Вы здесь

Размах движений и прочность суставов

Соотношение высокого размаха движений в суставах с их надежностью представляет для практики современного спорта одну из важнейших проблем. Большинство аспектов этой проблемы до сих пор в достаточной мере не освещено. Данные литературы отражают скорее борьбу мнений, чем планомерные поиски ее решения.

Не претендуя на исчерпывающий анализ, попытаемся поставить принципиальные вопросы методологического плана.

По участию в регулировании размаха движения различных элементов суставного аппарата прочность сустава можно подразделить на пассивную (торможение покровов, пассивных мышц, связок, соударение костных ограничителей и др.), активную (возбуждение мышц-антагонистов, блокирующее чрезмерный размах движения) и активно-пассивную. Причем активная роль мышц оказывается решающей.

В ходе анализа следует оперировать предельным размахом пассивных движений (ПРПД), поскольку именно он соответствует абсолютному пределу. Кроме того, ПРПД, как было показано в предыдущей главе, лимитирует натяжение связок. Повреждение сустава при чрезмерных нагрузках начинается именно со связок.

Рассмотрим два крайних варианта взаимодействия элементов сустава — при малом и большом размахе движений.

Малый ПРПД характеризуется близким расположением костных ограничителей, ранним включением связочных тормозов с малым тормозным путем. Например, при разгибании ноги в тазобедренном суставе предельное растягивание подвздошнобедренной связки происходит на пути в 1—3°; при сгибании и разгибании стопы в голеностопном суставе соответствующие связки полностью реализуют свою эластичность на пути в 4—6°. Адекватно адаптированные мышцы (менее длинные и эластичные) раньше и более сильно действуют как пассивный тормоз. Положительным фактором раннего включения тормозов и ограничителей (для проявления оптимальной прочности) является то, что движущееся звено не успевает приобрести большую кинетическую энергию — в момент натяжения связок она относительно невелика. П ри значительной массе движущегося звена (особенно в движениях баллистического типа, а также в движениях с ускорением) для обеспечения прочности сочленения этот фактор может оказаться решающим.



Морфофункциональная основа типологии суставов

Однако малый ПРПД обнаруживает и диалектическое противоречие, одновременно являясь отрицательным фактором для прочности сочленения. Действительно, время безопасного движения по малой дуге меньше, чем по большой. Следовательно, в суставе с малым размахом движения временной ресурс для проявления активных тормозных свойств мышц более ограничен. (Нельзя забывать, что именно активное действие мышц играет главную роль в блокировании значительных внешних сил, вращающих костные рычаги.) Мышцы-антагонисты в суставе с малым ПРПД, вероятно, будут активизироваться уже после травматизации связок. При постоянной угловой скорости повышение размаха движения, естественно, увеличит и время для активизации мышц-антагонистов. Если принять, чтодлительностьлатен-тного периода рефлекса растяжения измеряется несколькими десятками миллисекунд, то увеличение временного ресурса представляется важнейшим средством предупреждения суставной травмы.

Большой ПРПД характеризуется отдаленностью костных ограничителей и более поздним включением пассивных тормозов. Это увеличивает ресурс времени для проявления активных тормозных свойств мышц-антагонистов. При этом возможность предупреждения травмы прогрессивно возрастает, так как именно в последние мгновения возбуждение мышц наиболее вероятно. Кроме того, требуется еще некоторое время для достижения такого уровня возбуждения, который обеспечил бы необходимую силу торможения. Это еще более повышает «стоимость» последних миллисекунд для профилактики травмы. Естественно, что такие параметры, как градиент и импульс силы тяги мышц, являются отправными в математическом описании условий травмы.

Диалектическое противоречие большого ПРПД состоит в том, что большая дуга, увеличивая временной ресурс для активизации мышц, позволяет осуществить беспрепятственный и значительный разгон движущегося звена. В результате его кинетическая энергия возрастает. Свободно провисающие связки резко натягиваются и, если не срабатывает активный мышечный тормоз, неминуемо травмируются. Это можно проиллюстрировать бытовым примером: чтобы разорвать крепкую веревку, человек не тянет ее после полного предварительного растягивания, а рывком разводит в стороны сдвинутые кулаки. Веревку разрывает не начальное активное усилие мышц, а порожденная им кинетическая энергия конечностей. В суставе с большим ПРПД эластичность связки, обусловленная извитостью ее коллагеновых пучков, играет неизмеримо меньшую роль, чем при малом ПРПД, поскольку травмирующая нагрузка проявляется не при зарождении движения, а «с ходу».

Вопрос о преимущественной надежности сустава при одинаковой специфической реактивности мышц может быть решен, исходя из оценки соотношения двух переменных: абсолютной величины силы, вращающей звено тела при достижении ПРПД, и времени ее действия до этого момента. Причем под «вращающей силой» следует понимать сумму силы тяги мышц и внешней силы, в том числе кинетическую энергию движущегося звена. Если эта сила незначительна (меньше суммарного сопротивления пассивных тормозов), а время ее действия меньше латентного периода рефлекса растяжения мышц-антагонистов, то низкий ПРПД делает сочленение более надежным. Если же «вращающая сила» больше суммарного сопротивления пассивных тормозов, высокий ПРПД, повышая возможность своевременного включения активного тормоза, создает условия для предупреждения травмы.

Этот последний вариант особенно важен, так как охватывает область движений, выполняемых с ускорением и широко распространенных в спорте.