Опорно-двигательный аппарат спортсмена
Источник:
«Спортивная энциклопедия систем жизнеобеспечения».
Редактор: Жуков А.Д. Изд.: Юнеско, 2011 год.
Содержание
Биомеханика движения и обучение в спорте
Любое двигательное действие и движение, ему соответствующее, становясь предметом обучения в спорте, базируются на общем субстрате, т.е. формируются на единой естественной основе, которой в данном случае является опорно-двигательный аппарат человека (ОДА) со всеми присущими ему механическими, анатомическими, морфологическими, физиологическими, системными свойствами. Именно ОДА «диктует» исполнителю упражнения требования, предъявляемые к наилучшей организации заданного действия-движения, и пределы возможного, «разрешенные» в этом случае самой природой. Какими специфическими ни были бы двигательные задачи, характерные для того или иного вида упражнений, они в любом случае должны решаться средствами все того же, принципиально единого для любого здорового человека, ОДА. Игнорируя этот фактор или неверно его интерпретируя, невозможно построить эффективное обучение.
Двигательный аппарат спортсмена
Двигательный аппарат человека, совершающего движение, есть не что иное, как своеобразная машина, отличающаяся исключительным многообразием и управляемой изменчивостью своих функций. Человек, двигательный аппарат которого обладает неопределенно большим числом потенциальных возможностей движения, не может выполнять координированные действия,не исключая при этом избыточные степени свободы и превращая тем самым свой двигательный аппарат в рабочую машину, действующую в каждый данный момент по определенной программе и способную, вместе с тем, оперативно и целесообразно перестраиваться в зависимости от цели действия.
Физические закономерности работы двигательного аппарата
В контексте обучения спортивным упражнениям представляют интерес, прежде всего, вопросы относительной подвижности звеньев тела спортсмена, важные для понимания техники и освоения упражнения. Для этого используется терминология технической механики, два главных понятия которой -кинематическая пара и кинематическая цепь. Кинематическая пара (к. п.) - наиболее простой структурный элемент ОДА человека, в котором осуществляется относительное движение. Это два звена (предплечье-плечо, бедро-голень и т.п.) или две фиксированные, как целое, совокупности звеньев (рука-туловище, туловище-ноги), имеющие общий сустав. Кинематическая цепь (к.ц.) - последовательное соединение ряда относительно подвижных к. п. (рука, нога или все тело спортсмена). В зависимости от наложенных на тело связей, различают три основных вида к. ц., важных для понимания техники спортивного движения. Это свободная к.ц. (при безопорных движениях), открытая к.ц. (с фиксацией одного ее конца в положениях типа стоек на руках, ногах, висов, а также при движениях свободной конечности - мах рукой, ногой и т. п.) и закрытая к. ц. (положения при фиксированных обоих концах к.ц., например - с одновременной опорой руками и ногами). С точки зрения управления движением наиболее важен случай открытой к.ц., при которой сохраняются возможности опорного энергетического взаимодействия с одновременными активными действиями высокомобильными периферическими звеньями. Степени свободы звеньев открытой к. ц. зависят от положения звена относительно опоры. Потенциально наиболее подвижны и энергонасыщенны периферические звенья к.ц., например, рука метателя при броске. Вместе с тем чем больше степеней свободы у звена, тем выше риск двигательной ошибки. Одна из сторон кинематики ОДА связана с подвижностью в суставах, которая зависит от ряда факторов. Один из них носит принципиально морфологический характер: шаровидные суставы (плечевой, тазобедренный) допускают трехосное вращение звена, а блоковидные (локтевой) имеют лишь одну степень свободы. Амплитуда движений в суставах зависит как от морфологии сустава (с пределами, определенными костной конструкцией сустава), так и от податливости мягких тканей, окружающих сустав (суставная сумка, прилегающий мышечно-связочный аппарат). Последняя может изменяться в процессе тренировки и является предметом специальных занятий на гибкость и подвижность в суставах. Одним из аспектов кинематики ОДА спортсмена является также аксиальная взаимосвязь движений в суставах пояса верхних конечностей. Так, одновременное сочетание движений на разгибание плеча с супинацией руки (или сгибания плеча с одновременной пронацией) позволяет осуществлять вращательные движения в поясе верхних конечностей без ограничений по углу поворота, что обеспечивает щадящий режим работы сустава. Противоположное сочетание движений (разгибание с пронацией, сгибание с супинацией) вызывает форсированную, предельную деформацию мягких тканей плеча, чреватую травмой. Вместе с тем именно такой режим работы может быть использован для развития подвижности в суставах.
Геометрия масс тела человека, как раздел спортивной биомеханики, включает в себя сведения об относительных массах (моментах инерции) звеньев тела человека, их распределении в рамках системы и о масс-инерционных свойствах тела спортсмена в целом. Относительные веса (массы) звеньев тела человека важны как фактор, могущий существенно влиять на технику спортивных упражнений, требования к специальной физической подготовке и особенности обучения упражнениям в связи с этим. Важный масс-геометрический показатель - расположение частных и общего центров масс (центров тяжести звеньев и общего центра тяжести - о. ц.т.). Центр масс звеньев человека ~ относительно постоянный морфологический показатель, связанный с вопросами конституции тела человека и, как следствие -с техникой упражнений. Относительное и абсолютное положение о. ц.т. тела человека ~ интегральный показатель, существенно меняющийся в зависимости от рабочей позы спортсмена и перемещений всего тела в пространстве. Анализ относительных и абсолютных положений и перемещений о. ц.т. тела спортсмена - важный раздел спортивной биомеханики. Для видов спорта, связанных по преимуществу с вращательными движениями тела, кардинально важен другой масс-геометрический показатель ~ момент инерции звеньев тела и, в особенности, всего тела. Величина последнего существенно различается как для различных осей тела, так и, в особенности, для различных поз тела спортсмена на опоре и в полете. Изменение позы и, как следствие, момента инерции относительно соответствующей оси вращения - один из ключевых механизмов управления вращениями тела спортсмена. Еще один аспект геометрии масс тела тела связан с телосложением спортсмена. Это, в частности, один из критериев отбора и ориентации в спорте. В зависимости от росто-весовых и конституциональных показателей занимающимся могут быть рекомендованы как различные виды спорта, так и разные специализации в рамках избранного его вида. Существует наиболее общая классификация, в соответствии с которой выделяются долихоморфный, брахиморфный и мезоморфный конституциональные типы. Это в существенной степени определяет индивидуальные особенности техники упражнений в спорте. Вопрос конституции в спорте имеет также гендерный аспект: техника упражнений может иметь различия в связи с половыми особенностями телосложения.
Динамические взаимодействия в к.ц.-один важных факторов техники спортивных упражнений. Наиболее просты единичные реактивные взаимодействия в к. п., вызывающие разнонаправленное вращение элементов пары, наиболее ярко выраженное при безопорных движениях. Понимание взаимосвязанности и взаимообусловленности реактивного движения в к. п. существенно для обучения; спортсмен должен понимать, что «изолированных» движений и действий в этом смысле не бывает. Более сложный характер носят циклические, возвратно-колебательные движения в к. п., при возникновении которых проявляют себя закономерности изохронного и резонансного движения. Наиболее сложны взаимодействия в к.ц., при которых возникают реактивные биодинамические явления типа «бегущей поперечной волны», в значительной степени определяющие технику упражнения и лежащие в основе «самоорганизации» движений.
