Математическая
морфология.
Электронный
математический и медико-биологический журнал. - Т. 14. -
Вып. 2. - 2015. - URL:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTM
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-46-html/TITL-46.htm
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-46-html/cont.htm
УДК 615 .825:615.825.4
К ПРОБЛЕМЕ ПРОФИЛАКТИКИ И РЕАБИЛИТАЦИИ
СПОРТТРАВМ (ПРОБЛЕМЫ, ОБДУМЫВАВШИЕСЯ И ИСААКОМ НЬЮТОНОМ, И НИКОЛАЕМ
БЕРНШТЕЙНОМ)
Ó
2015 г. Лейкин М. Г.
Cпортивный кинезиолог, биомеханик и педагог-практик
могут найти в нижележащей статье автора из США Mark G. Leykin, в которой осуществляется наведение мостов
между естественнонаучной, медицинской и гуманитарной формами знания в
спортивно-двигательной биомеханике. Данный подход чрезвычайно востребован на
современном этапе развития антропных образовательных
технологий в сфере физической культуры.
Светлой памяти друга и
консультанта выполняемого автоэксперимента длиною в
жизнь, Евгению Григорьевичу Мильнеру,
посвящает с почтением и братской любовью,
автор
[Фотография Евгения
Григорьевича Мильнера помещена по любезному разрешению
Владимира Александровича Глотова,
за что автор выражает
ему сердечную благодарность, как и за его трогательную памятную статью...]
Сам Н. Винер не отрицал заслуг Н. А. Бернштейна и принял участие в английском издании его работ
(отмечено Л. В. Чхаидзе). В статье рассмотрены некоторые аспекты некогда распространенной
травмы плеча при выполнении упоров руки в стороны на кольцах (в
"крестах"), случавшейся, явно парадоксально, у гимнастов, все виды
подготовки, мастерство и опыт которых, были Олимпийского уровня. Не избежал
этой травмы и автор. В русле рекомендаций Николая Александровича Бернштейна пришло
осознание необходимости системного противостояния этому парадоксу и начался
авторский эксперимент от «описания биомеханики» этой травмы до создания целевых
спортивно-оздоровительных тренажеров локально-направленного воздействия по
АВТОРСКИМ СВИДЕТЕЛЬСТВАМ СССР №№ 1131516, 1258440, 1546088, 1650161, 1600803,
1801444 и др. Здесь …«и др.» указано по той причине, что пять
первых из шести указанных тренажеров создавались непосредственно под плечевую
травму, однако, оказавшимися полезными
и в решении других задач, а "Устройство…" по АС № 1801444 – целево создавалось под диск-радикулярный
конфликт, но оказалось эффективным и при плечевой травме. Такая
тренажерная универсальность стимулировала исследования и обоснование нового
дидактического «Принципа вариативности использования технических средств».
Ключевые
слова: подход Бернштейна, биомеханика травмы,
управляемо-управляющие спортивно-оздоровительные тренажеры, реабилитация, мышцы
– тормоза движения, «пенсионный возраст»
спортсмена.
Тренажер, как искусственный вариант управляемо-управляющей среды. Обучение
спортивным движениям – многогранный процесс, реализуемый в условиях механических
взаимодействий спортсмена С ВНЕШНЕЙ ПРЕДМЕТНОЙ средой.
Свойства этой среды определяют параметры механических взаимодействий,
организующих адекватной интенсивности импульсационные
потоки с рецепторов нервно-мышечного аппарата, обуславливающих в конечном итоге
адаптационные сдвиги в системах организма и результативности педагогического
процесса. Целевыми исследованиями И.П. Ратова (1970-1992 гг.) внесен
существенный вклад в теорию искусственной управляющей (И. П. Ратов, 1972)
среды. Значимый вклад в теорию и практику взаимодействий спортсмена со средой
внесли В. Н. Ульянов, К. Ф. Слисаренко (1966); J. Paul
(1966); К. В. Галибин (1968); В. Т. Назаров (1973);
Н. А. Нельга, А. Г. Фаламеев (1978); В. А. Петров, Ю.
А. Гагин (1974); E. Unold (1974); Н. Ф. Митина, Ю. А. Ипполитов (1975); М. А. Джафаров (1975); В. В.
Кузнецов (1975); Ф. Я. Верховский, С. В. Трофимов
(1974); Ф. К. Агашин (1977); А. В. Зинковский (1979);
D. Grieve (1981); Н. Г. Сучилин, Э. В. Гостев (1981); П. А. Мельников (1982); R. Rodano (1982); К. В. Громов (1983); J. Groppel
(1986); E. Belogorock (1990); D. Gekson
(1991); А. С. Аруин, В. М. Зациорский
(1989); Г. И. Попов (1975-1992), работы
которых посвящены важным положениям формирования и перспективам совершенствования
целостных двигательных действий спортсмена за счет направленного изменения механических
свойств предметной среды, т.е. за счет реализации ее
объективно необходимого свойства – УПРАВЛЯЕМОСТИ (М.Г. Лейкин, 1985). Это
свойство обусловило логику расширения понятийного определения искусственной
среды, терминологически обозначив ее УПРАВЛЯЕМО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ.
УПРАВЛЯЕМОСТЬ – объективно необходимое свойство
тренажера. Конструкцией и функцией такой среды управляют в процессе создания с
целью обеспечения (по кибернетическому принципу обратной связи и
общебиологическому принципу адаптации) направленного управления ею (средой)
необходимыми параметрами и функциями спортсмена в процессе ОРГАНИЗОВАННОГО,
РЕГЛАМЕНТИРУЕМОГО НА МЕТРОЛОГИЧЕСКИ ДОСТОВЕРНОМ УРОВНЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ. В
таком контексте в рамках спортивной педагогики любой тренажер является, и
должен рассматриваться, как конкретная реализация одного из управляемо-управляющих
вариантов исскуственной среды, предназначенного для
спортивной тренировки и оздоровительной физической культуры.
Системная классификация тренажеров. В этапной работе С. П. Евсеева (1992-й) "Тренажеры в
гимнастике" (Учебное пособие для высших и средних специальных физкультурных
заведений, М., ФиС, 1992) рассмотрены конструкции
множества гимнастических тренажеров, и
на основе анализа исчерпывающего библиографического материала (В. Г. Алябин, А. Д. Скрипко, А. Н. Лапутин, Ф. Д. Лыско, Ю. З.
Носиков, А. Т. Брыкин, И. П. Ратов, В. Л. Уткин, М.
Г. Лейкин, Т. П. Юшкевич, В. Е. Васюк, В. А. Буланов, К. К. Платонов, Ф. Л. Мамедов, и др.)
построена классификация, основанная на особенностях взаимодействий междутренажером и спортсменом, а матрица групп тренажеров
(размер 63 х 15) – по сути – своеобразная «таблица
Менделеева», охватывающая существующие и отображающая свойства еще не созданных
тренажеров.
Особый аспект использования тренажеров. Система
многолетней подготовки спортсменов заключается в том что, управляемые взаимодействия
гимнаста, занимающего с тренажером, повышая потенциал его двигательных
возможностей и их максимальную реализацию, сопряжено укрепляют слабые звенья
ОДА, что, естественно, является действенным средством профилактики спортивного
травматизма. Биомеханические механизмы таких травм,
определяемые в основном взаимодействиями со средой, на необходимость выяснения
которых обращали внимание Н. А. Берштейн, Н. Н.
Приоров, З. С. Миронова, за редким исключением (обстоятельные работы А. С. Обысова, А. П. Пименова, Ю. М. Аникина, В. Е. Сазанова, М. Зациорского, Б. А. Станкова, Г. П. Воробьева), не были доведены до
количественных показателей, по причинам недостаточности, либо отсутствия
обобщающих исследований, общих решений, а также, несоответствия сложности
проблемы и методических подходов, применявшихся в
работах. В силу чего, например, обстоятельные работы Т. В. Федоровой
(1989-1992), прямонаправленные на выявления травмоопасных
зон ОДА юных гимнасток и рациональную их адаптацию оздоровительными
воздействиями, в тренировочном процессе были бы существенно эффективней при
анализе закономерностей биомеханических механизмов травм голеностопного и
коленного суставов. Очевидно, что без знания механизмов типичных спортивных
травм разработка системы их профилактики в учебно-тренировочном процессе
(включая создание целевых тренажеров) не может выйти за пределы опыта и
интуиции тренера. Значимость научного обоснования отмеченных факторов
определяет и условную двуединость, а по сути, многофункциональность:
гимнастический тренажер для развития, например, силы
мышц лучезапястного сустава, сопряжено с профилактикой его травматизма столь же
результативно (естественно, при адекватных методике дозирования взаимодействий)
восстанавливает (пока отметим лишь очевидную функциональную двуединость)
моторную функцию сустава в посттравматическом периоде.
Письмо Бернштейна… Леван
Владимирович Чхаидзе рассказал об очень важном личном письме Николая
Александровича Бернштейна (04.12.64), члена-корреспондента Академии медицинских
наук СССР, лауреата Государственной премии СССР, крупного ученого-физиолога,
сыгравшего решающую роль в создании учения об управлении движениями, в том
числе, о чем долго умалчивалось по известным причинам, управления движениями и
в условиях космической невесомости, к чему он привлек и своих талантливых
аспирантов – тбилисца Чхаидзе, и москвича
Виктора Семёновича Гурфинкеля [4], позднее члена Российской академии наук. В скромном застолье в день моего семидесятилетия Виктор Семёнович,
предварив ремаркой: «шутят не только лирики и физики», рассказал нам с
Александром Петровичем Межировым о любопытнейшем факте «американо-космического
юмора»: по возвращении с Луны экипаж «Апполона», в благодарность за обстоятельность
всего преподанного им Гурфинкелем на этапе предполетных занятий, нарочито
серьезно, преподнесли Гурфинкелю, «привезенный с Луны» и подписанный ими,
метровый чек на &1000000, с шутливым пояснением возможной сферы «окешивания» Чека в любом банке… Луны.
Один из выдающихся Украинских последователей
Бернштейна (в том числе и в разделах космической науки) был Анатолий Николаевич
Лапутин [5]. Заслуженный деятель науки и
техники Украины, тоже эффективно поработавший на космос, но
увы, безвременно ушедший из земной жизни…Его Памяти посвящена Научная
конференция «АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ БИОМЕХАНИКИ ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ
И СПОРТА», – масштабное научно-педагогическое мероприятие, перманентно
организуемое и проводимое Черниговским государственным педагогическим
университетом с изданием информативного "ВIСТНИКУ", статья
«Биомеханические аспекты диск-радикулярного конфликта
в спорте. В Томе 1-м 102-го Выпуска которого помещена,
инициированная письмом Бернштейна» [6]. Увы, по авторской
(моей) оплошности в текст указанной статьи не попала информация о целевом для диск-радикулярного конфликта Изобретении "Устройство
для вытяжения тела пациента", АС № 4905413, с приоритетом от
25-го октября 1990-го, зарегистрированного в Государственном реестре изобретений
СССР 9 октября 1992-го, одно из отличий которого – в наложении на дозируемое
механическое вытяжение туловища, еще и регулируемого магнитотерапевтического
воздействия для повышения лечебно-компесаторного эффекта.
«Устройство…» оказалось функционально эффективным и в вытяжении плеч,
предплечий, бедер, голеней. Представляется уместным исправить собственную
оплошность помещением краткой информации об «Устройстве…» в настоящей статье.
Поскольку статья «Биомеханические
аспекты диск-радикулярного конфликта в спорте» и
настоящая «К проблеме профилактики и реабилитации спорттравм» – органично взаимопроникаемы,
и это объективно закономерно, поскольку обе инициированы
одним рекомендованным подходом Бернштейна: «описать биомеханику», и одной поставленной
проблемой Бернштейна: «указать, где заложены опасности травмирования
спортсмена, почему и в каких местах тела».
О рекомендованном Бернштейном подходе: «описать
биомеханику». Его харизма – не только в поиске и
уточнении биомеханических аспектов спортивного травматизма, изучении основ его
профилактики и реабилитации с опорой на учение о «слабых звеньях ОДА», но и в
необходимости создания базы количественных значений прочностных и упругих
характеристик биологических тканей человека – костей, сухожилий, мышц, хрящей,
нервных волокон, фасций и пр. Ниже – далеко не полный список продуцентов в определении
прочностных и упругих характеристик биотканей
человека.
Петербургский анатом Петр Францевич
Лесгафт в конце ХIХ века был одним из первых в России
«биосопроматчиков». Успешно
развивали это направление А. С. Обысов, В. Л.
Пименова, А. В. Русаков, А. И. Сеппо, К. М. Сиваш, З.
С. Миронова, Г. А. Илизаров, А. И. Блискунов, И. В. Кнетс, Г. О. Пфафрод, Ю. Ж. Саулгозис, И. Ф.
Образцов, И. С. Адамович, А. С. Барер, С. А. Регирер, Г. В. Васюков, В. Л. Федоров, П. И. Усик, В. М.
Зациорский, А. С. Аруин, М.
Г. Лейкин. Особо следует выделить монографию [7]
«Деформирование и разрушение твердых биологических тканей» (И. В. Кнетс, Г. О. Пфафрод, Ю. Ж. Саулгозис) и учебное пособие для высшей школы «Проблемы прочности
в биомеханике» [8] (Образцов И. Ф., Адамович И. С, Барер
и др.) – классики системного подхода к изучению механических свойств твердых и
мягких биологических тканей, в контекстах проблем прочности в медицине, спорте,
статических и динамических взаимодействях в
системах «человек-среда».
Введение академиком Н. Н. Приоровым термина «спортивная травма». Спортивная
травма, как «…повреждение, вызванное каким-либо воздействием, по своей силе
превышающим пределы физиологического сопротивления тканей с нарушением функций
и структуры». По сути – это биомеханическая вербальная
формула осмысления понятия – «механизм спортивной травмы», существенный вклад в
пока не очень представительную терминологию, но все чаще претендующую на «права
гражданства» в «антитравматических» ветвях наук
«Сопромат», и, уже можно озвучить и «Биосопромат», давно заслуживавший признание, например, хотя
бы только двумя классическими, вышеупомянутыми работами [7, 8], научным
наследием Приорова и многих других исследователей.
Не будь их вклада, вряд ли на Шестой Всероссийской
конференции «Биомеханика – 2002», C. В. Лемаев
и А. С. Самыличев [9] имели бы основания впервые
поименовать один из ростков ветвистого древа эргономической биомеханики спорта
и медицины лестным и «гордым» (аллюзия на пьесу «На дне» Максима Горького), и,
ко многому обязывающим, названием, которое с благодарностью принято нами в
качестве титула первой части нижеследующего структурного раздела этих заметок:
«Биомеханическая клиническая
диагностика. И о становлении «Биосопромата». Там
же C. В. Лемаев и А. С. Самыличев,
более чем своевременно, напомнили весьма важную, но, увы, малоизвестную, и,
как-то незаслуженно остающуюся в забвении связь времен «от Ньютона до
Бернштейна»: "В весьма давние времена у Ньютона остался без ответа вопрос
о том: «Каким образом движутся тела, следующие воле?». Н. А. Бернштейн наметил путь ответа на него,
поставив, в свою очередь, вопрос о том, «как выглядит движение изнутри?».
Первые опыты (Обысов, Пименова, Аникин)
количественного анализа механизма спортивных травм определили данные о
невысокой надежности ахиллова сухожилия в фазе отталкивания при прыжках в длину
(А .С. Обысов, А. П.
Пименова, 1968), о прочности морфологических элементов позвоночника человека
(А. С. Обысов, Ю. Н. Аникин, 1970), о способах профилактики
повреждений позвоночника при занятиях физическими упражнениями (В. М. Зациорский, В. П. Сазонов, А. С. Аруин, 1985, М. Г. Лейкин, 1988 [10]). Эти
интересные работы были ограничены областью простого напряженного состояния. В
большинстве же спортивных упражнений, реализуемых взаимодействиями, обусловливают
сложное напряженное состояние морфологических звеньях ОДА. Например,
ноги и позвоночный столб гимнастов при выполнении отходов и приходов в сальто с
поворотами оказывают сложное сопротивление одновременному действия сжатия и
кручения, зачастую осложненные кручением и изгибом. В
этих случаях в сечениях звеньев ОДА возникают несколько компонентов
взаимодействий: нормальные силы, поперечные силы, изгибающие моменты, крутящие
моменты, вскрывающие в поперечных сечениях работающих звеньев ОДА нормальные и
касательные напряжения, и необходимость применения при расчетах надежности
нагружаемых элементов ОДА принципа независимости действия сил (А. Ф. Смирнов,
Б. И. Свечников), что, в свою очередь, обусловливает использование в расчетах
запасов прочности более сложных, чем площадь, характеристик опасных
сечений работающих звеньев ОДА (моменты сопротивления, моменты инерции,
статические моменты). Следовательно, профилактика спортивного травматизма не
может не базироваться на объективных представлениях о его механизмах (Н. А.
Бернштейн, Л. В. Чхаидзе, З. С. Миронова и др.), т.е. на качественной и
количественной оценке механических и биологических факторов, сложно и конкурирующе взаимодействующих при выполнении упражнений. Основные из этих факторов - пределы прочности морфологических
звеньев ОДА, их геометрические характеристики, силовые взаимодействия,
детерминирующие модули нормальных и касательных напряжений и, в конечном итоге,
упругие (рабочие) либо неупругие (травматические) деформации, т.е. травмы.
Попытка взгляда на движение «вовнутрь», о слабых звеньях «постзавершающем
этапе». Научные представления о слабых звеньях опорно-двигательного аппарата
человека свидетельствуют об их барьерной роли и негативной значимости в
эволюции двигательных структур спортивных действий (В. П. Филин, В. М. Зациорский, В. В. Кузнецов, И. П. Ратов, А. И. Кузнецов, Е.
С. Белов, М. М. Кузнецов, Б. А. Станков, Т. В. Федорова). Их (слабых звеньев)
выявление и управляемое доведение в учебно-тренировочном процессе до уровня
надежного "силового фундамента" (превышения уровня, требуемого для травмобезопасной реализации) постулируются в качестве
атрибутов оптимизации управления спортивной тренировкой на всех этапах (В. М.
Дьячков, В. М. Зациорский, Г. П. Воробьев, З. С.
Миронова, И. П. Ратов) учебно-тренировочного процесса. Представляется, что
метафорически названный «пенсионный возраст спортсмена», со
спортивно-педагогических реалий возможно рассматривать,
как (нет, не завершающий период, поскольку таковой имеется), а постзавершающий: самостоятельный, обнадеживающий, самодостаточный, управляемый и, желательно, … – пожизненный.
Короткая головка двуглавой мышцы плеча… и
гимнастический парадокс. В пятидесятые годы в гимнастике заметно участились
травмы при выполнении крестов на кольцах. Оно и понятно. Победный, триумфальный
Олимпийский вход СССР в мировую гимнастику, (1952, Хельсинки) среди многого
прочего, с явлением Альберта Азаряна, ошеломившего
мир демонстрацией чуда: из виса, прямым телом, силовой переворот
назад в академически безупречный «упор руки в стороны» – «крест»…
Не специалисту трудно даже представить «Крестовый
бум», до которого лишь немногие решались на этот эффектнейший элемент, массово
привлекший новых исполнителей, и… инициировавший и частоту травм. На фото рук
троих из травмированных известных ветеранов показано, как выглядели их травмы
снаружи. Парадоксально, но травмировались не начинающие, а уверенные сильные
«крестовики». Вот лишь несколько из известнейших. Двухкратный
абсолютный Олимпийский чемпион в многоборье (1952 и 1956) Виктор Ивынович Чукарин, Олимпийский
чемпион (1952) в к команде СССР Дмитрий Леонкин,
Олимпийский чемпион Эдуард Азарян (2000) (сын
прославленного могучего крестовика, многократного чемпиона СССР, мира и
Олимпийских Игр Альберта Азаряна), элитный мастер
спорта СССР Василий Паршин, опытнейший крестовик Константинов, сильный Борис
Ткачев, призер 1-й спартакиады Народов СССР (1956), Он был удачлив,
прагматик, шутник и «добытчик»: живя во Львове, много
лет работал в Польше, а я 1974-1975 учебный год работал во Львовском инфизкульте. Систематически он навещал семью с парой
чемоданов: «через таможню с чемоданом в каждой руке пока силенок хватает»… Так и прожил он десятки лет с обеими порванными
головками бицепсов, но ежедневно тренируя руки…Травматические
повреждения были, в общем-то, довольно однообразны – разрывы либо надрывы
пучков короткой головки двуглавой мышцы плеча, либо фиброзной части ее двух
сухожилий, крепящихся к бугристостям клювовидного и акромиального отростков
лопатки. Либо полный отрыв головки от бугристостей (как у Василия Паршина,
Константинова и у Бориса Ткачева даже на обеих руках).
Особенность парадокса еще будет пояснена, а пока
скажу, что, как правило, травма случалась при выполнении упора руки в стороны в
экстремальных условиях сильных соревновательных эмоций выполнения
комбинации. Ниже, на коллаже слева – 19-летний автор (1951), справа – он же
79-летний. И тут все просто. Ни чудес, ни подвигов. Просто на коллаже справа
автор – в тренажере-подвеске, как уже было подробнейше рассказано и
продемонстрировано четыре года назад в статье «Наедине с тренажером» [11]
Выпуска 81 "ВIСНИКу",
талантливым мальчиком Лешей Билозерчевым, тренируемым
отцом Великим Дмитрием Белозерчевым. Это был первый тренажер в ряду «крестового семества»,
позволивший выполнять буквально любые виды, из немалой структурной группы,
крестов, лишь с 50% в сторону уменьшения проприоцептивных
восприятий собственного веса. К моменту собственной
травмы (1959), автор уже был с «багажом» двух "золотых" медалей на
кольцах (первенство Украины 1951-го среди юношей (Киев) и, через месяц,
первенство СССР среди юношей (Львов, 19 августа). Т.е. травмировался уже
взрослый мастер и опытный крестовик, член сборной Украины (правда, крайний).
Со спортивной гимнастикой формально было покончено. Но… повторюсь, о чем я уже писал и показал в статье «Наедине с
тренажером» – об акмеобиомеханической тренажерной
реализации и восприятии «полет»" в кресте на подвеске, имитирующей буквально
акмеистские ощущения 10-30 секундного «полета», с вдвое уменьшенным ощущения
веса, улучшением эмоционального состояния, позитивного психологического настроя,
мышечной радости, благотворной в возрасте, увы, «постзавершающего
этапа»…
Биомеханика двухглавой
мышцы плеча. Расчетные модели травмы представлены на рис.
2.1-2.4, на которых представлены все виды и значений силовых взаимодействий в
системе «гимнаст-среда», рассчитанные на знании закономерностей
распределения масс всех работающих звеньев тела. Дабы не утомлять
читателя механико-математичемскими выкладками,
номограммами и прочими невербальными атрибутами, опустим их, указав, что они
обстоятельно рассмотрены в монографии[12], в диссертации [13] и трудах ряда симпозиумов[14,
15, 16 и др.].
В норме пояс верхних конечностей не является полносвязным соединением, но в положении выполнения упора
руки в стороны (рис. 2.1) плечевые, локтевые и суставы кистей, синергиями приводящих руки групп мышц и немалого ряда
других мышц, превращаются (на время фиксации креста) в биомеханически
полносвязное монолитное соединение. Закономерности
распределения и модули (значения) силовых взаимодействий при этом, определяются
отнесением опорных точек от линии действия силы тяжести туловища и звеньев тела
исполнителя на максимальную величину, определяемую антропометрией гимнаста и
характером глубокого хвата при расположении опорных точек и остальных суставов
пояса верхних конечностей на одном горизонтальном уровне. Эти обстоятельства и
геометрия стандартных Олимпийских колец интерпретируют расчетную модель креста классической одноопорной балкой на двух
шарнирно-неподвижных опорах. А соотношения между
обозначенными на модели опорными реакциями R и их проекциями на оси ХУ
выбранной системы координат (рис. 2.2), кроме прочего, в соответствии с положениями
теории плоского изгиба прямых стержней, детерминируют силовое воздействие
величинами сил и моментами сил и пр. по всей длине ОДА, определяемые и
антропометрическими параметрами морфро-функционального
статуса гимнастов (С. И. Ляссотович, 1985; В. С. Чебураев, В. В. Соловьев, 1977; В.
С. Чебураев, Е. Ю. Розин,1981), позволили построить
интегральные опции распределения масс (рис. 2.3), т.е. базу графического
численного определения всех внешних силовых воздействий.
Построенные механико-математические модели позволили
получить значения «крестов» на кольцах: опорные реакции в «кресте» и, в конечном
итоге, получено значение коэффициента запаса прочности фиброзной части короткой
головки бицепса и в средней трети ее поперечного сечения К=1,12. Ra и Rb, и их горизонтальные Rх и -Rх и вертикальные Ку=Ку проекции на оси координат, распределенные силы q, изгибающие моменты M, внутренние удельные силы
(напряжения) Q в любой точке любого поперечного сечения пояса верхних
конечностей в положении упора руки в стороны (рис. 2.3).
Прочностные возможности других мышц, синергии
которых обеспечивают удержание, оказались существенно выше. В результате было определено
слабое звено ОДА – короткая головка бицепса (на
рис. 2-4).
Биосоставляющие «крестовой» травмы. А. А. Виру (1974) углубил
понимание механизмов рассогласования мышечных синергий.
Итак, механизм довольно прост: при расслаблении какой-либо мышцы непроизвольно
перегружаются тяги других мышц, т.е. компенсаторно перегружается и слабое
звено. И вот тут уровень мастерства, совместимый с приростом силы и жесткостных
свойств скелетных мышц, в этой ситуации не только
противостоит, а даже способствует конфликту. Но опытный мастер целевым
эмоциональным возбуждением может преодолеть
охранительные рубежи даже в фазе действия защитных реакций, что по сценарию эффекта Н. Н. Приорова
и вызывает повреждения воздействием, «…по своей силе превышающим пределы
физиологического сопротивления тканей с нарушением функций и структуры»…
Представляется, что со
скоростью 74-х метров в секунду информация запускает механизмы рассогласования
мышечных синергий, превращающих неполно связный пояс
верхних конечностей в монолитное полно связное соединение, удерживающее крест.
Но регламентные 3 секунды удержания в сопоставлении со скоростью проходящих
нервных сигналов, – огромное время. И даже при том, что на
удержании креста работают многие мышцы: длинные головки трехглавых, короткие головки двуглавых, плечевые, большие
и малые круглые, большие грудные и широчайшие спины, в вынужденных условиях отсутствия
сменной активности требуют непрерывного поддержания возбуждения в нервных
центрах, при конкурирующем нарастании
утомления. В результате снижается выработка медиатора, напряжения мышц
ссужают сосудистые русла, чем угнетается кровоток. Все это, кроме прочего,
активирует охранительные защитные реакции вплоть до прямого выключения части
двигательных единиц из работы, что перегружает все остальные мышцы, работающие
на крест, непроизвольно уменьшая уровень должного координационного соответствия
тяги других мышц. Естественно, компенсаторно, в числе
всех оставшихся мышц также перегружается, а, точнее, начинает рваться слабое
звено. Но опытный Мастер целевым эмоциональным возбуждением может преодолеть охранительные рубежи, даже в фазе действия защитных реакций (А. А. Виру),
и запускается управленческий процесс, сформулированный Николаем Николаевичем Приоровым: «…повреждения, вызванного
каким-либо воздействием, по своей силе превышающим пределы физиологического
сопротивления тканей с нарушением функций и структуры», т.е. травмы. Прочностные возможности других мышц, синергии
которых обеспечивают удержание положения «креста», оказались существенно выше,
а физиологическое сопротивление короткой головки бицепса (на рис. 2-4) было
преодолено превышающим воздействием. В результате, ценой травмы, было
определено слабое звено ОДА в рассматриваемом
положении (упора) и позы (руки в стороны). Очевидно,
при расслаблении какой-либо мышцы непроизвольно перегружаются тяги других мышц,
т.е.
компенсаторно перегружается, как и остальные, слабое
звено. И вот тут уровень мастерства, совместимый с приростом силы и даже жесткостных свойств скелетных
мышц, в этой ситуации не противостоит, а даже способствует конфликту.
Опытный мастер целевым
эмоциональным возбуждением может преодолеть
охранительные рубежи даже в фазе действия защитных реакций, что по сценарию эффекта Н. Н. Приорова
и вызывает повреждения воздействием, «по своей силе превышающим пределы
физиологического сопротивления тканей с нарушением функций и структуры»…
У спортсмена не
бывает старости. Вышеизложенное естественно
активизировало и конкретизировало поиск и создание биомеханических средств
управления и методов профилактики и посттравматической реабилитации звеньев
тела спортсмена, как непосредственно в учебно-тренировочном и соревновательном
процессах, так и в системе, метафорически названного «пенсионного» образа
жизни. (И вот тут уместна аллюзия «У спортсмена не бывает
старости»… это аллюзия на афоризм одного из лучших писателей последних 50-ти
лет ХХ-го и двух лет ХХI-го
века Фридриха Горенштейна, умершего 2-го марта 2002-го: «У писателя не бывает
старости». Его близкий приятель и соавтор-сценарист Юрий Клепиков так и назвал
свои воспоминания о нем [17]… Казалось бы, какое отношение к «травматической»
тематике статьи имеет аллюзия «У спортсмена не бывает старости»? Прямое
отношение – охранительное и призывное ко всем спортсменам включаться в ее
защиту, пусть и молчаливо, но личным примером. Ниже попытка фактологии
пояснения таких рекомендаций. В защиту аллюзии: «У спортсмена не бывает старости». Нынешний уровень
и размах мирового ветеранского и паролимпийского
спорта свидетельствуют о правоте аллюзии «У спортсмена не бывает старости», и,
похоже, эта аллюзия начинает перерастать в афоризм. Кстати, и
упоминавшийся Борис Ткачев, в «пенсионом» периоде оставшийся еще и без трех
четвертей желудка, не изменял себе: – и шутил, хотя было не до шуток, что
остаток желудка вмещает 150 граммов… оставался добытчиком (за рулем своей
машины), и неукоснительно ежедневно спорт – подкачка своего некогда
действенного стабилизирующего мышечного корсета всех (!) суставов, помятуя мудрость Петра Францевича
Лесгафта, что мышцы – главные тормоза движения.
Феномен «Сочинская
зимняя» Паролимпиада-2014». Огромная система спортивных свершений на
Паролимпиаде была дерзновенным «полем чудес», полем демонстрации и торжества
спортивной науки, уровня мастерства и воли спортсменов в достижениях, казалось
бы, невероятных, невообразимых, доказательных свершений. Impossible is nothing! – торжествовало на Играх! Как жаль, что Николай
Александрович Бернштейн, Анатолий Николаевич Лапутин,
Леван Владимирович Чхаидзе увидеть этого, увы, не успели.
И личный аргумент в защиту
аллюзии – на коллаже (справа – 1949-й, слева – 2004-й). Взглянув
на который, Гимнаст от Бога, Дмитрий Билозерчев,
шутливо отметил улушение стойки за прошедшие между
фотографированиями 55-и лет (для непрофессионала поясняю, во времена моего
юношества поощрялась эстетика стоек «с богелем», т.е.
с увеличенным лордозом. Сейчас стойка должна быть с прямым телом. Ну что
ж, вытяжение продолжается, не торопясь...
Заключение. Установлены
ряд закономерностей и зависимостей, необходимых для научного обоснования
технических решений новых гимнастических тренажеров, их функционального наращивания
и поэтапного развития для оптимизации специальной физической подготовки в
спорте и оздоровительной физической культуре.
Выводы. Использование
спортивно-оздоровительных тренажеров локально-направленного воздействия, вне
зависимости от локализации направленности воздействия (руки, ноги, туловище и
пр.) оказывает и общее оздоровительное воздействие, поскольку при управляемом нагружении любых звеньев тела интенсифицируются и режимы
работы практически всех функциональных (включая и висцеральные) систем – основа
общего оздоровительного воздействия.
Все это позволяет конкретизировать поиск и создание биомеханических средств и
методов профилактики и посттравматической реабилитации звеньев тела спортсмена,
как непосредственно на всех этапах многолетнего учебно-тренировочного и соревновательного
процесса, так и в системе образа жизни, только выигрывающего при этом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бернштейн Н. А. О
построении движений / Бернштейн Н.А. – М.: Медгизиз,
1947. – 256 с.
2. Чхаидзе Л. В. Формула
шага / Чхаидзе Л.В., Чумаков С.В. – М.: Наука, 1972.
3. Лейкин М. Г.
Философские и инженерные аспекты педагогики спорта / Лейкин М. Г. // Ученые
записки Симферопольского государственного университета. – № 4 (43). – Симферополь,
1997. –С. 193-203.
4. Гурфинкель В. А.
Физиология движений / Гурфинкель В.А. – М.: Наука. 1976. – 376 с.
5. Лапутин
А. Н. Атлетическая гимнастика (2-е издание, переработанное и дополненное, К.:
Здоровье, 1990) и 200 других публикаций и изобретений.
6. Лейкин М. Г.
Биомеханические аспекты диск-радикулярного конфликта
в спорте / Лейкин М.Г. // Вісник
Чернігівського національного
педагогічного університету.
– Випуск 102, Том 1. Серiя: педагогогiчнi науки. Фізичне виховання та спорт. – Чернігів – 2012. – С. 221-225.
7. Кнетс
И. В. Деформирование и разрушение твердых биологических тканей / И. В. Кнетс, Г. О. Пфафрод, Ю. Ж. Саулгозис. – Рига: Зинатне, 1980.
– 320 с.
8. Образцов И. Ф. Проблемы
прочности в биомеханике / Образцов И.Ф., Адамович И. С., Барер
и др. – М. : Высшая школа, 1988. – 312 с.
9. Лемаев
С. В. "Как выглядит движение изнутри" / Лемаев
С. В., Самыличев. // VI-я Всероссийская конференция
по биомеханике. "Биомеханика-2002". – Нижний Новгород. – C. 224.
10. Лейкин М. Г.
Биомеханическое моделирование и расчет характеристик плоских сечений мышц и
трубчатых костей в спорте и травматологии / Лейкин М. Г. // Материалы
Всесоюзного с международным участием симпозиума по актуальным вопросам травматологии
и ортопедии. – Рига, 1988. – С. 140-150.
11. Лейкин М. Г. Наедине с тренажером / Лейкин М.Г. // Вісник Чернігівського
національного педагогічного
університету. – Випуск 81.
– Серія: педагогічні науки.
Фізичне виховання та спорт.
– Чернігів, 2010. – С. 535-539.
12. Лейкин М. Г.
Эргономическая биомеханика спорта и медицины. Монография / Лейкин М. Г. – К.:
Минвуз УССР, 1991. – 208 с.
13. Лейкин М. Г. Научное
обоснование и создание спортивно-оздоровительных тренажеров: дисс. доктора пед. наук в виде
научного доклада (На правах рукописи) специальностям: 01.02.08 – Биомеханика, и
13.00.04 – Теория и методика физического воспитания, спортивной тренировки и
оздоровительной физической культуры. – Москва, Российская государственная
академия физической культуры, 1993. Нострифiкацiя ВАК
України рішенням
спеціалізованої вченої ради
Українського державного університету
фізичного виховання та
спорту 11 травня 1995, протокол № 3: Лейкiну Марку Григоровичу присуджено науковий ступінь доктора педагогічних
наук.
14. Лейкин М. Г. Тренажеры
для управления напряжениями в "слабых звеньях" ОДА спортсменов /
Лейкин М.Г. // Труды Всесоюзной конференции "Проблемы биомеханики в
спорте". – М., 1987. – С.112-117.
15. Лейкин М. Г.
Биомеханика механизма спорттравмы короткой головки
двуглавой мышци плеча / Лейкин М.Г., Билозерчев Д. // Труды VII Всероссийской конференции по
биомеханики. – Том 2. – Нижний Новгород, 2004, 24-28 мая. – С. 157-159.
16. Лейкин М. Г.
Биомеханическое моделирование и расчет характеристик плоских сечений мышц и
трубчатых костей в спорте и травматологии / Лейкин М.Г. // Материалы Всесоюзного
с международным участием симпозиума по актуальным вопросам травматологии и
ортопедии. – Рига, 1988. – С. 140-150.
17. Клепиков Ю. Н. У
писателя не бывает старости / Клепиков Ю.Н. // Журнал "Октябрь". –
2002. – № 9.
THE
PROBLEM OF PREVENTION AND REHABILITATION OF SPORT TRAUMA (PROBLEMS THOUGHT BY
ISAAC NEWTON, AND BY NIKOLAI BERNSTEIN)
Leykin M.
Wiener himself did not deny the merits of N.
A. Bernstein and took part in the English edition of his works L.V. Chkhaidze. The article discusses some aspects of the once
common shoulder injury when performing the "cross" on the rings. It
would seem that such injuries wouldn’t happen to gymnasts because not only are
they professionally trained, but the skill and experience level is
unrealistically high. The author himself couldn’t avoid such trauma. In line
with recommendations of Nikolai Alexandrovich
Bernstein who came to realize the necessity of systemic confrontation to a
paradox which was the beginning of the authors own experiment "description
biomechanics" of this injury, to create training machines for sports and
fitness by the authors certification SSSR №№ 1131516, 1258440, 1546088,
1650161, 1600803, 1801444 and others ’experience of creating the means of its
chronic aftereffect. Indicated here for the reason that the first five of the
six specified training machines were created directly for a shoulder injury,
however, proven to be beneficial as well as helpful in solving other problems,
"Device" AS № 1801444 – purposely was created under the disc-radicular conflict, but proved to be effective for a
shoulder injury. Such simulator versatility stimulated research and justified
new didactic "Principle of variability using technical means.
Key words: Bernstein’s approach, biomechanics of injury, manageable-control
sports and fitness trainers, rehabilitation, muscle – brake movement,
"retirement age" athlete.
Справка об авторе
Mark G. Leikin, Ph.D. USA Gymnastic Executive
Member, Personal Trainer Master of Sports of USSR, Honorable Inventor of Ukraine/
Owner, Director Science Program
Соединенные Штаты Америки
Поступила в редакцию 16.06.2015.