому рівні змагальних результатів.

Для практичного застосування ці результати важливі для визначення того, які м’язи більше беруть участь у стрибках на фігурному катанні. Результати також корисні для планування конкретних тренувальних програм для цих м’язів, які можуть забезпечити переваги елітним спортсменам і, швидше за все, фігуристам інших рівнів, які прагнуть виконати потрійні стрибки та досягти успіху на міжнародному рівні. Можуть використовуватися пліометричні вправи, виконані таким чином, щоб вони дуже нагадували рухи, що використовуються у фігурному катанні (наприклад, односторонні). Таким чином, ці вправи можуть наголосити на концентричному розгинанні колін та підошовному згинанні під час зльоту, з метою підвищення активності чотириголового м’яза та шлунково-м’язового м’яза. Для збільшення активності оцінюваних м’язів під час стрибків з більшим числом обертань можна виконувати вправи, що імітують фазу польоту. Під час фази польоту спортсмен тримає ліву ногу проти правої, активізуючи м'яз BF в результаті протиінерційних моментів. Цю ситуацію можна змоделювати, застосувавши опір лівої ноги, даючи можливість фігуристу працювати над подоланням інерції згиначів стегна, що спостерігається при швидших обертаннях.

Більше того, конкретні тренувальні програми можуть в основному вправляти м’язи, необхідні для виконання стрибків у режимі фігуриста. Наприклад, вправи, що імітують рухи лівої ноги під час потрійного стрибка Mapes, коли фігурист стрибає з пальця на ковзані, можуть бути необхідними для збільшення активності сідничної м’язи конкретним чином.

Нарешті, не проводилося жодних досліджень нервово-м’язової активності під час катання на роликових ковзанах. Фігурне катання на роликових ковзанах стає все більш популярним, і інформація щодо активації м’язів під час різних видів стрибків на фігурному катанні може бути важливою для тренерів. Крім того, фігурне катання на льоду та на роликових ковзанах може бути подібним у багатьох технічних та біомеханічних аспектах. Ми не можемо знайти досліджень, в яких ці параметри вимірювались на фігуристах на роликах, і ці виміри необхідні для порівняння двох видів катання. Цей документ є першою спробою надати інформацію про рухи, які практикують елітні фігуристи на роликових ковзанах, і надає подальше розуміння щодо відмінностей та подібностей між роликовим та крижаним фігурним катанням. На жаль, не вдалося оцінити фігуристів різних рівнів, оскільки аналіз включав потрійні стрибки, які здатні виконувати лише елітні фігуристи. Ми пропонуємо подальшим дослідженням оцінити нервово-м’язову реакцію стрибків на фігурному катанні на роликових ковзанах, що виконуються як фігурними, так і елітними.

Подяка

Автори вдячні CAPES, FAPERGS та бразильським урядовим асоціаціям CNPq за підтримку цього дослідження, а також подяку за внесок IBTeC та MIOTEC Biomedical Equipment за надання приладів та допомогу під час сесій тестування.