Биомеханика кача. Научный подход к тренировкам верха тела

Орган Гольджи: ваш внутренний предохранитель

Пока веретёна усиливают сокращение, орган Гольджи (расположенный в сухожилиях) делает обратное (рис. 2.20). Он чувствует чрезмерное напряжение и, чтобы уберечь мышцу и сухожилие от разрыва, тормозит сокращение. Именно он не даёт вам поднять неподъёмный вес.

Рисунок 2.20. Орган Гольджи. При чрезмерном напряжении посылает сигнал мышце «СТОП!»

Здесь всё наоборот. Этот «предохранитель» встроен прямо в сухожилие. Когда напряжение становится запредельным, чувствительные клетки внутри него активируются и посылают сигнал. Но этот сигнал не заставляет мышцу работать, а активирует тормозной нейрон в спинном мозге. Тот, в свою очередь, отключает моторный нейрон, идущий к мышце. Проще говоря, датчик кричит «СТОП!», и мозг послушно отпускает педаль газа.

У новичков этот «предохранитель» срабатывает очень рано. С опытом и тренировками порог срабатывания повышается — ваша нервная система учится терпеть большее напряжение.

Краткий итог по нейрофизиологии для зала:

1. Мозг командует, а веретёна и органы Гольджи корректируют на месте.

2. «Отбив» и быстрая эксцентрика помогают поднять больший вес за счёт рефлекса на растяжение, но портят технику и увеличивают риск травмы. Избегайте их.

3. Пауза в точке растяжения — ваш союзник. Она учит контролю, включает стабилизаторы и заставляет мышцы работать по-настоящему, а не рефлексами.

4. Орган Гольджи не даст вам убиться. Со временем вы сможете поднимать больше не только потому, что мышцы станут сильнее, но и потому, что ваш мозг и нервы разрешат им это.

Биомеханика: детектор лжи для любого упражнения в зале

Похоже, мы добрались до самого сокровенного. Этот раздел — святой грааль всей главы. Здесь мы соберём все пазлы, которые разбросали до этого: анатомию, физиологию, нейрофизиологию. И превратим их в мощнейший инструмент — объективный анализ движения.

Забудьте про гуру из ютуба и слепую веру в «последнее исследование». После этого параграфа вы сами станете себе экспертом. Сможете смотреть на любое упражнение и понимать, какие мышцы работают, как и почему. Вам больше не понадобятся чужие советы, построенные на песке.

В залах часто говорят: «Я чувствую, как у меня работает медиальная головка квадрицепса!». Ощущения — это хорошо, но такой ужасный советчик! Всё равно что определить температуру в комнате, опросив двадцать человек. Каждый даст свой субъективный ответ, и никто не будет точен. Нужен термометр — объективный инструмент с единицей измерения.

Биомеханика — это и есть ваш термометр для упражнений. Она рационализирует хаос, делает анализ точным и бесспорным. Она отвечает на вопросы «как?» и «почему?», возвращая нас из мира магии в мир науки.

До этого мы учили алфавит. Теперь пришло время складывать из букв слова и предложения. Давайте повторим наш «алфавит» — те киты, на которых стоит всё:

— Суставы — это оси. Вокруг них благодаря мышцам двигаются кости. Разные суставы позволяют разные движения в разных плоскостях и с разной амплитудой (вспоминаем диартрозы из рис. 2.2).

— У каждой мышцы есть свои «обязанности» (функции). Они определены тем, где мышца начинается и крепится, и какие суставы пересекает (один или два). Одна мышца сгибает локоть, другая — разгибает плечо (рис. 2.5).

— Сокращение бывает разным. Мышца может укорачиваться, побеждая силу тяжести (концентрика), или удлиняться под напряжением, контролируя вес (эксцентрика) (рис. 2.11, 2.12).

— Длина решает всё. Сила, которую может проявить мышца, напрямую зависит от её длины в момент начала работы (закон силы/длины, рис. 2.13).

*Оптимальная длина = максимальная сила.

*Слишком растянута или слишком укорочена = сила падает. Именно поэтому в одних упражнениях мы сильнее (мышца в своей сильной позиции), а в других — слабее (рис. 2.14, 2.15).

Вооружившись этим знанием, мы готовы перейти к самому интересному — анализу конкретных упражнений. Вы никогда больше не посмотрите на жим лёжа или подтягивания прежними глазами.

Биомеханика: универсальный ключ к расшифровке любого движения

Забудьте скучные университетские лекции, где эти термины казались никому не нужной теорией. Это — ваш секретный язык, на котором говорят ваши суставы и мышцы. Не знать его — всё равно что пытаться собрать IKEA без инструкции: вроде детали те же, а результат всегда никакой.

Это не просто занудные определения. Это ваш детектор лжи для любого упражнения, советов из интернета и собственных «ощущений». Это то, что превратит вас из слепого исполнителя в архитектора собственных тренировок.

Начнём с главного: с какой ноги встать? Анатомическая и нулевая позиция.

Чтобы говорить на одном языке, нам нужна точка отсчёта. В биомеханике это анатомическая позиция:

— стоим прямо;

— руки по швам;

— ладони развёрнуты вперёд;

— взгляд прямо.

Есть ещё нулевая позиция — всё то же самое, но ладони смотрят на бёдра [19] (рис. 2.21).

Рисунок 2.21. Слева — анатомическая позиция. Справа — нулевая позиция. Все движения мы будем описывать, отталкиваясь от них

Словарь направлений: чтобы не путать право и лево

Прежде чем мы перейдём к движениям, давайте выучим несколько ключевых слов, без которых никуда [18] (рис. 2.22).

— медиальный — то, что ближе к середине тела (например, большой палец руки медиальнее мизинца… если рука в анатомической позиции!);

— латеральный — то, что дальше от середины тела (плечевая кость латеральнее ключицы);

— проксимальный — ближе к центру тела (плечо проксимальнее локтя);

— дистальный — дальше от центра тела (кисть дистальнее локтя);

— краниальный — по направлению к голове (вверх);

— каудальный — по направлению к копчику (вниз).

Рисунок 2.22. Анатомические направления. Ваша карта тела

Три плоскости движения: ваш 3D-навигатор

Все движения происходят в трёх плоскостях. Представьте, что вы режете тело человека лазером.

1. Сагиттальная плоскость — режет тело спереди назад, разделяя на правую и левую части. Движения в этой плоскости: СГИБАНИЕ и РАЗГИБАНИЕ (рис. 2.23).

Пример: сгибание бицепса, приседание.

2. Фронтальная плоскость — режет тело сбоку, разделяя на переднюю и заднюю части. Движения в этой плоскости: ОТВЕДЕНИЕ (от тела) и ПРИВЕДЕНИЕ (к телу) (рис. 2.24).

Пример: подъём руки в сторону (махи дельтами).

3. Поперечная (горизонтальная) плоскость — режет тело поперёк, разделяя на верхнюю и нижнюю части. Движения в этой плоскости: РОТАЦИЯ (вращение) (рис. 2.25).

Пример: скручивания туловища, вращение плеча наружу и внутрь.

Рисунок 2.23. Сагиттальная плоскость. Движения вперёд-назад

Рисунок 2.24. Фронтальная плоскость. Движения в стороны

Рисунок 2.25. Поперечная плоскость. Вращательные движения

Главный вывод: ни одно наше движение в зале или жизни не является строго одноплоскостным. Мы всегда двигаемся по гибридным траекториям, смешивая данные плоскости. Но чтобы понять эти сложные движения, мы должны сначала разобрать их на простые компоненты.

Плечевой сустав: наш чемпион по подвижности

Плечо — это сустав с тремя степенями свободы. Он может двигаться во всех трёх плоскостях (рис. 2.26, 2.27, 2.28, 2.29):

— сгибание до 180º/разгибание до 50—60º — подъём и отведение руки вперёд и назад;

— отведение до 180º/приведение до 0—30º — подъём и опускание руки в сторону. Важное примечание: чистое отведение во фронтальной плоскости возможно только до 90—120º, дальнейшее движение до 180º требует обязательного вовлечения лопатки и наружной ротации плечевой кости;

— наружная ротация до 80—90º/внутренняя ротация до 90—100º — вращение плеча наружу и внутрь.

Рисунок 2.26. Сгибание и разгибание плеча в сагиттальной плоскости

Рисунок 2.27. Отведение и приведение плеча во фронтальной плоскости

Рисунок 2.28. Наружная и внутренняя ротация в поперечной плоскости

Рисунок 2.29. Горизонтальное приведение и отведение плеча в поперечной плоскости

Локтевой сустав: простой, но важный

Локоть проще — у него в основном одна степень свободы (рис. 2.30): сгибание до 145—160º/разгибание (до 0º—5º гиперэкстензии у некоторых людей) — это основа всех сгибаний на бицепс и разгибаний на трицепс [21].

Рисунок 2.30. Сгибание и разгибание локтя

Но есть ещё пронация (до 85—90º) и супинация (до 90º) предплечья (вращение ладони вниз и вверх) — критически важные движения для эффективной работы бицепса и предплечий (рис. 2.31).

Рисунок 2.31. Супинация (ладонь вверх), пронация (ладонь вниз) и нейтральное положение

Лопатка: забытый генерал

Нельзя говорить о движении руки, не говоря о лопатке. Это основа всего! Движения лопатки (рис. 2.32, 2.33, 2.34, 2.35):

— подъём / опускание (пожимание плечами);

— приведение (к позвоночнику) /отведение (от позвоночника) (сведение лопаток);

— краниальное (вращение вверх) /каудальное (вращение вниз);

— наклон вперёд/назад.

Рисунок 2.32. Приведение и отведение лопаток

Рисунок 2.33. Подъём и опускание лопаток

Рисунок 2.34. Вращение лопаток вверх и вниз

Рисунок 2.35. Вращение и наклон лопатки

Как этому научиться? Смотрите и описывайте!

Теория без практики мертва. Ваша задача теперь — начать видеть эти движения вокруг себя.

1. Возьмите любую фотографию спортсмена (баскетболист в прыжке, волейболист в атаке).

2. Опишите положение каждого сустава на языке биомеханики.

Пример: «Плечо: отведено на 100º, согнуто на 30º. Лопатка: приведена и повёрнута вверх. Локоть: согнут под 90º» (как на рис. 2.36).

Рисунок 2.36. Пример биомеханического описания положения тела. Плечо отведено, локоть согнут, лопатка повёрнута вверх

Тренируйтесь делать это постоянно. Смотрите на людей в зале, на прохожих, на себя в зеркале. Сначала будет медленно и сложно, потом это станет вашей второй натурой.

Это и есть тот самый фундамент, на котором строится понимание любого упражнения. Без этого вы будете слепы, с этим — прозреете.

Базовая физика: рычаги, или Почему ваши бицепсы — это неудачники с большой душой

Мы уже усвоили, что мышцы прикрепляются к костям не просто так, а со злым умыслом — чтобы двигать нами. Эти точки крепления — единственное, что придётся зазубрить как таблицу умножения. Дальше — чистая магия биомеханики, которая будет включаться в вашей голове сама.

Итак, что такое рычаг и какое ему дело до ваших подходов в жиме лёжа?

Давайте без паники. Рычаг — это просто жёсткая палка, которая умеет вращаться вокруг некой точки (шарнира), называемой точкой опоры. Вращение это происходит под действием силы, а расстояние от точки приложения силы до точки опоры называется плечом рычага. Вместе они рождают момент силы (или просто момент) — главную движущую силу в нашем железном царстве (рис. 2.37).

Рисунок 2.37. Простейшая схема рычага. F — точка опоры, P и R — силы, bp и br — их плечи. Всё гениальное просто

Рычаг считается невыгодным, если ваше мышечное усилие приложено к короткому плечу, а сопротивление (вес снаряда) — к длинному. Он выгодный, если всё наоборот. И безразличный, если плечи равны. В зависимости от распоряжения сил, инженеры (и природа) придумали три типа этих механизмов.

1. Рычаг первого рода: качели для взрослых.

Точка опоры — между двумя силами. Классический пример — детские качели. В зале так работают, например, разгибания ног в тренажёре и наше любимое разгибание рук на верхнем блоке на трицепс. В этих упражнениях рычаг чаще всего невыгодный для вас: точка опоры (локоть/колено) близко к месту приложения мышечной силы, а вес висит на длинном конце (рис. 2.38, центр).

Рисунок 2.38. Рычаг первого рода. Может быть выгодным (радуемся), невыгодным (плачем) или безразличным (забиваем)

2. Рычаг второго рода: золотой ребёнок механики.

Точка сопротивления — между опорой и точкой приложения силы. Он всегда выгодный! В быту — это тачка или щипцы для орехов. В человеческом теле таких счастливчиков — раз-два и обчёлся (рис. 2.39).

Рисунок 2.39. Рычаг второго рода. Всегда выгодный. Встречается в природе так же редко, как и тишина в зоне кроссфита

3. Рычаг третьего рода: наш брат-неудачник.

А вот это — наш с вами случай. Точка приложения мышечной силы находится между точкой опоры (суставом) и сопротивлением (весом). Такой рычаг всегда невыгодный (рис. 2.40). Ярчайший пример — сгибание рук на бицепс. Ваша мышца вынуждена проявлять чудовищное усилие, чтобы поднять относительно небольшой вес, потому что её точка крепления очень близко к локтю.

Рисунок 2.40. Рычаг третьего рода. Всегда невыгодный. Знакомьтесь, это про вас и ваш бицепс

Так зачем же нам такие невыгодные рычаги?

Спросите у матушки-природы. Она решила, что лучше пожертвовать силой, но выиграть в скорости и амплитуде движения. Благодаря этому минимальное сокращение мышцы даёт большое движение в суставе. Расплата — необходимость создавать огромные усилия для скромных весов. Наше тело — это сплошной компромисс между силой и подвижностью.

Как это выглядит в зале? Очень просто!

1. Точка опоры — это ваш сустав (локоть, колено, плечо).

2. Жёсткий стержень — это ваша кость.

3. Внешние силы — это, с одной стороны, вес отягощения (гантели, штанги), а с другой — сила вашей мышцы, которая тянет кость за точку крепления.

Плечо рычага веса всегда длиннее, чем плечо рычага мышцы. Вот почему вы не можете пожать от груди 300 кг — вашим маленьким мышцам-неудачникам просто не хватит плеча, чтобы провернуть этот момент (рис. 2.41).

Рисунок 2.41. Тренажёрный зал как царство рычагов. Сверху вниз: сгибание на бицепс (рычаг 3 рода), разгибание на трицепс (рычаг 1 рода), разгибание ног (рычаг 1 рода). Сустав — точка опоры, мышцы и вес — силы

Мораль сей басни такова: хватит учить упражнения, как попугай. Начните видеть в каждом движении систему рычагов. Определяйте, где точка опоры, где сила мышцы, а где — зловещая сила тяжести. Так вы поймёте суть упражнения, и никто не сможет вас обмануть дурацкими советами.

А в следующих параграфах мы соберём это пазл в единую картину на практических примерах. Погнали!

Кинематика и динамика, или Почему ваши мышцы не всегда делают то, что вы от них хотите

Ребятки, пора добавить в наш анализ движения ещё два крутых слова: кинематика и динамика. Звучит сложно? На деле всё просто.

Кинематика — это как смотреть кино без звука. Вы просто видите, что происходит, но не слышите, почему герои ругаются. В нашем случае — мы видим движение сустава (сгибание, разгибание), но не вдаёмся в детали, какие мышцы тут работают и кто виноват в происходящем (рис. 2.42).

Рисунок 2.42. Два разных упражнения, но кинематически — одно и то же: разогнутый локоть. Слева — рука вдоль тела, справа — рука над головой

Пример для разгона: два парня, Санька и Ванька. Оба держат гантель, оба начинают движение. Что мы видим? Оба сгибают локоть. С точки зрения кинематики — упражнения идентичны! (рис. 2.43).

Рисунок 2.43. Кинематический анализ кричит: «Ребята, да вы оба просто сгибаете локоть!»

Но любой, кто хоть раз брал в руки гантель, знает: это два совершенно разных упражнения. Как так? Здесь на сцену выходит динамика — та самая занудная подруга кинематики, которая объясняет, почему и как всё происходит.

Динамика изучает силы, управляющие движением. В зале главных силы две:

1. Внешняя сила: это гравитация, которая неумолимо тянет вашу любимую гантель вниз, к полу. Её вектор всегда направлен вниз.

2. Внутренняя сила: это ваши мышцы, которые героически противостоят гравитации, сокращаясь и пытаясь поднять этот вес обратно.

Вернёмся к нашим героям. Сила тяжести одна и та же, но её момент (сила, умноженная на плечо рычага) в каждом случае разный. Рассмотрим примеры ниже.

У Саньки (рука вдоль тела): гравитация создаёт момент разгибания в локте. Чтобы поднять вес, его бицепс должен совершить концентрическое сокращение, создавая момент сгибания и побеждая силу тяжести (рис. 2.44).

Рисунок 2.44. Сила тяжести (тёмная стрелка) пытается разогнуть локоть. Бицепс (светлая стрелка) сокращается, чтобы его согнуть

У Ваньки (рука над головой): здесь гравитация — не враг, а союзник! Она сама создаёт момент сгибания в локте, пытаясь его согнуть. Задача Ваньки — не дать локтю согнуться под весом. Его трицепс совершает эксцентрическое сокращение, контролируя опускание и противодействуя моменту сгибания от гравитации (рис. 2.45).

Рисунок 2.45. Теперь сила тяжести (тёмная стрелка) пытается согнуть локоть. Трицепс (светлая стрелка) эксцентрически сокращается, чтобы этому помешать

Вывод: одно и то же движение (сгибание локтя) может быть результатом работы совершенно разных мышц (бицепса vs трицепса) в совершенно разных режимах (концентрическом vs эксцентрическом). Всё зависит от того, как сила тяжести взаимодействует с вашим телом.

Методики анализа: ваш личный набор детектива

Чтобы не запутаться во всём этом, умные люди придумали Диаграммы Свободного Тела (ДСТ). Они представляют собой упрощённые схемы, где ваше тело — это набор палочек (костей), кружков (суставов) и стрелочек (сил).

Зачем это вам? Чтобы перестать гадать и начать видеть силы (рис. 2.46).

Рисунок 2.46. Два способа изобразить один и тот же сегмент тела: детально (слева) и схематично (справа). Для анализа часто удобнее правое

На таких диаграммах можно показать любую мышцу и направление её усилия. Вот, например, как выглядят схемы для ключевых мышц верхней конечности (рис. 2.47, 2.48, 2.49). Для простоты мы обозначаем: ЦВ — центр вращения сустава, О — ось вращения, ЛТ — линия действия силы тяжести, М — создаваемый момент силы, СП — суставная поверхность.