ЧЕРНИГОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени. Т.Г. ШЕВЧЕНКО На правах рукописи УДК 796.011.3: 612.76 ФОРМИРОВАНИЕ ОСАНКИ ШКОЛЬНИКОВ СРЕДСТВАМИ ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ 24.00.02. физическая культура, физическое воспитание различных групп населения ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата наук по физическому воспитанию и спорту Научный руководитель НОСКО Николай Алексеевич, кандидат педагогических наук, доцент ЧЕРНИГОВ - 2001 Содержание ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………… РАЗДЕЛ 1. Теоретические основы формирования осанки (обзор литературы)…………………………………………………………… 1.1. Позвоночный столб и осанка человека.……………………………… 1.2. Развитие позвоночного столба человека и особенности вертикальной позы…………………………………………………. 1.3. Позвоночный столб человека в процессе онтогенеза………………. 1.4. Филогенез позвоночного столба……………………………………... 1.5. Биомеханические особенности позвоночного столба человека……. 1.6. Факторы и системы, обеспечивающие резистентность организма в условиях гравитации………………………………………….………. 1.6.1. Гравитация как фактор внешней среды……………….…………… 1.6.2. Антигравитационная система организма человека……………….. 1.7. Систематизация физических упражнений относительно вектора гравитации…………………………………………………………….. 1.7.1. Особенности физических упражнений, моделирующие условия повышенной гравитации………………….....……………………….. 1.7.2. Особенности физических упражнений, моделирующие условия пониженной гравитации……………………………………………… Заключение……………………………………………………………. РАЗДЕЛ 2. Методы и организация исследований……………………….. 2.1. Методы исследования………………………………………………….. 2.1.1. Анализ и обобщение научной литературы………………….. 2.1.2. Педагогические наблюдения…………………………………. 2.1.3. Педагогические методы исследования……………. 2.1.3.1. Миотонография и миотонометрия ………………….. 2.1.3.2. Стабилография………………………………………… 2.1.3.3. Денситометрия………………………………………….. 2.1.3.4. Видеометрия…………………………………………….. 2.1.3.5. Видеокомпьютерный анализ……………..…………….. 2.1.4. Статистические методы обработки материалов……………….. 2.1.5. Метод математического моделирования……………………….. 2.2. Организация исследований…………………………………………….. РАЗДЕЛ 3. Экспериментальные исследования по определению динамики формирования осевого скелета тела человека.……….………………. Пространственное расположение основных звеньев тела человека в соматической системе координат относительно вектора гравитации………………………………………………………………. 3.2. Особенности формирования вертикальной позы тела человека в периоде онтогенеза 7-16 лет……………………………………..…….. Амплитудно-частотные характеристики колебаний общего центра масс тела представителей различных спортивных специализаций и лиц, не занимающихся спортом……………….………………………. 3.4. Исследование динамики удельного веса тела человека……………… 3.4.1. Изменение показателей удельного веса тела детей в периоде онтогенеза 7—16 лет………………………………………………….. 3.4.2. Влияние занятий спортом на показатели удельного веса тела человека………………………………………………………………… Исследование биомеханических свойств скелетных мышц, участвующих в регуляции вертикальной позы тела человека………. Исследование взаимосвязи ряда биомеханических показателей, характеризующих осанку человека в период онтогенеза 7—16 лет………………………………………………………………………. Исследование биомеханических свойств скелетных мышц, участвующих в регуляции вертикальной позы человека, под воздействием физических упражнений …………….……………….. Исследование взаимосвязи ряда биомеханических показателей, характеризующих осанку человека…………………………………… Построение моделей биомеханических характеристик мышц, определяющих вертикальную позу тела человека…………………… Заключение………………………………………………………………….. 5 11 11 15 19 22 28 40 40 42 47 47 49 51 54 54 54 55 56 56 60 61 62 62 63 64 64 66 66 69 76 78 78 82 83 90 103 113 125 129  РАЗДЕЛ 4. Педагогические основы методики развития двигательной функции школьников при формирования осанки…………….……… Обучение специальным физическим упражнениям различной дидактической направленности……………………………………….. 4.2. Методика использования специальных средств физического воспитания при формирования осанки……………………………….. 4.3. Влияние специальных физических упражнений различной дидактической направленности на состояние осанки…………….… РАЗДЕЛ .5. Обсуждение результатов собственных исследований…….… ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………… ВЫВОДЫ……………………………………………………………………. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ…………………………………….. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………...  130 130 133 144 149   ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы. Человек как биологический вид относится к классу млекопитающих, подтипу позвоночных, стопоходящих, отличающихся от всех других позвоночных разумом и способностью к прямостоянию, прямохождению и труду. Это наложило существенный отпечаток и на строение его скелета [12, 18, 30, 57, 138, 143, 171]. Статика человека характеризуется вертикальным положением тела в пространстве, определяя его осанку. Осанкой принято называть привычную позу непринужденно стоящего человека, которую он принимает без излишнего мышечного напряжения [23, 26, 32, 74, 76, 81, 99,190]. В поддержании и сохранении вертикальной позы человека ведущую роль играют позвоночный столб и связанные с ним структуры. Эта задача связана с антигравитационной работой каждого из элементов позвоночника [36, 135, 160]. Однако, сохраняя общие привычные свойства для человека, осанка может меняться под влиянием различных факторов [19, 56, 75, 147]. Из литературы известно, что внешнее воздействие на организм вызывает в нем функциональные и структурные изменения, и наибольшая степень структурных и функциональных преобразований в организме выявляется у человека в связи с ортоградной статикой. Эти преобразования отражают активную и успешную адаптацию организма к существованию в условиях планетной силы тяжести [13, 56, 75, 97, 104, 109]. При занятиях физической культурой и спортом организм человека под воздействием тренировочных упражнений приспособительно формирует в себе адекватные отражательные процессы. Так, у спортсменов различных специализаций, мышечная и костная массы их тела, а также связки и сухожилия распределяются и формируются в тесной зависимости от пространственных параметров механического взаимодействия тела спортсмена и внешней среды, а величина отягощения, направленность физических упражнений и интенсивность мышечных усилий являются теми факторами, которые обеспечивают наличие достаточного стимула приспособлений систем организма и их преобразований соответственно предъявленным требованиям [1, 19, 98, 165]. Для решения специальных задач при нарушении двигательной функции позвоночного столба и нарушении осанки с каждым годом в мире появляются все новые технические средства. Специалистам постоянно приходится совершенствовать методы исследований с использованием новых средств, не исключая при этом применение физических упражнений. Успехи в современной биомеханической методологии открывают определенные перспективы для дальнейшего совершенствования средств и методов физического воспитания и специальной физической подготовки. Развитие технологии и методов измерений, внедрение в исследовательские процессы компьютерных систем и других средств автоматизации значительно расширяют возможности физических упражнений [97, 122]. С помощью специальных физических упражнений можно значительно увеличить эффективность и надежность методов физической культуры и физического воспитания в области коррекции осанки человека и предупреждения нежелательных нарушений. С этой точки зрения вполне понятна актуальность темы: формирование осанки средствами физического воспитания и биомеханической коррекции. Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа является составной частью научной программы кафедры педагогики, психологии и методики физического воспитания; кафедры биологических основ физического воспитания Черниговского государственного педагогического университета имени Т.Г. Шевченко. Цель и задачи исследования Разработка методов и средств повышения эффективности оздоровительной физической культуры и физического воспитания в области коррекции осанки школьников. Задачи исследования Исследовать роль и значение гравитационных взаимодействий в формировании осевого скелета в онтогенезе и филогенезе. Изучить закономерности влияния физических упражнений различной направленности по отношению к вектору гравитации на двигательную функцию позвоночного столба человека. Разработать методику и средства коррекции осанки человека с учётом возможности направленного воздействия на пространственную организацию его позвоночного столба специальных упражнений биомеханического характера. Объект исследования Процесс физического воспитания, оздоровительной тренировки и двигательной реабилитации школьников. Предмет исследования Гравитационные взаимодействия и механизмы коррекции в процессе формирования вертикальной (ортоградной) позы человека. Методы исследования В исследовании использовались частные педагогические и биомеханические методики исследования: миотонография, миотонометрия, стабилография, денситометрия, видеометрия, видеокомпьютерный анализ. Результаты экспериментов обрабатывались методами математической статистики, а также с помощью разработанных нами прикладных программ обработки видеоизображений с использованием ЭВМ. Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые: разработана методика оценки осанки с использованием современной видеокомпьютерной техники; установлены количественные характеристики пространственного положения основных биозвеньев тела детей школьного возраста, а также спортсменов, занимающихся в условиях пониженной и повышенной гравитации; установлены количественные характеристики биомеханических свойств мышц, участвующих в регуляции вертикальной позы тела детей школьного возраста, а также спортсменов, занимающихся в условиях пониженной и повышенной гравитации; разработаны математические модели в виде линейных уравнений регрессии для определения биомеханических свойств скелетных мышц, участвующих в регуляции вертикальной позы человека, по показателям пространственного расположения основных биозвеньев тела человека в вертикальной позе; разработаны методика и средства коррекции осанки человека с использованием специальных физических упражнений различной дидактической направленности на базе биомеханического моделирования. Практическая значимость работы состоит в разработке методики и средств повышения эффективности оздоровительной физической культуры и физического воспитания в области коррекции осанки школьников, которые основываются на биомеханических показателях осанки детей школьного возраста и закономерностях ее изменения под влиянием физических упражнений различной дидактической направленности. Результаты проведенных исследований могут быть использованы: в учебном процессе школьников на уроках физической культуры; в учебном процессе в педагогических и медицинских вузах; в практике массовой физической культуры различных групп населения; в практике лечебной физической культуры, кинезиотерапии и спортивной тренировки. Разработанная методика оперативного контроля состояния осанки внедрена в учебный процесс студентов Черниговского государственного педагогического университета имени Т.Г. Шевченко по биомеханике и спортивной метрологии. Разработанные методика и средства коррекции осанки человека с использованием специальных физических упражнений различной дидактической направленности на основе биомеханического моделирования внедрены в практику физической культуры школьников средних школ: №3 г. Чернигова и №32 г. Киева, что подтверждается актами внедрения. Личный вклад диссертанта состоял в выборе направления исследований, постановки задач, анализе источников литературы по изучаемой проблеме, проведении педагогического тестирования, апробации диссертационных разработок, в написании диссертационной работы. Диссертационная работа выполнена автором самостоятельно, на современном уровне знаний в области биомеханики, физического воспитания. Личный вклад автора состоит в том, что использование в практике полученных количественных характеристик пространственного расположения основных биозвеньв тела детей школьного возраста, а также спортсменов, которые занимаются в условиях пониженной и повышенной гравитации и полученных количественных биомеханических характеристик мышц, которые принимают участие в регуляции вертикальной позы, позволяет специалистам по физическому воспитанию лучше ориентироваться в подборе наиболее эффективных способов коррекции осанки с учетом возрастных особенностей. Разработанная автором методика видеокомпьютерного анализа позволяет получить срочную информацию в реальном масштабе о состоянии осанки исследуемых в графической и цифровой формах, а также характеристику биомеханических свойств скелетных мышц, которые участвуют в регуляции вертикальной позы. Апробация результатов диссертации. Результаты исследований представлены в двух докладах на научных конференциях кафедры педагогики, психологии и методики физического воспитания, кафедры биологических основ физического воспитания Черниговского государственного педагогического университета имени Т.Г. Шевченко; международном научном конгрессе “The modern Olympic sport”— Киев, 1997; международном симпозиуме “Фізична підготовленість та здоров’я населення”, Одесса, 1998. Публикации Результаты работы опубликованы: 5 статьи в сборнике “Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту”. — Харків, 2000 – 2001; 2 статья в сборнике «Физическое воспитание студентов творческих специальностей». — Харьков, 2000, 2001; 1 тезис в сборнике международного симпозиума «Фізична підготовленість та здоров’я населення», – Одесса, 1998; 1 тезис в сборнике международного конгресса «Тhe modern olympiс sport. International scientific congress», – Kiev, 1997. РАЗДЕЛ 1. Теоретические основы формирования осанки человека (обзор литературы) 1.1. Позвоночный столб и осанка человека Статика человека характеризуется вертикальным положением тела в пространстве, определяя его осанку. Под осанкой принято называть привычную непроизвольную позу человека, находящегося в ортоградном положении, которую он принимает без излишнего мышечного напряжения [82, 83, 88, 106]. В процессе морфологического развития период жизни человека от 6 до 25 лет является самым ответственным в формировании правильной осанки [75]. Нормальная осанка характеризуется симметричным расположением частей тела относительно позвоночника. При такой осанке положение тела наиболее устойчиво, вертикальная поза сохраняется при наименьшей мышечной активности, так как направляющая силы тяжести проходит через оси коленных и голеностопных суставов, оставаясь в пределах площади опоры, образованной стопами [2, 81, 133]. Каждое изменение позы человека вызывает перемещения центров массы отдельных частей тела и перемещение центра тяжести тела в целом [36, 87, 95]. Чтобы проекция центра тяжести тела не выходила за плоскость опоры, многочисленные мышцы работают тоническими сокращениями, возвращая его в среднее положение [21, 36, 95] и необходимо также сохранение подвижных частей тела в определенном положении [36, 95]. Николаев Л.П. (1947) определил осанку как привычную для каждого человека конфигурацию тела в сагиттальной плоскости при стоянии, и на основании изучения большого числа контуров туловища выделил следующие пять типов осанок: средняя осанка, характеризующаяся средним развитием шейного и поясничного лордоза; выпрямленная осанка со слабым развитием этих двух изгибов; сутуловатая осанка, для которой характерно слабое развитие поясничного лордоза и сильное развитие шейного изгиба; лордотическая осанка со слабым развитием шейного лордоза и сильным развитием поясничного лордоза; кифотическая осанка, характеризующаяся сильным развитием как шейного, так и поясничного лордоза. Ряд авторов [76, 82, 88, 111] считают, что осанка зависит от ряда анатомических, физиологических факторов. К анатомическим факторам, определяющим осанку, относятся форма позвоночника, его расположение относительно передней срединной оси тела, выраженность физиологических изгибов, наличие деформаций и т.д. Как функция позвоночника и его строение, так и осанка зависят от расположения в пространстве таза, от угла наклона. К важным анатомическим факторам относятся связки позвоночника, пояса верхних конечностей и тазового. Безусловно, ведущим фактором, определяющим осанку, является развитие мускулатуры. С точки зрения физиологических закономерностей осанка является динамическим стереотипом. Поэтому осанка ребенка может измениться, несмотря на относительную стабильность анатомических факторов. Она может улучшиться в процессе специальных физических занятий, а может и ухудшиться при нарушении стереотипа, например при изменении режима, в связи с поступлением в школу, в период полового созревания и т.д. [155, 166, 179, 193, 197, 202, 203]. В дошкольном и младшем школьном возрасте осанка имеет неустойчивый характер. В периоде усиленного роста тела ребенка в длину проявляется неодновременное развитие костного, суставно-связочного аппарата и мышечной системы ребенка. Поза ребенка неустойчива, необходимая для длительного сохранения статического напряжения мышц физическая и психическая работоспособность недостаточна. Функциональная лабильность связочного аппарата позвоночника, высокая подвижность последнего также являются факторами, затрудняющими формирование осанки у детей дошкольного и младшего школьного возраста. В связи с меняющимися пропорциями тела в разные возрастные периоды устойчивое вертикальное положение ребенка достигается разной степенью мышечных усилий и разным взаиморасположением частей тела. Поэтому нормальная осанка у дошкольника, младшего школьника, у юноши и девушки периода полового созревания будет характеризоваться по- разному. Нормальная осанка дошкольника: туловище расположено вертикально, грудная клетка симметрична, плечи не выступают кпереди, лопатки слегка выступают, живот выдается вперед, намечается поясничный лордоз, ноги выпрямлены. Угол наклона таза для мальчиков и девочек дошкольного возраста от 22о до 25о. Нормальная осанка школьника: голова и туловище расположены вертикально, плечи горизонтальные, лопатки прижаты к спине, физиологические изгибы позвоночника умеренно выражены, линия остистых отростков расположена по средней линии. Выпячивание живота уменьшается, но передняя поверхность брюшной стенки расположена кпереди от грудной стенки. Угол наклона таза увеличивается, приближаясь к цифрам взрослого человека. Отмечается разница в угле наклона таза у мальчиков и девочек (28о—31о) [58, 67, 84, 103, 108, 151]. Нормальная осанка юноши и девушки: вертикальное расположение головы и туловища при выпрямленных ногах. Плечи опущены и находятся на одном уровне. Лопатки прижаты к спине. Грудная клетка симметрична. Молочные железы у девушек и околососковые кружки у юношей симметричны и находятся на одном уровне. Живот плоский, втянут по отношению к грудной клетке. Физиологические изгибы позвоночника хорошо выражены, у девушек подчеркнут лордоз, у юношей — кифоз. Остистые отростки расположены по средней линии, треугольники талии хорошо выражены и симметричны. Не вызывает сомнений мнение ряда специалистов, которые справедливо отмечали тот факт, что в стадии активного роста у детей и подростков могут появиться дефекты осанки, обусловлены недостаточной двигательной активностью, слабым и негармоничным развитием мышечного корсета, длительным пребыванием в неудобных позах в привычных положениях лежа, сидя, при ходьбе, а также приобретенными или врожденными недостатками опорно-двигательного аппарата [75, 76, 94, 111, 117, 131, 158, 159]. Суммируя анатомо-физиологические особенности позвоночника человека в периоде его формирования, Ловейко И.Д. и Фонарев М.Л. (1988) отмечали, что в детском возрасте позвоночник ребенка не только осуществляет все свойственные ему функции, но и находится в условиях постоянного развития, на которое в свою очередь, функциональные требования оказывают непосредственное формообразующее влияние. 1.2. Развитие позвоночного столба и особенности вертикальной позы Ведущую роль в поддержании и сохранении вертикальной позы человека играют позвоночный столб и связанные с ним структуры. Эта задача связана с антигравитационной, т.е. направленной против силы тяжести, работой каждого из элементов позвоночника [90, 102, 115, 137, 156, 160, 177, 182]. Ортостатика — это результат ряда относительно неподвижных положений, разделенных короткими фазами колебаний [63, 81, 188]. Эти положения являются результатом изометрического и изотонического действия антигравитационных мышц под контролем системы обратной связи, содержащей свои рецепторы [47, 49, 54, 66, 74]. Положение вектора гравитации определяется распределением массы тела и регулирует уровень мышечного тонуса для поддержания всех фаз вертикальной позы [91, 156, 157, 188]. В латеральном плане вертикальная поза очень устойчива, эта устойчивость обеспечена главным образом положением широкой фасции, подвздошно-берцового тракта, малоберцовой коллатеральной связки и передней большеберцовой мышцы. Эта мышца, действуя, контролирует латеральные колебания на уровне голеностопного сустава. Большая и малая ягодичные мышцы во время латеральных колебаний находятся в состоянии расслабления [188]. Наиболее важной и наиболее специфичной для человека является вертикальная поза. Специфичность этой позы определяется прежде всего биомеханическими факторами — многозвенностью и подвижностью скелета, малой площадью опоры, высоким расположением центра тяжести [165, 182, 190, 207]. При вертикальной позе устойчивое положение тела сохраняется не только за счет суставно-связочного аппарата позвоночника, но и, главным образом за счет работы мышц, выпрямляющих позвоночник. Одновременно с этим выявлены напряжение и повышенная электрическая активность подвздошно–поясничных мышц, действующих как сгибатели позвоночника. Суммарное напряжение мышц, удерживающих тело человека в вертикальном положении, довольно велико [50, 52]. Роль и место работы мышц при сохранении вертикальной позы не ограничиваются деятельностью мышц, выпрямляющих позвоночник, и подвздошно–поясничных. В удержании тела человека в вертикальном положении значительное участие принимают грудная и брюшная полости [83]. По данным [83, 104], нагрузка на грудной отдел позвоночника при этом снижается до 50 %, а на поясничный – до 70 %. Работа мышц человеческого тела при вертикальном его положении детально изучена В.С. Гурфинкелем, Я.М. Коцем и Л.М. Шиком (1964), данные которых подтверждаются в более поздних работах А.А. Травкина (1972), В.Е. Беленького (1977). Наибольшая активность при стоянии обнаруживается в мышцах нижних конечностей, диафрагмы, таза и спины, а наименьшая — в мышцах живота [83]. Я.Л. Цывьян (1970) отмечал, что при вертикальной позе устойчивое положение тела сохраняется за счет суставно-связочного аппарата позвоночника и главным образом за счет работы мышц, выпрямляющих позвоночник. М.Ф. Иваницкий (1985) считает, что одновременно с этим выявлены напряжение и повышенная электрическая активность подвздошно-поясничных мышц, действующих как сгибатели позвоночника [76]. В целом следует отметить, что роль и место работы мышц при сохранении вертикальной позы не ограничиваются деятельностью мышц, выпрямляющих позвоночник, и подвздошно-поясничных. По данным [83, 133], в удержании тела человека в вертикальном положении значительное участие принимают грудная и брюшная полости. Они играют роль своеобразных гидродинамических опор, особенно при поднятии тяжестей, когда напряжение мышц туловища и брюшного пресса создает в этих полостях повышенное давление. По данным М.Ф. Иваницкого, в зависимости от расположения вертикали ОЦТ тела ближе к заднему или к переднему краю опоры различают три вида положения стоя (рис.1.1): 1) антропометрическое; 2) спокойное; 3) напряженное. При этом он считает, что любой вид стоячего положения, в том числе и удобная осанка, требует хотя и в различной степени, работы мышечного аппарата. Таз никогда не бывает настолько откинут назад, чтобы передние связки тазобедренных суставов были очень сильно напряжены. То же самое можно сказать и о коленных суставах. Они при удобной осанке не являются вполне переразогнутыми.
Рис. 1.1. Напряжение мышц при различных положениях стоя (по М.Ф. Иваницкому) 1 — антропометрическое положение (мышцы сокращены как на передней, так и на задней поверхности тела; 2 — спокойное положение (небольшое напряжение мышц задней поверхности туловища, передней группы мышц бедра и задней группы мышц голени; 3 — напряженное положение (повышено напряжение мышц всей задней поверхности тела) Браун и Фишер [76, 181] различали также три основных положения тела при стоянии: 1) нормальное, 2) естественное (или удобное); 3) при военной вытяжке (военное положение). Нормальный тип стояния характеризуется тем, что, когда субъект находится в вертикальном положении, парциальные центры тяжести сегментов тела (кроме стоп) и центры вращения главнейших суставов совпадают у него с фронтальной плоскостью, проходящей через центр тяжести. Это совпадение обеспечивает равновесие без напряжения связочного аппарата и теоретически без напряжения мышц. При естественном (или удобном) типе стояния центр тазобедренного сустава отклоняется кпереди от фронтальной плоскости, проходящей через центр тяжести, это обусловливает пассивное напряжение его связочного аппарата и приводит к замыканию тазобедренного сустава без сокращения мускулатуры. Естественный тип стояния возникает у человека при усталости, при стремлении сэкономить мышечную энергию. Он особенно часто наблюдается у астеников и у людей слабого телосложения с гипотонической мускулатурой. При военной вытяжке (или военном положении) получаются обратные отношения: центр тяжести смещен вперед. В результате тазобедренный сустав оказывается разомкнутым. Блокировка некоторых сочленений достигается посредством сокращения разгибательной мускулатуры туловища и нижних конечностей. Подобное положение тела является утомительным и долго сохранять этот тип стойки человек не может. При указанных трех типах стояния центр тяжести проецируется различно на горизонтальные контуры стоп. При нормальном типе стояния проекция центра тяжести смещена кзади и совпадает с центром голеностопного сустава. При естественном типе стояния проекция центра тяжести падает на средний отдел предплюсны. При военном положении она оказывается более смещенной вперед. Описанные три типа стояния могут быть осуществлены каждым человеком. При выпрямленном положении тела отмечается приближение к нормальному типу стояния, а именно тело находится в таком положении, при котором центры тяжести сегментов тела (кроме стоп) и центры вращения' главнейших суставов сравнительно мало отклоняются от фронтальной плоскости, в которой включен центр тяжести тела. Естественный тип стояния реализуется при стремлении к разгрузке мышечной системы, а положение “военной вытяжки” может осуществляться лишь в течение довольно непродолжительного времени [6, 76, 78]. 1.3. Позвоночный столб человека в процессе онтогенеза Анализируя строение позвонков у взрослого и сравнивая его с таковым у эмбрионов и плодов, Н.В. Попова-Латкина (1961) пришла к выводу, что поперечные отростки грудного отдела позвоночника у взрослого сильно отклонены назад и стоят под углом в 45° к фронтальной плоскости. В связи с этим и позвоночные отделы ребер выступают назад почти до уровня остистых отростков позвоночного столба. В эмбриогенезе на хрящевой стадии тела грудных позвонков, благодаря нарастанию передне-заднего размера и отклонению поперечного отростка, в спинную сторону, сильно вдвигаются в грудную полость, благодаря чему образуются глубокие легочные борозды [15, 110]. Отклонение поперечных отростков и позвоночных отделов ребер назад наблюдается уже у эмбрионов, скелет которых построен из прохондральной ткани. Остистые отростки отсутствуют в полной мере, так как обе половинки дуг еще не сомкнулись друг с другом [134]. Поперечный размер позвонков у взрослых возрастает на протяжении от II шейного до I грудного. В этом месте имеется небольшое сужение поперечного размера тел позвонков до IV—V грудных. Ниже поперечный размер тел и их общая масса постепенно увеличиваются вновь, вплоть до крестца. В связи с увеличением нагрузки нарастает и масса тел позвонков [36, 41, 46, 53]. Так как с возрастом эластические свойства межпозвоночных хрящей уменьшаются, то изменения их формы становятся трудными. Изгибы позвоночного столба, обращенные кпереди и кзади (грудной и крестцовый) в некоторой мере передаются по наследству и намечаются еще у плода и называются первоначальными [188], но окончательно формируются после рождения во время роста организма в результате влияния различных, главным образом внешних факторов онтогенеза, которые в развитии боковых изгибов играют особенно большую роль. Шейный лордоз появляется по мере того, как ребенок начинает держать голову прямо, а поясничный — когда он начинает стоять [4, 64, 76, 183, 186, 194, 201]. Изгибы позвоночного столба отчетливо заметны к 5—6 годам, окончательно же они сформировываются к 18—20 годам. Родионов А.А, Полтырева М.Б. (1984) выделили три периода возрастных преобразований сагиттальных изгибов позвоночника: 1 — до 7 лет, когда происходит почти полное формирование сагиттальных кривизн; с 7 до 35 лет, когда показатели сагиттальных кривизн позвоночника существенно не отличаются друг от друга; с 35 до 89 лет, когда происходят инволютивные изменения сагиттальных кривизн позвоночника, увеличение шейного лордоза, грудного кифоза и уменьшение поясничного лордоза [140]. Позвонки начинают окостеневать в конце 8-й недели эмбриогенеза. В каждом позвонке появляются три точки окостенения — одна в теле и две в дуге. Точки окостенения в дуге сливаются на 1-м году жизни, а дуга с телом позвоночника - на 3- м году и позже [4, 76, 134, 146]. Шейные позвонки С1 и С2 отличаются по развитию от остальных позвонков. Атлант имеет по одной точке окостенения в будущих латеральных массах, отсюда костная ткань разрастается в заднюю дугу. В передней дуге точка окостенения появляется лишь на 1-м году жизни. Часть тела I-го позвонка еще на стадии хрящевого периода отделяется от него и соединяется с телом II-го позвонка, превращаясь в зубовидный отросток (зуб). Последний имеет самостоятельную точку окостенения и сливается с костным телом II позвонка на 3—5-м годах жизни ребенка [ 4, 76, 77, 134]. Крестцовые позвонки развиваются, так же как и остальные, из трех главных точек окостенения. На 17 — 25-м годах крестцовые позвонки срастаются в единую кость. Копчиковые позвонки, являясь рудиментарными, получают по одной точке окостенения в различное время (в период от 1 года до 20 лет). У зародыша человека закладывается 38 позвонков, а именно: 7 шейных, 13 грудных, 5 поясничных и 12— 13 крестцовых и копчиковых. В период роста эмбриона происходят следующие изменения: 13-я пара ребер редуцируется и срастается с поперечными отростками соответствующего позвонка; последний грудной позвонок превращается в I-й поясничный, а последний поясничный позвонок становится I-м крестцовым. В дальнейшем происходит редукция большинства копчиковых позвонков. Окончательную форму и размеры тела позвонков у человека приобретают после рождения, в связи с установлением вертикального положения тела. Таким образом, к моменту рождения плода позвоночный столб имеет 33—34 позвонка [4, 76, 77, 134, 185, 205, 207]. По мере формирования изгибов меняется и форма межпозвоночных дисков. Если у новорожденного эти диски имеют одинаковую высоту как спереди, так и сзади, то с образованием изгибов эта форма обычно меняется, и хрящи на сагиттальном разрезе приобретают несколько клиновидную форму. В области лордозов большая высота этого клина обращена кпереди, а меньшая кзади, в области же грудного кифоза, наоборот, большая высота находится сзади, меньшая спереди. В крестцовом и копчиковом отделах позвоночный столб имеет изгиб, обращенный кзади. Межпозвоночные диски крестцового отдела имеют временное значение и замещаются на 17 — 25 годах костной тканью, вследствие чего подвижность крестцовых позвонков друг относительно друга становится невозможной [29, 30, 167, 184]. 1.4. Филогенез позвоночного столба Позвоночный столб человека представляет собой древнейшее образование скелета со сложным филогенезом [30, 82, 92, 150]. Обеспечивая статическую и динамическую устойчивость туловища, позвоночник находится в сложной кинематической связи с массой головы, грудной клетки, тазовой области и конечности [28]. По данным литературы, при рассмотрении позвоночного столба у взрослого человека наблюдается целый ряд специфических особенностей приспособительного характера, свойственных только человеку в связи с вертикальным положением его тела. При прямохождении тяжесть головы находит опору в позвоночнике, а слабо развитый лицевой отдел не требует сильных затылочных мышц. Отсюда — слабое развитие затылочного бугра, других возвышений и неровностей на черепе человека [134, 194]. Различие в строении верхних и нижних конечностей человека обусловлено различием функций рук и ног в связи с прямохождением человека. Передние конечности животных, как и задние, служат опорой для всего тела и являются органами движения, поэтому в строении передних и задних конечностей животных нет такого резкого различия, какие наблюдаются между рукой и ногой человека. Кости передних конечностей животных также велики и массивны, как и кости задних, и движения их в одинаковой степени однообразны. Конечность животного совсем не способна к тем разнообразным, быстрым, ловким движениям, какие свойственны руке человека [134]. Однако, как показывают данные сравнительно-морфологического изучения, для позвоночного столба человека характерны изгибы. В шейном и поясничном отделах, они обращены выпуклостью вперед, в грудном и крестцовом назад, на границе крестца образуется выступ внутрь — мыс (promontorium), что связано с поддержанием равновесия, перемещением центра тяжести тела при вертикальном положении тела. У животных таких изгибов нет [140, 142]. По мере образования изгибов позвоночного столба происходит увеличение размеров грудной и тазовой полостей, облегчается сохранение телом равновесия и обеспечивается смягчение толчков и сотрясения тела при ходьбе, беге и прыжках [134]. Pang D. (1995) считает, что форма сагиттальных изгибов позвоночного столба связана с функцией поглощения энергии и предотвращения ее потерь. По данным [188] грудная и крестцовая кривизны называются первичными потому, что они имеют такое же направление изгиба позвоночника зародыша и образуются в связи с разницей высоты между передней и задней частями тел позвонков, а шейная и поясничная кривизны — вторичными, и они образуются в связи с разницей толщины передней и задней частей межпозвоночных дисков. Другие авторы [183, 194] считают, что шейная, грудная и поясничная кривизны определяются типом позвонков, образующих их структуру. Строгое соответствие функций и формы позвоночника проявляется в этих же естественных изгибах. Волнообразная форма позвоночника в совокупности с упруго-демпфирующими свойствами тел позвонков и межпозвонковых дисков и широким диапазоном подвижности этих структурных единиц относительно друг друга отвечают требованиям совершенного опорно-амортизирующего устройства. Эти изгибы, придавая позвоночнику в целом свойства пружины, имеют большое значение для реализации рессорной, защитной функции его по отношению к головному и спинному мозгу [134]. Человек по строению своего позвоночника занимает определенное место среди млекопитающих. Его позвоночник включает в себя пять отделов и следовательно состоит из 33 — 34 позвонков. Располагаясь один за другим, позвонки у человека образуют два столба: передний, построенный за счет тел позвонков, задний образованный из дужек и межпозвоночных суставов. В функциональном отношении позвоночный столб человека можно рассматривать только во взаимодействии со связочным аппаратом и мышцами туловища [78]. Размеры тел позвонков и их общая масса у человека постепенно увеличиваются от головы по направлению вниз до крестца (рис 1.1). Последние поясничные (L4, L5) и первые два крестцовых позвонка (S1, S2) у взрослого обладают наибольшей массивностью, так как на них падает наибольшая нагрузка.
Рис. 1.2. Размеры тел позвонков в различных отделах позвоночника(по Lanier, 1939) Поперечный размер позвонков у взрослых возрастает на протяжении от II шейного (C2) до I грудного (Th1). В этом месте имеется небольшое сужение поперечного размера тел позвонков до IV — V грудных (Th4, Th5). Ниже поперечный размер тел и их общая масса постепенно увеличиваются вновь, вплоть до крестца. В связи с увеличением нагрузки, поскольку верхние позвонки нагружены только тяжестью головы, а нижние несут также тяжесть всех вышележащих отделов, нарастает и масса тел позвонков. У животных этого не наблюдается. Резкое увеличение по направлению книзу тел позвонков является характерной особенностью позвоночного столба человека, связанной с вертикальным положением его тела [119, 121, 128]. В то время как у человека голова хорошо уравновешена, у четвероногих млекопитающих она подвешена на связках и мышцах, начинающихся главным образом на шейных позвонках и остистых отростках грудных. Результаты исследования Пилипчука О.Я. (1984) свидетельствуют о больших различиях этого органа и о том, что эти различия тесно связаны с образом жизни животных. Подвижность этого образования, особенно поясничного отдела, определяет амплитуду разброса грудных и тазовых конечностей при движении животного и скорость бега [129]. У человека шейный отдел состоит из тех же 7 позвонков, из которых на двух последних эмбриологически доказана закладка шейных ребер. За исключением первых двух, они характеризуются небольшими низкими телами, постепенно расширяющимися по направлению к последнему С7 [76, 77, 134]. У других млекопитающих они чрезвычайно массивны и по направлению книзу они постепенно укорачиваются [194]. Это связано с различной установкой головы у человека в связи с вертикальным положением его тела и горизонтальным у других млекопитающих. Особенностью шейных позвонков человека является раздвоенный остистый отросток (у готтентотов он простой). От общего типа шейных позвонков отличаются: С1 — атлант, который не имеет тела и остистого отростка; С2, — эпистрофей осевой позвонок, характерен наличием направляющегося вертикально вверх от тела позвонка зуба, вокруг которого, как вокруг оси, вращается атлант вместе с черепом; Выступающий позвонок отличается длинным и не раздвоенным остистым отростком, который легко прощупывается через кожу, отсюда и получил название выступающего. Кроме того, он имеет длинные поперечные отростки: поперечные отверстия, которых очень малы. Грудной отдел у человека состоит из 12 позвонков, как и у оранга (у гориллы и у шимпанзе их 13), известны случаи нахождения и 13-го ребра. Двенадцать пар ребер соединяют все отделы скелета грудной клетки в относительно жесткую систему, причем суставные поверхности ребер располагаются на сочленяющихся боковых поверхностях двух смежных позвонков и межпозвоночном диске. Таким образом, межпозвоночный диск в грудном отделе сбоку прикрыт реберно-позвоночными суставами. Исключение составляет на уровне Тh12, а иногда и Th11, где сочленение происходит не на уровне диска, а непосредственно на теле позвонка. В грудном отделе межпозвоночный диск шире тел смежных позвонков и несколько выступает за их пределы в передней и боковых частях, тогда как в задней части этого не наблюдается. Поясничный отдел у человека состоит из 5 позвонков и отличается от прочих массивностью, причем доказана закладка ребер, срастающихся с поперечными отростками. В виде аномалии ребро наблюдалось на первом поясничном позвонке и у взрослого человека. Крестцовый отдел у человека, или крестец образуется в результате слияния 5 позвонков к концу второго 10-летия жизни, из которых 2 истинных. Крестец имеет форму клина, располагается под последним поясничным позвонком и участвует в образовании задней стенки малого таза. В боковых массах крестца эмбрионально наблюдаются особые окостенения, соответствующие закладке крестцовых ребер. В копчиковом отделе у взрослого человека наблюдается 3-6 позвонков (обычно 4), а эмбрионально до 9 [4, 76, 134]. У взрослого человека копчик имеет форму изогнутой пирамиды, основание которой обращено вверх, а верхушка – вниз, образующие ее позвонки имеют только тела. На 1-ом копчиковом позвонке располагаются с каждой стороны остатки верхних отростков в виде небольших выступов, которые направлены вверх и соединяются с крестцовыми рогами. В грудном отделе позвоночника поперечные отростки у взрослого человека сильно отклонены назад, и в связи с этим позвоночные отделы ребер выступают назад почти до уровня остистых отростков позвоночного столба. Эта особенность строения, так же как увеличение по направлению к низу тел позвонков, специфичны лишь для человека и являются приспособлением к вертикальному положению его тела. У животных этого не наблюдается [134].
Рис 1.3. Ориентация суставных поверхностей отростков позвонков (по While et al., 1978). А — шейные позвонки, Б — грудные позвонки, B — поясничные позвонки Положение суставных отростков неодинаковое в различных отделах позвоночника у человека (рис. 1.3). В связи с косым расположением в шейном отделе тяжесть головы падает не только на тела, но и на суставные отростки. У млекопитающих в шейном отделе они расставлены далеко друг от друга и развиты чрезвычайно мощно так же, как и тела шейных позвонков. В грудном и поясничном отделах суставные отростки человека стоят соответственно во фронтальной и сагиттальной плоскостях. В этом случае тяжесть вышележащих частей падает преимущественно на тела позвонков, что и способствует увеличению их массы [134, 148]. 1.5. Биомеханические особенности позвоночного столба человека Позвоночник выполняет разнообразные функции, которые чрезвычайно сложны и многогранны, а для некоторых условий внешне могут казаться взаимоисключающими. Уникальность позвоночника в этом смысле не имеет аналогов в организме человека. С одной стороны, он должен обладать высокой прочностью, жесткостью и упругой устойчивостью, препятствующей перемещениям головы и грудной клетки вне физиологических пределов, с другой стороны, должен иметь выраженные демпфирующие свойства, небольшую массу и значительную подвижность, обеспечивающую необходимую кинематику тела при ходьбе, беге, прыжках и воздействии внешних сил [29, 31, 68, 132, 152]. Обеспечивая статическую и динамическую устойчивость туловища, выполняя функцию обеспечения вертикальной позы при статических и динамических нагрузках в широком диапазоне [59], позвоночник находится в сложной кинематической связи с массой головы, грудной клетки, тазовой области и конечностей [78, 148]. Естественно, что строгое соответствие функций и формы позвоночника проявляется в его естественных изгибах. Его волнообразная форма в совокупности с упруго-демпфирующими свойствами тел позвонков и межпозвонковых дисков и широким диапазоном подвижности этих структурных единиц относительно друг друга отвечает требованиям опорно-амортизирующего устройства [148]. Anderson et al (1980) показали, что роль развития мышечного каркаса в выраженности кривизны изгибов позвоночного столба не вызывает сомнения, поскольку эти мышцы, поддерживая позвоночник в определенном положении, придавая его кривизне большую или меньшую выраженность, постоянно оказывают воздействие на позвоночник в виде нагрузок сжатия и растяжения. Причем сила тракции мышц коррелирует с миоэлектрической активностью и, следовательно, с величиной внутридискового давления, которое составляет 5 — 6 атмосфер [78, 83, 148, 195]. Таким образом, Anderson (1980) и Otengren (1981) показали тесную связь амплитуды миоэлектрического сигнала, отражающего выраженность мышечных напряжений при изменении позы или удержании груза в руках, с величиной внутридискового давления на уровне L3 [83, 195]. При этом необходимо также отметить, что устойчивость всего тела является результатом биомеханического взаимодействия позвоночника и мышц, обеспечивающих его двигательную функцию [134]. Устойчивость позвоночника обеспечивается особым расположением мышц вокруг позвоночника, что по своей функции позволило Н.А. Бернштейну (1926) сравнить их с растяжками мачты. По мнению автора, мышцы туловища и позвоночника составляют не только функциональный, но и структурный элемент, без которого выносливость позвоночника ничтожна [103]. Защита его костно-хрящевых и связочных структур за счет мышечного футляра особенно четко выступает при резких движениях по типу рефлекторных реакций. Сохранение вертикальной позы, естественно, предполагает эквивалентное распределение сил мышц при их разнообразном прикреплении. При этом некоторые несут большую нагрузку, чем другие [48, 60, 70]. С точки зрения общей биомеханики позвоночник представляет собой кинематическую цепь с большим числом степеней свободы. Естественно, эти силы направлены на разгибание и сгибание этой цепи за счет ее подвижных звеньев [31, 76, 103, 135]. В положении лежа на спине, вертикальные усилия на позвоночник исключаются. В этом положении биомеханические усилия складываются, в основном, из вращающего момента [49, 51, 56, 65]. По данным Jirout J (1971), в шейном отделе, в антланто-затылочном суставе (0 — С1), происходит движение по двум осям: фронтальной и сагиттальной. Вокруг фронтальной оси происходит сгибание и разгибание, вокруг сагиттальной — боковые наклоны. Сагиттальная ось атланта передним концом слегка приподнята, что обеспечивает его поворот при наклоне, т.е. наклон вправо сопровождается поворотом атланта влево. В атланто-аксиальном суставе (С1 — С2) основным движением является вращение, ось которого совпадает с осью зуба. Кроме того, возможны сгибание и разгибание в пределах 15°. При этом увеличивается расстояние между верхушкой зуба и суставной фасеткой атланта, но щель между задней поверхностью атланта и зубом не увеличивается, т.е. передне-задние смещения в суставе невозможны. Ротации в сегменте С1 — С2 возможны в объеме до 25° с каждой стороны. По данным К. Lewit (1985), иногда этот объем увеличивается до 40°[78]. Поворот головы за счет всего шейного от дела позвоночника начинается с ротации сегмента С1 — С2 до полного использования объема движения этого отдела. Затем ротирующие усилия (активное или пассивное) передаются вниз до сегмента С7 — Тh1. В дальнейшем происходит сгибание в несколько градусов в цервикоторакальном переходе, что позволяет вызвать ротацию верхнегрудных позвоночных сегментов (ПС) [78]. Наклон головы начинается также с верхнешейных ПС, т.е. с краниовертебрального перехода причем наклон в сторону сопровождается ротацией аксиса в противоположную сторону. Вслед за этим происходит ротация атланта. В дальнейшем наклон остальных ПС идет последовательно с С2 и ниже с одновременной ротацией позвонков. Так, наклон вправо сопровождается поворотом остистого отростка влево. Понимание этой синкинезии должно базироваться на двух фактах: 1). Во время наклона происходит скольжение суставных пар по отношению друг к другу таким образом, что на стороне наклона верхний суставной отросток смещается вниз и кзади, а на противоположной — вверх и вперед. Суммарно это выражается поворотом верхнего позвонка по отношению к нижнему. 2). Как показал J. Jirout (1971), при наклоне в сторону происходит натяжение мышц-разгибателей шеи и головы, прикрепляющихся к остистому отростку. Их асимметричная тяга также вызывает небольшой поворот остистого отростка на стороне большего напряжения. Сгибание головы совершается двумя путями: от подбородка и от груди. Иногда возможна комбинация этих двух механизмов. Хотя следует отметить, что между ними существует физиологическое противоречие. Так, если нет гипермобильности, при опущенном подбородке мы не можем выдвинуть шею вперед. Если же шея выдвинута вперед, мы не можем совершить сгибание головы, т.е. опустить подбородок [78]. Характерной особенностью тел шейных позвонков является наличие крючковидных отростков, ограничивающих чрезмерную латерофлексию шеи. Соединение двух тел позвонков с помощью упомянутых отростков называется унко-вертебральным суставом Luschka. Межпозвонковые суставы расположены параллельно, направление их плоскости обращено в сторону глаз. Во время латерофлексии на стороне наклона происходит соскальзывание верхнего сустава вниз и подъем на другой стороне, вследствие этого происходит поворот верхнего позвонка в сторону наклона. При антефлексии происходит некоторое выдвижение суставных отростков верхнего позвонка кпереди, при ретрофлексии, наоборот, они смещаются кзади, что производит ложное впечатление переднего смещения суставных отростков нижнего позвонка [31, 78, 93, 178, 189, 192]. Ротация головы, начинается с краниовертебрального перехода, главным образом, между С1 и С2, она может осуществляться вплоть до сегмента Th2-Th3. Наклон головы начинается с сегмента С1 — С2 при одновременной ротации С2 [4, 76]. Сразу в ответ на это происходит смещение затылочной кости в сегменте 0 — С1. В дальнейшем наклон передается каудальным сегментам, сопровождаемый сегментарной ротацией. По свидетельству Jirout (1971), эта комбинация доходит до верхнегрудных двигательных сегментов. Анте- и ретрофлексия могут осуществляться двумя путями: от подбородка или от груди, а также возможна комбинация этих двух моментов. Ретрофлексия в этом отношении не имеет отличий. Позвоночные сегменты грудного отдела имеют ограниченную подвижность, хотя качество движения не имеет принципиальных отличий от сегментов других отделов [4, 73, 76, 78]. Ступаков Г.П., Козловский А.П., Казейкин В.С. (1987) отмечали, что в обеспечении движений грудных двигательных сегментов и грудной клетки принимают участие поверхностные мышцы, начинающиеся на поверхности грудной клетки и идущие от нее к плечевому поясу, и собственные мышцы грудной клетки, входящие в состав стенок грудной полости. В деятельности грудного отдела позвоночника также участвуют поверхностные и глубокие мышцы. 1. Поверхностными являются: трапециевидная, широчайшая мышца спины, поднимающая лопатку и ромбовидная, задние зубчатые (верхняя и нижняя). 2. Глубокие мышцы, обеспечивающие деятельность осевого скелета, сохраняют метамерное строение и образуют на каждой стороне два продольных мышечных тракта (латеральный и медиальный), которые лежат в желобах между остистыми и поперечными отростками и углами ребер. Функция аутохтонных мышц спины во всей совокупности состоит в выпрямлении туловища и вращении позвоночника. При сокращении на одной стороне эти же мышцы производят наклон позвоночника и, вместе с ним, туловища. Глубокие спинные мышцы принимают также участие в дыхательных движениях. Нижняя часть m. Ilio-costalis опускает ребра, тогда как верхняя часть их поднимает. Мышцы-подниматели ребер, являющиеся производными наружных межреберных мышц, смещены в сторону позвоночника. Они располагаются глубоко и лежат под m. erector spinae. Их роль в дыхательных движениях минимальна, главным образом они участвуют в латерофлексии позвоночника. Следует отметить, что разгибатели спины сокращаются не только при активном разгибании позвоночника, но и при сгибании туловища (уступающая работа). Подводя итог изложенному, следует подчеркнуть, что взаиморасположение суставных поверхностей позвонков и ребер, высота диска определяют направление и объем движений под влиянием активных сил, слагаемых из мышц, связок, фасций. В общем виде грудная клетка представляет собой достаточно жесткую систему, объем движений ее отдельных частей определен состоянием всей конструкции целиком. Вклад каждого звена в общий объем движения неравномерен: верхние и нижние ПС более свободны, особенно в ротации. Суммарный объем движения складывается не только за счет вклада собственных сегментов грудного отдела, но и за счет участия цервико-торакального и торако-люмбального отделов. С биомеханической точки зрения важен цервико-торакальный переход, складывающийся из сегментов С7 — Тh3, сгибание и разгибание головы сопровождаются активацией верхнегрудного отдела. Максимальные повороты головы также вовлекают сегменты C7 — Th5. Все же следует учитывать, что наиболее важный в функциональном отношении позвонок этого сегмента — С7, остальные сегменты являются синергистами. В отличие от цервико-торакального перехода, функциональный грудопоясничный переход осуществляется более плавно — через сегменты Th11— Th12 — L1. Связано это с тем, что два нижних грудных позвонка имеют свободные ребра, а сегменты Th12 — L1 мало чем отличаются по функции от верхних двух соседних сегментов. По этой причине повороты туловища обеспечиваются, в основном, за счет этого перехода при слабом участии верхне-поясничных сегментов. В связи с окончанием спинного мозга на уровне II-го поясничного позвонка нижние поясничные и крестцовые позвонки имеют постепенно суживающиеся позвонковые отверстия, исчезающие у копчика. Если в норме на уровне L1 — L2 ширина тела позвонка и позвоночного канала относятся друг к другу как 2:1, то на уровне L5 — S1 это соотношение составляет 3:1. Абсолютно суженным считается канал при соотношении 5:1. В поясничном отделе поперечные и остистый отростки, к которым прикрепляются мышцы и связки, более выражены, чем в других отделах. На крестце в связи с исчезновением хвостовой мускулатуры эти отростки уменьшаются и образуют на слившемся крестце небольшие гребни, исчезают суставные отростки. Места слияния определяются парными крестцовыми отверстиями. Кнаружи от крестцовых отверстий находятся образовавшиеся от слияния поперечных отростков и крестцовых ребер боковые части, на латеральных сторонах их находятся суставные поверхности для формирования крестцово-подвздошного сустава. Студенистое (пульпозное) ядро представляет собой эллипсоидное бессосудистое образование эластической консистенции. Тургор диска равномерно передается на фиброзное кольцо и гиалиновые пластинки. По данным [148] внутридисковое давление в положении лежа составляет 2 — 3,5 атм., оно создается гидрофильными соединениями (протеинами и мукополисахаридами). Во время ротации сегмента внутридисковое давление повышается. Рессорные свойства позвоночника и объем движения в позвоночных сегментов определяются, в основном, высотой дисков. Самый подвижный сегмент L4 — L5 имеет самый высокий диск. Диск со смежными телами позвонков напоминает полусустав. Качательные (шарнирные) движения в позвоночном сегменте происходят вокруг диска, в особенности вокруг студенистого ядра. Суставные отростки определяют направление движения, совершая скользящие движения по отношению друг к другу. Я. Ю. Попелянский (1974) отмечал тот факт, что межпозвонковые отверстия при сгибании позвоночника увеличиваются, а при разгибании уменьшаются на треть своего вертикального размера. Сгибание тела сопровождается увеличением ширины позвоночного канала, разгибание — уменьшением [78]. В поясничном отделе позвоночника осуществляются следующие движения: 1. Вдоль вертикальной оси — подъем и опускание тел позвонков благодаря эластичности диска, ротация вокруг вертикальной оси в нейтральном положении практически невозможна. При сгибании позвоночника объем ротации сегмента увеличивается за счет отхождения суставных отростков друг от друга. 2. Вокруг фронтальной оси происходит сгибание и разгибание позвоночного сегмента. При этом суставные отростки сближаются и расходятся. 3. Вокруг сагиттальной оси происходят наклоны в стороны. При этом осуществляется ротация позвоночных сегментов вследствие сближения суставных отростков на стороне наклона и расхождение их на противоположной стороне. Это вызывает поворот тел позвонков таким образом, что их остистые отростки поворачиваются в противоположную сторону от направления наклона. По данным литературы [16, 78, 83, 104, 148], щели суставных отростков расположены в сагиттальной плоскости по отношению друг к другу, в суставах L5 — S1 они расположены под углом и препятствуют соскальзыванию всего позвоночного столба по отношению к крестцу. Суставы в поясничном отделе позвоночника, в отличие от грудного, относятся не к плоским, а к цилиндрическим и допускают движения в разных плоскостях. В стабилизации движений поясничных сегментов важное значение имеет связочно-фасциальный аппарат. Промежуток между дужками и суставными отростками выполнен желтой связкой, состоящей из эластических, а не коллагеновых волокон. Межпозвонковые суставы каждого ПС окружены суставными капсулами, степень эластичности которых определяет степень подвижности суставной пары. Чрезмерная подвижность ПС в какой-то мере ограничивается межпоперечными и межостистыми связками, натянутыми между поперечными и остистыми отростками смежных позвонков. Причем, нагрузка на межостистые связки может быть значительной, особенно на уровне, где возможны надрывы и разрывы связок. В стабилизации пояснично-крестцового отдела участвуют пояснично-крестцовая, подвздошно-поясничная и подвздошно-крестцовая связки. Фасциальные листки (поверхностный и глубокий), прикрепляясь к позвоночнику на протяжении всего поясничного отдела и выше, формируют ложе для разгибательной группы мышц. На поперечном разрезе это имеет форму треугольника. Функциональную защиту позвоночника от перегрузок мускулатура туловища обеспечивает установочной предварительной активностью. Складывается она из координированной деятельности мускулатуры грудной клетки (запирание дыхания), мышц живота, поясницы, таза. В конечном итоге статическая прочность поясничного отдела позвоночника обеспечивается конструкцией, функциональная активность которой может меняться в широком диапазоне [78]. Разгибание позвоночника обеспечивается аутохтонной мускулатурой спины во всей своей массе. При разгибании туловища сократительная активность поддерживается в этих мышцах до достижения вертикального положения тела. При переразгибании активность их исчезает, одновременно появляется активность мышц живота, включая подвздошно-поясничную мышцу, препятствующую чрезмерному разгибанию. При сгибании туловища имеется одновременная сократительная активность в прямых мышцах живота и разгибателях спины. Активность мышц живота отмечается лишь в первые моменты сгибания. Дальнейшее сгибание происходит при уступающей работе разгибателей спины. Правда, после сгибания больше чем 30 — 40° активность поверхностных разгибателей спины резко снижается, и дальнейшее сгибание происходит за счет уступающей работы глубоких мышц и растяжения связочно-фасциальных структур. Этот, так называемый феномен сгибательного расслабления, может создать серьезную патогенетическую ситуацию, лишая поясницу активной мышечной защиты. При наклонах туловища проявляют свою активность длиннейшая мышца противоположной стороны, косые мышцы живота, включая квадратную, а мышцы на стороне наклона расслабляются. Ротация поясничных двигательных сегментов производится мышцами, работающими на одной стороне: косые пучки разгибателя спины (вращающие и многораздельные мышцы), внутренняя косая мышца живота на стороне поворота, наружная косая на противоположной [70, 148]. Формирование лордоза осуществляется за счет деятельности поясничного отдела разгибателя спины, сближая верхний и нижний поясничные позвонки. Способствует лордозу активность большой поясничной мышцы, верхние пучки которой тянут торако-люмбальный отдел кзади, а нижние позвонки средне-поясничного отдела — вперед. Ф.Ф. Огиенко (1976) отмечал, что влияние компрессирующего усилия мышечного корсета на позвоночник по суммарной интенсивности значительное и составляет 800 — 2000 кг. Этот вид деятельности возможен при синхронном сокращении сгибателей, разгибателей и боковых мышц живота, т.е. при натуживании, чихании, кашле. При быстрой деятельности мышц по механизму ударного воздействия нижнепоясничные двигательные сегменты испытывают колоссальные нагрузки, что клинически может проявиться формированием грыжи диска, суставными блокадами, спондилолистезом и др. [78]. Разные анатомические структуры, составляющие опорную функцию нижних конечностей, объединяются кинематически в пояснично-крестцовую область, где условно можно выделить четыре биомеханических блока: 1) люмбосакральный переход; 2) крестцово-подвздошный сустав; 3) таз в целом; 4) тазобедренный сустав. Условность подобного структурного разделения подкрепляется степенью участия каждого из этих звеньев в опорной и кинематической функции нижней половины туловища, а также стереотипными клиническими проявлениями при патологии каждого из этих звеньев [59, 78]. Соединение позвоночника и пояса нижних конечностей происходит с помощью сегмента L5 — S1 с соответствующими суставными отростками, связками, типичными для позвоночных сегментов, а также поперечно идущей илиолюмбальной связкой поясницы между телом L5 (редко S1) и медиальной поверхностью крыла подвздошной кости. Мышцы, берущие начало на позвоночнике: большая поясничная, грушевидная, большая ягодичная, прикрепляясь к бедренной кости, являются анатомически и функционально мышцами тазобедренного сустава. Мышцы же таза (внутренние и наружные), хотя и имеют проксимальное прикрепление на разных участках тазовой кости, дистально все прикрепляются на бедренной. Позвоночник и таз составляют кинематическую цепь. Таз является основанием позвоночника, на котором позвоночник выполняет функции гибкой мачты с прикрепленными вантами — мышцами и связками. В то же время к тазу "подвешены" нижние конечности, удерживаемые комплексом активных и пассивных элементов. В свою очередь, нижние конечности передают усилие опоры и движения на таз и позвоночник. С прямохождением таз становится поддержкой для внутренностей и зоной перенесения тяжести с туловища на нижние конечности, вследствие чего он испытывает огромную нагрузку. 1.6. Факторы и системы, обеспечивающие резистентность организма в условиях гравитации 1.6.1. Гравитация как фактор внешней среды Взаимодействуя с окружающей средой, человек, в том числе позвоночные, живущие в различных гравитационных условиях (в воде, на земле) приводят в движение свои двигательные системы. При этом двигательные процессы в соответствующих гравитационных условиях оказывают значительные влияния, накладывая существенный отпечаток на их тела в целом и на его строение. В этой связи анализ литературных данных позволяет обсудить эту биологическую систему как средо-зависимую систему или более конкретно, как отмечал В.С. Оганов, “гравитационно-зависимая система”. В.Я. Бровар в 1960 году в результате исследований, описанных в его книге “Силы тяжести и морфология животных”, доложил, что всякое живое существо непрерывно взаимодействует с силовым полем. С момента возникновения и на всем протяжении своего онтогенетического развития, связанного с изменением внешней формы и положения частей внутри целого, организм находится под влиянием поля тяготения [33,113]. В литературе имеются указания на то, что внешнее воздействие на организм вызывает в нем функциональные и структурные изменения. По мнению В.С. Оганова (1982), развитие и совершенствование опорно-двигательного аппарата позвоночных происходят под влиянием сил гравитационного поля Земли [123]. Г.С. Белкания (1982) отмечает, что земная гравитация является одним из естественных важнейших факторов среды, оказывающих мощное формообразующее воздействие на животные организмы. Так С.Ф. Манзий (1975) установил, что сила гравитации и сила мышечного сокращения, дополненная инерцией, создают в тканях внутренние напряжения, противодействуя которым, ткани и органы адаптивно перестраиваются в такой последовательности: синовия, капиллярное русло, средняя оболочка магистральных сосудов, мускулатура, связки, структура, прочность и форма костей, пропорции звеньев. Известный болгарский ученый Г. Бранков (1978) считает, что все организмы реагируют на гравитацию путем изменения формы, позы или локомоции. П.А. Коржуев (1971) отмечает, что наиболее эффективные формы передвижения, а, следовательно, и наиболее эффективные пути преодоления сил гравитации предполагают исключительно глубокие изменения структуры организма вообще и костно-мышечной системы в особенности. Cтудитский А.Н. (1983) считает, что давление отяжелевшего в наземных условиях тела вызвало повышение нагрузки на мышцы корпуса и конечности. В результате произошло увеличение массы мышц и укрепление скелета, в котором хрящевые части стали заменяться костными. Шмидт-Ниельсен K. (1987) отмечает, что восполнения энергетических затрат для поддержания и функционирования всех органов и тканей, наземные животные постоянно находятся под воздействие гравитационного поля Земли. Далее он утверждает, что искусственное увеличение гравитационного поля усиливает энергетический обмен. Ряд авторов отмечают, что движение как один из важнейших актов приспособления осуществляется системой органов, к которым относятся кости, их соединения и мышцы, объединенные в единое целое — опорно-двигательную систему [14, 72, 157, 160, 168, 169, 187], которая начинает формироваться еще в зародышевом состоянии, поскольку человек начинает двигаться еще во внутриутробной жизни [4, 43, 76, 188, 199, 206] и, следовательно, находится в условиях пониженной гравитации, близкой к невесомости [148, 188]. Дальнейшее формирование, совершенствование организма и в частности двигательной системы осуществляется в новых соответствующих гравитационных условиях. Для человека эти процессы происходят в наземных условиях. По данным Аршавского И.А.(1982), у позвоночных млекопитающих и человека в каждом возрастном периоде, начиная с антенатального, двигательная функция является фактором индукции двух форм избыточного анаболизма, который необходимо различить. Первая — в антенатальном периоде и в раннем постнатальном возрасте выражается в избыточном накоплении массы. Вторая форма избыточного анаболизма возникает после реализации антигравитационных реакций. Николаев Л.П. (1947) отмечал, что тяга мышц оказывает большое влияние на форму костей, подтверждая при этом данные Грюневальда (1912), который указал на то, что развитие передне-задней выпуклости диафиза бедренной кости обусловлено преобладанием тяги ишиокруральных мышц, над тягой их антагониста — прямой мышцы бедра. В некоторых части тела, развития мышечной массы влияет и на конфигурацию системы, образованной костями и их соединение, определяя при этом строения тела и в частности форму данной системы, как позвоночный столб. В этой связи большинство исследователей [77, 121, 144, 148] считают, что механизм возникновения естественных изгибов позвоночника объясняется не только изменением условий действия гравитации, но роль развития мышечного каркаса в выраженности кривизны изгибов не вызывает сомнения. Андерсон (1980) так же показал, что мышцы поддерживая позвоночник, в определенном положении придавая его кривизне большую или меньшую выраженность, постоянно оказывают воздействие на позвоночник в виде нагрузок сжатия и растяжения. 1.6.2. Антигравитационная система организма человека Биологическая принадлежность человека к типу хордовых, подтипу позвоночных, классу млекопитающих, определяет морфофункциональное подобие его антигравитационных, в том числе и противоударных, систем аналогичных системам наземных позвоночных животных [93, 139, 143]. Основные биомеханические отличия человека от четвероногих позвоночных животных и тех позвоночных животных, которые передвигаются с помощью двух конечностей, заключается в том, что сила тяжести действует на человека по оси скелета и выпрямленных нижних конечностях, тогда как органы, заключенные в главных полостях тела (полости черепа, грудная и брюшная), расположены как бы на разных этажах и не на одной высоте по отношению к опоре, как у четвероногих животных. При этом резкое увеличение веса и объема головного мозга сопряжено с преобладающим развитием мозгового черепа по сравнению с лицевым, и сам череп, как и голова в целом, не являются передним “привеском” к туловищу, а опираются на позвоночный столб и через него на нижние конечности. С точки зрения биомеханики, организм человека представляет собой деформируемое тело, которое непрерывно испытывает воздействие окружающей среды. Большой интерес представляет вопрос о том, какое влияние они оказывают на отдельные системы, органы и ткани [31, 41]. Исследуя переносимости позвоночником перегрузок и изменений в костной системе, А.И. Воложин, Г.П. Ступаков, В.С. Казейкин, А.П. Козловский (1982, 1987) пришли к выводу, что костная ткань обладает собственным внутренним напряжением, которое, по-видимому, является средством самоупрочнения кости как конструкции при гравитационных воздействиях. Вместе с тем, следует учитывать, что, перегрузки продольного направления, т.е. направленные по оси позвоночника, вызывают силовое воздействие на позвоночник [148]. При этом позвоночник испытывает усилия сжатия, за тем, как это отмечал Н.П. Лапутин (1973), возможность позвоночного столба к сопротивлению на сжатие определяется не только прочностью самих позвонков, но и упруго-вязкими свойствами межпозвоночных дисков. Д.Д. Донской (1971), изучая характер действия нагрузок, установил, что деформируясь, мышцы, суставные сумки, связки, а так же хрящ, соединяющие кости скелета, которые с биомеханической точки зрения, можно рассматривать как своеобразные амортизаторы нагрузок и ударов, уменьшают действие динамических нагрузок [63]. В позвоночном столбе человека как в осевой опорной структуре выделяются своеобразием своего анатомического строения крайние элементы — монолитный крестец, образованный сросшимися позвонками и прочно фиксированный в составе тазового кольца, и два верхних шейных позвонка, образующих с черепом единую функциональную биомеханическую систему [76, 77]. Свободные позвонки с их соединениями являются многозвеньевой кинематической цепью, обладающей всеми степенями свободы, хотя амплитуда сгибания в позвоночном столбе значительно превышает амплитуду отведения (боковых движений) и разгибания [148]. Движения головы также в основном определяются совокупными относительными перемещениями шейных позвонков. Мощные собственные мышцы спины и затылка разгибают туловище и голову, сгибатели которых развиты слабее [78]. Короткие мышцы спины и непрерывные соединения фиксируют позвоночный столб как единую опорную систему. В силу своего строения она активно демпфирует энергию ударных взаимодействий, несмотря на небольшие возможности относительного смещения ее элементов. Специфические для человека изгибы позвоночного столба, формирующиеся в онтогенезе, обеспечивают его пружинящие свойства при механических ударных нагрузках. Среди демпфирующих элементов особое значение имеют межпозвоночные хрящи с их упругим студенистым ядром. При ударных воздействиях на позвоночник студенистое ядро может не только внедриться в полость позвоночного канала при разрывах окружающего его фиброзного кольца, но и продавить костную пластинку тела позвонка (грыжи Шморля) [148]. Механическая прочность тел позвонков в условиях вертикального сжатия нарастает от шейных к поясничным позвонкам [148], однако крайние шейные позвонки (I и VI) прочнее, чем средние, VII шейный и верхние грудные. Это подтверждает формообразующее значение механических контактов на периферии отдельных кинематических цепей, точно так же, как и отклонения в анатомии шейных и поясничных позвонков от строения “типичного” грудного позвонка [41, 93]. “Слабыми местами” позвоночного столба как демпфирующей системы при вертикальных нагрузках могут быть поясничные позвонки, передающие энергию ударного воздействия от туловища к тазовому поясу, особенно при ударах “снизу вверх”, и шейные позвонки, соединяющие туловище и голову [93, 148]. В спортивной литературе имеется указания на то, что мышечная и костная массы тела спортсменов различных специализаций, а также связки и сухожилие распределяются и формируются в тесной зависимости от пространственных параметров механического взаимодействия их тела и внешней среды, и что величина отягощения при выполнении различных упражнений и интенсивность мышечных усилий являются теми факторами, которые обеспечивают наличие достаточного стимула для адаптации костей, связок и сухожилий. При этом приспособительные изменения костной массы все же развиваются значительно медленнее, чем скелетной мускулатуры [25]. Результаты исследования [7, 8, 37, 40, 44, 46, 61, 62, 71, 85, 116, 117, 120, 125, 130, 144, 153, 161, 162, 163, 164 и др.] о морфологических изменениях в двигательном аппарате спортсменов под влиянием физических нагрузок показали, что в противоположность гиподинамии и невесомости усиленная физическая нагрузка активизирует костеобразование по типу гипертрофии в нагружаемом отделе скелета человека. Это связано с приспособительной реакцей костной ткани, которая выражается в увеличении количества минерального компонента. Среди компонентов нагрузки, способствующих увеличению плотности минералов кости, основным является величина отягощения. Полученные данные подтверждают предположение Г.Д. Рохлина (1974) о влиянии профессиональной нагрузки на количество минерального компонента костных масс, на которые падает основное механическое воздействие организма и среды. В целом следует отметить, что повышение уровня плотности костей отмечается в тех участках скелета, которые подвергаются наиболее интенсивным механическим воздействиям [140]. Стоун М.Х. (1992) утверждает, что силовая тренировка тяжелоатлетов способна привести к очень значительным изменениям костной ткани. Далее ряд авторов [131, 149] установили, что у юных квалифицированных тяжелоатлетов плотность минералов кости значительно превышает показатели взрослых мужчин со сформировавшейся костной массой. При отсутствии силового воздействия на кость в условиях весовой разгрузки собственное внутреннее напряжение изменяется в соответствии с новыми функциональными условиями [131]. По мнению И.Б. Козловской (1983), устранение гравитации преобразуется в сложной многокомпонентной двигательной системе в ряд факторов: мышечная разгрузка, устранение опорных нагрузок, изменение биомеханики движений и др., каждый из которых может обусловить изменение функции того или иного звена, и что изменения, обусловленные ограничением двигательной активности, являются не специфичными для костной системы, а отражением общего воздействия гипокинезии на структуру организма [89]. 1.7. Систематизация физических упражнений относительно вектора гравитации У спортсменов различных специализаций мышечная и костная массы их тела распределяются и формируются в тесной зависимости от пространственных параметров механического взаимодействия тела спортсмена и внешней среды при выполнении физических упражнений. Преимущественное развитие получают те мышечные и костные массы, на которые падает основное механическое воздействие организма и среды. Пловцы, например, взаимодействуют с водной средой с помощью верхних конечностей и у них соответственно, наблюдается относительно большая гипертрофия в плечевом поясе и верхней половины туловища. У штангистов же внешнее механическое воздействие осуществляется в основном верхними и нижними конечностями, а также спиной, которые и получают у них преобладающее развитие. Такая избирательность преимущественного развития каких-либо частей тела при целенаправленном воздействии может достигать значительных величин. За период занятий спортом в костной системе человека происходят как общие гипертрофические изменения, так и локальные, развивающиеся в частях скелета, на которые в процессе движений падает относительно большая нагрузка. 1.7.1. Особенности физических упражнений, моделирующих условия повышенной гравитации При выполнении большинства тяжелоатлетических упражнений (в положении стоя) сила тяжести штанги передается через верхние конечности на плечевой пояс и далее — на позвоночный столб. Позвоночный столб представляет собой мощную опорную ось скелета, способную выдержать давление на сжатие, причем различные его отделы, как известно, имеют различную прочность. Возможность позвоночного столба к сопротивлению на сжатие при этом определяется не только прочностью самих позвонков, но и упруго-вязкими свойствами межпозвоночных дисков, которые с биомеханической точки зрения, по-видимому, можно рассматривать как своеобразные амортизаторы нагрузок и ударов. Повышенная упругость позволяет им сопротивляться давлению, которое оказывает вес штанги. Устойчивость всей системы атлет-штанга может изменяться в результате изменения положения тела спортсмена и штанги [9, 50, 69, 96, 102, 119, 153, 173]. В тяжелоатлетических упражнениях мышцы принимают самое разнообразное участие, тем не менее, в каждом отдельном случае все же можно выделить основные наиболее важные группы. Почти все мышцы ног, среди которых особенно выделяется группа мышц задней стороны голени и мощный разгибатель бедра. Эти мышцы выполняют основную работу при подъеме штанги с помоста и вставании из подседа (в рывке и подъеме на грудь). Следует также отметить ягодичные и другие мышцы таза, удерживающие тело атлета в вертикальном положении. Активно участвуют в подъеме штанги на грудь мышцы спины, в частности глубокие и поверхностные разгибатели позвоночного столба — мышца-выпрямитель позвоночника, короткие мышцы спины, поперечноостистая мышца, пластырная мышца шеи и головы, задние зубчатые мышцы, верхние и нижние, трапециевидная. Эти же мышцы удерживают позвоночный столб от сгибания вперед при удержании штанги на груди. Другие мышцы туловища, живота и мышцы плечевого пояса также способствуют удержанию штанги на груди и фиксации излишне подвижного в своих сочленениях позвоночного столба, служащего основной опорой для снаряда в этот момент. Мышцы свободных верхних конечностей выполняют обычно завершающую часть движения — жим или толчок от груди. Более всего при этом выделяются трехглавые мышцы плеча, сгибатели кисти, пальцев [9, 102]. Система каждого упражнения характеризуется целостностью, стабильностью, вариативностью, стандартизацией и индивидуализацией отдельных технических элементов. Кроме того, для нее характерна определенная двигательная структура. Двигательная структура тяжело-атлетического упражнения очень многогранна и, в свою очередь, включает кинематическую, динамическую, ритмическую, автоматическую, сенсорную, информационную, психологическую и другие структуры [50, 119, 173]. Исходя из особенностей двигательной структуры, можно выделить и ее составные элементы в упражнениях тяжелоатлета. Их великое множество. Техника физических упражнений имеет задачу стабилизации динамической структуры для достижения максимального результата. Для повышения эффективности тренировочного процесса штангисты используют такие упражнения как: жим из-за головы широким и узким хватом, жим лежа наклонно или горизонтально, различные тяги (рывковые-толчковые), рывок, толчок, подъем штанги до уровня груди, наклоны со штангой на плечах, подтягивание штанги в наклоне вперед, тяга силой рук с виса до уровня груди, вставание на носки со штангой на плечах, приседания со штангой на плечах, приседания со штангой на груди, прыжки со штангой на плечах и т.д. 1.7.2. Особенности физических упражнений, моделирующих условия пониженной гравитации Плавание, в отличие от тяжелой атлетики, осуществляется при горизонтальном положении тела, и движения штангиста мало приемлемы для сколько-нибудь эффективного передвижения в воде. Тело человека в воде теряет свой вес, а горизонтальное положение почти полностью освобождает его от необходимости сохранять равновесие за счет использования статических рефлексов. Статические условия для поддержания позы во всех других видах спорта создают дополнительную нагрузку. Особенно отчетливо выражены эти статические усилия у тяжелоатлетов при подъеме тяжестей или у бегунов при спринтерском беге. У пловцов же при отсутствии значительных статических усилий вырабатываются плавность движений и способность хорошо расслаблять мышцы тела, так как у них постоянно работают только те ограниченные группы мышц, длительность которых необходима для движения тела вперед (динамическое плавание) или для поддержания его на поверхности воды (статическое плавание). Под статическим плаванием следует понимать такое состояние тела, при котором пловец не производит плавательных движений, а удерживается на поверхности в основном за счет выталкивающей силы. Под динамическим плаванием следует понимать поступательное дви...