3.7. Биомеханикалық модельдерді спортта қолдану

Бұлшықет жүйесінің күштік және серпімді элементтерін қолданудың рөлі қандай?

Спортсмендерді дайындау серпімді жүйенің өте маңыздылығын көрсетеді. Ол потенциальды энергияны жинақтаушы қызметін атқарады. Біріншіден бұлшық еттер серпімді байланыстарды қысу үшін жұмыс істейді, ал олар болса олардың серпімді деформациясын туғызатын потенциальды энергиясын оларға хабарлайды. Содан бұлшық еттер түзететін күштер әрекетінің бағытына қарай активті және серпімді күштерді қоса отырып жұмыс істейді және бұл себептен анық нәтижеге жетеді.

Келесі сұрақ тууы мүмкін: неліктен пайдалы жұмыс орындауға бүкіл күшті лезде бағыттамасқа? Бұндай жол мүмкін емес, өйткені бірлік уақыт ішінде бұлшық еттің жұмыс орындай алатын максимальды жұмысы бұлшықет өлшемімен шектеулі. Серпімді жүйені қолдана отырып, бұлшықет жұмыс уақытын дайындатушы периодты қосымша енгізу есебінен серпімді байланыстарды қысу үшін ұзарту мүмкін. Уақыт і есе көбейеді. Демек орындалатын жұмыстары да көбейеді. Бұд жағдайда йінтірек принципін өзіндік орындалу энергия жинау уақытының өсуіне орын алады. Бір жағынан қарағанда берілетін қуатының өсуіне әкеледі.

Бұл принциптің қолданылуы спорттық нәтижелерді елеулі өсіруге мүмкіндік беретінін спортсмендердің дайындау тәжірибесі растайды. Қозғалыстың көбісі жұмысшыға қарама қарсы бағытқа ауысуы алдын ала болады. Мысалы үстіге секіру алдында тізе бүгу снарядты лақтыру алдында сермеу және де т.б.Алғашқы қозғалыстар кезінде болатын бұлшықет созылуы олардың ішінде серпімді деформациялық энергияның жиналуына алып келеді. Бұндай метоболитикалық емес энергияға үлес көп болған сайын, жұмыс қозғалыстарын орындаған кездегі жететін нәтижелер айтарлықтай көбірек.

Бұлшық еттер және сіңір құрылымдарында серпімді деформацияның үлкен энергиясы жиналу мүмкін. Ал ол болса оларға бұлшық еттің күш жүйесін хабар беретіндерден асады. Мысалы лайықты серпімді құрылымдарда білек бүгушінің изометриялық тартылуы кезіндегі жинақталған энергия 2 Дж көп болмайды.

Серпімді жүйелердің энергияны аккумулирлеу қабілетін толық қолдану үшін сыртқы күштерге сүйену керек, мысалға ауырлық күшіне. Көптеген жағдайда, жай отырып тұрған жағдайда аяқтарда 390 Дж серпімді деформация энергиясы жинақталады. Жүкпен отырып тұрғанда, 730 Дж энергия аккумуляциялауға болады.

Созылған (жазылған) қолмен штанганы лақтырар алдында, ауыр атлет отырады, яғни ол аяқ бұлшық еттердегі энергияны жинайды. Бір мезетте штанганы кеудесіне қойып, ауыр атлет бұл жаттығуға қатысатын барлық аяқ және қол бұлшық еттерін алдын ала деформацияландырады. Бұдан кейін, бұлшық еттердің қозғалысын бақылауға алып, штанганы жоғары көтереді. Бұл жаттығудың нәтижесі, көп жағдайда барлық бұлшық еттердің бір бірімен (өзара) байланыстырып, дұрыс жұмыс істеуіне байланысты.

Енді спортшының отырып, штанганы кеудесіне ұстап тұрған жағдайдан көтеруін қарастырып көрейік. Бұл жаттығуды орындау кезінде аяқ және қол бұлшық еттері қандай жұмыс атқарады? Аяқ бұлшық еттері спортшының денесін және штанганы түзу(түзелген) аяқ биіктігіне көтереді. Қол бұлшық еттері штанганы кеудеден бас үстіндегі жағдайда көтереді.

Бұл жағдайдағы энергия жұмсау қалай реттеледі? Ол аяқ пен қол бұлшық еттерінің күштік мүмкіндіктеріне сай келе ма? Кейбір бұлшықеттерде жұмсалмаған энергия қала ма? Соңғы сұрақ өте маңызды. Былай болуы мүмкін, әлсіз бұлшық еттер группасы нәтижені анықтайды, ал күшті бұлшықеттердің мүмкіндіктері аяғына дейін пайдаланбауы мүмкін. Штанганы көтеру кезінде, әрбір бұлшықеттің өзара бір бірімен әрекеттесіп жұмыс істеуін және мүмкіндіктерін толық пайдалануын қалай жүзеге асыруға болады?

Бұл жағдайда бірнеше әдістер бар. Олардың біреуін қарастырайық. Әрбір бұлшықеттің жұмыс істеу деңгейі көтерілетін жүкке хабарлайтын потенцилдық энергиясымен анықталады. Бұл көрсеткіштің өзгеруі әрбір бұлшықет тобында шектелген: көтерілетін жүк салмағы берілген, көтеру биіктігі дене пропорциясына байланысты.

Аяқ бұлшықеттер жүйесінің күштік мүмкіндіктері, әрине, қол бұлшықеттер жүйесінің күштік мүмкіндіктерінен әлдеқайда жоғары. Сол себептен аяқ бұлшықеттерінің күштік мүмкіндіктері толық көлемде қолданбайды деп айтуға болады. Қол бұлшықеттер жүйесіне қалай көмек көрсетуге болады?

Былай ойланып көрейік. Потенциалдың энергияның деңгейлері қатаң берілген. Мүмкін, жүйенің кинетикалық энергиясына ықпал етіп және оны потенциалдың энергиясына ауыстыратын механизмді қолданамыз?

Бұндай принциптерді келесі бұлшықеттер жұмысының сызбасын бірге жүзеге асыруға болады. Штанганы көтеру процессі кезінде күштірірек бұлшық еттер топтары әлсіздерден қарағанда тезірек жиырылуы керек. Сонымен көтеріп жатқан жүкке потенциалдық энергиямен қоса кинетикалық энергияның берілуіне байланысты күшті бұлшықеттердің энергия шығыны да өседі. Беріліп жатқан кинетикалық энергияның шамасын өзгере отырып, әрбір бұлшықеттер тобының күштік қабілеттілігін толықтай қолдана алатындай күйге жетуге болады.

Белгілі бір жылдамдықта керекті бағытта қозғалып жатқан жүкті көтеру келесі бұлшықет тобына онайырақ болады. Ол үшін жүкке аз жылдамдықты күш салу керек. Сонда кинетикалық энергия потенциалдық энергияға айналады.

Серпімді деформация энергиясы серпімді құрылымдар мен сіңірлерде көп сақталмайтынын тәжірибе бойынша көре аламыз. Бұлшық еттер мен сіңірлердің релаксациясы болады. Егер қозғалыс уақыты релаксация уақытынан көбірек болса, серпімді деформацияның жинақталған энергиясы толығымен әлсәзденеді және келесі қозғалыс фазасы бұлшық еттердің активті құрылымы арқылы орындалады.

Мысалы, аренада ауыр атлетші штанганы көтеріп жатыр, жұлкыну ,спортсмен тізесін бүгеді, штанга көкірігінде штанганы бас үстіне көтеру реттілігі орындалу тиіс. Бірақ спортсмен штанганы теңгерте баяулатып жатыр. Ақыры көптен күткен жұлқыну, бірақ штанганы көтеру іске аспады. Себебі қорытынды жұлқыну алдындағы үзіліс өте ұзақ. Бұлшық еттердің серпімді құрылымдарындағы жинақталған деформация энергиясы шашыранды және спортсменге шешуші жұлқынуды орындауға ештене көмектесе алмас еді.

Бұлшық еттердің деформацияның энергиясын жинақтау қабілеті олардың морфологиялық құрылымдарының ерекшеліктеріне тәуелді. Бұл қасиеттердің көрсетілімдер деңгейі тез және баяу қозғаушы талшықтардың пайызы үлкен болған сайын ,серпімді деформацияның энергиясы жақсырақ жұмыс істейді және көбірек жиналады.

Кинетикалық энергия потенциалдық энергияны жинақтай процессі және кейін оны жұмысқа айналдыруды энергияны рекуперация деп аталады.

Биомеханикалық құрылымда процесстердің дүркінділігі энергия рекуперлеу қасиеттеріне алып келеді.

Бақылау сұрақтары

1. Реакцияны жүтеу жылдамдығына бейнелейтін бұлшық ет талшықтың модельін салыңыз

2. Хилланың тәуелділік қисығы бойынша бұлшық еттің қандай максимальды жүк ұстай алатынын анықтауға бола ма?

3. Неге әртүрлі бастапқы бұлшық ет ұзындықтары кезінде изометриялық жиырылуда әр түрлі тәуелділік f(t) пішіні болады.