Структурно-функциональная регуляция и асимметрия ведущих мышц спортсменов в период раслабления и напряжения

ли, что применяемый в спортивной практике форсированный метод тепловых процедур вызывает такие неприятные ощущения как слабость, головокружение, жажда, сонливость, снижение работоспособности.

ВЫВОДЫ

1. Применение парной процедуры оказывает хороший эффект при сгонке веса и позволяет снизить массу тела до уровня весовой категории. Вместе с тем, многократное посещение парной оказывает серьёзное влияние на динамику сердечно-сосудистой системы, выражающееся в увеличении частоты сердечных сокращений от 65 уд./мин в начале банной процедуры до 152 уд./мин на 6-м заходе через 90 минут от её начала.

2. Субъективная оценка эффективности мероприятий при сгонке веса показала, что применяемый форсированный метод вызывает такие неприятные ощущения как слабость, головокружение, жажда, снижение работоспособности, сонливость.

3. Форсированный метод сгонки веса необходимо применять с учётом индивидуальных особенностей спортсмена, под контролем врачей, специалистов.

Список литературы

1. Аракелян В.Б. Регулирование веса тела в процессе подготовки высококвалифицированных борцов к ответственным соревнованиям.-М, 2005.

2 Боголюбова В.М. (Россия), Матей М. (Чехия) Сауна.-М.: Медицина, 1999.

3. Геселевич В.А., Аракелян В.Б., Левченко Н.П. Методы сгонки веса у борцов - мастеров спорта //Спортивная борьба: Ежегодник.-М., 1989.

4. Дмитриев Р.М., Арацилов М.С. Особенности подготовки борцов, снижающих вес // Спортивная борьба: Ежегодник. -М., 1989.

5. Кафаров К.А. Гигиеническая оценка влияния некоторых восстановительных средств (сауна) на высококвалифицированных спортсме-нов.-М.: ГЦОЛИФК: Сборник научных трудов, 1986.

6. Лаптев А.П. Гигиена. -М.: ФиС, 1987.

А.П. Исаев, Р.У. Гаттаров, А.А. Густомясов, С.А. Личагина

Южно-Уральский государственный университет

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ И АСИММЕТРИЯ ВЕДУЩИХ МЫШЦ СПОРТСМЕНОВ В ПЕРИОД РАСЛАБЛЕНИЯ И НАПРЯЖЕНИЯ

В большинстве работ, посвящённых анализу проблемы моторных асимметрий, представлены данные тестирования верхних конечностей [1,5,14]. По мнению Е.П. Ильина, врождённой асимметрии ног в отношении силы мышц нет, она возникает в связи со спортивной специализацией. Аналогичной точки зрения придерживается и ГМ Черняев, который, в частности, приводит данные, свидетельствующие о сравнительной независимости силы передней группы мышц голени от вида спортивной специализации. Заключение об отсутствии асимметрий по силовым и скорост-но-силовым показателям нижних конечностей вытекает также из работы Т.П. Юшкевича [20], А.П. Шеина [18].

Цель настоящей работы состояла в проверке гипотезы о генетически предопределённом отсутствии билатеральных различий в структурно-функциональной организации одноимённых модулей сенсомоторного аппарата верхних и нижних конечностей. В задачи исследования входило получение количественных оценок асимметрий некоторых функциональных показателей мышц спортсменов различных видов спорта.

Среди учёных присутствуют различные точки зрения

в интерпретации данных ЭМГ. Наиболее чётко отработаны методики изменения скорости проведения по двигательным и сенсорным волокнам. Электромиография как метод диагностики изучает, прежде всего, электрическую активность периферического аппарата нервной системы и вследствие этого сегодня называется нейроэлект-ромиография (НЭМГ).

Каждый вид спорта представляет специфические требования к нервно-мышечной системе. Однако в спорте исследований НЭМГ проведено не столь много [3,9,10,4]. Ю.С. Юсевич [19] приводит данные для нормальной мышцы и отражает суммарную активность большого числа ДЕ при максимальном сокращении. Частота интерференционной кривой первого типа в норме около 50 Гц, амплитуда 1-2 мк В.

Второй тип ЭМГ характеризуется относительно редкой ритмической активностью, возникающей в покое. Этот тип имеет частоту 6-200 Гц, амплитуду 50-150 мк В, второй б тип - 21-50 Гц, 300-500 мк В.

Второй тип (б) свидетельствует о менее грубом поражении мотонейронов, и в начальных стадиях заболевания лучше выявляется при тонических пробах [12]. Страдание мотонейронов передних рогов спинного мозга и моторных ядер ствола головного мозга или поражение на уровне эфферентных проводящих путей приводит к «выпадению» ряда ДА, а в случае реиннервации - к укрупнению сохранных ДЕ.

Третий тип ЭМГ наблюдается при супрасегментар-ных процессах и включают в себя два подтипа: частые ритмические разряды при треморе и усилия активности покоя при экстрапирамидной ригидности - четвёртый тип ЭМГ характеризуется биоэлектрическим молчанием мышц при попытке произвольного сокращения.

Исследование проводилось на нейроэлектромиог-рафе (НЭМГ) формы Нейро СОФТ Обследовались спортсмены ряда видов спорта: кикбоксеры (п=11), волейболистки (п=23), ориентировщики (п=12), ориентировщицы (п=13). Фактические результаты исследований представлены нами в первом номере журнала «Теория и практика физической культуры»[8]. Приводим наиболее характерные ЭНМГ для волейболисток, кикбоксеров, ориен-тировщиц и ориентировщиков (рис. 1-4).

У кикбоксеров билатеральная асимметрия наблюдалась во всех нейроэлектромиографических составляющих в состоянии релаксации. В период напряжения мышцы значительно возросла асимметрия ключевых мышц в показателях максимальной асимметрии, суммарной амплитуды. В 10% всех компонентов НЭМГ отмечалось биологическое молчание в период расслабления левой стороны мышц и в 17,5% случаев - в правой части мышц тела. В период напряжения данный феномен не наблюдался. Биологическое молчание отмечались с левой стороны. Максимальная амплитуда левой стороны мышц в модельных значениях расслабления - напряжения увеличилась на 27,68%, а правая - на 1224,92%. Соответственно средняя амплитуда 30,85% и 303,97%. Суммарная амплитуда на 456,14% и 1451,92%. Средняя частота - на 286,48% и 2290%. Отношение амплитуды и частоты слева в период релаксации и напряжения имело прирост 7,64% и справа - снизилась на 50,71%. Следовательно, существенные билатеральные различия отмечались в максимальной амплитуде НЭМГ и отношениях амплитуды к частоте.

Протокол обследования

Пациент: Корочанцева Евгения Андреевна, 14 лет

Дата: 18.08.2005

Волейболистка

вая

1. Поверхностная ЭМГ. Интерференционная кри-

1к: пр., Biceps brachii, Musculocutaneus, C5 C6 2к: лев., Biceps brachii, Musculocutaneus, C5 C6

Турно-амплитудный анализ

Кривая Макс. ампл., мкВ Сред. ампл., мкВ Сум. ампл., мВ/с Сред. част., 1/с Ампл./ част., мкВ*с

1к,1 58,4 0 0 0

2к,1 44 0 0 0

1к,2 4368 858 215 250 3,43

2к,2 1308 333 60,4 182 1,83

Кривая 2к,2

Средняя част.,Гц Мдиана част.,Гц Ср. кв. знач.,мВ Средн. знач.,мВ Мощность 1400 Гц,1/млн

87,7 82 0,16 0,12 2,91

Турно-амплитудный анализ 2 500

m

2 000

£ 1 500

Р

I 1 000

Р

z <

500

-

0 500 1 000 Частота турнов, 1/с

* 1 канал! + 2 канал!

Спектр

Ьь,

2 000

4 000 6 000 Частота, Гц

8 000

вая

2. Поверхностная ЭМГ. Интерференционная кри-

1к: лев., Triceps brachii, Radialis, c6 C7 C8 T1 2к: пр., Triceps brachii, Radialis, c6 C7 C8 T1

Турно-амплитудный анализ

Кривая Макс. ампл., мкВ Средн. ампл., мкВ Сум. ампл., мВ/с Средн. част., 1/с Ампл./ част., мкВ*с

1 к, 1 142 104 0,14 1,33 78,1

2к,1 185 143 1,24 8,67 16,5

1к,2 2666 417 150 360 1,16

2к,2 2332 479 153 319 1,5

Кривая 2к,2

Средняя част.,Г ц Медиана част.,Гц Ср.кв. знач.,м В Средн. знач.,м В Мощность 1400 Гц, 1/млн

150 131 0,24 0,18 11,4

Приведённые данные следует рассматривать как дальнейший поиск в разрешении столь важной проблемы. Представляется возможным считать, что векторные суждения базируются на фрагментарных данных, а не на интегративной оценке нейромоторных взаимоотношений как верхних, так и нижних конечностей. Можно предположить, что врожденная доминантность ведёт к оптимизации физиологических функций в меняющихся условиях внешней и внутренней среды организма. Однако эти мор-фофункциональные изменения сугубо индивидуальны и зависимы от пороговых величин механизмов сокращения мышц и развития их сосудистого русла.

В модели настоящего исследования нами активизировались быстрые мышечные волокна с высоким порогом активации мотонейрона. Сами по себе спортивные мышечные воздействия не могут кардинально изменить число медленных и быстрых мышечных волокон в мышце. Расслабление и напряжение мышц вызывает изменение скоростей укорочения скелетных мышц согласно с уравнением А.Хилла [16]. Основной тезис, вытекающей из уравнения: чем больше ускорение мышцы, тем меньшую силу она развивает Это связано с ростом концентрации ионов Ca2+ в саркоплазме. Основными причинами снижения силы мышцы при её ускорении является увеличение скорости отсоединения поперечных мостиков от

0

0

актина [13]. Это, в свою очередь, снижает средство ионов Ca2+ с местами связывания на тропонине С и высвобождает ионы Ca2 из тропонина. В результате снижается активность тропонин тропомиозинового комплекса и тро-помиозина блокирует места связывания на активных фи-ламентах для поперечных мостиков миозина. В результате снижается сила мышцы при сокращении.

Состояние нейроэлектромиографических характеристик у ориентировщиков (1 разряд кмс) мышц левой и правой стороны тела в период релаксации свидетельствует о менее выраженной асимметрии по сравнению с кикбоксерами (кмс, мс, мсмк). При этом биологическое молчание с левой стороны мышц тела различных групп мышц пяти обследуемых компонентах составил 37,50%, а с правой - 35,99%. Следует отметить, что феномен биологического молчания наблюдался в одних и тех же мышцах. В период напряжения асимметрия проявлялась наиболее ярко в максимальной амплитуде, средней амплитуде ведущих мышц. Биологического молчания мышц при напряжении не отмечалось, а в период релаксации оно было в следующих мышцах: Biceps brachii, Triceps brachii, Vastus mediali, Gluteus maximus (левая) Triceps brachii, Vastus medialis, Biceps femoris brevis, Gluteus maximus. У мужчин ориентировщиков билатеральная симметрия в состоянии расслабления проявлялась в показателях максимальной амплитуды, средней амплитуды, суммарной амплитуды у средней частоты к отношениям амплитудных и частотных характеристик НЭМГ. При этом биологическое молчание наблюдалось в Triceps brachii и Erector trinci (spinal) мышц левой стороны тела (20%) и Erector trinci (spinal) правой стороны тела (10%).

Асимметрия в период напряжения ярко проявлялась при максимальной и средней амплитуде, средней частоте, суммарной амплитуде. Приоритетно выглядели мышцы, наиболее адекватные специфике соревновательной деятельности в избранном виде спорта. Анализ результатов балатериальных различий свидетельствует об их наличии в верхних и нижних конечностях. Ретроспективный анализ спортивной литературы свидетельствует о наличии генетически предопределённой «толчковой ноги», «ударной руки», «ведущей руки». Различия наблюдаются в темповых и силовых характеристиках. Однако с ростом спортивного мастерства эти различия на уровне КМС и МС (19-21 год) сглаживаются, а в отдельных случаях выравниваются.

Сокращениями скелетных мышц управляет соматически нервная система, посредством которой регулируются не только рефлекторные мышечные реакции, но и произвольные сокращения мышц, необходимые для активного взаимодействия человека со средой [13]. Нервные центры головного и спинного мозга координируют активность соматической и вегетативной нервной системы и согласуют друг с другом их ответные реакции. Рассматривая скелетную мышечную систему, необходимо остановится на уровнях организации системы регуляции:

- местная саморегуляция (поддержание физиологических констант);

- спинной, продолговатый мозг, железы внутренней секреции (мышечная деятельность активизирует системы организма);

- гипоталамус, лимбическая система, кора больших полушарий обеспечивают выработку критериев оценки функционального состояния, настройку режимов работы 1-го и 2-го уровней, гарантирующих изменение вегетативных функций и поведения организма с целью оптимизации его жизнедеятельности.

Существующие 3 уровня структурной организации системы регуляции допускают ряд типов управления:

- по возмущению, или адаптивная регуляция;

- по отклонению, или гомеостатическая регуляция;

- по упреждению, или опережающая регуляция.

При этом действуют механизмы отрицательной обратной связи, включаемые при рассогласовании имеющихся и должных параметров. Кроме этого, одним из свойств реактивности организма на различные раздражители является «правило исходного состояния» Вильдера. Деление механизмов регуляций жизнедеятельности на нервные и гуморальные условно, т.к. они не разделимы. Например, гормоны (катехоламины) оказывают воздействие на мембранные процессы в скелетных мышцах (№/К насос), сама же секреция гормонов управляется нервной системой. В процессе долговременной адаптации в спорте происходит формирование новых функциональных систем. Системо-обра-зующим фактором является потребностность в конкретном результате приспособительной деятельности [2,15]. При этом параметры получаемого результата постоянно анализируются за счёт обратной афферентации.

Скелетная мышца, доведённая до утомления длительным возбуждением её моторного нерва, под влиянием дополнительного возбуждения симпатических волокон начинает вновь отвечать интенсивными сокращениями (феномен Орбели-Гинецинского). Возбуждение симпатических волокон не вызывает сокращения скелетной мышцы, но при утомлении мышцы повышает её возбудимость и ускоряет протекающие в ней биологические процессы, оказывая адаптационно-трофическое влияние.

Амплитудные характеристики НЭМГ в состоянии релаксации отражают динамику нервных и метаболических процессов и их регуляцию. В период максимального напряжения и утомления мышц возникают специфические сдвиги. Скелетные мышцы способны утилизировать аланин, аспартат, глутомат и аминокислоты с разветвлённой целью [6]. Результаты определения содержания инозин монофосфата и степени активации фосфорила-зы показали, что ИМФ не может стимулировать активность фермента в такой степени, чтобы это было достаточно для обеспечения соответствующих скоростей гли-когенолиза при интенсивных мышечных сокращениях [21,27]. Установлено, что тренировка значительно ослабляет симпатоадреналовые ответы организма на напряжённую физическую нагрузку.

В развитие потенциала действия мышечного волокна включают электрический, химический потенциал кольцевой пластинки. Иногда возникает пресинаптический нервно-мышечный блок вследствие возникновения на постсинап-тической мембране комплекса «АХ - рецептора», который разрушается после каждого импульса ферментом ацетил-холинстеразой. При длительной высокочастотной импуль-сации мотонейрона АХ не успевает разрушаться и накапливаться в синаптической щели. Способность постсинап-тической мембраны к генерации ПКП снижается и развивается частичный или полный блок [11]. Совокупность процессов, обусловливающих распространение потенциала действия вглубь мышечного волокна, выход ионов кальция из СПР, взаимодействие сократительных белков и укорочение мышечного волокна, называют «электрическими сопряжениями». Скелетные мышцы человека состоят из ДЕ трёх типов: медленные, неутомляемые; быстрые, устойчивые к утомлению; быстрые, легкоутомляемые.

Регуляция силы сокращения мышц ЦНС использует три механизма: результаты числа активных ДЕ, регуляцию частоты импульсации мотонейронов, синхронизацию активности ДЕ во времени. Доминантность полушария определяет постепенное адаптивное развитие (в онтогенезе) рабочей гипертрофии мышц контралатеральной руки, не связанное с увеличением числа функционирую-

щих ДЕ и количеством мышечных волокон, входящих в их состав. Предполагается также, что особенности постна-тального морфогенеза иннервационного аппарата мышц и развития их сосудистого русла накладывают определённый отпечаток на латерализацию и функциональные характеристики, придавая им стохастической характер. Тем не менее, в каждом конкретном случае при попытках сопоставления контрактильных и активационных характеристик одноимённых мышц левой и правой конечностей, эти различия, не связанные с доминантностью одного из мозговых полушарий, прослеживаются, что, в частности, может быть обусловлено предтестовой асимметрией уровня фоновой капиляризации одноимённых мышц, и, соответственно, неравномерностью количества функционально активных мышечных волокон. Учитывая это обстоятельство, становится очевиден физиологический смысл т.н. «предстартовой разминки» спортсменов. Стохастичность моторных асимметрий у здоровых субъектов определяется также флуктуациями состояния центральных и периферических сенсомоторных структур, изменяющихся под влиянием различных эндогенных и экзогенных факторов, в совокупности формирующих текущее функциональное состояние двигательного аппарата в целом, и отдельных его элементов в частности [18].

Величина кровоснабжения сокращающихся мышц зависит от системы расширения мышечных сосудов, метаболических и физических факторов, механического препятствия кровотоку и размеров мышечных групп.

Нами выявлены существенные различия в состоянии НЭМГ у представителей скоростно-силовых видов спорта (кикбоксинг, волейбол) и циклического (ориентирование). Значительные различия амплитудных и частотных характеристик наблюдались как в период релаксации, так и напряжения мышц у представителей различных видов спорта.

Список литературы

1. Аствацатуров М.И. О происхождении праворукости в функциональной асимметрии мозга // Научная медицина.-1923. - №11. - С.76-90.

2. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. - М.: Медицина, 1975. -157с.

3. Высочин Ю.В. Активная миорелаксация и саморегуляция в спорте/ Ю.В. Лукоянов: Монография. - СПб.: ГАФК им. П.Ф. Лесгафта, 1987. - 85с.

4. Высочин Ю.В. Влияние сократительных и релаксационных характеристик мышц на рост квалификации спортсменов /Ю.В. Высочин, Ю.П. Денисенко, В.А. Чуев и др. // Теория и практика физической культуры. - 2003. - №6. - С. 23-25.

5. Гинсбург В.В. Об асимметрии конечностей человека // Природа.-1947. - №8. - С.42-46.

6. Грехем Терри. Метаболизм аминокислот скелетных мышц и образование аммиака при физических нагрузках / Терри Грехем, Джеймс Раш, Дейв Мак-Лин //Метаболизм в процессе физической деятельности / Под ред. М. Харгривса. - Киев: Олимпийская литература, 1998. - С. 144 - 187.

7. Ильин Е.П. О функциональной асимметрии ног //Материалы 8-й науч. конф. по вопр. морфологии, физиологии биохимии мышечной деятельности. - М.: Физкультура и спорт, 1964. - С. 98-99.

8. Исаев А.П. Особенности сократительных и релаксационныххарак-теристик мышц у спортсменов высоких квалификаций различных видов спорта /А.П. Исаев, С.А. Личагина, Р.У. Гаттаров, С.А. Кабанов, Ю.Н. Романов // Теория и практика физической культуры. -2006. - №1. - С. 28 - 33.

9. Латаш М.Л. Синхронизация разрядов двигательных единиц при произвольном мышечном сокращении с одновременной мышечной вибрацией // Физиология человека. - 1994. - Т.20, №3. - С. 98 - 103.

10. Лупандин Ю.В. Влияние позных тонических рефлексов на активность дельтовидных мышц человека /Ю.В, Лупандин, А.Ю. Мейгал, О. Хяннинен // Физиология человека. - 1995. - Т. 21, №3. - С. 75-80.

11. Метаболизм в процессе физической деятельности /Под ред. М. Харгривса. - М.: Олимпийская литература, 1998. - 285с.

12. Николаев С.Г. Практикум по клинической электромиографии.-Изд. 2-е, перераб. и доп. - Иваново: Иван. гос. мед. академия, 2003. -264с.

13. Нормальная физиология человека: Учебник для высших учебных заведений/ Под ред. академика РАМН Б.И. Ткаченко.- 2-е изд. испр. и доп. - М.: ОАО «Изд-во «Медицина», 2005. - 928с.

14. Смирнова В.Д. О проявлении функциональной асимметрии у школьников /В.Д. Смирнова, Т.Г. Горбачёв// 13-й съезд Всесоюзн. физиолог. общества им. А.П. Павлова. - Л.: Наука, 1979. - Т.2. - С. 296 - 297.

15. Судаков К.В. Физиология. Основы и функциональные системы: Курс лекций. М.: Медицина, 2000. - 784с.

16. Хилл А. Механика мышечного сокращения. Старые и новые опыты. Пер. с англ. Ю.А. Шоронова; Под ред. и с предисл. акад. Г.М. Франка. - М.: Мир, 1972. - 175с.

17. Черняев Г.И. Характеристика силы отдельных групп мышц у членов некоторых Олимпийских команд стран /Г.И. Черняев // Материалы 8-й науч. конф. по вопросам морфологии, физиологии и биохимии мышечной деятельности. - М.: Физкультура и спорт, 1964. - С.280-281.

18. Шеин А.П. Асимметрия некоторых биомеханических и биоэлектрических характеристик произвольной и вызванной активности мышц верхних и нижних конечностей у здоровых субъектов /А.П. Шеин, Г.А.Криворучко//Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравост-роение, физическая культура». - Челябинск: ЮУрГУ, 2005. - №4 (23). - С. 37-46.

19. Юсевич Ю. С. Электромиография в клинике нервных болезней. - М.: Медгиз, 1958. - 128с.

20. Юшкевич Т.П. Скоростно-силовые характеристики различных мышечных групп //Теория и практика физической культуры. - 1978. -№5. - С. 34-35.

21. Aragon J.J. Jna possible rollof IMP in the regulation of prosphorylase activity in skeletal muscle /J.J.Aragen. K. Tornheim, J.M. Lowenstein // FEBS Lett. - 1980. - 117 (Sup-pe). K.56-64.

22. Bloom, S.R. Differences inthe metabolic andhormomonal responses to exercise between racing cycists snd untrained individuals/S.R. Bloom; R.H. Johnson; D.M., Park; et.al. // J. Phusiol. - 1976. - Vol. 258. - P. 1-18.

23. Finnerup N.B. Can medical audit change eltctromyographic practice?/ N.B. Finnerup. B. Johnsen, A. Fuglsang-Frederiksen et. al. // Electroenccphalogr Clin Neurophysiol. - 1998. - N 109(6). - P. 496-501.

24. Hartlly, L.H. Multipll hormonal responses to prolonged exercise in physical training/L.H., Hartley: J.W., Mason:R.P., Hogan:et.al.//J.Appl. Phusiol. - 1972. - Vol. 33. - P. 607-610.

25. Koivisto. V. Jnfluence of physical training on the fuelhormone response to prolongen lowintensity exexercise / V.Koivisto, R. Yendles, Enadel et.al // Metabolism. - 1982. Vol.31. - P. 192-197.

26. Mendenhall, L.A. Ten daus jf exercise training reduces glucose production and utiliration during moderate - intensity exercise / L.A., Mendenhall; S.C., Swansen; D.U. Habash; et.al. //Amer. J.Physiol. - 1994. - Vol. 266 (Endocrinol. Metab. №29). - E. 136-143.

27. Rahim Z.H.A. Metabolis adaptation in phosphorylase kinasedeficitncy. changes in metabolite concentrations during tetanic stimulation of mouse leg muscles. / Z.H.A. Rahim, D. Perrett, G. Lutay et. al. // Biochem. J. -1980. - Vol. 186. - P. 331-341.