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

Параметры, см	Спортсмены-разрядники	Мастера спорта
правая	левая	КАС, %	правая	левая	КАС, %
Обхват плеча	34,8±1,3	33,3±0,3	4,3	39,6±0,4	38,5±0,7	2,7
Обхват бедра	61,7±0,6	62,8±0,6	1,7	64,8±0,8	65,0±0,7	0,3

Таблица 2. Антропологические параметры передней и задней частей тела у тяжелоатлетов различной квалификации (n = 16), М±т

Параметры	Спортсмены-разрядники	Мастера спорта
передняя	задняя	КАС,%	передняя	задняя	КАС,%
Площадь поперечного сечения мышц плеча, см2	40,1±1,3	51,5±0,3	22,1	52,7±0,4	66,3±0,7	20,5
Площадь поперечного сечения мышц бедра, см2	219±9	129±7	41,1	271±10	133±5	50,9

Таблица 3. Антропологические параметры верхней и нижней частей тела у тяжелоатлетов различной квалификации (n = 16), М±т

Плечо	Спортсмены-разрядники	Мастера спорта
Обхват плеча, см	Обхват бедра, см	КАС, %	Обхват плеча, см	Обхват бедра, см	КАС, %
Правое	34,8+1,3	61,7±0,5	43,5	39,6±0,5	64,8±0,9	38,8
Левое	33,3±0,2	62,8±0,6	46,9	38,5±0,7	65,0±0,7	40,7

Рис. 2. Асимметрия физического развития спортсменов относительно различных плоскостей

Антропологические характеристики асимметрии тела спортсменов относительно трансверсальной плоскости. Влияние занятий тяжелой атлетикой на антропологические показатели мышц верхней и нижней частей тела представлены в табл. 3. Известно, что для тяжелоатлет ов характерн а одновременная высокая активность всех мышц, противодействующих силе тяжести и инерции. Этим объясняется тот факт, что возрастание уровня спортивного мастерства тяжелоатлетов связано с уменьшением асимметрии в развитии верхних и нижних конечностей (КАС, характеризующий отношение обхватов плеча и бедра правой части тела у спортсменов-разрядников , равен 43,5%, у мастеров спорта - 38,8%, соответственно левой - 46,9 и 40,7%; см. табл. 3). Таким образом, основная закономерность заключается в том, что повышение уровня подготовленности тяжелоатлетов приводит к уменьшению асимметрии физического развития спортсменов относительно трансверсальной плоскости.

Все три основные закономерности характеризует рис. 2.

Выводы. 1. С повышением уровня спортивного мастерства дихотомия (симметрия-асимметрия) физического развития тяжелоатлетов в трехмерном пространстве формируется неоднозначно: относительно сагиттальной и трансверсальной плоскостей асимметрия морфологических признаков уменьшается, относительно фронтальной для мышц нижних конечностей возрастает, а для верхних - уменьшается.

2. Предлагаемый подход позволяет исследовать не только элементарные связи и зависимости дихотомии физического развития человека, но и ее неоднозначную, многостороннюю структуру.

Список литературы

1. Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональные асимметрии человека. - М.: Медицина, 1981.- 288 с.

2. Зациорский В.М., Аруин А.С., Селуянов В.Н. Биомеханика двигательного аппарата человека.- М.: ФиС, 1981.- 143 с.

3. Иваницкий М.Ф. Анатомия человека: Учебник для ин-тов физкультуры.- М.: ФиС, 1965. Т. 1, с. 18.

4. Ильин Е.П. О функциональной асимметрии ног //Теория и практика физ. культуры, 1963, № 1, с. 22-25.

5. Лебедев В.М. Теоретическое и прикладное значение феномена асимметрии в спорте //Теория и практика физ. культуры, 1975, № 4, с. 28-31.

6. Лесгафт П.Ф. Основы теоретической анатомии, часть 1.- СПб.: Товарищество художественной печати, 1905. - 351 с.

7. Поцелуев А.А. Вопросы двигательной функции человека //Вопросы теории и методики преподавания физической культуры. - Казань, 1965. Вып. 1, с. 3-33.

8. Самсонова А.В., Катранов А.Г., Степанов В.С. Устройство для оценки поперечного сечения мышц //Удост. на рац. предл. № 167/03 от 28.02.2001.

9. Сеченов И.М. Очерк рабочих движений человека. - М.: Кушнерев, 1901. - 139 с.

10. Чермит К.Д. Симметрия-асимметрия в спорте. - М.: ФиС, 1992. - 256 с.

11. Чермит К.Д., Мамгетов К.Ю., Мамгетова Л.К. Системно-симметрийный метод оценки здоровья человека. Майкоп, 1994. - 152 с.

12. Янсон Х.Ф. Биомеханика нижней конечности человека. - Рига: Зинатне, 1975. - 324 с.

13. Baciu C. Anatomia functionala a aparatului locomotor (cu aplecatie la educatia fizica). - Bucuresti: Editura CNEFS, 1967. - 442 p.

14. Schumacher G., Wolff E. Trockengewicht und physiologischen Querschnitt des menschlichen Skelettmusculatur // anatomie Anzaitung, 1966. - Bd. 119. - S. 259-269.

15. Tittel K. Beschreibende und functionelle Anatomie des Menschen. - Jena: Gustav Fischer Verlag, 1974. - 644 s.