Дихотомия (симметрия-асимметрия) физического развития спортсменов

Доктор биологических наук, профессор И.М. Козлов, Доктор педагогических наук, доцент А.В. Самсонова, Доктор педагогических наук, профессор В.С. Степанов , Государственная академия физической культуры им. П.Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург

Системный подход при решении проблем, связанных с категорией "симметрия-асимметрия", позволяет получить новые факты относительно строения и функций человека. В точке, называемой общим центром масс (ОЦМ), пересекаются три взаимно перпендикулярные плоскости: сагиттальная, фронтальная и трансверсальная (горизонтальная), которые "разделяют" тело человека на правую и левую, переднюю и заднюю, верхнюю и нижнюю части. В этой связи эту точку можно обозначить как центр дихотомии физического развития человека (центр симметрии-асимметрии). К настоящему времени накоплено большое количество фактов, свидетельствующих о том, что относительно сагиттальной плоскости тело человека обладает симметрией по многим морфологическим и функциональным признакам. Наоборот, относительно фронтальной и трансверсальной плоскостей по большинству морфологических, функциональных и биомеханических показателей четко выражена асимметрия.

Например, в анатомии и физиологии прочно укрепилось понятие "антигравитационные мышцы". Под ним понимаются мышцы нижних конечностей, противодействующие силе гравитации. Физиологический поперечник у антигравитационных мышц значительно больше, чем у их антагонистов [9, 6, 3, 14, 13, 15, 12].

Биомеханические условия взаимодействия двигательного аппарата человека с силой тяжести по разные стороны трансверсальной плоскости существенно различаются. Руки, образно говоря, находятся в положении "верхней опоры", поэтому сила тяжести одинаково действует на сгибатели и разгибатели, тогда как нижняя опора (ноги), наоборот, в ортостатической позе обусловливает резкое различие гравитационной нагрузки на мышцы-антагонисты. Морфологические различия четко проявляются при сравнении поперечников сгибателей и разгибателей мышц верхних и нижних конечностей. Для мышц рук характерным является отсутствие различий физиологического поперечника сгибателей и разгибателей, а для мышц ног это различие выражено существенно. Однако в подавляющем большинстве исследований [7, 4, 5, 1, 11, 12] проблемы "симметрии -асимметрии" рассматривались главным образом в плане лево- или правосторонних предпочтений (относительно сагиттальной плоскости), т.е. там, где асимметрия меньше всего выражена. Однако методологически значимая проблема - закономерности сочетания двух противоположных начал, проявляющихся в физическом развитии спортсменов, а также при организации движений в трехмерном пространстве, остается малоразработанной из-за отсутствия соответствующих подходов.

Цель исследования состояла в изучении дихотомии физического развития спортсменов в трехмерном пространстве: определялись морфологические показатели относительно сагиттальной, фронтальной и трансверсальной плоскостей.

В экспериментах участвовали тяжелоатлеты высокой квалификации и спортсмены-разрядники.

Методы исследования:

Антропометрия. Измерялись антропологические показатели: обхваты правого и левого бедра, а также обхваты правого и левого плеча. Все показатели оценивались при расслабленном состоянии мышц. Кроме этого определялись параметры К1 и К2 на бедре и плече (рис. 1).

Математическое моделирование. В настоящее время оценить поперечное сечение мышц верхних и нижних конечностей человека можно посредством применения сложных и дорогостоящих методов: радиоизотопного [2], или томографии. Нами предложен способ косвенной оценки этого показателя на основе антропологических измерений и математических моделей [8].

Статистическая обработка результатов исследования осуществлялась на ПК с использованием пакета прикладных программ: STATGRAPHICS Plus for WINDOWS. Рассчитывались числовые характеристики выборки: среднее арифметическое, стандартное отклонение, ошибка среднего арифметического. Перед статистической обработкой результатов исследования проводились устранение грубых погрешностей и проверка соответствия распределения выборочных данных нормальному закону (W-критерий Шапиро-Уилки и c2-критерий Пирсона). Для проверки статистических гипотез использовались параметрические (t-критерий Стьюдента) и непараметрические критерии (W-критерий Вилкоксона).

Коэффициент асимметрии (КАС) для парных признаков рассчитывался по формуле:

где X - значение большего из симметричных показателей, Y - значение меньшего из симметричных показателей.

Результаты. Рассмотрим с предлагаемой точки зрения влияние вида спорта и уровня спортивного мастерства на проявление асимметрии показателей физического развития спортсменов относительно различных плоскостей.

Антропологические характеристики асимметрии тела спортсменов относительно сагиттальной плоскости.

В табл. 1 представлены антропометрические показатели тяжелоатлетов относительно сагиттальной плоскости.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что развитие мышц рук характеризуется правосторонней асимметрией (КАС у спортсменов-разрядников равен 4,3%, у тяжелоатлетов высокой квалификации - 2,7%). Развитие мышц ног характеризуется левосторонней асимметрией (обхваты бедра левой половины тела больше, чем правой), однако различия несущественны (р < 0,05). Основная закономерность заключается в том, что повышение уровня подготовленности тяжелоатлетов приводит к уменьшению асимметрии физического развития относительно сагиттальной плоскости. КАС, характеризующий асимметрию обхватов правого и левого плеча и бедра, у спортсменов -разрядников составляет 4,3 и 1,7%, а у мастеров спорта - 2,7 и 0,3% .

Антропологические характеристики асимметрии тела спортсменов относительно фронтальной плоскости.

Рис.1

В табл. 2 представлена рассчитанная косвенным способом площадь поперечного сечения мышц-антагонистов плеча и бедра. Полученные результаты свидетельствуют о том, что с повышением уровня спортивного мастерства асимметрия показателей физического развития верхней конечности относительно фронтальной плоскости уменьшается (КАС снижается с 22,1 до 20,5%). В то же время происходит увеличение асимметрии мышц нижней конечности относительно фронтальной плоскости (КАС увеличивается с 41,1 до 50,9%). Основная закономерность заключается в том, что повышение уровня подготовленности тяжелоатлетов приводит к уменьшению асимметрии показателей физического развития относительно фронтальной плоскости мышц верхней конечности и увеличению асимметрии этих показателей у мышц нижней конечности.

Таблица 1. Антропологические параметры правой и левой частей тела у тяжелоатлетов различной квалификации (n = 16), М±т