Некоторые моторные механизмы формирования изменений скоростно-силовых свойств нервно-мышечного аппарата под влиянием массажа

СПОРТИВНАЯ МЕДИЦИНА

НЕКОТОРЫЕ МОТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ СКОРОСТНО-СИЛОВЫХ СВОЙСТВ НЕРВНО-МЫШЕЧНОГО АППАРАТА

ПОД ВЛИЯНИЕМ МАССАЖА

Ю.А. ПОВАРЕЩЕНКОВА, Великолукская государственная академия физической культуры

Аннотация

Исследовали изменения скоростно-силовых параметров произвольного мышечного напряжения под влиянием массажа различной интенсивности методом динамографии. Количество испытуемых -12 человек, средний возраст 18,9±0,52 лет. Выявлено, что тонизирующий массаж увеличивает, а релаксирующий снижает скорость достижения максимального произвольного мышечного усилия. Для выявления механизмов формирования данных изменений определяли частоту импульсации а-мотонейронов и число активных ДЕ под влиянием массажа. Ведущим механизмом увеличения скоростно-силового показателя напряжения под влиянием тонизирующего массажа является увеличение количества функционирующих ДЕ и учащение импульсации а-мотонейронов соответствующих ДЕ.

Abstract

Changes in speed-force parameters of voluntary muscle contractions under massage has been investigated by dynamography. Experimental group consists of 12 sportsmen, mean age 18,9±0,52 yrs. It is shown that activation massage increases maximum force achievement rate, whereas relaxing massage increased it. To elucidate change mechanisms, a-motoneuron pulse rate and number of active motor unit has been determined. The leading mechanism for speed-force contraction after activating massage is increase in number of active motor units and rate of a-motoneuron impulsation.

Ключевые слова: изменение скоростно-силовых параметров сокращения, регуляция активности отдельных ДЕ, приемы массажа.

Введение

Реакцию на массаж в физиологическом отношении можно рассматривать и как системный ответ организма на воздействие [3, 4, 7, 11, 12]. С этих позиций реакция на массажные воздействия представляет собой динамический приспособительный процесс, его динамика и физиологические механизмы определяются состоянием и соотношением внешних и внутренних условий. Под влиянием приемов массажа основные изменения происходят в функциональном состоянии нервно-мышечной системы [6, 10, 14].

К спортивным упражнениям скоростно-силового характера относятся упражнения, в которых спортсмен стремится проявить максимально возможную для каждой конкретной ситуации силу и скорость сокращения мышц [5]. Установлено, что сила и скорость движений в суставе определяются включением одинаковых механизмов: рекрутированием определенного количества двигательных удиниц (ДЕ) мышц-агонистов, степенью их синхронизации, частотой разрядов и пассивными и активными силами антагонистов движений [2, 9]. Следовательно, имеются функциональные резервы для повышения скоростно-силовых свойств мышечной системы под влиянием массажа. В связи с этим в данной

работе была поставлена задача - определение роли в формировании изменений скоростно-силовых возможностей нервно-мышечного аппарата под влиянием массажа различной направленности электрической активности ДЕ.

Методика исследования

Экспериментальная часть работы проводилась на базе Центра функционального контроля ВЛГАФК в лаборатории физиологии нервной и мышечной систем. Исследования проведены на 12-ти испытуемых, в возрасте 18,9 ± 0,52 лет, рост которых 176,3 ±2,21 см, вес - 67,3 ± 2,01 кг. Процедура эксперимента заключалась в определении изменений скорости достижения максимального произвольного мышечного напряжения и числа функционирующих ДЕ m. gastrocnemius, регистрации частоты их импульсации до и после воздействия различными сеансами массажа. В сеанс массажа тонизирующей направленности были включены приемы разминания, выжимания, растирания и ударные, на долю которых приходилось по 40, 30, 20, 10% всего времени сеанса соответственно. Релаксирующий массаж состоял из сотрясающих и приемов поглаживания (по 50% времени на каждый прием).

Для регистрации сокращений m. gastrocnemius использовалась специальная динамографическая установка. Положение испытуемого фиксировалось посредством креплений и фиксаторов таким образом, чтобы движение выполнялось только в голеностопном суставе. Регистрация скорости произвольного сокращения осуществлялась программно-аппаратным комплексом «Скат» (ВЛГАФК, Великие Луки; НПП «ООО Медпасс», СПб., 2005) и оценивалась по механограмме максимального произвольного изометрического сокращения.

Для выявление некоторых механизмов изменения скоростно-силового показателя определяли частоту импуль-

сации а-мотонейронов и число активных ДЕ под влиянием массажа. Число активных ДЕ и частоты импульсации а-мотонейронов m. gastrocnemius регистрировались с помощью мини-электромиографа, обработка полученных данных осуществлялась в специальной компьютерной программе «Муо» (АНО «Возвращение», СПб., 2003). Для отведения потенциалов действия использовались накожные биополярные электроды диаметром 1 мм по методике, предложенной А.А. Гидиковым [2] и Ю.П. Шапко-вым [8].

Определение количества функционирующих ДЕ в m. gastrocnemius осуществлялось по методике, предложенной R.E. Sica с соавторами [13]. В соответствии с такой методикой число функционирующих ДЕ рассчитывается делением максимальной амплитуды М-ответа на минимальную амплитуду М-ответа. При регистрации М-ответа стимулирующие электроды располагали на n. tibialis: активный отводящий электрод фиксировали на двигательной точке m. soleus, индифферентный - на ее сухожилии [1]. Для определения статистической достоверности результатов применяли парный t-тест. Для сравнения исследуемых параметров и изменения данных величин рассчитывались проценты.

Результаты исследования и их обсуждение

Объединение приемов по модальным характеристикам воздействия в сеансы тонизирующей (интенсивные приемы) и релаксирующей направленности предполагает соответствующую направленность постмассажных изменений. Среднегрупповые тенденции изменений скорости достижения максимального мышечного усилия под влиянием массажа противоположной направленности представлены в табл. 1 и рис. 1.

Таблица 1

Динамика изменений скорости достижения максимального мышечного усилия после массажа различной направленности

Направленность массажа Фон Время после воздействия

1 мин 8 мин 15 мин

Т онизирующая 550,2 ± 15,2 645,94 ± 16,2 642,64 ± 15,9 622,28 ± 15,1

W(p) = 0,0018

Р елаксирую щая 564,7 ± 15,4 481,69 ± 16,3 495,24 ± 16,1 625,69 ± 157

W(p) = 0,004

Тонизирующий массаж вызвал увеличение скорости достижения максимального напряжения. Наибольший результат зарегистрирован на первой минуте последействия массажа, в последующие моменты тестирования наблюдалось некоторое снижение достигнутых в первую регистрацию значений.

Массаж, состоящий из поглаживания и сотрясающих

приемов, вызывает снижение скорости достижения максимального мышечного напряжения. Большие изменение зарегистрированы сразу после окончания воздействия -снижение исследуемого показателя составляло 15% относительно данных, полученных в состоянии мышечного покоя, в дальнейшем наблюдалось незначительное изменение исследуемого показателя.

(ШИ

Рис. 1. Динамика изменений скорости достижения максимального мышечного усилия под влиянием сеансов

массажа различной направленности, %

Массаж как тонизирующий, так и релаксирующий увеличивает частоту импульсации отдельных ДЕ. В табл. 2 представлены данные изменения частоты импульсации ДЕ исследуемой мышцы под влиянием тонизирующего и релаксирующего массажа. Сеанс тонизирующего массажа способствовал увеличению частоты импульсации на 4,2 имп./с в среднем по группе испытуемых сразу после

массажа (р < 0,05). В последующие моменты тестирования достигнутый эффект снижался в среднем на 1 имп./с за каждые 8 мин восстановления. У большинства участников эксперимента (п = 8) отмечалось включение 1-2 дополнительных ДЕ m. gastrocnemius, которые регистрировались в течение контрольного периода.

Таблица 2

Динамика изменений частоты импульсации а-мотонейронов m. gastrocnemius после массажа различной направленности

Направленность массажа Фон Время после воздействия

1 мин 8 мин 15 мин

Т онизирующая 7 ± 1,39 11,2 ± 1,6 10,31 ± 1,45 9,2 ± 1,36

W(p) = 0,0013 = 0,0048

Релаксирующая 7,12 ± 1,48 9,28 ± 1,71 9,95 ± 1,54 9,1 ± 1,4

W(p) = 0,0048

Массаж релаксирующей направленности усилил им-пульсацию на 1-4 имп./с у отдельных испытуемых в течение 15 мин последействия. В среднем по группе изменения составили в первую регистрацию на 2,16±0,98 имп./с; на 8-й мин постмассажного периода прирост в частоте импульсации составлял 2,83±1,1 имп./с; на 15-й мин -1,98 ± 0,95 имп./с. Включение дополнительной ДЕ отмечено лишь у четырех испытуемых на 1-й и 8-й минутах пост-массажного периода.

Максимальный результат зафиксирован на 8-й минуте постмассажного периода при релаксирующем массаже и сразу после воздействия под влиянием тонизирующего массажа (рис. 2). Независимо от используемых в сеансе массажа приемов эффект воздействия заключается в увеличении частоты импульсации спинальных а-мотонейронов. Количественное выражение изменения зависит от сочетания приемов в сеансе массажа: выше интенсивность -больше частота импульсации.

тонизирующим

релаксирующий

фон

1

8

15 минуты

Рис. 2. Динамика изменений частоты импульсации отдельных а-мотонейронов m. gastrocnemius под влиянием массажа различной направленности, %

В табл. 3 представлены данные изменения числа активных ДЕ всей т. soleus. Тонизирующий массаж способствовал увеличению числа функционирующих ДЕ исследуемой мышцы на 1-й минуте постмассажного периода на

17,66 ± 3,59 ДЕ и в последнюю регистрацию - на 33,2 ± 3,81 ДЕ т. soleus (р < 0,05). Данный эффект обусловлен включением низкопороговых ДЕ т. soleus, не активных до применения массажа.

Таблица 3

Изменение количества функционирующих ДЕ т. §о1еш при массаже различной направленности

Направленность массажа Фон Время после воздействия

1 мин 15 мин

Т онизирующая 127,25 ± 14,42 144,91 ± 13,62 160,45 ± 11,8

Релаксирующая 123,5 ± 10,24 151,6 ± 11,54 154,1 ± 9,57

W(p) = 0,0048 = 0,0013

После релаксирующего сеанса массажа, состоящего из сотрясающих и приемов поглаживания, на 1-й минуте постмассажного периода число функционирующих ДЕ т. soleus увеличилось на 28,1 ± 4,2 ДЕ, на 15-й минуте восстановления

среднегрупповое увеличение составляло 30,6 ±5,11 ДЕ. Увеличение числа активных ДЕ т. soleus обусловлено увеличением как амплитуды максимального М-ответа т. soleus, так и снижением пороговой величины моторного ответа.

%

тонизирующим

релаксирующий

Рис. 3. Динамика изменений количества функционирующих ДЕ т. soleus под влиянием массажа различной направленности, %

Эффект применения массажа тонизирующей и релак-сирующей направленности отличается количественным выражением и динамикой изменений (рис. 3). Большее число функционирующих ДЕ т. soleus зарегистрировано после массажа сотрясающими приемами и приемами поглаживания в первые минуты последействия. На 15-й минуте постмассажного периода максимальных значений достигает число активных ДЕ после применения интенсивных по модальным характеристикам приемов.

Проведенный корреляционный анализ показал, что изменения скорости достижения максимального произволь-

ного усилия, возникающие под влиянием приемов поглаживания, сотрясающих и растирания, статистически слабо взаимосвязаны с увеличением частоты импульсации отдельных ДЕ в течение постмассажного периода. Вместе с тем значительная степень взаимосвязи установлена между изменениями параметров произвольного мышечного усилия после массажа приемами разминания, выжимания и ударных, изменениями частоты импульсации а-мотоней-ронов ДЕ (табл. 4).

Сочетание интенсивных приемов в сеансе массажа приводит к изменению модальных параметров воздействия.

Таблица 4

Коэффициенты корреляции между значениями изменений скорости достижения максимального мышечного усилия и частотой импульсации после массажа

Направленность массажа Время после воздействия

1 мин 8 мин 15 мин

Т онизирующая 0,529 0,516 0,509

W(p) = 0,00142

Релаксирующая 0,371 - 0,154 - 0,068

W(p) = 0,028 = 0,48

Такой сеанс массажа вызывает изменения различных показателей, характеризующих функциональное состояние нервно-мышечного аппарата, отличных от присущих каждому приему в отдельности.

Корреляционный анализ показал, что между изменени-

ями скорости достижения максимального произвольного мышечного напряжения (СДМПМН) и изменениями частоты импульсации отдельных ДЕ непосредственно по окончании тонизирующего массажа установлена статистически тесная степень взаимосвязи (рис. 4).

Рис. 4. Взаимосвязь между изменениями СДМПМН и изменениями частоты импульсации после тонизирующего массажа

Полученные результаты подтверждают, что увеличение скоростно-силовых параметров мышечного напряжения под влиянием интенсивного воздействия на массируемый участок обусловлено увеличением импульсации спинальных а -мотонейронов.

Важен и тот факт, что наиболее значительная положительная степень взаимосвязи (г = 0,901 ; р < 0 ,05) установлена на 15-й минуте восстановительного периода (рис. 5). Это указывает на существенную роль данного механизма в формировании ответной реакции нервно-мышечной системы на тонизирующий массаж.

Рис. 5. Взаимосвязь между изменениями СДМПМН и частотой импульсации после тонизирующего массажа на 15-й минуте последействия

Как показал корреляционный анализ, изменение скоростно-силового показателя мышечного напряжения после релаксирующего массажа оказалось статистически слабо взаимосвязано частотой импульсации мотонейронов ДЕ. По-видимому, рост скорости достижения максимального мышечного усилия после массажа приемами поглаживания и сотрясающими приемами определяется другими механизмами.

Между изменениями скоростно-силового показателя

напряжения и изменениями числа дополнительно активированных ДЕ после тонизирующего массажа установлена тесная корреляционная взаимосвязь: г = 0,826 на 1 -й (рис. 6) и г = 0,818 - 15-й минутах восстановления соответственно (рис. 7). Это указывает на значимость данного механизма в формировании ответной реакции нервно-мышечного аппарата на сочетание в сеансе массажа приемов разминания, растирания, выжимания и ударных в период восстановления (рис. 8).

Рис. 6. Взаимосвязь между изменениями скоростно-силового показателя и числа функционирующих ДЕ сразу после тонизирующего массажа

изменение скорости достижения максимального произвольного усилия, кг/с

Рис. 7. Взаимосвязь между изменениями скоростно-силового показателя и числа функционирующих ДЕ на 15-й минуте последействия тонизирующего массажа

Рис. 8. Взаимосвязь между изменениями скоростно-силового показателя и числа функционирующих ДЕ сразу после релаксирующего массажа

Установлена взаимосвязь между изменениями скорос- ная положительная степень взаимосвязи обнаружена на

ти достижения максимального произвольного усилия из- 15-й минуте последействия сеансов массажа, состоящих из

менениями частоты импульсации отдельных ДЕ и после приемов поглаживания и сотрясающих приемов (рис. 9).

релаксирующего массажа. Причем наиболее значитель-

0 -----1----1----1----1----1----1----1----г

1

со

^ 23 _I____I____I_____I____I_____I_____I____I____

-83 -82 -81 -80 -79 -78 -77 -76 -75 -74

изменение скорости достижения максимального произвольного усилия, кг/с

Рис. 9. Взаимосвязь между изменениями скоростно-силового показателя и числа функционирующих ДЕ на 15-й минуте последействия релаксирующего массажа

Заключение

Объединение интенсивных по модальным параметрам воздействия приемов в сеансе массажа вызывает увеличение скоростно-силовых показателей нервно-мышечного аппарата. Ведущим механизмом формирования данного эффекта под влиянием тонизирующего массажа является увеличение количества функционирующих ДЕ и учащение импульсации а -мотонейронов соответствующих ДЕ.

Сочетание приемов поглаживания и сотрясающих приемов приводит к снижению скоростно-силовых свойств нервно-мышечной системы. Роль эфферентного звена в изменении функционального состояния нервно-мышечного аппарата под влиянием релаксирующего массажа не является определяющей. Вероятно, наряду с моторными механизмами в формировании изменений имеют место и спинальные влияния.

Литература

1. Бадалян Л.О. Клиническая электронейромиография : Руководство для врачей / Л.О. Бадалян, И.А. Скворцов. - М.: Медицина, 1986. - 368 с.

2. Гидиков A.A. Теоретические основы электромиографии. Биофизика и физиология двигательных единиц / Под ред. Н.А. Рокотовой. - Л.: Наука, 1975. - 181 с.

3. Граевская Н.Д. Массаж // Медицинские средства восстановления спортивной работоспособности. - М.: МОГИФК, 1983. - С. 71-76.

4. Дубровский В.И. Растягивание мышц и массаж // Легкая атлетика. - 1995. - № 4. - С. 25.

5. Масальгин H.A. Физиологические основы тренировки: Метод. разраб. для студ. спорт. фак. ГЦОЛИФКа. - М., 1984. - 14 с.

6. Саркизов-Серазини И.М. Спортивный массаж. - М.: ФИС,1963. - 196 с.

7. Тюрин А.М. Бескровное определение скорости кровотока методом оксигенометрии в норме и патологии: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. - М., 1961. - 19 с.

8. Шапков Ю. Т. Активность двигательных единиц и роль проприорецепции в ее регуляции: Автореф. дис. . д-ра биол. наук. - Л., 1984. - 51 с.

9. FreundH.-J. Motor unit and muscle activity in voluntary control. - Physiol. Rev., 1983. - V. 63. - P. 387-436.

10. Kirch R. Sportmassage. Sportverlag. Berlin, 1959. -Р 13-37.

11. Mori H., Ohsawa H., Tanaka H., Taniwaki E., Leisman G., Nishijo K. Effect of massage on blood flow and muscle fatigue following isometric lumbar exercise. Med. Sci. Monit. 2004 May;10(5):CR173-8. Epub 2004 Apr. 28.

12. Schmidt H. Sportmassage. Theorie u Praxis Korperkul-tur. 23,1974. - Р 252-259.

13. Sica R.E. Fast and slow twitch units in a human muscle / R.E. Sica, A.J. McComas // J. Neurol Neurosurg Psychiatry. -1971. - Apr.; 34(2). - P. 113-20.

14. Steglich H.-D. Massageverfah im Rahmen der Reflextherapie. Tagungsbericht Manuelle Therapie. Potsdam, 1980. -Р 45-77.