Средства и методы профилактики травм в беге на короткие дистанции

В исследованиях     доктора   биологических наук И. М. Козлова раскрываются некоторые основные внутренние механизмы, обеспечивающие бег с высокой ско ростью.  Автор   изучал  электрическую   активность  семи основных мышц ног и сопоставлял ее с синхронной записью движений бегуна. Анализ кинограммы, на которой циклы бегового шага разделены на периоды опоры (с фазами амортизации и отталкивания) и переноса ноги (с фазами разгона ноги и торможения), и электромиограм-мы работающих мышц позволила понять сложную иерархию деятельности мышц и переосмыслить некоторые установки, связанные с применением беговых упражнений. Прежде всего необходимо отметить полученные данные по временным показателям активности исследуемых мышечных групп. Хорошо известно, что спринт характерен достаточно стабильными для различных спортсменов временными параметрами бегового шага.

У мужчин в беге со скоростью 11 м/с время  опоры составляет 90 мс, а полета — 115 мс, у женщин — 110 мс и 125 мс. Обычно колебания значений этих параметров находятся в пределах 2—3%, однако если рассматривать длительность напряжения отдельных мышечных групп у отдельных спринтеров, то диапазон этих колебаний значительно расширяется и составляет 5—22% (!). Таким образом, примерно одинаковые во внешнем проявлении движения спортсмена обеспечиваются у различных людей совершенно по-разному. Иначе говоря, у каждого спринтера свой способ достижения цели, и, по-видимому, насколько он более рационален — настолько экономичнее техника бега. Очевидно, именно здесь проявляется предрасположенность спортсменов к длинному или короткому спринту.

Во время  бега с высокой скоростью мышцы  ног работают в диапазоне 30—80% от всего двигательного цикла. При этом движение осуществляется по так называемому баллистическому типу, когда, резко повышая активность, мышца разгоняет отдельные звенья тела на коротком отрезке пути, после чего движение осуществляется по инерции. Такие баллистические движения характерны для всех высокоавтоматизированных быстрых действий, требующих высокой точности.

Наибольшая  активность всех мышечных групп ноги наблюдается в момент подготовки к постановке стопы на грунт в  первую фазу периода опоры. Мощное напряжение мышц, вызывающее разгибание бедра и сгибание голени, позволяет развить необходимую «посадочную» скорость стопы, а напряжение соответствующих мышц-антагонистов «закрепляет» все суставы опорной ноги и обеспечивает

достаточно  жесткое приземление, сохраняющее  высокую траекторию общего центра тяжести. В фазе амортизации основную нагрузку несут мышцы голени — икроножная и камбаловидная, при этом угол в голеностопном суставе изменяется на 34—38°. Под влиянием отягощения массы тела напряженные мышцы голени, растягиваясь, поглощают энергию, с тем чтобы во второй фазе использовать ее при отталкивании. Перемещения звеньев ноги в коленном суставе в период опоры достигает лишь 4—10°, поэтому нагрузка на прямую мышцу бедра в эксцентрическом режиме в фазе амортизации относительно меньше. Установлено, что у спринтеров в периоде опоры мышцы голеностопного сустава выполняют работу в 6 раз большую, чем мышцы коленного сустава. Постоянная работа в экстремальных условиях приводит к значительному приросту максимальных силовых возможностей мышц голени. Поэтому по жесткости икроножных мышц (показатель, который имеет почти линейную зависимость с проявляемой силой) сильнейшие спринтеры значительно превосходят представителей всех других спортивных дисциплин .

Приведенные данные последовательности работы мышечных групп и их режимов деятельности в процессе выполнения опорного периода бегового шага позволяют более избирательно подойти к выбору специальных скоростно-силовых упражнений, применяемых в тренировке спринтеров. Как известно из теории спортивной тренировки, подбор специальных средств основывается на принципе динамического соответствия применяемого упражнения соревновательному. Электромиографические исследования характеристик мышечной активности в спринтерском беге показали, что процесс амортизации в опорном периоде и подготовка к нему являются важнейшими, если не самымии главными, элементами бегового шага, так как величина усилий и очень сложная коорди-нированность деятельности всех мышечных групп ноги достигает в этот период наивысших значений. Однако в практике подготовки бегунов на короткие дистанции часто не учитывают этот фактор. Как правило, для развития скоростно-силовых возможностей мышц голени используют различные выпрыгивания, подскоки, подъемы на носки с отягощением и прочие аналогичные упражнения,. в   которых "слабо • акцентируется   элемент   амортизации.   Многоскоки,   которые   широко   -представлены   в скоростно-силовой подготовке бегунов, также отличны по своим двигательным параметрам от характеристик быстрого  бега,  так  как в  этом  случае  постановка  ноги на грунт   осуществляется   на   плоскую   стопу   и   основная нагрузка в фазе амортизации падает на  мышцы бедра. Таким образом, вероятно, более подходящими^: упражнениями   для   спринтера   должны   быть:   «бег   на   одной ноге» с акцентом приземления на переднюю часть стопы, многоскоки в быстром темпе, а также^: в гору с обязательным условием не касаться пяткой поверхности дорожки. Можно рекомендовать спрыгивания с возвышения 70— 80-см,   амортизируя   приземление   мышцами   голени,   с последующим   выпрыгиванием   вперед  или   вверх.   Автор применял   кроссовые   пробежки   до   4—5   км   только   на переднем своде стопы. В таких случаях в целях контроля на  пяточную  часть подошвы кроссовок можно наклеивать пластырь: его чистота в конце пробежки -~ свидетельство добросовестного выполнения задания.

В фазе отталкивания опорного периода в основном хорошо работают «заряженные» мышцы голени, в то время как мышцы, разгибающие колено, работают в меньшей степени. Эти данные^: опровергают бытовавшее ранее мнение об эффективности до отталкивания и о том, что хорошая техника бега прежде всего характерна полностью выпрямленной в коленном суставе ногой в момент отрыва стопы от дорожки.

Исследования  техники спринтерского бега показывают, что увеличения скорости спортсмены высокой квалификации достигают в основном за счет повышения частоты шагов, которая прежде всего зависит от силы и согласованности действий мышц, перекрывающих тазобедренный сустав. Разгон маховой ноги начинается передней группой мышц бедра чуть раньше момента, когда опорная нога касается поверхности Дорожки. В фазе разгона и торможения маховой ноги активно участвуют передние и задние группы мышц бедра, работающие как в период опоры, так и особенно в период переноса, и практически не бывающие в состоянии полного расслабления. Определено, что активный период прямой- мышцы бедра составляет 80% всего двигательного цикла, а двуглавой — 75%.

Таким образом, представление о том, что  техника спринта представляет собой  строго последовательную работу мышц-антагонистов, не соответствует реальному протеканию процессов напряжения и расслабления мышечных групп в этом виде бега. Если в момент подготовки к приземлению и в период опоры мышцы-антагонисты как бы «запирают» суставы, обеспечивая жесткость ноги, то одновременное напряжение мышц-антагонистов бедра в момент маха несет несколько иную функцию.

Если  обратиться к обычному маятнику, который  рассматривают в физике, то он характеризуется так называемой частотой свободных колебаний, зависящих -От его длины и распределения масс вдоль маятника. Чем ближе расположен центр масс к оси вращения, тем выше частота свободных колебаний. Поэтому для большей частоты колебаний маятника целесообразнее приблизить центр тяжести к оси вращения. Именно так поступают, регулируя маятник.часов: поднимая вверх регулировочный вес — увеличивают частоту колебаний, снижая — замедляют.

В природе  этот, физический закон хорошо иллюстрируют животные, умеющие хорошо бегать. Основная мышечная масса ног животных приближена к суставам, вокруг оси которых выполняются маховые движения. Среди крупных животных наибольшую частоту движений в беге развивают свиньи, строение ног которых — классическое подтверждение упомянутого факта.

Как известно, в результате маховых движений, выполняемых в момент опоры, происходят перемещения и ускорения общего центра тяжести масс в такой же степени, что и при активном отталкивании. Мерой эффективности махового движения, которое характеризуется скоростью перемещения звена и расположением его массы относительно оси вращения, является кинетический момент или количество вращательного движения. Если рассматривать ногу как колеблющийся маятник, то ее сгибание в коленном суставе позволяет значительно изменять момент инерции, который зависит от квадрата расстояния центра массы до оси вращения. При выполнении максимально быстрых движений имеет смысл «укорачивать маятник», так как в этом случае нас прежде всего интересует время перемещения конечности (рис. 3, а, б). •

Существует  еще одна возможность увеличить частоту колебания маятника. Для этого необходимо связать маятник упругими связями.

При быстрых  передвижениях маховой ноги роль таких упругих связей последовательно выполняют мышцы-антагонисты, сгибающие и разгибающие бедро. Они находятся почти в постоянном напряжении, причем максимумы активности мышечных групп диаметрально противоположны. Благодаря этому обеспечивается разгон в том

или ином направлении. Работа мышцы-антагониста в эксцентрическом режиме позволяет накапливать энергию, используя упругие свойства мышц. Такой режим работы, называемый реверсивным, позволяет быстро менять направление движений, увеличивая их частоту. Изменение темпа движений энергетически стоит очень дорого и при быстром беге пропорционально третьей степени скорости перемещения маховых конечностей. Это значит, что увеличение скорости всего на 10% требует увеличения энергии на одну треть, а двукратное увеличение скорости требовало бы ее возрастания в 8 раз. В общей энергетике спринта расходы, затрачиваемые на «болтание» ногами, существенно превосходят другие энергетические компоненты, примерное соотношение которых в спринтерском беге таково: работа против силы тяжести — 3%, против сопротивления воздуха — 18%, работа, направленная на разгон конечностей — 57% и на их торможение — 22%.

Приведенные данные позволяют с некоторой  долей критики рассмотреть сложившуюся систему скоростно-силовой подготовки бегунов на короткие дистанции. Работа против силы тяжести — это перемещение в каждом таге общего центра массы тела на высоту 4—6 см. Такая задача может быть решена каждым начинающим спортсменом. Однако отталкивание, очевидно, решает далеко не все проблемы спринтерского бега. Ясно, что спринт — это не последовательно выполняемые прыжки в длину, результативность которых, как известно, зависит от силы толчка. Основные энергетические ресурсы в максимально быстром беге расходуются на разгон и торможение массивной маховой конечности. Если около 80% своих усилий спортсмены тратят именно на этот режим деятельности, то в спортивной тренировке доля упражнений, связанных с активными маховыми движениями, должна быть существенно увеличена.

Как показали исследования техники бега спортсменов  мирового класса, проведенные учеными из США П. Спра-гом и Р. Манном (1983), высшей скорости соответствуют максимальные значения характеристик маховых движений — угловые скорости маха вперед и постановки ноги на грунт. При этом скорость стопы при махе вперед достигает 20 м/с и более, т. е. она в 2 раза больше скорости бега. При перемещении бедра вперед оно за 0,04—0,05 с приобретает ускорение 80,8—90 м/с², через 0,02—0,03 с резко возрастает ускорение голени, достигая величины

120—140 м/с².

При отделении  стопы от опоры происходит сильный  реактивный рывок назад с ускорение до 180 м/с².

Фактические данные, свидетельствующие об огромных значениях ускорений в момент перемещения ноги, дают основание считать, что совершенствование координационной структуры движений, связанное с наиболее эффективной работой мышц-антагонистов, осуществляющих маховые движения, является наиболее перспективным направлением процесса развития скоростных возможностей бегунов на короткие дистанции. Важную роль при этом играет сбалансированность скоростно-силовых характеристик мышц, осуществляющих разнонаправленные действия. Рост силы мышечных групп человека происходит таким образом, что вследствие выполнения самых разнообразных бытовых движений — ходьбы, медленного бега, переноса тяжестей, подъема по лестнице и других, преимущественно нагружаются мышцы-разгибатели ног, которые в зрелом возрасте человека превосходят силу соответствующих мышц-сгибателей бедра и голени — в 3,8, стопы — в 6,2 раза. Тренировка в спринте, где значительная нагрузка ложится на мышцы-сгибатели ног, приводит к выравниванию скоростно-силовых характеристик мышц-антагонисто'в. У спортсменов высокого класса эти соотношения достигают следующих величин: для мышц бедра — в 2,9, голени — в 2,5, стопы — в 5 раз. Учитывая эту тенденцию, можно достаточно уверенно говорить, что прогресс спортсмена в спринтерском беге зависит не только от максимальных значений силы мышц ног, но и от того, насколько они сбалансированы в мышцах-антагонистах.

Подтя.гивание  скоростно-силового потенциала отстающих мышечных групп спринтеров,  видимо,  не является достаточно серьезной проблемой, так как требует лишь увеличения   доли   силовых   упражнений,    направленных на развитие силы мышц-сгибателей ног. Более сложным вопросом   представляется  совершенствование  координации работы соответствующих мышечных групп. Для решения   этой   задачи   подбор   упражнений   должен   быть обоснован     режимом     работы     мышц-антагонистов     в спринтерском   беге.   Например,   применение   различных маховых упражнений с использованием резиновых амортизаторов   в   данном   случае   является  неоправданным, так как по  мере растяжения амортизатора  необходимо увеличивать  напряжение  соответствующих  мышц,  в  то время как в быстром беге характер напряжения совершенно    противоположный    (баллистическое   движение). Здесь предпочтительнее выполнять упражнения с отягощением на маховой ноге. Высокоэффективными силовыми упражнениями,      соответствующими      координационной структуре  и  способствующими  совершенствованию  скоростных  возможностей  бегунов  на  короткие дистанции, являются так называемые рывково-тормозные упражнения,   такие,   как  имитация   максимально   быстрого  бега с отягощением на  ногах и без него при  верхней опоре (кольца, брусья)   или в стойке на лопатках;  интересен и эффективен бег в воде.