Влияние курса электростимуляции четырехглавой мышцы бедра на показатели миотонометрии в процессе восстановительного лечения спортсменов с пателлофеморальным артрозом

ВЛИЯНИЕ КУРСА ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ ЧЕТЫРЕХГЛАВОЙ МЫШЦЫ БЕДРА НА ПОКАЗАТЕЛИ МИОТОНОМЕТРИИ В ПРОЦЕССЕ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ЛЕЧЕНИЯ СПОРТСМЕНОВ С ПАТЕЛЛОФЕМОРАЛЬНЫМ АРТРОЗОМ

Миленин О.Н.1, Арьков В.В.2, Миленина А.И.3, Рудников Е.Е.1, Орджоникидзе З.Г.3

1ФГУ Национальный Медико-Хирургический Центр им. Н.И. Пирогова

2 ФГУ Всероссийский НИИ физической культуры и спорта

3 ФГУ Московский Научно-практический центр Спортивной Медицины

Резюме

Исследовали влияние электростимуляции на показатели мышечного тонуса четырехглавой мышцы бедра у пациентов с пателлофеморальным артрозом и спортсменов. Установили наиболее значительные отличия исходного тонуса внутренней широкой мышцы бедра между группами пациентов и спортсменов. Проведение электростимуляции увеличивало различия между группами по всем исследуемым мышцам в связи со сформированными особенностями обеспечения двигательного акта в условиях тренировочного процесса и заболевания.

Ключевые слова: тонус мышцы, четырехглавая мышца бедра, внутренняя широкая мышца, электростимуляция, пателлофеморальный артроз.

Электростимуляция (ЭС) является одним из наиболее часто используемых видов аппаратного физиотерапевтического воздействия на нервно-мышечный аппарат с целью улучшения обменно-трофических процессов, стимуляции регионарного кровотока. Этот метод считается наиболее значимым в комплексе восстановительного лечения пациентов после травм и заболеваний нервной системы [6]. Существует множество методик проведения ЭС, однако влияние процедуры в большинстве случаев субъективно. Одной из методик объективной оценки функционального состояния мышц является миотоно-метрия, которая позволяет оценивать биомеханические свойства (тонус, эластичность, жесткость), при этом особенно важным является оценка разницы данных показателей в покое и при напряжении мышцы [8]. Основные биомеханические свойства скелетных мышц, оцениваемые в данном исследовании: тонус покоя и напряжения, жесткость, эластичность.

Тонус покоя

- это механическое напряжение в мышце в состоянии покоя при отсутствии произвольного сокращения. Тонус характеризует условия процессов восстановления мышц во время отдыха. Повышенный тонус ассоциируется с болями, травмами, перегрузками, уменьшением спортивных достижений и другими явлениями. При пониженном тонусе можно отметить уменьшение работоспособности и снижение силы в мышцах. При улучшении функционального состояния увеличиваются амплитуда и показатель мышечного тонуса (разница между напряжением и расслаблением). При утомлении амплитуда

УДК: 616.748.22:615.847:616.72:790-052

THE EFFECT OF ELECTROSTIMULATION OF QUADRICEPS ON TONE OF MUSCLES IN SPORTSMEN WITH PATELLOFEMORAL ARTHROSIS

Milenin O.N., Arkov V.V., Milenina A.I., Rudnikov E.E., Ordjonikidze Z.G.

The effect of electrostimulation on muscle tone was investigated in patients with patellofemoral arthrosis and sportsmen. Most main difference were found in initial tone of muscle vastus medialis between the groups. The effect of electrostimulation was enlarged differences between groups in all muscles, as a result of features of sport movement and pathology.

Keywards: tone of muscle, quadriceps, musculus vastus medialis, electrostimulation, patellofemoral arthrosis.

уменьшается, тонус покоя повышается. Разница между величинами тонуса в состоянии сокращения и расслабления представляет собой один из функциональных показателей, повышающийся с ростом тренированности и уменьшающийся при утомлении. Чем лучше состояние тренированности, тем ниже тонус покоя и выше тонус напряжения. Повышение тонуса покоя и снижение тонуса напряжения указывают на остаточное явление утомления мышцы [4].

Эластичность (декремент затухания колебаний

- количественная характеристика быстроты затухания колебаний) - способность мышц восстанавливать первоначальную форму после окончания воздействия силы, деформирующей мышцы. Чем меньше декремент при сокращении мышцы, тем выше эластичность мышцы. При улучшении функционального состояния спортсмена декремент в напряженном состоянии уменьшается.

Жесткость (Н/м) - способность мышц оказывать сопротивление изменениям форм в результате воздействий внешних сил. При сокращении мышцы жесткость значительно возрастает.

Методика исследования

Исследовано влияние курса электростимуляции (ЭС) четырехглавой мышцы бедра (ЧМБ) при максимальном произвольном сокращении в условиях обратной биологической связи со зрительным контролем [2] у спортсменов и пациентов с пателлофеморальным артрозом. Протокол эксперимента одобрен этическим комитетом ФГУ ВНИИФК. В эксперименте участвовали

24 мужчины в возрасте 20-34 лет. Среди обследованных 12 пациентов с диагнозом унилатеральный «пателло-феморальный артроз» и 12 спортсменов, специализирующихся в лыжных гонках, со стажем занятий от 6 до 10 лет. Критерии отбора испытуемых - отсутствие противопоказаний к электростимуляции. Все испытуемые получали курс электростимуляции ЧМБ в течение 10 дней с перерывом на 2 дня в середине. ЭС осуществлялась в положении сидя на кресле изокинетического динамометра BioDex (США), угол сгиба в коленном суставе 45°. Использовались токи Коца (длительность посылки 10 сек., пауза 50 сек. частота модуляции 50 Гц; длительность импульса трапециевидной формы 10 мсек.; несущая частота 2500 Гц), воздействие проводилось с использованием аппарата Амплидин ЭСТ (РФ), режим ЭСТ, программа П-4. ЭС проводилась на субмаксималь-ном уровне тока, переносимом данным испытуемым. Установка для испытуемого во время ЭС - напрягать четырехглавую мышцу бедра во время импульса стимуляции с поддержанием заданного уровня. Для удержания пациентом уровня напряжения мышцы использовался режим обратной биологической связи с применением аппаратно-компьютерного комплекса, состоящего из датчика объема, фиксируемого на середине бедра (наполнение воздухом до 45 мм рт.ст.), полиграфического устройства и компьютера с программным обеспечением №осогЧех (РФ), позволяющим визуализировать показания датчика объема на мониторе в реальном режиме времени. Каждая процедура курса состояла из десяти

стимуляций электрическим током ЧМБ одновременно с максимальным произвольным сокращением мышцы. Стимулировалась: у пациентов - ЧМБ больной ноги, у спортсменов - менее сильная ЧМБ (уровень силовых возможностей определялся при исходном изокинетиче-ском тестировании). Программа эксперимента включала контрольные тестирования испытуемых до и после курса ЭС, включающие в себя оценку изменения показателей миотонометрии мышц mm. rectus femoris, vastus medialis и vastus lateralis.

Механические характеристики мышц бедра (тонус, жесткость и эластичность) определялись в центральных точках мышц правой и левой ноги при помощи аппарата миометр Myoton-3 (Эстония). Испытуемый находился в положении лежа на спине. Измерения проводились в расслабленном состоянии и при произвольном максимальном сокращении исследуемых мышц.

Результаты исследования

При исследовании рассматривались разности характеристик мышц в напряженном и расслабленном состоянии, которые являются наиболее важными показателями для оценки функционального состояния мышц.

Анализ полученных данных (см. таблицу) показал, что исходные характеристики мышечного тонуса исследуемых мышц различаются у спортсменов и пациентов. У спортсменов отмечались лучшие показатели функционального состояния четырехглавой мышцы бедра по соотношению тонус напряжения/покоя по сравнению

Показатели разницы тонуса напряжения/покоя у пациентов и спортсменов до и после курса ЭС

Признаки Стимулированная нога Нестимулированная нога

до после А %А t-кри- терий до после А %А t-кри- терий

Пациенты X а X а X а X а

m. rectus femoris Частота 4,08 7,27 8,05** 4,7 3,98 97,55 3,13** 2,14 8,73** 4,3 5,6 179,2 3,23

Декремент -0,2 0,51 -0,32 0,29 -0,12 57,5 -0,04 0,62 -0,4 0,22 -0,36 887,5

Жесткость 161,5 102,28 199,75** 99,97 38,25 23,68 130,25 84,15 242,5 129,41 112,25 86,18

m. vastus lateralis Частота 5,08 5,09 9,93** 4,97 4,85 95,57 6,83 4,75 8,3** 5,33 1,48 21,61

Декремент -0,02** 0,11 -0,21 0,36 -0,2 1317 -0,17 0,16 0,06** 0,22 0,24 -136,23

Жесткость 172 104,48 236,25** 90,54 64,25 37,35 8,42 231,5 122,69 284,75 128,05 53,25 23

m. vastus medialis Частота 4,85** 3,1 6,15** 3,15 1,3 26,8 4,65** 1,29 5,3** 2,19 0,65 13,98

Декремент 0,41** 0,26 0,47 0,13 0,07 15,95 0,55** 0,23 0,41 0,23 -0,14 -25,91

Жесткость 174,5 96,7 213,5** 88,29 39 22,35 176,5** 62,34 193,5** 87,96 17 9,63

Спортсмены

m. rectus femoris Частота 4,52 4,5 11,98** 3,43 7,46 165,04 7,82** 5,54 13** 5,33 5,18 66,24

Декремент -0,19 0,2 -0,36 0,42 -0,17 90,43 -0,3 0,19 -0,11 0,6 0,19 -62,42

Жесткость 96,6 67,34 294,2** 93,22 197,6 204,55 4,3 195,4 112,18 322,4 78,67 127 64,99

m. vastus lateralis Частота 7,58 5,68 15,02** 5,44 7,44 98,15 9,86 7,12 14,3** 6,03 4,44 45,03

Декремент -0,24** 0,3 -0,29 0,41 -0,05 20 -0,33 0,3 -0,23** 0,42 0,1 -30,12

Жесткость 250,6 99,69 355,6** 109,48 105 41,9 281,6 139,64 377,4 114,28 95,8 34,02

m. vastus medialis Частота 8,44** 5,01 15,12** 10,19 6,68 79,15 11,86** 5,85 15,04** 9,23 3,18 26,81

Декремент 0,05** 0,43 0,19 0,52 0,14 284 -0,06** 0,45 0,22 0,51 0,27 -489,29 3,13

Жесткость 269 145,36 369,8** 137,92 100,8 37,47 301,4** 115,95 372,2** 99,76 70,8 23,49

Примечание:* где X - среднее значение разницы показателя тонуса напряжения/покоя, о - стандартное отклонение, А - разница показателя до и после курса, приведены достоверные ^критерии, ** - различия по разнице тонуса напряжения/покоя между группами пациентов и спортсменов (Р<0,05).

с пациентами. Данное различие было достоверным по тонусу m. vastus medialis обеих ЧМБ.

Декремент (показатель эластичности) отличался только по значению m. vastus medialis, у пациентов помимо низкой эластичности отмечалась инверсия нормальной реакции на напряжение мышцы как с пораженной, так и с непораженной стороны.

Различия между группами после ЭС отмечались по всем исследуемым мышцам как стимулированной, так и нестимулированной ноги с лучшими показателями в группе спортсменов.

Анализ внутригрупповой динамики показателей мышечного тонуса свидетельствовал об общей тенденции улучшения функционального состояния ЧМБ.

Так, в группе пациентов и спортсменов наблюдается общая тенденция увеличения разницы значений показателей тонуса и жесткости между напряженным и расслабленным состоянием мышц, подверженных электростимуляции (mm. rectus femoris, vastus medialis и vastus lateralis), что отражает улучшение функционального состояния и увеличение силы данных мышц. Необходимо отметить, что повышение тонуса отмечается также на контрлатеральной конечности, которая не подвергалась непосредственному воздействию. При этом значимо увеличивалась жесткость m. vastus lateralis у пациентов, m. rectus femoris у спортсменов.

В большей степени разница тонус покоя/тонус напряжения на уровне тенденций выросла в группе пациентов для m. rectus femoris (97,55%), m. vastus lateralis (95,57%), в меньшей степени - для m. vastus medialis (26,8%). В группе спортсменов показатель тонус покоя/тонус напряжения повысился по m. rectus femoris (165,04%), m. vastus lateralis (98,15%), m. vastus medialis (79,15%).

При сравнении групп пациентов и спортсменов после курса ЭС четырехглавой мышцы бедра были выявлены достоверные различия по показателю тонуса напряжения / покоя, у спортсменов произошло более выраженное улучшение по сравнению с пациентами на всех исследуемых мышцах стимулированной и нестиму-лированной ноги. Наряду с тонусом выросла жесткость исследуемых мышц. После ЭС разницы между группами по показателю эластичности не было.

Обсуждение результатов исследования

Результаты ранее проведенных исследований [1, 5] демонстрируют отличие подготовленного спортсмена от человека с обычной физической нагрузкой по тонусу мышц.

В нашем исследовании выявлено значительное отличие функциональных характеристик m. vastus medialis пациента от аналогичной мышцы спортсмена. Разница тонус покоя/тонус напряжения свидетельствует о силе сокращения мышцы. Слабость m. vastus medialis приводит к наружному смещению надколенника до 4 мм при сгибании колена более 20° [7], что играет значительную роль в развитии пателлофеморального артроза. Была

зафиксировала инвертированная реакция показателя эластичности (декремента) m. vastus medialis на напряжение у пациентов с пателлофеморальным артрозом. Тенденция к увеличению декремента прослеживалась также в группе спортсменов после ЭС, что могло быть признаком перегрузки стимулируемой мышцы.

Проведение ЭС увеличивало различия между группами по всем исследуемым мышцам в связи со сформированными особенностями обеспечения двигательного акта в условиях тренировочного процесса и заболевания.

Изменение показателей на нестимулированной ноге, по всей видимости, было связано с выраженным перекрестным эффектом методики электростимуляции [3].

Об общая полученные данные, можно з аключить, что данная методика проведения ЭС способствует улучшению показателей мышечного тонуса с дифференцированным эффектом воздействия в зависимости от исходного функционального состояния.

Литература

1. Аруин А.С. Биомеханические свойства скелетных мышц и сухожилий: Метод. разраб. для студентов институтов физ. культуры / А.С. Аруин, В.М. Зациорский

- М.: ГЦОЛИФК, 1980., 64 с.

2. Арьков В.В. Новые аспекты влияния электростимуляции четырехглавой мышцы бедра на функциональные характеристики организма / В.В. Арьков,

Т.Ф. Абрамова, Т.М. Никитина, Д.А. Афанасьева, А.А. Аносова, А.И. Миленина, А.Г. Тоневицкий // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины.

- 2010. - Т. 149, № 2. - С. 135-138.

3. Арьков В.В. Перекрестный эффект курса электростимуляции четырехглавой мышцы бедра при максимальном произвольном сокращении в условиях обратной биологической связи / В.В. Арьков, Т.Ф. Абрамова, Т.М. Никитина,

Д.А. Афанасьева, Д.В. Супрун, О.Н. Миленин, А.Г. Тоневицкий // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2010. - Т. 149, № 1. - С. 101-103.

4. Бобровник В.И. Особенности функционального состояния упруго-вязких свойств скелетных мышц легкоатлетов-прыгунов высокой квалификации /

В.И. Бобровник // Спортивная медицина. - 2007. - № 1.

5. Брыжатый А.В. Коррекция тренировочных нагрузок у лыжников-гонщиков на основе характеристик состояния скелетных мышц / А.В. Брыжатый, А.М. Ра-тов // Межд. научн. конгресс «Современный Олимпийский спорт». - Киев: УГУФВС, 1997. - С. 61.

6. Даминов Р.Г. Общие вопросы электростимуляции больных с травмами и заболеваниями нервной системы / Р.Г. Даминов, М.Р. Даминов // Невский врачебный вестник. - 2000. - № 2. - С. 12-15.

7. Senavongse W. The effect of articular, retinacular, or muscular deficiencies on patellofemoral joint stability / W. Senavongse, A.A. Amis // J. Bone Joint Surg. Br.

- 2005. - 87(4). - P. 577-582.

8. Vain A. Role of skeletal muscle tone and elasticity in the workability restoration of male cross-country skiers / A. Vain // Acta Academiae Olympique Estoniae. - 2002.

- 10, 1. - P. 95-108.

Контактная информация

Национальный медико-хирургический Центр им. Н.И. Пирогова 105203, г. Москва, ул. Нижняя Первомайская, 70 e-mail: nmhc@mail.ru