Давление на позвоночник при выполнении различных вариантов приседания со штангой

В статье представлены результаты измерения вертикального давления на межпозвонковый диск поясничного отдела позвоночника при выполнении различных вариантов приседания со штангой.

Самсонова А.В., Самсонов Г.А., Утеганова М.А. Давление на межпозвонковые диски при выполнении различных вариантов приседания со штангой // мат. IX Всероссийской с межд. Участием научно-практической конференции «Биомеханика двигательных действий и биомеханический контроль в спорте.- Малаховка, 2021.- С. 69-75.

Давление на межпозвонковые диски при выполнении различных вариантов приседания со штангой

 Самсонова А.В., Самсонов Г.А., Утеганова М.А.

 Аннотация

В статье представлены результаты измерения вертикального давления на межпозвонковый диск поясничного отдела позвоночника при выполнении различных вариантов приседания со штангой. Установлено, что вертикальное давление на межпозвонковый диск L3-L4 при выполнении приседания со штангой массой 90 кг варьирует от 1,85±0,14 МПа до 2,23±0,17 МПа. При выполнении фронтального приседания давление на межпозвонковые диски такое же, как и при выполнении приседания со штангой на плечах.

Ключевые слова

приседание со штангой на плечах, приседание со штангой на груди, давление на межпозвонковые диски

Pressure on intervertebral discs when performing various options of squats

 Samsonova A.V., Samsonov G.A., Uteganova M.A.

Abstract

The article presents the results of measuring the vertical pressure on the intervertebral disc of the lumbar spine when performing various options for squatting with a barbell. It was found that the vertical pressure on the L3-L4 intervertebral disc when squatting with a barbell weighing 90 kg varies from 1.85 ± 0.14 MPa to 2.23 ± 0.17 MPa. When performing a front squat, the pressure on the intervertebral discs is the same as when performing a back squat.

Keywords

back squat, front squat, pressure on the intervertebral discs

Актуальность

Исследования, посвященные оценке давления на межпозвонковые диски при выполнении силовых упражнений крайне немногочисленны. Однако, этот вопрос очень интересует тренеров и спортсменов из-за возможных травм позвоночника. Приседание со штангой на плечах – одно из самых популярных силовых упражнений и одно из самых опасных с точки зрения травм (Л.А. Хасин, Д.Ю. Тараховский, 2014). В связи с этим изучаются другие варианты выполнения приседания (приседание со штангой на груди, оверхед приседания и др.) с целью предупреждения травм позвоночника.

Следует отметить, что для расчета давления на межпозвонковые диски при выполнении силовых упражнений в основном используется метод моделирования. В. П. Сазонов (1989) одним из первых посредством математического моделирования получил количественные данные о вертикальном давлении на межпозвонковый диск поясничного отдела позвоночника при выполнении силовых упражнений. Он оценивал вертикальное давление на межпозвонковый диск L3-L4 в статических положениях спортсмена при подъеме груза 20 кг с различным наклоном туловища. Сила внутрибрюшной поддержки определялась посредством катетера, введенного в брюшную полость во время выполнения силового упражнения. Полученные В.П. Сазоновым (1989) данные о вертикальном давлении на межпозвонковый диск L3-L4 в положении стоя и при подъеме груза массой 20 кг имеют хорошее соответствие фактам, полученным посредством прямых измерений внутридискового давления (A. L. Nachemson, G. Elfström, 1970; K. Sato, S. Kikuchi, T. Yonezava, 1999; H. J. Wilke et al., 1999; 2001).

Следует признать, что различные варианты приседания со штангой на плечах изучались многократно. Однако в большинстве исследований анализировались различия в кинематических характеристиках (A.A. Braidot. et al., 2007; D. Diggin et al., 2011) или электрической активности мышц (J.C. Gullett et al., 2009).

До настоящего времени исследования, посвященные изучению давления на межпозвонковые диски при выполнении различных вариантов приседания со штангой крайне немногочисленны. D. Diggin et al. (2011) установили, что приседание со штангой на груди способствует созданию меньших моментов сил тяжести штанги относительно поясничного отдела позвоночника по сравнению с приседанием со штангой на плечах, однако эти выводы они делают на основе качественного биомеханического анализа. Посредством математического моделирования Л.А. Хасин и Д.Ю. Тараховский (2014) оценили возможность получения травмы позвоночника при выполнении ряда силовых упражнений. Ими показано, что вариант приседания со штангой на груди менее опасен по сравнению с приседанием со штангой на плечах. Тем не менее, оба варианта обладают очень высокой степенью травмоопасности.

Целью настоящего исследования являлось изучение вертикального давления (нормального напряжения) на межпозвонковый диск L3-L4 при выполнении различных вариантов приседания со штангой.

Методы и организация исследования

Для оценки вертикального давления на межпозвонковый диск L3-L4 при выполнении силовых упражнений был проведен эксперимент, в котором приняли участие два пауэрлифтера высокой квалификации в возрасте 20-22 лет. Масса спортсменов была равна 75±1,7 кг.

Спортсмены последовательно выполняли по три попытки приседания со штангой на плечах, затем со штангой на плечах с бруском (2 см) под пяткой, после этого со штангой на груди. Масса штанги при выполнении всех вариантов приседания не менялась и была равна 90 кг. Положения спортсменов фиксировались посредством фотокамеры (Canon PowerShot SX10 IS). Центры суставов нижних конечностей маркировались.

Оценка вертикального давления (нормального напряжения) на межпозвонковый диск L3-L4 осуществлялась в статическом положении, соответствующем нижней точке приседания, рис. 1. Расчеты производились посредством компьютерной программы Spine (Г.А. Самсонов, 2012).

Для расчета вертикального давления на межпозвонковый диск L3-L4 в статическом положении использовалась формула, предложенная В. П. Сазоновым (1989):

,

где: – вертикальное давление на межпозвонковый диск L3-L4, Па;  – вес штанги, Н;  – вес головы, Н;  – вес рук, Н;  – вес туловища, Н; – сила тяги мышц-разгибателей туловища, Н; – сила внутрибрюшной поддержки, Н; – угол между продольной осью туловища и вертикалью, град;  – площадь поперечного сечения диска L3-L4, м².

При расчетах значение площади поперечного сечения диска L3-L4  принималось равным  а сила внутрибрюшной поддержки (  – 300 Н.

Результаты исследования

В таблице 1 представлены данные о значении вертикального давления на межпозвонковый диск L3-L4 при выполнении трех вариантов приседания со штангой. Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что при выполнении силовых упражнений значения вертикального давления на межпозвонковый диск L3-L4 невысокие и варьируют от 1,85±0,14 МПа до 2,23±0,17 МПа. Различия в значениях вертикального давления на межпозвонковый диск L3-L4 при выполнении различных вариантов приседания статистически недостоверны (р>0,05). Таким образом мнение D. Diggin et al. (2011) о том, что при выполнении приседания со штангой на груди (фронтального приседания) создается меньшее давление на межпозвонковый диск L3-L4 не подтверждается.

Таблица 1 – Вертикальное давление на межпозвонковый диск L3-L4 при выполнении различных вариантов приседания со штангой

Масса спортсменов 75±1,7 кг, масса штанги 90 кг

Вывод

Давление на межпозвонковый диск L3-L4 при выполнении приседания со штангой массой 90 кг варьирует от 1,85±0,14 МПа до 2,23±0,17 МПа. При выполнении фронтального приседания давление на межпозвонковые диски такое же, как и при выполнении приседания со штангой на плечах.

Список использованных источников

1. Сазонов, В.П. Оценка и выбор физических упражнений на основе учета биомеханических факторов риска повреждения позвоночника / В.П. Сазонов: автореф. дис…канд. пед. наук. – М., 1989. – 21 с.
2. Самсонов, Г.А. Компьютерная программа расчета давления на межпозвонковые диски при выполнении приседания со штангой на плечах / Г.А. Самсонов // Труды кафедры биомеханики университета им. П. Ф. Лесгафта. 2012. – Вып. 6. – С. 27-30.
3. Хасин, Л.А. Методика оценивания травмоопасности упражнений в атлетизме на основе математического моделирования / Л.А. Хасин, Д.Ю. Тараховский // Матер. II Всерос. Научно-практической конференции «Биомеханика двигательных действий и биомеханический контроль в спорте. – М. – Малаховка, 2014. – С. 119-125.
4. Braidot A.A. Biomechanics of Front and Back Squat exercises / A. A. Braidot, M. H. Brusa, F. E. Lestussi. G. P. Parera // Journal of Physics: Conference Series, 2007.– Vol. 90.
5. Diggin, D.A. Biomechanical analysis of front versus back squat: injury implications / D. Digging, C. O’Regan, N. Whelan, S. Daly et al. // Portuguese Journal of Sport Sciences, 2011.– Vol. 11.– Suppl. 2.– P.643 – 646.
6. Gullett, J.C. A biomechanical comparison of back and front squats in healthy trained individuals / J. C. Gullett, M.D. Tillman, G.M. Gutierrez, J.W. Chow // Journal of Strength and Conditioning Research, 2009.– Vol. 23.– No 1.– P. 284–292.
7. Nachemson, A. Intravital dynamic pressure measurements in lumbar discs. A study of common movements, maneuvers and exercises / A. Nachemson, G. Elfström // Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine. Suppl. – 1970.– Vol.1.– P. 1–40.
8. Sato, K. In Vivo Intradiscal Pressure Measurement in Healthy Individuals and in Patients with Ongoing Back Problems / K. Sato, S. Kikuchi, T. Yonezava // Spine, 1999.– Vol. 1.– No 24 (23). – P. 2468-2474.
9. Wilke, H.J. New In Vivo Measurements of Pressures in the Intervertebral Disc in Daily Life / H.J. Wilke, P. Neef, M. Caimi, T. Hoogland // Spine, 1999. – Vol. 24.– No. 8. – P. 755-762.
10. Wilke, H.J. Intradiscal pressure together with anthropometric data – a data set for the validation of modes / H.J. Wilke, P. Neef, B. Hinz, H. Seidel, L. Claes // Journal of Clinical Biomechanics, 2001. – Vol. 16. – Suppl. – No.1.– P. 111-126.

С уважением, А.В. Самсонова