6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Физиотерапия, лазерная терапия / Багатоканальна_електростимуляція_Давиденко_В_Ю_

Результаты изучения ортостатической устойчивости в наших исследованиях показали, что характер изменений со стороны сердечно-сосудистой системы (ЧСС, ее прирост, систолическое, диастолическое и пульсовое давление) у испытуемых при пассивных ортостатических пробах в контроле был такой же, как и в исследованиях других авторов, применявших иммерсионную модель гипокинезии для определения эффективности различных защитных средств, и изучавших ортостатическую устойчивость у космонавтов после полетов различной продолжительности. Для сравнения на рис. 8.6 приведены ортостатические реакции сердечного ритма астронавтов после полетов на корабле “Джемини-7” [27].

Рис.8.5. Реакция сердечно-сосудистой системы во время орто-пробы испытуемого Д; А − после 1часовой иммерсии; Б − после 6-часовой иммерсии без МЭСМ в вертикальном положении 1, 3 − артериальное давление (мм рт. ст.), 2 − пульс ( уд/мин).

Начало и конец МЭСМ обозначены стрелками.

160

При ортостатических пробах после 6-часовой водной иммерсии электростимуляция нервно-мышечного аппарата в вертикальной позиции оказывала определенный положительный эффект на ортостатическую устойчивость, что подтверждалось показателями реакций сердечно-сосудистой системы. Последнее обстоятельство на наш взгляд является особенно важным, т.к. именно система кровообращения наиболее подвержена существенным изменениям при длительной гипокинезии. В связи с этим нами были продолжены исследования по изучению влияния различных режимов ЭСМ во время гипокинезии на ортостатическую устойчивость человека.

8.4Влияние электростимуляции мышц при продолжительной гипокинезии на ортостатическую устойчивость

На ранних этапах разработки средств и методов многоканального электростимуляционного воздействия [41,42,43] – была показана эффективность применения МЭС антигравитационных мышц в профилактике и предупреждении гипокинезических расстройств у больных, длительное время находившихся в условиях иммобилизации. Применение ЭС в процессе подготовки больного к вставанию и первых попыток вставания и ходьбы повышало ортостатическую устойчивость, сохранение вертикальной позы и способность передвигаться. У больных появлялась уверенность в регуляции движений и вертикального положения, улучшалось общее самочувствие и в дальнейшем сокращались сроки реабилитации. Эта методика проверялась и отрабатывалась в отделении реабилитации НИИ нейрохирургии МЗ Украины, в клинике кафедры реабилитации КИУВ МЗ Украины, в отделении артрозов НИИ ортопедии и травматологии МЗ Украины и других лечебных учреждениях.

Для выяснения вопроса – как влияет многоканальная ЭС антигравитационных мышц при длительной гипокинезии на ортостатическую устойчивость практически здоровых людей нами проведены исследования с 10-дневной гипсовой иммобилизацией нижней половины тела 3-х испытуемых, а так же с 30дневным постельным режимом 3-х здоровых мужчин в возрасте 24-34 года. В этих исследованиях решались задачи отработки методических приемов МЭСМ и общая оценка метода как возможного средства профилактики тех изменений, которые в комплексе составляют гиподинамический синдром.

Все испытуемые находились в клинических условиях под постоянным наблюдением специалистов по внутренним и нервным болезням, биохимиков, кардиологов, психиатров, эпидемиологов и др. В исследованиях с жесткой фиксацией (наложение гипса) решались частные задачи, связанные с возможностями проведения ЭС мышц под гипсовой повязкой, т.к. для предупреждения атрофий и поддержания нормального уровня функционирования мышц в травматологии и ортопедии возникает необходимость в применении именно данного методического приема.

При наложении гипса электроды накладывались на поверхность мышц поперечно мышечным волокнам. Расстояние между электродами устанавливалось в зависимости от длины стимулируемых мышц, но с таким расчетом, чтобы расстояние от электрода до начала сухожилия было меньше половины рас-

161

стояния между электродами. Это обеспечивало возможность возбуждения значительных участков мышц с большой глубиной проникновения тока внутрь тканей, равномерную нагрузку на сухожилия и уменьшало болевой эффект при значительных сокращениях мышц. В гипсе оставляли окошки для доступа к электродам (для их увлажнения по необходимости) и выводились контакты наружу для подсоединения к стимулятору.

Рис 8.6.Изменение частоты сердечных сокращений (уд/мин) (1) систолического и диастолического артериального давления (мм рт.ст) (2) и объема ноги (см3/100см3 ткани/мин) у астронавта при пассивном наклоне тела на 70о головой вверх в течении 25 мин до (сплошная линия) и после (прерывистая линия) космического полета на корабле «Джемини-7». По Berry, Catterson, 27.

При ЭС мышц с 10-ти и 30-ти суточной гипокинезией мы придерживались схемы наложения электродов и временной программы включения мышц в

162

работу таких же как и без ограничения двигательной активности – при развитии скоростно-силовых качеств у спортсменов. Т.к. для тренировки и поддержания высокого уровня функционирования нервно-мышечного аппарата требуется обязательное применение максимальных напряжений и периодическое чередование их с периодами расслабления и повторения средних по силе напряжений мы придерживались следующей схемы стимуляции:

1-й день. Утром. Длительность сеанса – 30 мин. Сила сокращений 70% от максимальной – 15 мин, с периодом модуляции 2 с. Вторые 15 мин. сила сокращения 80% и период модуляции 4 с. Дальнейшая последовательность приведена в таблице 8.3. После дня отдыха повторяли все сначала.

Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы во время гипокинезии оценивалось до и после сеансов МЭСМ и в период перехода к нормальной двигательной активности. Определялась ЧСС по ЭКГ, минутный и ударный объем крови (МОК и УОК) и др. Для регистрации гемодинамических показателей использовали реографический метод [44].

Ортостатическую пробу до начала гипокинезии все обследуемые переносили нормально. Динамика изменений МОК, УОК и ЧСС 6 обследуемых приведена на рисунке 8.7. Анализ результатов показал, что при пассивном переводе на ортостатическом столе обследуемых из горизонтального в вертикальное положение МОК на протяжении первых 10 мин постепенно снижается. Между 10-й и 15-й мин пребывания в вертикальном положении величина МОК стабильно сохраняется на уровне 88-89% исходной. При переводе обратно в горизонтальное положение показатель МОК приближается к исходным уже на первой минуте и потом на протяжении 10 мин колеблется в пределах от 94 до 96%. Динамика изменений УОК у обследуемых в вертикальном положении такова: значительное снижение на первой минуте (24,7%), между первой и седьмой минутой снижение УОК более постепенное; с седьмой до 15-й минуты УОК стабильно сохраняется на уровне 67-69% исходной.

Изменения ЧСС в этой серии исследований существенно не отличалось от результатов, полученных в предыдущих сериях и данных других авторов.

Исследования ортостатической устойчивости, проведенные в первый день восстановительного периода, выявили четкое отличие в реакции сердечнососудистой системы вконтрольныхи стимулируемых обследуемых. Полученные данные характеризуются отличиями между сдвигами МОК, УОК и ЧСС при ортостатических пробах у контрольных и стимулируемых испытуемых в исходном и восстановительном периодах. Анализ этих данных показывает, что соотношение показателей УОК и ЧСС у стимулируемых испытуемых обуславливает менее существенные изменения МОК, чем у контрольных. Таким образом, после длительной гипокинезии у стимулируемых обследуемых изменение положения телаприводитк менеевыраженным гемодинамическимсдвигам.

Рис 8.7.Динамика изменения минутного (а), ударного (б) объемов кровотока и частоты сердечных сокращений (в) при ортостатических пробах у обследуемыхвисходном периоде. ( ПоМ.И.Гуревичу, Е.А. Духину, 44).

На протяжении периода гипокинезии изменение УОК и МОК наблюдалось у всех испытуемых. У нестимулируемых испытуемых снижение МОК наблюдалось уже в первые дни, а на 28-30 сутки это снижение достигало 36%. В первые дни МОК снижал на 8,6% (за счет снижения УОК), а на 28-30 день – на 14,6%. На 7-й день восстановительного периода МОК был сниженным и составлял 85,4% от исходного, УОК и ЧСС составляли 70,7 и 121,2% соответственно. У стимулируемых УОК начинал снижаться только с 10-12 дней гипокинезии и к 28-30 дням понижался только на 17,4%. МОК изменялся менее существенно. На 7-й день у стимулируемых испытуемых показатели практически восстановились.

164

Таким образом, у контрольных и стимулируемых испытуемых этого этапа исследований, как во время гипокинезии, так и в реституционном периоде изменения МОК обуславливаются различным соотношением УОК и ЧСС. Обнаруженные отличия вдинамикеизменений исследуемых гемодинамических показателей свидетельствуют о том, что применение МЭСМ в условиях длительной гипокинезии полностью не устраняют развитие сдвигов сердечно-сосудистой системы, однакоэтиизменения менеевыраженыиразвиваются позже.

Значительный интерес представляют данные исследований гемодинамических сдвигов, возникающих сразу же после прекращения МЭСМ в различные периоды гипокинезии. М.И. Гуревич и Е.А. Духин [44] с помощью методов реографии и артериальной осциллографии определяли МОК, УОК, ЧСС, систолическое (САД), среднее (СрАД), диастолическое (ДАД) артериальное давление, кровоток в мышцах голени (КрГ) и вычисляли общее сосудистое периферическое сопротивление (ОПС) и рабочий индекс левого желудочка (РИЛЖ). Результаты исследований показали, что реакции аппарата кровообращения на ЭСМ после ее прекращения зависят от сроков гипокинезии. На второй день гипокинезии после ЭС наблюдалось значительное снижение САД, СрАД, ДАД, МОК, УОК, уменьшение ЧСС и РИЛЖ с существенным повышением ОПС и мышечного кровотока. На десятый день выявлено менее выраженные сдвиги МОК, УОК, ЧСС и ОПС при такой же направленности изменений, что и на второй день. Более существенно, чем на второй день увеличился кровоток в мышцах, а системное артериальное давление повышалось. На 30-й день гипокинезии электростимуляция вызывала повышение САД, СрАД, ДАД, МОК, увеличение ЧСС, РИЛЖ, существенное повышение мышечного кровотока и некоторое снижение ОПС. Сравнение гемодинамических сдвигов, возникающих сразу же после окончания сеанса ЭСМ, с таковыми при физической нагрузке говорит о схожести этих изменений.

Полученные в этой серии исследований данные показали, что ЭС антигравитационных мышц во время длительной гипокинезии оказывает профилактическое влияние на аппарат кровообращения, существенно смягчает неблагоприятный эффект длительной гипокинезии на гемодинамику и в какой то степени предупреждает развитие ортостатических нарушений. В то же время остался открытым вопрос о совместимости ЭС с другими профилактическими мероприятиями, об особенностях ее применения и др.

Поэтому исследование эффективности МЭСМ при длительной гипокинезии было продолжено в 30 суточном эксперименте, в котором испытуемые непрерывно находились на строгом постельном режиме в антиортостатическом положении (ножной конец кровати был поднят так, чтобы тело испытуемых находилось под углом 4 градуса к горизонту). Испытуемые были разделены на 3 группы по 3 человека в каждой. Исследуемые 1-й группы сохраняя все время горизонтальное положение ежедневно выполняли комплекс физических упражнений на специальном тренажере с вертикальной "бегущей дорожкой” 2 раза в день по 1часу с 1-х по 24-е сутки и с 25-х по 30 сутки ежедневная работа на тренажере по 1 часу и воздействие отрицательного давления на нижнюю часть тела (ОДНТ) с пиковыми величинами 36-44 мм рт. ст. по 2,5 часа. Лица 2-й группы являлись контрольными. Они находились в тех же условиях, что и обследуемые 1-й группы, но не выполняли тренировочных упражнений. Испы-

165

туемым 3-й группы ежедневно проводилась электростимуляция мышц по той же методике и программе, что описана выше, по 30 мин 2 раза в день.

В течении всего эксперимента и при его завершении выполнялся комплекс медицинских исследований, включавших бортовые методики космических кораблей “Салют” и функциональные пробы с физической нагрузкой и ОДНТ. Ортостатические пробы проводились перед эксперементом, на 25-е сутки (до начала тренировки с ОДНТ) и сразу же после окончания опыта. Эксперимент проводился с участием большого числа специалистов, выполнявших различные исследования и измерения [45,46,51].

Как показали проведенные исследования, контрольное ортостатическое воздействие испытуемые перенесли хорошо. На 25-е сутки пребывания в постели переносимость ортостатического воздействия у всех испытуемых ухудшалась, о чем свидетельствовали субъективные ощущения и объективные показатели испытуемых. В вертикальном положении кожные покровы у испытуемых бледнели, увеличивалась синюшность дистальных отделов рук и ног, дыхание становилось более глубоким, иногда порывистым. У одного испытуемого 2-й группы отмечено предобморочное состояние.

Уиспытуемых 2-й группы увеличилась как ЧСС, так и ее прирост в вертикальном положении по сравнению с горизонтальным. Повысился уровень диастолического АД и в несколько меньшей степени боковое систолическое давление. Уменьшился систолический и минутный объем крови.

Уиспытуемых 1-й группы изменения были несколько менее выражены, чем у обследуемых контрольной группы. Так на 15-й минуте пробы прирост ЧСС в ортостатической позиции по сравнению с горизонтальной превышал подобные показатели контрольного периода в среднем на 12 в минуту, в то

время как у обследуемых 2-й группы − на 29 в минуту.

У обследуемых 3-й группы частота пульса в этот период изменилась всего на 18 в минуту по сравнению с контрольными исследованиями.

После месячного пребывания в постели у испытуемых 2-й группы регуляция кровообращения и дыхания в вертикальном положении еще больше ухудшилась по сравнению с величинами, полученными к 25 суткам гиподинамии. В то же время у обследуемых 1-й группы ритм сердечных сокращений в вертикальном положении сразу после окончания эксперимента был реже, чем на 25-е сутки. Благодаря тому, что уровень минимального АД несколько снизился, а бокового систолического повысился, пульсовая амплитуда достигла даже больших величин, чем при контрольных исследованиях. Увеличился также МОК и УОК по сравнению с показателями на 25-е сутки. Интересно отметить, что в 3-й группе как прирост, так и абсолютный показатель ЧСС был меньший, а УОК и МОК – больше, чем на 25-е сутки эксперимента.

На 3-и и 13-е сутки после окончания эксперимента у всех испытуемых отмечалась тенденция к нормализации ортостатической реакции.

Таким образом, до пребывания в условиях месячной гипокинезии изменения показателей кровообращения и дыхания у испытуемых всех трех групп в вертикальном положении соответствовали реакциям здорового человека.

Изменение реакции кровообращения и дыхания, наблюдавшееся у испытуемых контрольной группы после соблюдения постельного режима, можно расценивать как ухудшение регуляторной способности этих систем. Оно характеризовалось более значительным приростом ЧСС в вертикальном положе-

166

нии, повышением диастолического и снижением пульсового давления, уменьшением систолического объема, кислородного пульса, увеличением легочной вентиляции. Аналогичные результаты наблюдались и в других исследованиях с 20-, 30-, 44- и 62-суточной экспериментальной гипокинезией [9].

По заключению В.С. Георгиевского и соавт. [5] ортостатические показатели у испытуемых 1-й группы на 25-е сутки гиподинамии можно охарактеризовать как незначительное ухудшение, которое было, во всяком случае, гораздо менее выражено, чем у обследуемых 2-й группы. Авторы предполагают, что это было связано с применением физических упражнений. В последние 5 суток опыта результаты реакции испытуемых 1-й группы на ортостатическое воздействие не только не ухудшились, но даже несколько улучшились, что, по-видимому, можнообъяснить сочетанным действиемфизической нагрузкииОДНТ.

Электрическая стимуляция мышц оказала положительное влияние на хронотропную реакцию сердца испытуемых 3-й группы, о чём свидетельствовали меньший прирост и меньшая абсолютная величина частоты пульса в вертикальной позиции по сравнению с показателями у лиц 2-й группы, большая величина ударного объема и кислородного пульса.

Таким образом, месячное пребывание в антиортостатическом положении с ограничением двигательной активности привели к ухудшению регуляции сердечно-сосудистой и дыхательной систем, выявляемое при ортостатическом воздействии. Профилактические мероприятия, проводившиеся в 1-й и 3-й группах, улучшили регуляцию гемодинамики и газообмена по сравнению с контрольной группой.

Таким образом, было показано, что с помощью ЭС, проводимой во время 30-суточной гипокинезии удается поддержать ортостатическую устойчивость [5], физическую работоспособность [47], обмен веществ [48] и другие показатели. Авторы приходят к справедливому выводу, что электрическая стимуляция мышц, как и другие применявшиеся способы, не являются универсальным профилактическим средством, хотя в совокупности с другими методами она может дать положительный эффект, как в длительном космическом полете, так и в клинических условиях.

Методика многоканальной электростимуляции мышц и электростимулятор “Тонус” уже выдержали испытания в космических полетах экипажей на орбитальных станциях “Салют-4”, “Салют-5”, “Салют-6”. Однако оставались не выясненные вопросы по сочетанию ЭСМ с другими защитными и профилактическими средствами, не полностью разработано теоретическое обоснование; особоговнимания требовалатехниканаложенияэлектродов, ихфиксация идр.

В связи с этим исследования в земных условиях были продолжены

[49,50,51,52 и др.].

В.М.Михайлов и В.С.Георгиевский [50] изучали влияние курса электростимуляции мышц во время гипокинезии на ортостатическую устойчивость на 12-и здоровых мужчинах, которые были разделены на 3 группы: 1-я и 2-я – экспериментальные с проведением МЭСМ 5 раз в неделю по 2 раза в день по 25-30 мин. 3-я группа – контрольная. Все испытуемые в течении 7 недель находились на постельном режиме в антиортостатическом положении (голова ниже ног на 4- 6 градусов). Различие между 1-й и 2-й группами заключалось в том, что для электростимуляции 10 групп мышц в 1-й группе использовалось 20 электродов и

167

сохранялись практически все условия ЭС, описанные выше. Во 2-й группе при воздействии нате же10 группмышциспользовалосьтолько12 электродов.

До эксперимента все испытуемые хорошо перенесли ортостатическую пробу на поворотном столе. В результате 45-суточной гипокинезии в антиортостатическом положении ортостатическая устойчивость у испытуемых изменилась по разному: у одного обследуемого контрольной группы на 9-й минуте вертикального положения и двух обследуемых 2-й группы (3 и 7 мин. соответственно) наблюдались предобморочные состояния.

У обследуемых 1-й группы ритм сердечных сокращений и величины АД практически не отличались от исходных, а максимальный прирост частоты пульса стал даже меньше на 8 вминуту. У испытуемых 2-й и3-йгрупп исходный уровень на 10-е сутки достигнут не был: ритм сердечных сокращений все еще превышал фоновыеданные. Максимальныйприростчастотыпульсанаизменениеположения тела был больше в среднем на 6 и 8 в минуту соответственно. Реакции АД у испытуемых 2-й группы не отличались от исходных. У испытуемых контрольной группы уровни систолического и диастолического давления были ниже, а пульсовое давление– всеещеменьше, чемвфоновыхисследованиях.

Таким образом, сравнительный анализ полученных данных показывает, что наименьшее ухудшение переносимости пробы на поворотном столе сразу же после окончания постельного режима отмечалось у испытуемых 1-й группы. У них отсутствовали случаи предобморочного состояния, ортостатическая тахикардия была меньше, чем во 2-ой (Р > 0.1) и особенно в 3-й (P < 0.01) группах. Степень уменьшения пульсового давления на ортостаз была менее выражена. На 10-е сутки периода восстановления реакция сердечно-сосудистой системы у них практически нормализовалась, тогда как у испытуемых 2-й и особенно контрольнойгруппвэтотпериодещененаблюдалосьполноговосстановления.

По данным М.А. Черепахина и соавт. [51] у испытуемых первой группы с помощью ЭСМ удалось предохранить мышцы от атрофии, сохранить объем красных и белых мышечных волокон в икроножных мышцах и повысить на 51,6% статическую выносливость. Е.А. Шапошников и соавт. [52] в этой же группе испытуемых по электрофизиологическим исследованиям установили профилактическое действие МЭСМ, которое проявилось в сохранении показателей возбудимости сегментарных мотонейронов (Н-рефлексометрия) и отсутствии изменений в частотных характеристиках ЭМГ.

Необходимо подчеркнуть, что в исследованиях с 45-суточной гипокинезией доказано, что степень эффективности ЭС мышц как профилактичекого средства при гипокинезии зависит от методики ее применения. Так в первой группе, где МЭСМ проводилась по испытанной в предыдущих сериях исследований методике, обеспечивающей координированные (близкие по структуре к естественным) сокращения сгибателей и разгибателей, исследуемые параметры после 45-суточной гипокинезии были лучше, чем у обследуемых 2-й группы, которым электростимуляцию мышц голени и трехглавой бедра проводили одной парой электродов (как одну мышцу).

В заключение можно сказать, что общим результатом представленных исследований можно считать экспериментальное обоснование применения МЭСМ с целью повышения ортостатической устойчивости человека. Первые две серии исследований показали эффективность МЭСМ при пассивной ортостатической пробе. Основное значение МЭСМ в этих условиях заключается в

168

создании “мышечного насоса” путем координированных сокращений сгибателей и разгибателей голеней и бедер. Показателем эффективности применения МЭСМ являлось сопоставление ортостатических реакций на вертикальную позу вэксперименте сисходными.

При погружении в воду и длительном постельном режиме два фактора – гипокинезия и снижение гидростатического давления столба крови – вызывают функциональные расстройства системы кровообращения, локомоторного аппарата, эндокринной системы, вегетативной нервной системы и высшей нервной деятельности. При этом развивается общая резко выраженная детренированность организма, выражающаяся в первую очередь снижением устойчивости к ортостатическим воздействиям и физической работе. Развивается астения, проявляющаяся утомлением, вялостью, апатией и др. При этом особое значение приобретает нарушение регулирующей роли вегетативной нервной системы − снижение ее трофических функций − возникает общая астенизация нервной системы и регулируемых ею функций. Эти многочисленные расстройства, создающие своеобразный фон для развития различных болезней, объединены в симптомокомплексе так называемой гипокинезической болезни (смотри схему). Вопросы защиты человека от гипокинезической болезни являются, в настоящее время, весьма актуальны. Поэтому наибольшее внимание исследователей уделяло способам повышения общей физической нагрузки и специальных видов тренировки при гипокинезии, направленных на улучшение функций сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата. Все защитные и профилактические средства и методы можно условно разделить на три группы: механические, фармакологические испециальной профилактической тренировки.

По мнению большинства исследователей, ни одно из предлагавшихся из этих групп защитных средств не могут существенно уменьшить вредное влияние гиподинамии на организм человека.

Одно время возлагалось много надежд на разнообразные физические упражнения. Как показали многочисленные исследования последнего времени, большое практическое значение в профилактике и лечении гипокинезических расстройств имеет многоканальная стимуляция органов и систем. Подчеркнем, что полученные результаты многолетних исследований по разработке средств и методов многоканальной электростимуляции показывают, что электростимуляция помогает бороться с гипокинезией (недостаточной двигательной активностью), но не спасает от гиподинамии (недостаточного физического напряжения) т.к. обычной электростимуляции, при всех ее достоинствах, чтобы стать подлиннымоздоровительнымсредством, нехватаетвсе-таки тренировочноготруда.

В настоящее время уже накоплен опыт проведения профилактических мероприятий неблагоприятных воздействий длительной гипокинезии и гиподинамии на организм человека. Длительные пилотируемые полеты на орбитальных станциях показывают, что средства и методы, обеспечивающие повышение активности защитных сил организма, укрепление устойчивости к действию неблагоприятныхфакторов иутомлениюдолжныприменяться комплексно.

Так, комплекс профилактических мероприятий на орбитальных станциях “Салют” включал тренажер типа тредбана (“бегущая дорожка”) с системой фиксации и создания нагрузки по продольной оси тела, велоэргометр, нагрузочный костюм длительного ношения, вакуум комплект в виде брюк для создания отрицательного давления на нижнюю часть тела (ОДНТ), многоканальный электро-

169

стимулятор мышц “Тонус”, функциональную музыку, элементы психорегулирующей тренировки и др. Кроме того, рацион питания имел профилактическую направленность − соответствовал уровням энергозатрат, был сбалансирован по основнымпищевымингредиентам исодержал солевыеивитаминныедобавки.

Опыт космической медицины оказывает свое влияние и на земную медицину. В настоящее время создаются оздоровительно-профилактические и восстановительные комплексы. Некоторые из перечисленных выше средств и методов повышения работоспособности человека путем управления его функциональным состоянием уже используются в практике, другие находятся в стадии внедрения, а третьи нуждаются еще в экспериментальной проверке.

Возможность внедрения различных средств и методов повышения работоспособности определяется как организационными условиями, так и грамотностью использования, а также и глубиной понимания их значения в системе оздоровительно-профилактических и восстановительных мероприятий.

8.5Повышение устойчивости к укачиванию с помощью электростимуляционных афферетных воздействий

Большое количество людей при передвижении водными, воздушными и скоростными наземными видами транспорта испытывают определенные неудобства: у них появляется головокружение, головная боль, усиленное слюнооделение, тошнота, рвота, понижение мышечной силы, нарушение координации движений, ослабление памяти, иногда полная потеря работоспособности. Это своеобразное патологическое состояние организма получило название “морская болезнь”, “укачивание”. В последнее время в специальной литературе укачивание называют болезнью передвижения или кинетозами.

Под укачиванием понимается своеобразная реакция организма человека на действие инерционных сил при передвижении, особенно при резком изменении положения в пространстве транспортных средств. Укачивание связано с нарушением функции вестибулярного анализатора – специализированного образования, имеющегося в процессе эволюции животного мира для анализа положения тела в пространстве, изменения направлений и скорости движения в гравитационном поле Земли.

Устойчивость к укачиванию является важным компонентом профессиональной подготовки персонала работников водного и автомобильного транспорта, авиации, космонавтов, т.к. при укачивании нарушается оптимальное взаимодействие различных систем организма. Особенно подвергаются этому влиянию системы, обеспечивающие пространственную ориентировку, равновесиетела, координацию рабочих движений человека и др.

Многочисленные источники указывают на разную частоту случаев укачивания. Так по некоторым данным в самолетах укачивается 8-12% пассажиров, морской болезни подвержены до 90% лиц, впервые попавших на море, от 40 до 60% моряков подвергаются укачиванию во время шторма. Выраженность соматических, вегетативных и сенсорных компонентов укачивания зависят от величины и интенсивности раздражения вестибулярного аппарата и степени подверженности укачиванию.

Изыскание средств и методов для борьбы с укачиванием началось с незапамятных времен и особенно интенсивно ведется в последние годы. Эти сред-

170

ства и методы условно можно разделить на следующие группы: лекарственные препараты; физическая тренировка вестибулярного аппарата (активная, пассивная и смешанная); усовершенствование технических средств передвижения (повышение скорости самолетов, судов, спрямление дорог и т.д.); целенаправленный отбор контингента работающих в этих условиях и гигиенические мероприятия; физиологические методы повышения устойчивости к укачиванию. Самое большое количество работ посвящено изысканию лекарственных средств против укачивания [53]. Однако, известный специалист в этой области М.Я. Михельсон [54] отмечает, что пределы возможностей лекарственной терапии укачивания не безграничны: “Абсолютного лекарства против укачивания, которое предупреждало бы возникновение болезни движения у любого человека и в любых условиях, пока нет и, возможно, такого лекарства вообще не удастся разработать”. Отметим, что использование фармакологических средств для работников транспорта недопустимо из-за своего побочного действия. Многие фармакологические препараты против укачивания вызывают сонливость, усталость, снижают уровень внимания. Поэтому на втором месте находятся разработки активных (физические упражнения), пассивных (тренажеры) и смешанных методов тренировки вестибулярного аппарата [55].

Многие авторы указывают на необходимость длительной (3-4 месячной) тренировки для достижения устойчивого эффекта. Систематические занятия специальной вестибулярной тренировкой по А.И. Яроцкому [56], (быстрые движения головой) по мнению одних исследователей дают заметные сдвиги уже через 3-4 недели. В то же время другие исследователи говорят о том, что даже трехмесячная тренировка лишь средствами физических упражнений не обеспечивает необходимой устойчивости организма к укачиванию. Поэтому большинство исследователей, изучавших вопросы вестибулярной тренировки, рекомендуют активную тренировку дополнять средствами пассивной. Однако, перерыв в тренировке (один месяц и более) приводит к значительному снижению достигнутых результатов ипрактически тренировкунеобходимоначинать заново.

Реакции организма на вестибулярные раздражения значительно варьируют у разных людей. Поэтому для профессиональной подготовки широко используют отбор из большого контингента людей − лиц, отличающихся очень высокой устойчивостью к укачиванию.

Однако, уровень вестибулярной устойчивости и у этих людей непостоянный, он может варьировать и в разное время быть разным в зависимости от режима профессиональной деятельности, утомления, эмоционального состояния, а также в зависимости от состояния других анализаторов, тесно связанных с вестибулярным аппаратом в осуществлении двигательной реакции [57].

Для предупреждения укачивания больших групп лиц, включая как членов экипажа со средней подверженностью к укачиванию, так и пассажиров морских и воздушных кораблей, отбор и физическая тренировка не решат проблему, как и лекарственные средства. Таким образом, актуальным становится поиск физиологических методов повышения устойчивости к укачиванию или подавления на некоторое время реакции возбуждения. Рядом исследований показано, что при раздражении двигательного, обонятельного, слухового, болевого и некоторых других анализаторов во время укачивания изменяются сенсорные, соматические и вегетативные функции организма. Можно заклю-

171

чить, что функция вестибулярного анализатора неразрывно связана с другими анализаторами.

В.С.Назаренко [58] установил закономерности торможения вестибуловегетативных реакций с помощью сочетанных раздражений обонятельного, слухового и зрительного анализаторов. К.Л.Хилов [57] на основании выявленных закономерностей взаимодействия между вестибулярным и другими анализаторами, высказал предположение о возможности использования “правильного подбора” некоторых раздражителей для торможения вестибуло-вегетативных расстройств у лиц, подверженных укачиванию. В.Г.Базаров [59], развивая идею К.Л.Хилова, доказал возможность практического использования болевых, вкусовых, обонятельных, двигательных раздражений и их комбинаций для повышения вестибулярнойустойчивости вотолярингогическойпрактике.

Л.А.Орбели еще в 1938 г. предложил специальный термин “взаимодействие афферентных систем”. По его мнению, принцип взаимодействия анализаторов является доминирующим в деятельности центральной нервной системы. И лишь на современном этапе в медицине, физиологии труда и спорта ведется обстоятельное изучение проблем взаимодействия различных афферентных систем и анализаторов [ 60,65 и др.]

Большинство работ посвящено изучению взаимодействия зрительного и вестибулярного, обонятельного и зрительного анализаторов с вестибулярным и т.д., тогда как роль кожно-мышечных раздражений при формировании реакции укачивания и в механизмах афферентного синтеза до сих пор остаются недостаточно изученным.

М.Р.Могендович и И.Б.Темкин [66], изучая физиологические механизмы взаимосвязи двигательных и вегетативных функций, отмечают, что высоколабильная система моторного аппарата подчиняет себе в порядке “усвоения ритма” менее лабильный аппарат регуляции внутренних органов, и эта регуляция осуществляется разными уровнями центральной нервной системы. Авторы считают, что анализвзаимоотношений должен решаться впланеучения одоминанте.

И.Г.Загорулько [63], И.М.Фейтенберг [67] пришли к выводу, что взаимоотношения афферентных систем проявляются во взаимном усилении, ослаблении, извращении. Подобные явления рассматривались как нарушения координационного акта взаимодействия афферентных систем.

Клинико-экспериментальное изучение проблемы взаимодействия анализаторов подтвердило наличие сложных взаимозависимых процессов в этой системе. Однако, остается не изученным вопрос о взаимодействии кожного анализатора, как сложной нейродинамической системы, в которую входят кожные рецепторные образования, проводящие пути и соответствующие кожным рецепторам области коры головного мозга, – с вестибулярным и двигательным анализаторами при болезни передвижения, хотя изыскание эффективных способов торможения вестибулярных рефлексов при укачивании представляетсобой большоепрактическое значение.

В исследованиях приняли участие практически здоровые люди в возрасте 19-28 лет, имевшие стаж работы на транспорте (перерыв в работе составлял от 4 до 10 месяцев) − 76 мужчин и 15 женщин со средней степенью подверженности укачиванию. Лица, не подверженные укачиванию и легко укачиваемые, согласно общепринятым условиям испытания различных средств и методов повышения устойчивости кукачиванию, участиявисследования непринимали.

172

Послеопределениястепенивестибуло-вегетативнойизащитно-двигательной реакции на отолитовую пробу каждому испытуемому индивидуально подбиралось такоеколичествовращенийвкреслеБарани, чтобывызватьреакциювторойстепени (10-40 вращений со скоростью 180 град./с). В контроле и опыте у одного и того же испытуемого оставалось одинаковое количество вращений. В течении 2-х дней каждый испытуемый подвергался укачиванию 4-6 раз. Перерыв между вестибулярными раздражениями не менее 30 минут. ЭС проводилась портативными (карманными) стимуляторами типа “Эффект”. Воздействию подвергались кожномышечные образования рук и ног. При этом сохранялся принцип рендомизации. Пороговые раздражения с частотой 1 Гц начинались за 20 с до начала вестибулярногораздраженияипродолжалисьдоостановкикресла.

Изучение изменений вестибуло-сенсорных, вестибуло-соматических и вестибуло-вегетативных реакций под влиянием электростимуляции кожномышечных образований и в контроле при вестибулярных раздражениях показало, что статистически значимые разницы в показателях ведения 10секундного временного интервала, частоты тремора и силы мышц кисти не выявлены, поэтому этот статический материал не приводится. Электростимуляционное воздействие при вестибулярных раздражениях вызывает уменьшение времени вестибулярной иллюзии противовращения (ВИП). В контрольном опыте ВИП равняется 18,91 с, а при ЭС – 15,07. Разница составляет 12,6%, что достоверно по критерию знаков (табл. 8.4).

Анализ изменений показателей ихнографии под влиянием вестибулярных раздражений показывает, что введение дополнительной афферентации с кож- но-мышечных образований (подключение ЭС) позволяет существенно увеличить уровень качественного выполнения двигательного действия (прохождение испытуемыми по прямой линии). Так, разница в контроле и эксперименте по показателю максимального отклонения от нулевой линии составляет 127,5% (P < 0,001), а по среднему отклонению – 300% (P < 0,001). Анализ времени восстановления фронтальной индукционной стабилогаммы после вестибулярного раздражения показал, что электростимуляционное воздействие улучшает этот показатель на 55,6%, вероятность данного утверждение не менее 0,72.

Необходимо также отметить, что частота фронтальной индукционной стабиллограммы уменьшается в период дополнительной афферентации

на 36,1% (P < 0,001).

Таблица 8.4 Изменение физиологических показателей (М±m) после вестибулярных раздра-

жений под влиянием электростимуляции и в контроле (n=12)

173

Амплитуда тремора рук, мм

Данные вегетативных изменений при укачивании не позволяют дать объективную оценку изучаемого средства против укачивания из-за разнонаправленных изменений у различных испытуемых многих показателей. Так, изменения со стороны сердечно-сосудистой системы проявляются учащением или замедлением пульса, увеличением или уменьшением уровня артериального давления, побледнением или гиперемией кожных покровов. Кроме того, не представляется возможным количественно оценивать такие симптомы как тошнота, рвота, головокружения, апатия и др. Поэтому во всех исследованиях испытуемые давали субъективную оценку переносимости вестибулярного раздражения в контроле и с применением электростимуляционного воздействия. Статистическая обработка полученных данных по критерию знаков показала, что из 91 испытуемого у 86 (94,5%, P<0,01) электростимуляционное воздействие пороговой силы на кожно-мышечные образования во время вестибулярного раздражения повысило устойчивость к укачиванию, три человека (3,3%) не отметили какого-либо влияния и два человека оценили это воздействие отрицательно. Это дает нам основание утверждать, что электростимуляционное воздействие на кожно-мышечные образования в время вестибулярного раздражения повышает устойчивость к укачиванию.

Изучение вестибуло-вегетативных реакций под влияние ЭС и в контроле включало в себя и применение метода вариационной пульсографии по Р.М. Баевскому [68]. При этом проводилась электрокардиографическая регистрация 100 сердечных циклов и рассчитывалась Мо (мода - наиболее часто встречающееся в данном ряду значение), АМо (амплитуда моды - количество наиболее часто встречающихся значений в ряду), ∆R-R (абсолютная колеблемость), М∆R-R (среднее значение интервала R-R из всей суммы определенных интервалов), ВПР (вегетативной показатель ритма - отношение АМо на разность между наибольшей и наименьшей длительностью сердечного цикла).

По мнению Р.М. Баевского и соавт. [69] вариационная пульсо-графия является одним из надежных методов исследования функционального состояния системы кровообращения и организма в целом к разнообразным стрессовым воздействиям и отражает степень участия парасимпатического и симпатического отдела вегетативной нервной системы в обеспечении вегетативного гомеостаза.

Приведенные в таблице 8.5 данные показывают, что под влиянием вестибулярных раздражений происходят значительные изменения функционального состояния сердечно-сосудистой системы, характеризующиеся рассогласованием работ водителя ритма. Наиболее это выражено во время вестибулярных раздражений без ЭС.

176

Таблица 8.5 Изменения показателей вариационной пульсографии при вестибулярных

раздражениях и электростимуляции (п=10 чел)

Утверждение основывается на сопоставлении полученных данных с последующим определением достоверности по критерию Стьюдента. Так, наиболее значимые различия получены по показателю абсолютной колеблемости

(∆R-R), разница равняется 0,06 с или 12,8% (Р < 0,01).

Р.М. Баевский [69] рассматривает сумму клеток синусового узла как своеобразную информационну систему, в которой циркулируют сигналы управления. В обычных условиях существует оптимальная настройка синусового узла, определяемая общим состоянием организма. Функция водителя ритма переходит от однойклетки к другой в очень ограниченной зоне, так что с некоторыми вполне определенными колебаниями поддерживается средняя частота пульса. Дыхание смещает определенную настройку синусового узла, в связи с чем каждый последующий сердечный цикл отличается от предыдущего. Таким образом, в информа-ционной системе синусового узла входным сигналом является каждый предыдущий по отношению к каждому последующему сигналу, а дыхание - естественным процессом периодического введения шума в информационную системму синусового узла.

На введение шума система отвечает увеличением времени между сигналом. Чем больше увеличение продолжительности сердечного цикла, тем менее устойчива информационная система синусового узла, тем больше колебания будутнаблюдаться всердечном ритме, тембольшевыраженасинусовая аритмия.

С целью выявления оптимальных кожно-мышечных зон, удобных в различных ситуациях для апликации электродов, был проведен эксперимент в котором электростимуляции подвергались голень и предплечье. В исследованиях приняло участие 12 человек. У них первоначально регистрировалась величина максимального отклонения тела при прохождении после вестибулярных раздражений без электростимуляционного воздействия, затем после воздействия с электростимуляцией предплечья, а далее после стимуляции голени при вестибулярных раздражениях. Данные дисперсионного анализа при однофакторном комплексе (по алгоритму Н.П. Плохинского, 1970) согласуются с субъективными мнениями испытуемых и показывают, что электростимуляционное воздействие во время вестибулярного раздражения позволяет достоверно повысить способность сохранять равновесие и уменьшить вестибуловегетативные реакции при аппликации электродов на кожно-мышечные зоны как голени так и предплечья.

177

Эффективность электростимуляционного воздействия на кожномышечные образования предплечья была проверена в реальных условиях укачивания на местном авиамаршруте.

В исследованиях приняли участие 10 человек, четыре из них подвергались электростимуляции в двух рейсах. Двум пассажирам, испытавшим состояние укачивания на этом маршруте, в следующем рейсе перед посадкой в самолет электроды крепились на тыльную поверхность предплечья. В самолете они подключались к портативному электростимулятору и один из них при первых признаках укачивания подвергался пороговому электрораздражению в течении всего периода укачивания. Второй испытуемый с наложенными электродами служил контролем. В другом рейсе они менялись своими функциями.

Проведенные исследования подтвердили данные, полученные в лабораторных исследованиях. У испытуемых, которым проводилась электростимуляция кожно-мышечных зон предплечья во время укачивания не наступало значительных вестибуло-вегетативных расстройств. Все они благополучно перенесли укачивания, у них не наблюдалось тошноты, рвоты, обильного потоотделения, самочувствие сохранялось нормальное, в то время как в контроле все они перенесли последствие укачивания и в течение нескольких часов отходили от неприятных ощущений, заторможенности, подавленности, пониженной работоспособности.

Весьма интересными как с теоретической, так и с практической стороны являются сообщения [70,71,72] о воздействии импульсным электрическим током на центральную нервную систему (технология центральной электронейрорегуляции - ЦЭЛНЕЙР) с целью повышения вестибулярной устойчивости и сохранения работоспособности моряков в плавании.

8.6Влияние МЭС антигравитационных мышц на регуляцию вертикальной позы

Проблема регуляции вертикальной позы актуальна и имеет важное значение не только при изучении ортостатической устойчивости после космических полетов и при моделировании некоторых факторов полета в земных условиях, но и в клинической практике (при дефиците афферентной импульсации), при обучении человека-оператора и в спортивной практике. Для успешного взаимодействия человека с внешней средой важную роль играет способность сохранять равновесие. Изменения характера проприоцептивной импульсации могут приводить к расстройству локомоторных функций. В серии исследований влияния МЭСМ на ортостатическую устойчивость проверялось ее влияние и на регуляцию позы. В контроле и в опыте (описание условий исследований приведены в параграфе 8.2). Проводились стабилографические и сейсмотреморографические исследования. Испытуемый становился на платформу так, чтобы проекция общего центра тяжести (ОЦТ) проходила через ее центр. Угол между стопами составлял 30-35ОС. Для изучения влияния зрительных рефлексов − при различных наклонах головы. После каждой пробы, продолжавшейся

178

одну минуту, проводили регистрацию колебаний ОЦТ в основной позе − голова прямо, глаза открыты. Оценка проводилась по амплитуде осцилляци (в мм), частоте колебаний и длине кривой (в мм за 1 мин) во фронтальной и сагиттальной плоскостях. При записи треморограммы сейсмодатчик помещали на концевую фалангу указательного пальца правой руки. В положении стоя рука вытягивалась вперед, сидя − испытуемый опирался предплечьем на стол, оставляя свободным лучезапястный сустав. При обработке данных определяли частоту в 1 сек, среднюю амплитуду (в мм) и индекс тремора − частное от деления кривой на длину прямой за одно и то же время. Данные о физиологическом треморе приведены в таблице 8.6.

Как видно из таблицы, параметры тремора в положении стоя и сидя после ортопробы в контроле почти одинаковы. МЭС мышц ног при ортостатическом воздействии привела к уменьшению амплитуды колебаний и индекса тремора как в положении испытуемых стоя, так и сидя, что иллюстрируется рисунком 8.8.

Рис.8.8.Сейсмотреморограммы испытуемого К-ча, записанные на 30-ой минуте после ортостатического воздействия стоя с закрытыми глазами без МЭСМ (верхняя кривая) и с МЭСМ (нижняя кривая).

Можно полагать, что и заметное снижение этих показателей тремора в положении сидя в опыте по сравнению с исследованиями стоя в контроле тоже находятся в прямой зависимости с улучшением регуляции позы под воздействием МЭСМ.

Данные стабилографии показали, что в контроле имела место определенная стабильность частоты и амплитуды колебаний ОЦТ в основной позе. При

179