Йога для лиц старшего возраста — биомеханический анализ
Авторы: George J. Salem, Sean S.-Y. Yu, Man-Ying Wang, Sachithra Samarawickrame, Rami Hashish, Stanley P. Azen, Gail A. Greendale, Evid Based Complement Alternat Med. 2013; 2013: 165763.
Перевод с английского: Анастасия Леонова (г.Москва)
Мнение авторов статьи может не совпадать с мнением редакции сайта
Введение
Йога традиционно рассматривается как относительно безопасный вид физических упражнений, способствующий увеличению силы, гибкости, выносливости, баланса и функциональных возможностей тела как у людей с хорошим здоровьем, так и у людей, обладающих различными скелетно-мышечными расстройствами [1, 2, 3, 4, 5]. Принимая это во внимание, Департамент здравоохранения США (US Department of Health and Human Services) и Национальная Ассоциация Отдыха и Парков (National Recreation and Park Association) рекомендовали йогу людям старшего возраста в качестве системы упражнений, решающей все вопросы здоровья [6]. Несмотря на громкие заявления о том, что занятия йогой улучшают функционирование физиологической и психосоциальной систем организма, в настоящее время недостаточно информации о соответствии йогических программ физическим запросам, эффективности йогических программ и общей безопасности йоги для людей старшего возраста. В целом, по сравнению с молодыми людьми, люди старшего возраста обладают меньшей силой, подвижностью суставов и способностью держать баланс. Более того, у лиц старшего возраста чаще встречается остеоартрит и больше распространены неврологические расстройства (например, ишиас или стеноз спинного канала), что это в свою очередь увеличивает риски возникновения скелетно-мышечных и неврологических осложнений, развивающихся на фоне выполнения физических упражнений. Понимание характера физической нагрузки на скелетно-мышечную систему, возникающей при выполнении тех или иных положений тела, может позволить опытным инструкторам и терапевтам, прошедшим специализированный тренинг по работе с лицами старшего возраста, создавать безопасные и эффективные программы йогических упражнений, снижающие возможность возникновения негативных побочных эффектов.
Именно эта цель была основной при проведении исследования Yoga Empowers Seniors Study (YESS) «Йога расширяет возможности людей старшего возраста», а именно: количественно оценить физические критерии выполнения отдельных положений (асан) и их модификаций, часто применяемых в программах для людей старшего возраста [7, 8, 9]. Задачей настоящего отчёта, выполненного на основе данных проекта YESS, является описание физических критериев работы нижних конечностей при выполнении асан, предложенных в проекте YESS для серии начального уровня (9 асан) и серии среднего уровня (12 асан).
Требования к выполнению асан с точки зрения физиологии получают количественную оценку посредством биомеханического анализа: используя трёхмерную модель движения, силовые платформы и электромиографию (ЭМГ). При выполнении асан силы гравитации способствуют ротации наших рук и ног и тянут наше тело к земле. Для того, чтобы удерживать положение и предотвратить ротацию конечностей, мы должны задействовать мышцы и связки для противостояния воздействию гравитации. Мы можем количественно оценить эти усилия мышечного и связочного аппарата, производимые вокруг суставов тела при выполнении асаны, вычисляя показатель суммарный момент силы СМС (the joint moments of force (JMOFs). Поскольку СМС относится к активности, которую должна совершить мышца при удержании положения, он может дать представление о работе отдельных мышечных групп, за счёт которых выполняются конкретные асаны. Понимание того, какие мышцы работают, даёт информацию о возможных благоприятных адаптивных состояниях (например, повышение силы и выносливости), которые мы можем потенциально ожидать. СМС также может указывать на потенциальные травмы, поскольку слишком высокие значения СМС могут свидетельствовать о чрезмерной нагрузке на суставные, связочные и капсульные структуры, значительно перегружая скелетно-мышечную систему. Таким образом данные по СМС могут быть использованы для выбора положений, в которых не задействуются перегруженные или повреждённые мышцы и ткани. Мы также записали при помощи электромиографического анализа (ЭМГ) данные по мышечной активности отдельных мышечных групп. Поверхностная запись электрической активности основных мышц предоставляет дополнительное окно к физическим критериям выполнения каждой асаны. Составление биомеханических профилей на основе собранных данных (СМС, ЭМГ и максимальные углы подвижности суставов) по каждой асане позволит разработать качественно сбалансированные последовательности асан, а именно: прицельная работа основных функционально важных групп мышц без систематически повторяющейся перегрузки одних и тех же скелетно-мышечных и суставных тканей. Знание физических критериев выполнения каждой асаны может также использоваться опытными учителями и терапевтами, специализирующимися на работе с людьми старшего возраста, при подборе оптимальных асан для своих студентов, например, с целью концентрации на выполнении положений, укрепляющих ослабленные мышечные группы, и/или разгрузке повреждённых или заживающих тканей. К тому же, особенно для лиц старшего возраста, практикующих асаны, сбалансированная последовательность позволит избежать излишней подвижности в суставах, особенно подверженных травмам, как то например, коленные и тазобедренные суставы.
Методика
Дизайн исследования
Дизайн исследования YESS уже ранее получил детализацию [9]. YESS – это исследование, выполненное в формате вмешательства с целью разработки проекта с помощью вычисления количественной оценки физических параметров ряда асан хатха-йоги и их модификаций, проводимое в амбулаторных условиях при участии лиц старшего возраста (мужчины и женщины). Участники исследования посещали 1-часовые занятия йогой 2 раза в неделю на протяжении 32 недель. В течение первых 16 недель они обучались последовательности асан начального уровня, тогда как в последующие 16 недель выполнялась серия асан среднего и продвинутого уровней. Занятия по йоге вёл профессиональный инструктор по йоге (сертификат о прохождении 500-часового обучающего курса по преподаванию йоги) со значительным стажем преподавания (более 10 лет) лицам старшего возраста, включая опыт преподавания в предыдущих исследованиях, проведённых нашей группой. На занятиях йогой ассистировал один из научных сотрудников (НС). У НС имеется 2-летний стаж ведения гимнастическо-атлетических тренировок, более того, она специально проходила тренинг у персонального инструктора (GAG) и преподавателя йоги на предмет того, как ассистировать на йога-классах. После 16 (асаны начального уровня) и 32 (асаны среднего уровня) недель был осуществлён сбор информации о биомеханических параметрах, включая максимальные углы подвижности суставов, СМС и уровни мышечной активации. Подбор участников для исследования и проведение занятий по йоге были осуществлены Университетом Калифорнии в Лос-Анджелесе (University of California Los Angeles (UCLA)) и студией TruYoga studio (Санта Моника, Калифорния), соответственно. Количественная оценка биомеханических показателей проводилась в Мышечно-Скелетной Биомеханической Исследовательской Лаборатории (Musculoskeletal Biomechanics Research Laboratory (MBRL)) в Университете Южной Калифорнии (University of Southern California (USC)). Институциональные обзорные советы USC и UCLA одобрили протокол исследования и все участники предоставили письменное согласие.
Критерии участия/отказа в участии
Критерии участия в исследовании были разработаны с целью обеспечения безопасной практики на занятиях йогой и во время тестовых сессий. Жители округа (мужчины и женщины-волонтёры в возрасте 65 лет и более), которые не имели большого спортивного опыта или не были поклонниками длительных пеших прогулок, которые были новичками в йоге, – могли стать потенциальными участниками исследования. Для целей исследования было решено, что люди с большим спортивным опытом – это те, кто занимается активными видами спорта (например, аэробика, бег, теннис) или упражнениями с более высоким уровнем нагрузок (>6 MET). Для целей исследования было определено, что поклонники длительных пеших прогулок – это люди, способные пройти минимум 1 милю без остановки на отдых и занимающиеся ходьбой минимум 3 раза в неделю.
В целях снижения потенциальных рисков, неблагоприятно отражающихся на сердечно-сосудистой системе, скелетно-мышечной системе или нервной системе, было решено не принимать в группу потенциальных участников исследования по следующим показаниям: ангина в активной фазе, неконтролируемая гипертензия (САД выше 160 или ДАД выше 90), высокая частота сердечных сокращений в состоянии покоя или высокая частота дыхания (СР > 90 или ЧД > 24 после 5 минут отдыха в положении сидя), нестабильное протекание астмы или ХОБЛ в стадии обострения, нестабильность шейного отдела позвоночника или другие серьёзные травмы шеи, ревматоидный артрит, нестабильность коленных суставов, голеностопных суставов, тазобедренных суставов, плечевых суставов, локтевых суставов или запястных суставов, гемипарез или парапарез, двигательные расстройства (например, болезнь Паркинсона), периферические невропатии, инсульт с остаточным дефицитом, серьёзные проблемы со слухом или зрением; использование вспомогательных средств для передвижения (коляска или ходунки); недостаточный слух, который может быть угрозой безопасности на групповом занятии йогой; неспособность лично посещать йога-классы; отсутствие результатов приёма у лечащего врача за последние 12 месяцев ежегодной диспансеризации (в случае отсутствия специальных назначений по приёму медикаментов) или отсутствие результатов приёма у лечащего врача за последние 6 месяцев (в случае, если соблюдается приём назначенных медикаментов); плохие результаты специальных тестов по безопасности движений.
Тестирование на безопасность движений проводилось по следующим аспектам: а) возможность подняться с пола в положение стоя, б) способность опуститься на пол из положения стоя, в) способность поднять обе руки на уровень плеч без потери баланса, г) способность находиться в положении стоя с ногами вместе в течение 30 секунд, д) способность находиться в положении стоя с ногами на ширине таза в течение 60 секунд. Результаты тестирований оценивались руководителем исследовательской группы и/или опытным научным сотрудником. Также были использованы следующие критерии «исключения» из исследования: 1) неспособность понять важность соблюдения программы проекта (посещение лаборатории и регулярное участие в программе) и 2) когнитивные ограничения, достаточно существенные для того, чтобы вызвать сомнения по безопасности участия в программе либо исключить возможность заполнения обязательной формы информированного согласия.
Размер выборки исследования и условия принятия в группу исследования
Размер целевой выборки в 20 человек был определён при использовании анализа пилотных данных, сравнивающего показатели СМС при выполнении асан группой лиц старшего возраста (3 человека). Набор в группу для участия в исследовании был начат 7 января 2009 года и завершился 5 марта 2010 года. С потенциальными участниками (n = 114) были проведены переговоры и первоначальный опрос по телефону. Опрос проводился Директором проекта (ДП) (стаж 10 лет) и Научным сотрудником (НС) (стаж 2 года). НС действовал под пристальным наблюдением ДП. 79 потенциальных участников прошли собеседование по телефону, после которого 26 людям было отказано в участии. Из 79 человек 46 прошли личное обследование и были распределены в Группу 1 (n = 15), Группу 2 (n = 15), либо в лист ожидания. Участники снова прошли обследование на предмет проверки базовых показателей с целью подтверждения того, что не возникло никаких дополнительных обстоятельств, в виду которых участие может быть нецелесообразным с точки зрения безопасности, и что не имеется никаких ранее невыявленных показателей здоровья. 12 участников группы 1 и 15 человек из группы 2 успешно прошли базовое тестирование. Таким образом, 27 человек были определены в качестве участников исследования и прошли полное базовое обследование.
Коэффициент удержания
4 участника группы 1 вышли из исследования по следующим причинам: 1) время, затрачиваемое на участие, слишком велико (n = 2), 2) один из участников не смог посетить 3 из 4 вступительных классов по йоге из-за путешествия, 3) одна из участниц проинформировала инструктора во время второго занятия по йоге о том, что хирург, проводивший лечение позвоночника, дал ей указание «не делать вращательных движений шеей». Она не поделилась данной информацией ранее; по результатам последующей встречи с врачом-физиологом было принято решение о прекращении её участия в исследовании. 3 участника группы 2 покинули исследование по следующим причинам: 1) одна участница повредила колено за неделю до начала исследования и не могла посещать первые занятия по йоге, 2) одному из участников помешала вновь возникшая после базовых тестов, диагностированная ранее билатеральная боль задней поверхности бёдер, из-за которой первые занятия йогой оказались для него «сложными»; после эпидуральной инъекции, за которой не последовало значительных улучшений, врач-физиолог и руководитель исследовательской группы сделали заключение о том, что в данное время занятия йогой не рекомендованы данному участнику, 3) у одного из участников была боль в нижней части спины, которая не проходила после отдыха; в связи с этим, руководитель исследовательской группы сделал вывод о том, что йога может привести к ухудшению ситуации. Таким образом, всего в исследовании приняло участие 20 человек (8 участников из группы 1 и 12 участников из группы 2, которые смогли пройти полностью программу по йоге и биомеханические тестирования на 16-й и 32-й неделях. Средний возраст участников (14 женщин и 6 мужчин) составлял 70,7 лет+/- 3,8 года.
Программа йоги
В исследовании применялась программа хатха-йоги, сочетающая в себе асаны и пранаяму (дыхательные техники). Программа включала в себя стандартные последовательности для начала и для завершения занятия, а также две последовательности, выполняемые в середине занятия: последовательность 1 (в течение первых 16 недель) и последовательность 2 (в течение последующих 16 недель). Последовательности были составлены на основе нашего личного опыта, а также анализа видео, книг и интернет-ресурсов, описывающих работу с людьми старшего возраста [10, 11, 12], таким образом, что каждая последовательность включала в себя положения и их модификации, которые 1) широко применяются в группах по йоге для людей старшего возраста, 2) по нашему мнению, могут выполняться безопасно на групповых занятиях, 3) создают сбалансированную комплексную фитнес-программу, направленную на работу с группами мышц, участвующими в ежедневной активности. Ниже приводятся асаны, проанализированные в настоящем исследовании. Асаны простого уровня усложнялись за счёт либо их выполнения без использования пропсов, либо модификаций положений с пропсами, либо переходом от выполнения положения с опорой на две стороны к положению с опорой на одну сторону. Например, при выполнении асаны из последовательности начального уровня — боковое вытяжение — участники удерживали положение, обеспечивая стабильность за счёт расположения рук на стене приблизительно на уровне груди. При выполнении бокового вытяжения из последовательности среднего уровня, участники опускали руки на уровень спинки стула, тем самым снижая уровень поддержки. В последовательности среднего уровня поза дерева усложнялась за счёт того, что практикующие выполняли положение на одной ноге без использования стены в качестве дополнительной опоры. Тогда так в последовательности начального уровня поза дерева выполнялась с поддержкой – практикующие слегка касались рукой стены и неопорная нога касалась пола. При выполнении позы воина 2 в последовательности начального уровня участники поддерживали положение за счёт лёгкого касания стула. При этом поза воина 2 в последовательности среднего уровня выполнялась без использования стула. Положения из последовательности начального уровня:
Рисунок 2. Поза стула у стены (уткатасана)
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 1,27 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 55,41 |
| Угол отведения коленного сустава | 0,12 |
| Угол сгибания коленного сустава | 59,36 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 3,97 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 13,93 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,17 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,22 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,05 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,64 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,04 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,15 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 15,77% |
| Икроножная мышца | 18,43% |
| Квадрицепс бедра | 68,45% |
| Мышца подколенного сухожилия | 29,15% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 69,23% |
| Прямая мышца живота | 69,98% |
Физические показатели работы в асане:
Биомеханические данные: средний максимум угла работы коленного, голеностопного и тазобедренного суставов и совместный момент силы (СМС) возникающие во время 3х секундного выполнения асаны. Диаграммы представляют данные по приведению и сгибанию тазобедренного сустава, приведению и сгибанию коленного сустава, угол поворота внутрь голеностопного сустава и соответствующие СМС; открытые диаграммы представляют собой данные по отведению и разгибанию тазобедренного сустава, отведению и разгибанию коленного сустава, поворота голеностопного сустава наружу и СМС. Паттерны мышечной активизации представляют собой средние пиковые значения ЭМГ сигналов, регистрируемых во время 3-х секундного выполнения асан. Эти значения были приведены к одному знаменателю с пиковыми значениями ЭМГ, регистрируемых в режимах тестовой ходьбы каждого участника.
Рисунок 3. Поза дерева с опорой на две точки и на стену (врикшасана)
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 6,64 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 1,83 |
| Угол отведения коленного сустава | 1,66 |
| Угол сгибания коленного сустава | 10,11 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 3,15 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 10,73 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,66 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,09 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,25 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,13 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,12 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,37 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 18,30% |
| Икроножная мышца | 29,00% |
| Квадрицепс бедра | 27,60% |
| Мышца подколенного сухожилия | 14,59% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 27,28% |
| Прямая мышца живота | 57,88% |
Рисунок 4. Собака мордой вниз у стены (адхо мукха шванасана)
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 1,87 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 83,37 |
| Угол отведения коленного сустава | 3,72 |
| Угол сгибания коленного сустава | 28,78 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 5,05 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 12,75 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,03 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,56 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,09 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,05 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,07 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,37 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 11,38% |
| Икроножная мышца | 21,71% |
| Квадрицепс бедра | 22,86% |
| Мышца подколенного сухожилия | 50,26% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 71,14% |
| Прямая мышца живота | 57,67% |
Рисунок 5. Воин 1 со стулом (вирабхадрасана 1) – передняя нога
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 19,99 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 55,20 |
| Угол отведения коленного сустава | 1,07 |
| Угол сгибания коленного сустава | 54,55 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 9,31 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 7,88 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,16 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,36 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,14 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,48 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,04 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,27 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 15,57% |
| Икроножная мышца | 25,77% |
| Квадрицепс бедра | 63,84% |
| Мышца подколенного сухожилия | 31,49% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 48,74% |
| Прямая мышца живота | 69,95% |
Рисунок 6. Воин 1 со стулом (Вирабхадрасана 1) – задняя нога
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 5,60 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 6,79 |
| Угол отведения коленного сустава | 5,31 |
| Угол сгибания коленного сустава | 24,78 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 11,12 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 35,41 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,07 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,39 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,22 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,33 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,02 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,54 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 16,77% |
| Икроножная мышца | 10,91% |
| Квадрицепс бедра | 53,36% |
| Мышца подколенного сухожилия | 26,15% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 48,74% |
| Прямая мышца живота | 69,95% |
Рисунок 7. Воин 2 со стулом (Вирабхадрасана 2) – передняя нога
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 39,20 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 45,98 |
| Угол отведения коленного сустава | 1,57 |
| Угол сгибания коленного сустава | 52,64 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 10,83 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 3,75 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,33 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,27 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,10 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,51 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,04 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,19 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 20,62% |
| Икроножная мышца | 17,63% |
| Квадрицепс бедра | 68,14% |
| Мышца подколенного сухожилия | 32,62% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 38,50% |
| Прямая мышца живота | 65,15% |
Рисунок 8. Воин 2 со стулом (вирабхадрасана 2) – задняя нога
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 22,79 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 2,07 |
| Угол отведения коленного сустава | 6,75 |
| Угол сгибания коленного сустава | 20,68 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 26,54 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 12,35 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,45 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,23 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,38 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,20 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,07 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,32 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 13,45% |
| Икроножная мышца | 10,27% |
| Квадрицепс бедра | 44,87% |
| Мышца подколенного сухожилия | 20,72% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 38,50% |
| Прямая мышца живота | 65,15% |
Рисунок 9. Боковое вытяжение у стены (паршвоттанасана) – передняя нога
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 2,22 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 86,17 |
| Угол отведения коленного сустава | 2,58 |
| Угол сгибания коленного сустава | 18,90 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 6,47 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 5,57 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,06 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,73 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,03 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,23 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,03 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,19 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 12,51% |
| Икроножная мышца | 28,08% |
| Квадрицепс бедра | 25,85% |
| Мышца подколенного сухожилия | 46,43% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 57,42% |
| Прямая мышца живота | 57,49% |
Рисунок 10. Боковое вытяжение у стены (паршвоттанасана) – задняя нога
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 0,08 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 44,27 |
| Угол отведения коленного сустава | 3,03 |
| Угол сгибания коленного сустава | 8,90 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 5,88 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 22,58 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,05 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,20 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,07 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,16 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,05 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,47 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 13,60% |
| Икроножная мышца | 19,42% |
| Квадрицепс бедра | 23,63% |
| Мышца подколенного сухожилия | 56,58% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 57,42% |
| Прямая мышца живота | 57,49% |
Асаны среднего уровня
Рисунок 11. Поза стула (уткатасана)
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 0,33 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 62,68 |
| Угол отведения коленного сустава | 0,58 |
| Угол сгибания коленного сустава | 65,72 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 5,64 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 24,11 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,17 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,41 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,07 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,61 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,03 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,17 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 15,83% |
| Икроножная мышца | 5,14% |
| Квадрицепс бедра | 60,48% |
| Мышца подколенного сухожилия | 23,38% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 80,57% |
| Прямая мышца живота | 56,79% |
Рисунок 12. Поза дерева (врикшасана) на одной ноге у стены
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 0,98 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 3,20 |
| Угол отведения коленного сустава | 0,51 |
| Угол сгибания коленного сустава | 7,34 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 4,54 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 9,49 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,99 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,04 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,46 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,04 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,09 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,45 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 24,97% |
| Икроножная мышца | 18,83% |
| Квадрицепс бедра | 32,92% |
| Мышца подколенного сухожилия | 17,59% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 24,60% |
| Прямая мышца живота | 50,00% |
Рисунок 13. Поза дерева (врикшасана) на одной ноге
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 6,73 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 1,13 |
| Угол отведения коленного сустава | 0,61 |
| Угол сгибания коленного сустава | 9,88 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 3,28 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 9,17 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,99 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,05 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,41 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,05 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,13 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,60 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 27,18% |
| Икроножная мышца | 38,04% |
| Квадрицепс бедра | 41,44% |
| Мышца подколенного сухожилия | 28,82% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 22,78% |
| Прямая мышца живота | 50,14% |
Рисунок 14. Поза воина 2 (Вирабхадрасана 2) – передняя нога
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 40,03 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 47,08 |
| Угол отведения коленного сустава | 4,80 |
| Угол сгибания коленного сустава | 55,92 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 10,23 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 1,83 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,44 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,41 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,01 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,45 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,02 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,29 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 19,08% |
| Икроножная мышца | 10,18% |
| Квадрицепс бедра | 53,27% |
| Мышца подколенного сухожилия | 22,26% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 42,22% |
| Прямая мышца живота | 50,38% |
Рисунок 15. Поза воина 2 (вирабхадарасана 2) – задняя нога
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 19,09 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 9,71 |
| Угол отведения коленного сустава | 6,48 |
| Угол сгибания коленного сустава | 12,68 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 27,42 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 21,11 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,41 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,32 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,38 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,11 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,10 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,39 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 11,87% |
| Икроножная мышца | 11,12% |
| Квадрицепс бедра | 38,76% |
| Мышца подколенного сухожилия | 19,66% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 42,22% |
| Прямая мышца живота | 50,38% |
Рисунок 16. Боковое вытяжение (паршвоттанасана) со стулом – передняя нога
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 0,70 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 75,90 |
| Угол отведения коленного сустава | 2,56 |
| Угол сгибания коленного сустава | 15,89 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 6,22 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 15,17 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,04 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,73 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,04 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,23 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,03 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,08 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 14,68% |
| Икроножная мышца | 17,22% |
| Квадрицепс бедра | 14,72% |
| Мышца подколенного сухожилия | 27,70% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 34,88% |
| Прямая мышца живота | 48,57% |
Рисунок 17. Боковое вытяжение (паршвоттанасана) со стулом – задняя нога
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 2,63 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 20,87 |
| Угол отведения коленного сустава | 2,41 |
| Угол сгибания коленного сустава | 6,38 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 7,97 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 28,00 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,05 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,05 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,08 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,05 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,03 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,47 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 14,04% |
| Икроножная мышца | 5,35% |
| Квадрицепс бедра | 29,23% |
| Мышца подколенного сухожилия | 15,44% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 34,88% |
| Прямая мышца живота | 48,57% |
Рисунок 18. Баланс на одной ноге (уттхита хаста падангуштасана) с блоками
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 4,30 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 4,14 |
| Угол отведения коленного сустава | 1,65 |
| Угол сгибания коленного сустава | 10,96 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 1,13 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 11,58 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,47 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,17 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,14 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,17 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,13 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,41 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 19,31% |
| Икроножная мышца | 16,05% |
| Квадрицепс бедра | 41,22% |
| Мышца подколенного сухожилия | 14,02% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 46,24% |
| Прямая мышца живота | 58,13% |
Рисунок 19. Баланс на одной ноге (уттхита хаста падангуштасана) со стулом
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 3,41 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 4,66 |
| Угол отведения коленного сустава | 1,21 |
| Угол сгибания коленного сустава | 10,20 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 0,46 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 8,88 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,61 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,07 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,22 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,14 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,14 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,39 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 30,33% |
| Икроножная мышца | 19,96% |
| Квадрицепс бедра | 50,67% |
| Мышца подколенного сухожилия | 26,62% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 35,59% |
| Прямая мышца живота | 60,10% |
Рисунок 20. Баланс на одной ноге (уттхита хаста падангуштасана)
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 4,45 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 1,76 |
| Угол отведения коленного сустава | 1,45 |
| Угол сгибания коленного сустава | 13,17 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 1,95 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 9,28 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,71 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,28 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,25 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,08 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,17 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,75 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 45,72% |
| Икроножная мышца | 51,55% |
| Квадрицепс бедра | 44,38% |
| Мышца подколенного сухожилия | 106,76% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 35,81% |
| Прямая мышца живота | 59,36% |
Рисунок 21. Поза полумесяца (ардха чандрасана) (передняя нога)
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 4,16 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 53,50 |
| Угол отведения коленного сустава | 0,19 |
| Угол сгибания коленного сустава | 56,17 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 5,22 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 6,26 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,01 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 0,61 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,07 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,47 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,05 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,29 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 18,80% |
| Икроножная мышца | 10,08% |
| Квадрицепс бедра | 52,35% |
| Мышца подколенного сухожилия | 23,45% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 47,51% |
| Прямая мышца живота | 56,10% |
Рисунок 22. Поза полумесяца (ардха чандрасана) (задняя нога)
Максимальные углы работы суставов при выполнении асаны, градусы:
| Угол приведения тазобедренного сустава | 3,51 |
| Угол сгибания тазобедренного сустава | 22,31 |
| Угол отведения коленного сустава | 6,89 |
| Угол сгибания коленного сустава | 24,96 |
| Угол ротации голеностопа внутрь | 18,15 |
| Угол сгибания голеностопного сустава | 18,75 |
Максимальные суммарные моменты силы во время выполнения асан, ньютон-метр на кг:
| Момент приведения тазобедренного сустава | 0,03 |
| Момент разгибания тазобедренного сустава | 1,04 |
| Момент приведения коленного сустава | 0,09 |
| Момент разгибания коленного сустава | 0,65 |
| Момент ротации голеностопа внутрь | 0,06 |
| Момент сгибания голеностопного сустава | 0,36 |
Паттерны активизации мышц, проценты:
| Средняя ягодичная мышца | 13,33% |
| Икроножная мышца | 6,43% |
| Квадрицепс бедра | 39,36% |
| Мышца подколенного сухожилия | 17,03% |
| Мышца-выпрямитель позвоночника | 47,51% |
| Прямая мышца живота | 56,10% |
Биомеханика
Исследуемые биомеханические переменные включали в себя (1) средние максимальные углы работы в суставах, (2) среднее пиковое чистое значение СМС, (3) среднее пиковое значение ЭМГ, вычисляемое при выполнении отдельных йогических положений. Биомеханический анализ был проведён с применением стандартных техник в Мышечно-скелетной биомеханической исследовательской лаборатории (USC Musculoskeletal Biomechanics Research Laboratory) [8, 13]. Все данные по кинематике тела были собраны при помощи видеосистемы фиксации движений, состоящей из 11 камер, работающих на частоте 60 герц (Система Qualisys Tracking System с 5 Oqus камерами; Qualisys, Гётенбург, Швейцария). Рефлексомаркеры были установлены по окружности головы и на следующих анатомически важных участках верхних и нижних конечностей с обеих сторон головки первой и пятой плюсневых костей, лодыжка, надмыщелок бедренной кости, большой вертел бедренной кости, акромион, большой бугор плечевой кости, медиальный надмыщелок плечевой кости, шиловидный отросток локтевой кости и шиловидный отросток лучевой кости, головка третьей пястной кости. Маркеры также были привязаны к остистому отростку 7-го шейного позвонка (C7), яремной впадине, L5/S1, подвздошным гребням с обеих сторон и верхним подвздошным остям с обеих сторон, для определения положения позвоночника и таза. На основании данных, собранных по вышеуказанным маркерам, всего было сегментировано 15 участков тела, включая плечи, предплечья, кисти рук, голову, позвоночник, таз, бёдра, голени и стопы.
После установки оборудования участники выполняли последовательность асан под руководством инструктора. Последовательность асан была точно такой же, как и во время обычного класса йоги. Прочная, но мобильная стена из оргстекла была установлена для проведения лабораторных сессий и регистрации маркеров. При выполнении каждой асаны участник должен был входить в позу из исходного положения, а также двигаться плавно, удерживать асану на протяжении одного полного цикла дыхания и после этого возвращаться в исходное положение. Одновременно с участником инструктор по йоге выполнял асану для визуальной демонстрации положений. Когда участник принимал необходимое положение, инструктор подавал устный сигнал научному сотруднику с целью начала 3-х секундного сбора информации. Каждая асана выполнялась за две последовательные попытки, и каждая из 3-х секундных записей асаны использовалась для анализа.
Показатели GRFs измерялись с силовой платформы при 1560 герцах (производство AMTI, Watertown, MA). Софт Qualisys Track Manager Software (Qualisys, Гётенбург, Швеция) и Visual 3D (C-motion, Роквилль, MD) использовались для обработки данных координат и вычисления сегментной кинематики и кинетики. Данные по траектории движения были отфильтрованы с применением Butterworth фильтра низких частот (12 герц) с нулевой задержкой четвёртого порядка. В программе Visual 3D голова была смоделирована как сфера, торс и таз – как цилиндры, сегменты верхних и нижних конечностей – как усечённые конусы. Локальные системы координат сегментов тела были настроены исходя из калибровочного теста в положении стоя. Кинематика суставов была рассчитана на основе углов Euler с таким порядком направлений подвижности: сгибание/разгибание, отведение/приведение, внутренняя ротация/наружная ротация. Основные моменты инерции были определены исходя из веса участника, геометрии сегментов и антропометрических данных. Используя стандартные методы обратной динамики наряду с системой координат, рекомендованной Международным обществом биодинамики (International Society of Biomechanics), а также опираясь на показатели инерционных свойств, сегментарной кинематики и GRF, были вычислены чистые значения СМС в сагиттальной и фронтальной плоскостях для голеностопных суставов, коленных и тазобедренных суставов. Значения СМС были приведены в соответствие с весом тела каждого участника (в кг).
Поверхностные электромиографические сигналы (ЭМГ), исходящие от нижней части средней ягодичной мышцы, подколенных сухожилий, латеральной широкой мышцы бедра, икроножной мышцы, прямой мышцы живота и мышцы-выпрямителя позвоночника регистрировались на ведущей конечности испытуемого на частоте 1560 герц при помощи датчиков, установленных на поверхности кожи (Motion Lab Systems, Baton Rouge, LA). Электроды устанавливались на центр брюшка мышцы вместе с электродами, расположенными по направлению мышечного волокна. Зарегистрированные сигналы ЭМГ были увеличены (в 1000 раз), при этом метка отфильтрована на 60 герц, полосовой фильтр в границе 20-500 герц. Для сглаживания значений ЭМГ, полученных при 3-х секундном сборе показателей, соответствующих кинетическим или кинематическим значениям, применялся алгоритм сглаживания среднего квадрата с постоянным окном в 75 мс. Для процессов обработки и сглаживания значений ЭМГ использовался софт MATLAB (MathWorks, Natick, MA). При трактовке показателей ЭМГ происходит перевод паттернов мышечой активации, связанной с выполнением асан, в количественное выражение. В некоторых случаях происходит увеличение результатов СМС. Например, высокий уровень СМС при подъёме колена вместе с высоким значением ЭМГ при активации квадрицепса демонстрируют, что квадрицепсы испытывают серьёзную нагрузку при выполнении асаны. В некоторых случаях показатель ЭМГ предоставляет уникальную информацию о работе мышечных групп, которую сложно измерить с помощью СМС, например, это могут быть мышечные группы спины и пресса.
Когда участников подключали к оборудованию, они выполняли последовательность асан под руководством своего инструктора (Рисунок 1). Последовательности были такими же, как на регулярных занятиях в йога-группах. Специально для лабораторных исследований была установлена передвижная и при этом устойчивая стенка из оргстекла. Прозрачная стенка позволяла регистрировать маркеры. Изначально мы решили анализировать асаны в момент их статического удержания участниками, что позволяет собирать информацию о физической работе, проделываемой непосредственно в асане. Для каждой асаны порядок выполнения был следующим: исходное положение, затем медленное вхождение в асану, удержание асаны в течение одного полного дыхательного цикла и возвращение в исходное положение. Для наглядности инструктор одновременно демонстрировал положения.
Как только участник входил в асану, инструктор подавал звуковой сигнал научному сотруднику, чтобы тот начинал 3-х секундный сбор информации. Каждая асана выполнялась по два раза. Для положений, в которых асимметричным образом задействовались две опорные конечности (например, боковое вытяжение, полумесяц, позы героя), асаны выполняли дважды на каждую сторону – в первый подход с ведущей конечностью в лидирующем положении (фронтально) и далее с ведущей конечностью сзади. Показатели СМС значительно отличались в этих двух положениях; в связи с этим было принято решение оценивать их по отдельности. Таким образом боковое вытяжение, поза полумесяца и поза воина были подразделены на положения с фронтальным и задним положением лидирующей конечности (например, полумесяц фронтальный или полумесяц задний). Участники также прошли два пробных теста по ходьбе с удобной для себя скоростью для того, чтобы определить точку отсчёта; для этой цели была выбрана ходьба, поскольку она является хорошо изученным стереотипным движением, о котором собран большой объём данных по биомеханике, а также имеется интуитивное понимание процесса. Для создания единой системы координат, ЭМГ, вычисленный во время выполнения каждой асаны, был приведён к единому знаменателю с ЭМГ, вычисленным при ходьбе, посредством деления максимального значения сигнала ЭМГ, зарегистрированного во время выполнения асаны, на максимальный ЭМГ, зарегистрированный при ходьбе.
Рисунок 1. Участник исследования YESS в снаряжении для биомеханического анализа во время выполнения асаны “стул” среднего уровня
Результаты
Биомеханические данные участников
Пиковые значения показателя СМС и данные по максимальным углам работы суставов были приведены к среднему арифметическому по всем асанам, выполненным по два раза каждым из 20 участников. Для каждой асаны были созданы индивидуальные профили, содержащие в себе комбинированные данные по кинематике, кинетике и показателю ЭМГ, а также фотографию асаны и фотографию модели скелета.
Биомеханические профили по 9 асанам начального уровня и 12 асанам среднего уровня (включая ведущую конечность и отстающую конечность) представлены на Рисунках 2-22. Здесь приведены три примера, иллюстрирующих то, как можно интерпретировать индивидуальные профили.
Разгибатели коленного сустава
Положения, которые стимулируют адаптацию мышцы, разгибающей колено (квадрицепс), — это те положения, в которых показатель СМС разгибания колена и показатель активности ЭМГ квадрицепса, имеют существенные значения. Такие положения включают в себя асаны начального уровня (поза стула с опорой на стену, воин 1 и 2 с ведущей конечностью – Рисунки 2, 5, 7 соответственно). А также асаны среднего уровня, задействующие разгибатель колена: поза стула, воин 2 (с ведущей ногой фронтально), полумесяц (с ведущей ногой в качестве опоры), полумесяц (с отстающей ногой в качестве опоры) (Рисунки 11, 14, 21, 22 соответственно).
Отводящая мышца бедра
Асаны, стимулирующие адаптацию отводящих мышц бедра (средняя ягодичная мышца, малая ягодичная мышца и большая ягодичная мышца) — это те положения, в которых показатель СМС отведения бедра и показатель активности ЭМГ средней ягодичной мышцы имеют существенное значение. Только в одной асане начального уровня – поза дерева с двусторонней опорой у стены (Рисунок 3) – было достигнуто существенное отведение тазобедренного сустава. В положениях среднего уровня, при выполнении позы дерева с односторонней опорой у стены, а также при выполнении позы дерева без опоры и всех трёх балансовых асан на одной ноге (Рисунки 12, 13, 18-20) был достигнут существенный уровень значения СМС отведения тазобедренного сустава и показателя ЭМГ активности средней ягодичной мышцы. Разница в показателях СМС отведения тазобедренного сустава при выполнении вариаций позы дерева продвинутого уровня была незначительной, тогда как был отмечается возрастание показателя СМС отведения тазобедренного сустава и показателя ЭМГ активности средней ягодичной мышцы при выполнении трёх балансовых асан на одной ноге.
Голеностопный сустав
Ни в одной из исследованных 21 асан (ни начального, ни среднего уровня) не был сгенерирован показатель СМС голеностопного сустава; однако все асаны сгенерировали СМС подошвенного сгибателя. Это является свидетельством того, что ни одна из этих асан, скорее всего, не стимулирует адаптацию мышц-сгибателей голеностопного сустава (передняя большеберцовая мышца, мышца-разгибатель пальцев и мышца, разгибающая большой палец стопы).
Мышцы кора: мышца-выпрямитель позвоночника и прямая мышца живота
Все исследованные асаны (как начального, так и среднего уровня) сгенерировали показатель активности прямой мышцы живота ЭМГ. Асаны начального уровня, которые сгенерировали активность мышцы-выпрямителя позвоночника, включают в себя: положение стул с опорой у стены, собака мордой вниз у стены, воин 1 с поддержкой у стула, воин 2 с поддержкой у стула, боковое вытяжение у стены (Рисунки 2 и 4-10). Асаны среднего уровня, которые сгенерировали активность мышцы, выпрямляющей позвоночник, включают в себя: стул, воин 2, боковое вытяжение с опорой у стула и 3 балансовых асаных на одной ноге, а также полумесяц (Рисунки 11, 14-22).
Обсуждение
В этом исследовании впервые применены технологии биомеханического анализа с целью количественной оценки ряда физических показателей при выполнении асан хатха-йоги начального и среднего уровней лицами старшего возраста. Биомеханические профили по каждой асане, составленные по результатам исследования, могут быть использованы опытными преподавателями йоги при составлении программ йоги для лиц старшего возраста. Применяя данную информацию, инструкторы и терапевты, специализирующиеся на работе с группами старшего возраста, могут подбирать такие положения тела, которые позволят создать комплексную работу для разных суставов и мышечных групп. Они также могут использовать данную информацию для разработки сбалансированных программ, избегающих повторяющейся перегрузки одних и тех же суставных структур и тканей. Кроме того, профили могут быть использованы для принятия решений, подкреплённых фактическими данными относительно прицельной работы со слабыми мышечными группами и предотвращения перегрузки патологических суставных и миотендиозных тканей. Например, программа йоги, которая комплексно воздействует на функционально важные мышечные группы нижних конечностей, должна включать в себя положения, которые генерируют показатели СМС по тазобедренным суставам, коленям и голеностопным суставам в разных направлениях подвижности. Не менее важно, чтобы программа не создавала рисков постоянной нагрузки на одни и те же мышцы, сухожильные или суставные ткани без адекватных интервалов времени для восстановления.
Хотя нашей целью была разработка сбалансированной комплексной программы йоги, направленной на проработку всех важных мышечных групп, вводная программа получилась недостаточной проработанной по некоторым параметрам. Так например, удивительно, что ни одна из асан не сгенерировала показатель СМС сгибания голеностопного сустава. Мышцы, сгибающие голеностопный сустав – это важные мышцы, “поднимающие переднюю часть стопы”, во время фазы “качания” походки, необходимой для разгрузки пальцев ног и предотвращения спотыкания. Известно, что недостаточная работа мышц сгибателей голеностопа повышает риск падения у лиц старшего возраста [14]. Из результатов нашего исследования следует, что необходимо провести дополнительное биомеханическое исследование положений, не вошедших в программу настоящего исследования, с целью выявления асан, генерирующих СМС у мышцы-сгибателя голеностопного сустава. Такие асаны должны стать частью программ для людей старшего возраста. Также дополнительные нейогические упражнения должны быть введены в программы для воздействия на мышцу-сгибатель голеностопного сустава.
Подобная ситуация обнаружилась и с показателем СМС отводящей мышцы бедра при выполнении асан начального уровня. Мышцы, отвечающие за отведение бёдер, выполняют важную функцию стабилизации таза и их мышечная работа связана с чувством баланса и рисками падения у лиц старшего возраста [15-17]. Мы считаем, что было бы необходимо дополнить асаны начального уровня положениями, прицельно работающими с мышцами, отвечающими за отведение бедра. В отличие от программы начального уровня, некоторые асаны среднего уровня, включая дерево с односторонней опорой у стены, дерево без опоры и все три балансовые асаны на одной ноге, продемонстрировали существенный уровень СМС мышцы, отводящей бедро и средней ягодичной мышцы. В особенности, это касается асан стоя на одной ноге. Некоторые асаны также воздействовали на мышцы-сгибатели бедра (воин 1, воин 2, полумесяц для ноги, расположенной сзади). Именно сгибатели бедра отвечают за пронесение конечности вперёд во время фазы “качания” при хождении и их работа отражается на скорости хождения и предотвращении падения у лиц старшего возраста [18, 19].
Некоторые из наших открытий подтвердили наши интуитивные догадки; например, мы зафиксировали постоянно растущие показатели СМС мышцы, отводящей бедро, и показателя ЭМГ активности средней ягодичной мышцы во время выполнения всех трёх балансовых асан на одной ноге. Иначе говоря, СМС и ЭМГ активности средней ягодичной мышцы, связанные с выполнением балансовых положений на одной ноге, имели меньшее значение при использовании блока в качестве дополнительной опоры, немного более высокими показатели были при использовании стула в качестве дополнительной опоры и максимальное значение показателей было достигнуто при выполнении асан без дополнительной опоры. С другой стороны, некоторые из наших открытий противоречили нашим логическим догадкам; например, мы ожидали увидеть аналогичную прогрессию показателей при выполнении трёх вариаций позы дерева. Однако мы обнаружили, что несмотря на существенную разницу в СМС отведения бедра и активности ЭМГ средней ягодичной мышцы, вычисленных при выполнении начальных вариантов положения (дерево с двусторонней опорой у стены) и положений среднего уровня (дерево с односторонней опорой у стены), не было обнаружено никакой разницы между деревом с односторонней опорой у стены с деревом без опоры. Это открытие имеет важные клинические последствия; оно даёт основание полагать, что начинающие практиковать йогу люди могут прицельно работать с мышцами, отводящими бедро, посредством подъёма противоположной стопы от пола, при этом сохраняя баланс при помощи стены, даже в случае, если они не способны удерживать положение дерево без опоры у стены. Также это позволяет сделать предположение о том, что удержание участниками положения без стены (в то время как будет потенциально улучшать их способность держать баланс), скорее всего, не отразится на более интенсивном задействовании средней ягодичной мышцы в работе в асане.
Другое интересное и неожиданное открытие – это тот факт, что все положения вызвали значительное задействование прямой мышцы живота, что составило до 70% показателя, вычисленного при анализе биомеханики ходьбы – физической активности, требующей постоянного динамического контроля позвоночника. В противоположность этому, активизация мышцы, выпрямляющей позвоночник, была более разнообразной от асаны к асане. Стабильность кора является важным фактором, поскольку она оказывает влияние на состояние позвоночника, что в свою очередь отражается на положении тазобедренных суставов, коленей и голеностопных суставов по время практики йоги, а также кинематики суставов во время передвижения. Упражнения, укрепляющие абдоминальные мышцы и мышцы, выпрямляющие позвоночник, улучшают подвижность позвоночника, способствуют балансу и повышению функциональной мобильности у лиц старшего возраста [20].
Профили по асанам могут быть применены для того, чтобы определить, какие асаны люди старшего возраста выполняют с риском возможных травм или с вероятностью ухудшения существующих артритных состояний. Например, СМС фронтальной плоскости коленного сустава увеличит компрессию вокруг большеберцовой и бедренной кости и может привести к ухудшению остеоартрита коленного сустава. В особенности в позах воина генерировались относительно большие значения СМС отведения бедра, что означает усиление нагрузки на латеральный мениск и тибеофеморальные мыщелки, а также на внутреннюю боковую связку. Аналогичным образом вариации позы дерева генерируют высокий уровень СМС фронтальной плоскости коленного сустава; подобные значения СМС отведения скорее всего приведут к увеличению нагрузки на медиальный мениск, тибеофеморальные мыщелки и латеральной коллатеральной связки.
Наконец, профили по асанам могут быть использованы для создания подходящих последовательностей таким образом, чтобы одни и те же скелетно-мышечные ткани не были в постоянно перегруженном состоянии без надлежащего отдыха. Например, фронтальные позы стула и воина, обе из которых создают достаточно высокие СМС мышц-разгибателей колена и ЭМГ активности квадрицепса; таким образом, было бы благоразумно не использовать эти асаны одну за другой, а чередовать с другими положениями, например, боковое вытяжение было бы хорошей альтернативой, поскольку в этой асане создаётся СМС сгибателя колена.
Среди ограничений по данному исследованию можно назвать лимитированное количество асан и их модификаций, которые подверглись анализу. Положения тела из хатха-йоги особенно хорошо поддаются модификациям и адаптации под специфические запросы участников программ, поскольку в хатха-йоге нет одной стандартной последовательности асан, обязательных к выполнению. Таким образом, существует большое количество поз и их модификаций, которые могут быть использованы при составлении программ для лиц старшего возраста, и будущие исследования должны анализировать дополнительные положения и их модификации, которые уже имеют широкое применение.
Мы также признаём, что йога – это гораздо больше, чем просто последовательность асан; она включает в себя и дыхание, и медитацию, и рецитацию мантр и/или другие духовные компоненты. Хотя мы старались придерживаться дисциплины йоги как можно более чётко и таким образом включали в программу открывающие и закрывающие последовательности, контроль дыхания во время выполнения асан, а также работу инструктора при проведении лабораторных тестов, мы естественно могли только замерить количественные оценки физических параметров при выполнении асан и не пытались охарактеризовать другие важные атрибуты практики йоги.
Важно отметить, что мы сфокусировали наше исследование на физических параметрах, вычисленных во время удержания асан в течение 3-х секундного интервала. Мы не исследовали физические параметры переходов между асанами. В недавнем пилотном исследовании, проведённом в нашей лаборатории (неопубликованная ранее информация), мы обнаружили, что значения показателя СМС могут быть намного выше во время выполнения переходов из одной асаны в другую, чем во время непосредственно выполнения самих асан. Таким образом, дальнейшие исследования также должны проанализировать переходы между асаными с целью сбора дополнительной информации, необходимой для составления последовательностей.
В заключении, мы полагаем, что наши результаты демонстрируют, что асаны хатха йоги начального и продвинутого уровней создают ряд значительных углов работы суставов, СМС и мышечной активности у голеностопных суставов, коленей и тазобедренных суставов. Результаты исследования показывают, что хотя нашей целью являлось создание сбалансированной и комплексной программы йоги, оказалось, что программа в результате требует доработки по ряду параметров. Например, ни одна из асан не сгенерировала СМС сгибателя голеностопного сустава, а также всего несколько асан создали СМС сгибателя тазобедренного сустава. Мы продемонстрировали, что некоторые результаты исследования противоречат логике; например, не было обнаружено разницы между СМС во время выполнения позы дерева с односторонней опорой у стены и позы дерева без опоры. Мы обнаружили, что все асаны значительно задействовали прямую мышцу живота.
Профили по асанам, созданные при проведении данного исследования, могут использоваться опытными инструкторами и терапевтами, специализирующимися на работе с лицами старшего возраста, для разработки комплексных безопасных программ по йоге, прицельно работающих с определёнными группами мышц, разгружающих суставные структуры, подверженные риску, и предотвращающих повторяющуюся перегрузку скелетно-мышечных тканей. Необходимо провести дополнительные рандомизированные контролируемые исследования для определения того, могут ли проверенные опытом программы, составленные на основе данных биомеханических профилей таких, как эти, снизить неблагоприятные состояния и улучшить здоровье участников. Аналогичные биомеханические исследования следует провести для других асан, других типов йоги (например, раджа йога), других стилей йоги (например, бикрам), а также переходов между асанами.
Благодарности
Настоящее исследование было проведено при поддержке Национального Института Здоровья/ Грант Национального Центра Дополнительной и Альтернативной Медицины.
Список используемой литературы
- Wang M-Y, Greendale G, Salem G. Yoga improves upper extremity function and scapular posturing in persons with hyperkyphosis. Journal of Yoga & Physical Therapy. 2012;2(3):1–6. [PMC free article][PubMed]
- Greendale GA, Huang M-H, Karlamangla AS, Seeger L, Crawford S. Yoga decreases kyphosis in senior women and men with adult-onset hyperkyphosis: results of a randomized controlled trial. Journal of the American Geriatrics Society. 2009;57(9):1569–1579. [PMC free article] [PubMed]
- Kolasinski SL, Garfinkel M, Tsai AG, Matz W, van Dyke A, Schumacher HR., Jr. Iyengar yoga for treating symptoms of osteoarthritis of the knees: a pilot study. Journal of Alternative and Complementary Medicine. 2005;11(4):689–693. [PubMed]
- Raub JA. Psychophysiologic effects of hatha yoga on musculoskeletal and cardiopulmonary function: a literature review. Journal of Alternative and Complementary Medicine. 2002;8(6):797–812. [PubMed]
- Tran MD, Holly RG, Lashbrook J, Amsterdam EA. Effects of hatha yoga practice on the health-related aspects of physical fitness. Preventive Cardiology. 2001;4(4):165–170. [PubMed]
- Tummers N, Hendrick F. Older adults say yes to yoga. National Recreation and Park Association. 2004;39(3):54–60.
- Wang M-Y, Yu S-Y, Hashish R, et al. Physical demands of standing yoga poses in seniors: Yoga Empowers Seniors Study (YESS) BMC Complementary & Alternative Medicine. 2013;13, article 8[PMC free article] [PubMed]
- Yu S-Y, Wang M-Y, Samarawickrame S, et al. The physical demands of the tree (vriksasana) and one leg balance (utthita hasta padangusthasana) poses performed by seniors: a biomechanical examination. Evidenced-Based Complementary and Alternative Medicine. 2012;2012:11 pages.971896 [PMC free article][PubMed]
- Greendale G, Kazadi L, Mazdyasni S, et al. The Yoga Empowers Seniors Study (YESS): design and asana series. Journal of Yoga & Physical Therapy. 2012;2(1):1–8. [PMC free article] [PubMed]
- Christensen A, editor. The American Yoga Association’s Easy Does It Yoga: The Safe and Gentle Way to Health and Well-Being. 1st edition. New York, NY, USA: FIRESIDE; 1999.
- Francina S, editor. The New Yoga for People over 50: A Comprehensive Guide for Midlife & Older Beginners. Deerfield Beach, Fla, USA: Health Communications; 1997.
- Rosen R, editor. Yoga for 50+: Modified Poses & Techniques for a Safe Practice. 1st edition. Berkeley, Calif, USA: Ulysses Press; 2004.
- Song J, Sigward S, Fisher B, Salem GJ. Altered dynamic postural control during step turning in persons with early-stage Parkinson’s disease. Parkinson’s Disease. 2012;2012:8 pages.386962 [PMC free article][PubMed]
- Takazawa K, Arisawa K, Honda S, Shibata Y, Saito H. Lower-extremity muscle forces measured by a hand-held dynamometer and the risk of falls among day-care users in Japan: using multinomial logistic regression analysis. Disability and Rehabilitation. 2003;25(8):399–404. [PubMed]
- Rogers MW, Mille M-L. Lateral stability and falls in older people. Exercise and Sport Sciences Reviews. 2003;31(4):182–187. [PubMed]
- Macrae PG, Lacourse M, Moldavon R. Physical performance measures that predict faller status in community-dwelling older adults. Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy. 1992;16(3):123–128. [PubMed]
- Iverson BD, Gossman MR, Shaddeau SA, Turner ME., Jr. Balance performance, force production, and activity levels in noninstitutionalized men 60 to 90 years of age. Physical Therapy. 1990;70(6):348–355.[PubMed]
- Carty CP, Barrett RS, Cronin NJ, Lichtwark GA, Mills PM. Lower limb muscle weakness predicts use of a multiple- versus single-step strategy to recover from forward loss of balance in older adults. Journal of Gerontology A. 2012;67(11):1246–1252. [PubMed]
- Cofré LE, Lythgo N, Morgan D, Galea MP. Aging modifies joint power and work when gait speeds are matched. Gait and Posture. 2011;33(3):484–489. [PubMed]
- Granacher U, Lacroix A, Muehlbauer T, Roettger K, Gollhofer A. Effects of core instability strength training on trunk muscle strength, spinal mobility, dynamic balance and functional mobility in older adults. Gerontology. 2012;59(2):105–113. [PubMed]
Оригинал статьи здесь.
