Мышечная деятельность локального характера: плюсы и минусы

Вестник Челябинского государственного университета. 2013. № 26 (317).

Образование и здравоохранение. Вып. 1. С. 64-66.

О. Г. Коурова, Т. В. Попова

МЫШЕЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛОКАЛЬНОГО ХАРАКТЕРА:

ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Представлены данные о характере адаптивных реакций сердечно-сосудистой системы на локальные физические нагрузки у взрослых лиц разного возраста. Рассматриваются механизмы этих реакций, лежащие в основе функционального напряжения сердца при локальной работе мышц, производимой до утомления. Предложены средства коррекции функционального напряжения при локальной работе.

Ключевые слова: локальная работа мышц, утомление, возраст, сердечно-сосудистая система, ритм сердца.

В последнее время на производстве большое распространение получили нагрузки локального характера, что было отмечено на Всесоюзной конференции по физиологии труда ещё в 1982 г. Локальная работа мышц широко распространена на производстве и в бытовой деятельности у лиц всех возрастных групп. Многими авторами даже отмечено развитие гипертонической болезни и нарушений опорно-двигательного аппарата у лиц, выполняющих длительную локальную производственную деятельность [4-6]. Поэтому актуальной проблемой физиологии труда является изучение возрастных особенностей психофизиологических функций и разработка рекомендаций по оптимальным режимам трудовой деятельности у лиц, характер труда которых связан с длительными локальными нагрузками.

Материалы и методы исследования. Цель исследований заключалась в изучении особенностей адаптационных реакций сердца на локальную мышечную деятельность, производимую до утомления, у лиц четырёх возрастных групп — 18-20, 30-35, 60-74 и 75-90 лет.

Применялся комплекс методов исследований, включающий в себя: пульсометрию; электрокардиографию; кардиоинтервалографию; измерение артериального давления (АД) по Короткову до и после локальной работы, производимой до утомления (отказ от работы). В качестве локальной испытуемые выполняли работу на эргографе по подъёму груза в % от среднего в темпе 6070 уд./мин, а в качестве статических усилий — удерживали груз в % от максимального на заданном уровне. При оценке функций сердечно-сосудистой системы применялся системный подход на основе кибернетических методов анализа сердечного ритма [2]. Рассчитывали произведение ЧСС на АДс (двойное произведение, ДП, в процентах). Учитывали также типы адаптационных реакций по [1].

Результаты исследования и их обсуждение.

Результаты проведённых исследований показали, что мощность выполняемой со средней нагрузкой динамической работы постепенно снижается вплоть до старческого возраста, в котором она в 4,6 раза была ниже, по сравнению с юношеским. Отмечена также большая вариабельность показателей выносливости и появления усталости (от 60 до 300 с) во всех возрастных группах, причём наименьшей она была у испытуемых 30-35 лет.

При средних нагрузках самыми работоспособными являются группы юношей и лиц зрелого возраста, однако и в этих группах имеются свои особенности развития утомления. Так, наиболее работоспособными по объёму выполняемой работы можно считать юношей, а наименее утомляемыми — лиц зрелого возраста. Чем ближе возраст к максимуму работоспособности (18-20) лет, тем больше количество работы может выполнить организм за короткий отрезок времени, тем быстрее и глубже развивается утомление, а возможность преодолевать его возрастает. По мере старения организма снижается количество выполняемой работы, утомление развивается медленней, но глубина его, определяемая степенью снижения функциональных показателей двигательного аппарата, остаётся такой же, как у юношей.

У лиц старшего возраста статическая выносливость сохраняется на высоком уровне, хотя и несколько ниже, чем у пожилых. Эти явления подтверждают мнение В. В. Фролькиса о том, что в старшем возрасте происходит компенсаторная перестройка регуляторных механизмов двигательного аппарата, позволяющая поддерживать высокую работоспособность [7].

Характерные различия были выявлены в реакции сердечно-сосудистой системы на локальную динамическую и статическую работу у представителей различных возрастных групп (таблица).

Изменение показателей ЧСС и АД после локальной динамической работы

у лиц разного возраста

Показатель 18-20 лет 30-35 лет 60-74 лет 75-90 лет

1 2 1 2 1 2 1 2

ЧСС, уд./ мин 70,3±3,4 78,6±4,3 79,5±2,5* 81,9±3,7 63,3±2,5** 70,4±3,0 76 8 74,3±3,7** 81,3±2,9 87 ,, 5 2 69,0±5,8 71,0±5,1 72,0±3,5 74,0±4,3

АДс, мм рт. ст. 120,7±5,2** 108,0±5,3 124,3±4,7 113,0±6,7 121,7±4,1 106,9±3,8 125,0±3,5 113,9±5,2 124,0±7,2 135,0±5,4** 135,0±6,8 145,0±6,3 125,0±12,0 130,0±11,0 131,0±10,8 132,0±10,6

АДд, мм рт. ст. 80,7±2,9** 71,0±2,5** 82,1±3,4 78,0±2,3* 75,0±3,4 76,9±4,8 75,0±4,2 78,8±4,2 75,4±4,8 87,4±4,5** 80,2±3,9 92,5±4,1 75,0±3,2 70,0±2,2** 78,0±4,1 71,0±4,5

Примечание. 1 — до, 2 — после работы; первая строка по горизонтали — мужчины, вторая — женщины; * — отмечены различия между 1 и 2; ** — между возрастными группами.

Так, у всех испытуемых отмечалась определённая реакция ЧСС во время работы. У мужчин эта реакция была достоверной в 18-20 лет, у женщин интенсивность роста ЧСС почти во всех возрастных периодах была ниже, чем у мужчин. Локальная динамическая работа вызывала также реакцию АД, особенно диастолического. Реакция диастолического АД была более заметной, чем систолического. После 18 лет увеличение диастолического, как и систолического, АД было более заметным к концу работы.

Различия в реакциях на локальные статические усилия заключались в том, что они вызывали большую, чем при динамической работе, реакцию ЧСС и АДд, особенно у юношей и лиц зрелого возраста, а также рост ДП почти во всех группах испытуемых.

Наши данные свидетельствуют о том, что как в состоянии покоя, так и при локальной работе мышц наиболее благоприятные условия функционирования сердца складываются у испытуемых зрелого возраста (30-35 лет). Функциональное напряжение сердца, очевидно обусловленное центральными механизмами, выявлено у испытуемых 18-20 и 60-74 лет. Эти механизмы несколько различаются у молодых и пожилых испытуемых. Например, после статических усилий пульсовое АД (АДп) имеет тенденцию у юношей к повышению, у пожилых мужчин — к снижению. У юношей при работе достоверно увеличивается ЧСС, а у пожилых — величина ДП, у юношей больше выражен рост АДд.

Наименее выраженные реакции кровообращения наблюдались у лиц старшей возрастной группы. Это согласуется с данными об ослаблении рефлекторных реакций в старости, сочетающемся с сужением диапазона реакций на внешние

раздражители, которое впервые было обнаружено ещё в лаборатории И. П. Павлова.

Анализ статистических показателей структуры сердечного ритма (СР) показал, что у всех испытуемых при локальной работе отмечено повышение напряжения центральных механизмов регуляции сердца. Так, во время динамической работы во всех группах отмечалось снижение моды (Мо), особенно выраженное у лиц зрелого возраста, уменьшение вариационного размаха (АХ), более выраженное в женских группах, а также у юношей. У мужчин зрелого возраста отмечалось небольшое увеличение этого показателя. Во время работы, как правило, было выражено увеличение амплитуды моды (АМо) и индекса напряжения (ИН), характеризующих степень напряжения центральных механизмов регуляции СР, особенно у лиц старше 60 лет. У лиц зрелого возраста выявлено небольшое снижение этих показателей и у девушек — снижение АМо, что рассматривается как реакция перерегулирования [3].

Общими признаками реакций на локальные нагрузки являются следующие изменения: у всех испытуемых в той или иной степени при локальной работе выявлен хронотропный эффект, в пределах 15-25 уд./мин. Такой прирост ЧСС вполне обеспечивает увеличение Мо. Он происходит достаточно быстро, за 3-4 цикла и может быть объяснён проприоцептивными рефлексами. Наиболее выраженная хронотропная реакция отмечена нами у испытуемых 18-20 лет. Прессорная реакция была выражена у юношей и лиц зрелого возраста. Показатель же ДП, свидетельствующий об ухудшении экономической функции сердца, повышался при работе у большинства испытуемых всех возрастных групп.

Механизм прессорных реакций, очевидно, связан с рефлекторными влияниями с метаболических рецепторов активных мышц. Преобладание быстрых двигательных единиц в мышцах рук также оказывает влияние на характер реакций сердца при их сокращении, возможно, за счёт эргорецепторов. В работах [7; 8] реакция АД на нагрузку у пожилых расценивается как важная в прогностическом отношении развития заболеваний.

Полученные нами данные подтверждают, что существуют как возрастные, так и индивидуальные различия адаптационных реакций на локальную работу. У наших испытуемых выявлено: усиление симпатических влияний у юношей 18-20 лет и пожилых лиц 60-74 лет, преобладание ва-готонических механизмов у лиц зрелого возраста; усиление напряжения обоих отделов нервной системы у лиц старческого возраста 75-90 лет.

Эти факты свидетельствуют о необходимости строго дозировать нагрузки не только общего, но и локального характера. Мы согласны с точкой зрения [1], что механизмы, обеспечивающие адаптацию к локальной работе на каждом возрастном этапе, являются, по-видимому, оптимальным для данного морфофункционального статуса каждого испытуемого и связаны с компенсаторными процессами. Ранее мы показали, что у юношей, регулярно выполняющих релаксационные упражнения, центральные влияния на сердце были выражены меньше, чем у контрольной группы, а устойчивость к локальному утомлению — выше. При этом известно, что существуют многочисленные средства, способные изменять функциональное состояние центральной нервной и других систем организма [4; 5; 7]. К таким средствам относят не только химиопрепараты, но и природные средства — музыку, ароматы, цветовую гамму, питательные вещества, массаж и многие другие. Применение этих средств на производстве будет способствовать профилактике неблагоприятных последствий длительных локальных нагрузок.

Выводы:

1. Распространение локальных нагрузок на мышцы произошло на поздних этапах эволюции человека.

2. Организм выработал единые приспособительные механизмы к физическим нагрузкам разного характера, включающие сосудистые перераспределительные реакции.

3. При нагрузках общего характера эти реакции обеспечивают адекватный кровоток в мышцах, а при локальных — приводят к неадекватным для организма реакциям повышения диастолического АД.

4. Локальная работа во многом облегчила трудовые и бытовые нагрузки на организм, но сопровождающий её избыточный прессорный эффект требует определённого дозирования таких нагрузок и коррекции вызываемых ими функциональных изменений в организме.

Список литературы

1. Алфёрова, Т. В. Возрастные особенности реакции кровообращения на локальную работу мышц статического и динамического характера / Т. В. Алфёрова // Успехи физиол. наук. 1988. Т. 19, № 4. С. 54-74.

2. Баевский, Р. М. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе / Р. М. Баевский, О. И. Кириллов, С. З. Клецкин. М. : Наука, 1984. 221 с.

3. Безруких, М. М. Нейрофизиологические механизмы центральной регуляции произвольных движений при письме у праворуких и леворуких детей 6-7 лет / М. М. Безруких // Физиология развития человека : матер. Междунар. конф., посв. 55-летию Ин-та возраст. физиологии РАО. М., 2000. С. 92-93.

4. Гамбашидзе, Г М. Функциональное состояние человека при монотонной деятельности с различной физической нагрузкой / Г. М. Гамбашидзе, В. И. Тхоревский, Е. Г. Ямпольская // Гигиена труда и профзаболевания. 1985. № 6. С. 5-9.

5. Донская, Л. В. Локальные мышечные нагрузки как проблема физиологии труда / Л. В. Донская // Успехи физиол. наук. 1979. Т. 10, № 1. С. 85-106.

6. Кокорева, Е. Г. Особенности адаптационных реакций сердца на локальную работу мышц у детей и взрослых с нарушением зрительной функции / Е. Г Кокорева // Физиология человека. 2007. Т. 33, № 1. С. 63-69.

7. Фролькис, В. В. Нейрогуморальные механизмы старения / В. В. Фролькис // Тезисы докладов XV Съезда Всесоюзного физиологического общества. Кишинёв ; Л. : Наука, 1987. Ч. 2. С. 175-176.

8. Franendorf, H. Kardiovaskukre reaktionen bei aktivierung unterschiedlicher muskelmassen / H. Franendorf, U. Kobryn, W. Gelbrich, W. Pfister, B. Hartmann // Wiss. Z. Humboldt — Univ. R. Med. 1992. № 3. P. 135-137.