Высокотехнологичное оборудование и технологии для спортивной и восстановительной медицины, медицинской реабилитации и фитнеса.

Биомеханическое обоснование эффективности лонгитудных вибраций в спортивных движениях

А.А. Михеев, д-р пед. наук, доцент

Н.Е. Вороницкий

При выполнении вибрационных упражнений, мышцы в единицу времени выполняют большую механическую работу по сравнению с такими же упражнениями, выполняемыми без применения вибрации. Рассмотрим этот тезис на примере сгибания в локтевом суставе при сопротивлении, создаваемым вибрационным устройством. На рис. 1 приведен пример создания  лонгитудной (направленной вдоль мышечных волокон) вибрации в двуглавой мышце плеча.

Рис. 3.2. Схема создания лонгитудной вибрации (“L-вибрации”)

Для того, чтобы узнать расстояние, пройденное точкой прикрепления сухожилия двуглавой мышцы плеча к предплечью была использована следующая формула:

D1 = L1 × D2 D1=L1 D2

        L2

где L1 – расстояние между осью локтевого сустава и точкой прикрепления сухожилия двуглавой мышцы плеча к предплечью (около 5 см). L2 – расстояние между осью локтевого сустава и вектором силы, создаваемым отягощением (вибрацией), около 30 см. D1 – расстояние на которое перемещается точка прикрепления сухожилия (А) двуглавой мышцы плеча при ее сокращении или растягивании. D2 - расстояние на которое перемещается запястье (В) при сокращении или растягивании двуглавой мышцы плеча. Теперь рассмотрим несколько примеров, в которых сравнивается работа двуглавой мышцы плеча в обычных условиях и с применением вибрации.

Пример 1. Изометрическое сокращение без применения вибрации. Подставив в приведенную выше формулу значения, соответствующие  изометрическому режиму работы мышц получим:

D1 = 5 см × 0,0 см

      30 см

 Из формулы следует, что расстояние, на которое перемещается точка “А” (прикрепление сухожилия двуглавой мышцы плеча к предплечью) равно 0.

Пример 2. Изометрическое сокращение с применением вибрации. Под действием вибрации дистальная часть предплечья начинает перемещаться (с осью вращения, проходящей через локтевой сустав). При амплитуде вибрации равной 5 мм, точка “Б” (дистальная часть) за каждый полный цикл движения вибратода пройдет расстояние, равное 10 мм. При частоте 30 Гц это расстояние составит 300 мм. Подсчитаем, какое расстояние при этом пройдет точка “А”:

  D1 = 50 мм × 10мм

            300 мм

За 1 полный цикл движения вибратода точка “А” перемещается на расстояние равное 1,66 мм, а за 1 сек. -  на 49,8 мм. То есть при выполнении статического упражнения в изометрическом режиме мышцы совершают такую же механическую работу, какую они совершают при перемещении отягощения на расстояние 49,8  см.

Пример 3. Динамическая концентрическая работа в обычном режиме и с применением вибрации. Представим, что выполняется сгибание в локтевом суставе от 180о до 90 о. Для  осуществления этого суставного движения двуглавая мышца плеча должна сократиться приблизительно на 50 мм. С применением вибрации при угле 180 о  расстояние D1, пройденное точкой “А” равно 0,0 мм, а при угле 90 о, как было показано выше, это расстояние составит 49,8 мм. При условии, что сгибание от 180о до 90о выполняется за 1 секунду, расстояние, которое точка “А” проходит дополнительно под действием вибрации составит 24,9 мм. Как видим, в обычных условиях при сгибании в локтевом суставе от 180о до 90 о за 1 сек. мышцы совершают работу, необходимую для перемещения точки “А” на 50 мм, а с применением вибрации – на 75 мм. То есть, при равных условиях в единицу времени, вибрация вынуждает мышцу совершать работу на 50% превышающую работу, выполняемую мышцей в обычных условиях. На наш взгляд это является сутью стимулирующего (потенцирующего) эффекта лонгитудных вибрационных упражнений.

Выводы

Применение вибрации на качественном уровне изменяет характер физических упражнений. Особенно отчетливо это проявляется при выполнении статических (изометрических) упражнений. Благодаря вибрации мышцы совершают работу по перемещению костных рычагов на те же расстояния (49,8 см), что и в динамических упражнениях без использования вибрации (50 мм). То есть с применением вибрации статические позы нельзя идентифицировать как изометрические упражнения. При  внешней атрибутике изометрического упражнения, в мышце происходят процессы, характерные для упражнения динамического характера. Еще одно важная деталь, позволяющая говорить об эффективности вибронагрузки. Вибрационные упражнения с использованием медленных движений и даже статических положений стимулируют включение в работу, как белых, так и красных мышечных волокон, то есть рекрутируют весь потенциал мышцы. Все эти обстоятельства, несомненно, открывают широкие перспективы для практического применения “L-вибрации” в медицине. Огромное количество людей, нуждающихся  в целительной работе мышц, по разным причинам не в состоянии осуществлять локомоции. Однако вибрационные воздействия в статических положениях с минимальными усилиями доступны почти всем.