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

По результатам ЭНМГ исследований для всех групп животных определяли изменения (в %) показателей функционального состояния нервномышечной системы.

1. Результаты опытов 1-ой серии.

Результаты ЭНМГ контроля эффективности ЭС в экспериментах 1-ой серии приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 Изменение электронейромиографических показателей при различ-ной

длительности сеанса электростимуляции.

Рассмотрение представленных данных показывает, что электростимуляция при силе вызываемого ею сокращения мышц до 90% от максимальной в течение 10 минут обладает более высоким физиологическим эффектом, чем аналогичная процедура длительностью 15 минут. Так, при продолжительности сеанса 10 минут величина прироста амплитуды максимального М-ответа (по сравнению с исходной) составила 31,71%, в то время как при 15-минутном воздействии этот показатель уменьшился на 0,44%. Число двигательных единиц при длительности сеанса 10 минут увеличилось на 23,33%, 15 минут – на 0,52%.

Низкие и негативные результаты миостимуляции при 15-минутном воздействии можно объяснить чрезмерной длительностью процедуры, приводящей к переутомлению и истощению нервно-мышечных механизмов (при избранном режиме и интенсивности стимуляции).

Таким образом, наиболее адекватной продолжительностью сеанса миостимуляции у кроликов является 10 минут.

2. Результаты опытов 2-ой серии.

Результаты ЭС мышц подопытных животных контрольной группы диадинамическими токами (приборы типа "Саноматик"), а также результаты миостимуляции подопытных животных экспериментальной группы прибором "Миоритм" (одним каналом) приведены в таблице 4.6. Как показывает сопоставление приведенных данных, ЭС приборами типа "Миоритм" оказывается более эффективной, чем аппаратами, генерирующими диадинамические токи. Под влиянием миостимуляции прибором "Миоритм" на 11% улучшается проводимость по периферическому нерву за счёт укорочения латентного периода М-ответа (отражающего проводимость по двигательным нервным волокнам), увеличивается число функционирующих двигательных единиц (на 27% против 3% при использовании источников диадинамического тока), возрастает ампли-

90

туда максимального М-ответа, то есть максимального мышечного сокращения

(на 33,1% против 13,2%).

После курса электростимуляции мышц-анатагонистов с помощью прибора "Миоритм" величины прироста показателей функционального состояния нервно-мышечных структур составили: для максимальной амплитуды мышечного ответа – 37,2%, для числа функционирующих двигательных единиц – 29,1%, то есть, прирост ещё более увеличился. Следует отметить, что использование приборов "Тонус", "Саноматик" не позволяет провести попеременную стимуляцию мышц-анатагонистов в физиологическом режиме, что также отрицательно сказывается на эффективности применения этих аппаратов

Как показывают полученные в результате проведенной работы данные, применение приборов типа "Миоритм" позволяет достичь более высокого эффекта, чем использование источников диадинамического тока (аппараты "То- нус-1я, " Тонус-21', "Саноматик"). Так, при миостимуляции с помощью прибора "Миоритм" амплитуда максимального М-ответа увеличивается после курса процедур на 33-37%, число функционирующих двигательных единиц возрастает на 27-29% по сравнению с исходным их количеством. При использовании же аппарата "Саноматик" эти показатели увеличиваются соответственно лишь на 13% и 3%.

. Таблица 4.6 Изменение электронейромиографических показателей при электро-

стимуляции приборами «Саноматик» и «Миоритм»

Средние величины регистрируемых показателей

Как известно, показатели электронейромиограммы отражают функциональное состояние нервномышечной системы и свидетельствуют о максимальных функциональных возможностях её. В этой связи существенное увеличение числа функционирующих двигательных единиц в стимулируемых мышцах и амплитуды максимального мышечного ответа является показателем значительного улучшения функционального состояния нервномышечных структур под воздействием миостимуляции с помощью прибора «Миоритм».

Более высокую эффективность, констатированную в этой серии исследований при использовании прибора "Миоритм", следует объяснить тем, что приборы типа "Миоритм" генерируют импульсы, которые ближе по своим па-

91

раметрам к физиологическим, чем диадинамические токи. Они обладают меньшим раздражающим действием, возникающие под их влиянием мышечные сокращения и импульсация в нервах, а также изменения кровоснабжения, более физиологичны. Кроме того, при этом возможно достигать, не превышая болевого порога, более мощных мышечных сокращений, чем при применении диадинамических токов.

Так как приборы "Тонус-1"," Тонус-2", "Саноматик" SX-3 и SX-4 генерируют диадинамические токи, на основании проведенных экспериментов можно утверждать, что выводы, сделанные при сопоставлении физиологического эффекта применения аппарата "Саноматик" и стимулятора "Миоритм", справедливы для всей группы приборов - источников диадинамических токов.

Таким образом, проведенные исследования показали, что стимуляция нервно-мышечных структур приборами типа "Миоритм" значительно эффективнее, чем раздражение их с помощью аппаратов "Тонуо-1"," Тонус-2" и "Саноматик".

Выводы

1.ЭС мышц в зависимости от режима стимуляции может приводить как к положительным, так и к предпатологическим и патологическим функциональным изменениям.

2.Введение АТФ на протяжении всего срока ЭС оказывает нормализующее влияние на функциональные изменения.

3.Для ЭС мышц человека должны быть отработаны строго определённые режимы и проводиться она должна опытными специалистами и соответствующей цели стимуляции аппаратурой.

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ МЫШЦ НА ДВИГАТЕЛЬНЫЕ КАЧЕСТВА

В предыдущей главе проанализированы работы, выполненные на животных, результаты которых показывают возможности метода электрической стимуляции вызывать глубокие морфо-функциональные и биохимические изменения стимулируемых органов и тканей.

Подчеркнём, что данные, полученные биохимическими школами А.В.Палладина и Н.Н.Яковлева, сыграли положительную роль в создании современных биохимических и физиологических основ физической тренировки.

5.1.Адаптационно-приспособительные реакции при физической тренировке

Изучению влияния тренировки на скелетную мускулатуру в настоящее время посвящено большое число работ. Можно считать твёрдо установленным, что повышенная функциональная нагрузка мускулатуры под влиянием трени-

92

ровки ведёт к физиологическому, морфологическому и биохимическому приспособлению, благодаря чему растут резервные силы организма, повышается работоспособность и, вместе с тем, мускулатура защищается от перенапряжения. Структурные изменения выражаются в гипертрофии мышечных волокон, поперечный разрез тренированной мышцы увеличивается и, вследствие этого, увеличивается максимальная сила мышц. Улучшается также капилляризация и обеспечение тренированной мышцы кислородом. Увеличение числа капилляров улучшает кровоснабжение и замедляет кровоток, улучшая использование кислорода. Это выражается у тренированных в увеличении артерио-венозной кислородной разницы. Эти изменения являются существенными предпосылками для повышения работоспособности тренированной мускулатуры. Биохимические изменения, которые возникают под влиянием тренировки, основываются на увеличении мышечного гликогена, АТФ, фосфорной кислоты, содержания миоглобина и др. Ярко выраженные биохимические изменения можно проследить также в минеральном содержании мышц. Кроме того, тренированная мышца имеет не только высший исходный потенциал, но она может глубже исчерпывать свои резервы.

Доказано также, что уровень двигательной активности определяет особенности функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем, уровень обменных процессов, оказывает влияние на нервные процессы.

Значение двигательных процессов для организма, как одного из важнейших факторов среды, наглядно проявляется при гипокинезии.

Высокий уровень спортивных результатов приводит к повышению интенсивности и объёма тренировочных занятий, приближая их к предельным. Однако жизнь выдвигает всё новые требования к дальнейшему повышению рекордов, а значит, и уровню тренированности. Последний вызывает необходимость ещё больше увеличить эффективность тренировки.

Повышение работоспособности спортсмена является основной проблемой комплекса наук, разрабатывающих теоретические основы и практические рекомендации в области спортивной тренировки. В настоящее время основной акцент в этом направлении делается на большие физические нагрузки и режим их чередования. По степени своего воздействия большие нагрузки уже подошли к границам физиологических возможностей и в связи с этим центр тяжести проблемы переместился в сторону чередования работы с отдыхом, т.е. оптимального планирования тренировочных нагрузок с учётом состояния организма в восстановительном периоде.

Используя различные средства и методы восстановления (активный отдых, фармакология, психотерапия и т.п.) количество тренировочных занятий доведено до такой степени, что социальная ценность спортсмена понижается. Кроме того по мере повышения тренированности адаптационные изменения становятся фактором, тормозящим дальнейшее её повышение [1]. В связи с этим возникает необходимость поиска других путей и средств воздействия на организм спортсмена, которые в определённой мере могли бы исправить указанные выше положения при сохранении и дальнейшем повышении уровня подготовленности спортсменов.

93

Одним из возможных путей решения указанной проблемы может явиться использование метода многоканальной электростимуляции мышц.

5.2Теоретические предпосылки применения метода МЭСМ для повышения двигательных качеств

Вработе известных специалистов в области физиологии двигательной активности Дж. Уилмора и Д. Кастилла [2] наиболее полно, ясно и понятно, без излишней детализации изложены современные знания по разнообразным аспектам физиологии двигательной активности в целом. Наиболее важным, на наш взгляд, является то, что авторы сумели объединить вокруг физиологии достижения и других дисциплин – морфологии, биомеханики, биохимии, спортивной медицины, общей теории физического воспитания и спортивной тренировки. Относительно использования электростимуляции в тренировочном процессе авторы говорят: «Мышцы можно стимулировать, пропустив через них или двигательный нерв электрический ток. Этот метод (электростимуляция) весьма эффективен для предотвращения значительного снижения силовых качеств и размеров мышц при иммобилизации конечностей, а также восстановления силовых способностей в период реабилитации. Он также используется в процессе подготовки физически здоровых испытуемых (включая спортсменов), поскольку способствует развитию мышечной силы. Однако прирост силы, который даёт метод электростимуляции, не намного превышает тот, который имеет место при использовании традиционных методов. Спортсмены используют этот метод в качестве дополнения к обычным программам силовой подготовки, однако, как показывают результаты исследований, такая практика не даёт ощутимых результатов с точки зрения дополнительного увеличения уровней силы, мощности или повышения спортивных результатов» ([2], стр. 77).

Предпосылкой для использования ЭС для активизации нервно-мышечных структур здорового человека с целью повышения их функциональных возможностей является тот факт, что природа искусственно сформированных сигналов и нервного импульса одна и та же – электрическая. Кроме того, имеется огромный опыт человечества по применению ЭС во многих заболеваниях.

Вспортивной практике мы не сталкиваемся с патологией, но перспектива повышения функциональных возможностей нервно-мышечной системы здорового человека представляется весьма интересной, если ещё и учитывать, что ЭС имеет ряд важных преимуществ по сравнению с другими методами неспецифического воздействия на организм. Это – избирательное воздействие на отдельные группы мышц, отсутствие токсических агентов, отрицательного воздействия (после более двухсотлетнего применения в клинике), нарушений целостности организма. Кроме этого, сила и длительность воздействия легко поддаётся дозировке и весьма просты в управлении. Появившиеся сообщения о методических поисках и первых результатах ЭС здоровых мышц свидетельствовали о возросшем интересе к этой проблеме [3...13].

94

Несмотря на то, что прямое воздействие электрическими импульсами на нервно-мышечные структуры с целью управления определёнными сдвигами применяется в учебной практике около 200 лет, этот вопрос менее изучен и более трудный, чем использование электронных средств для оценки функционального состояния организма. В его решении чисто технические аспекты исследований переплетаются с физиологическими, медико-биологическими.

Важно подчеркнуть, что исследование возможностей использования ЭС для повышения двигательных качеств здорового человека ни в коем случае не означает отказа от физических упражнений или их замены. ЭС должна рассматриваться как вспомогательный метод управления физическим состоянием человека, в частности повышения его работоспособности. Этот результат может быть достигнут под влиянием одного сеанса воздействия – срочный эффект, достигаемый путём повышения возбудимости нервно-мышечного аппарата, или же в итоге суммирования следов многократного воздействия – кумулятивным эффектом воздействия.

Сложность управления физическим состоянием заключается в том, что мы не можем в настоящее время с математической чёткостью описать те биохимические, физиологические и биофизические процессы, которые протекают в организме, в различных органах и тканях под воздействием различных агентов окружающей среды. Подобное управление возможно только опосредованно. Фактически мы управляем лишь действиями. В зависимости от вида действия вызывается тот или иной срочный эффект последействия, и лишь сочетания большого числа срочных эффектов приводит к желаемому результату.

Тренировочный эффект гораздо эффективней при дифференцированном воздействии на каждую из функциональных систем. Это сохраняет время подготовки спортсмена и позволяет достичь более высоких показателей, чем при обычной форме проведения тренировочных занятий.

Общеизвестно, что при максимальных мышечных усилиях человек не может проявить свой «физиологический предел», так как существует «психологический предел». Благодаря охранительному торможению в организме никогда не используется «запас прочности».

Зимкин Н. В. [14] говорит, что при максимальных мышечных усилиях центральная нервная система посылает к мышцам импульсы, вызывающие в них развитие не максимального, а лишь частичного напряжения. Это объясняется тем, что по механизму работы мышца не представляет собой единого целого [15]. Она состоит из нейромоторных единиц неодинаковых размеров. Нейромоторная единица, состоящая из одного мотонейрона и от 1-3 до нескольких сот и даже тысяч мышечных волокон, работает как единое целое: импульсы, посылаемые мотонейроном, приводят в действие все мышечные волокна, входящие в её состав. Чем больше нейромоторная единица, т.е. чем больше мышечных волокон иннервирует мотонейрон, тем больше её вклад в общее напряжение мышц. Физиологические факторы, оказывающие влияние на мышечную силу, весьма многообразны. Наиболее существенным, обуславливающим проявление значительной мышечной силы, является степень моби-

95

лизации моторных функциональных единиц, осуществляющих данный двигательный акт [16,2,4]. В связи с этим для эффективной тренировки необходимо одновременное включение в деятельность возможно большего количества нейромоторных единиц, т.е. их синхронизация. Но нейромоторные единицы, входящие в состав мышцы, включаются в активность по-разному, в зависимости от их размеров: малые единицы активны при малых напряжениях, а большие – только при больших напряжениях. Следовательно, тренировка больших нейромоторных единиц может обеспечиваться только при очень больших напряжениях мышц.

Вспомогательные упражнения, используемые в системе тренировки, увеличивают силу мышц и их массу. Но, с другой стороны, они не укрепляют сложный координационный навык основного движения, а скорее расшатывают его (увеличение массы тела, снаряда, плавание на одних руках, ногах и т.д.). Кроме того, общеизвестно, что максимальная мышечная сила и скорость её проявления находятся в обратной зависимости: чем выше скорость, тем меньше проявленная сила и наоборот. Поэтому при использовании вспомогательных упражнений для развития силы не исключается возможность замедления скорости сокращения.

Salmons, Vrbova [17,18] показали, что с помощью электрических импульсов можно избирательно влиять на нервно-мышечные структуры: фазные мышцы по скорости сокращения можно приблизить к тоническим и наоборот.

Доказано [19,20], что если мышцу стимулировать электрическим током, то она развивает усилия на 20-35% больше, чем при максимальном волевом сокращении. Эти усилия можно удерживать значительно дольше и повторять большее количество раз, так как утомление наступает в несколько раз медленнее, чем при волевых сокращениях. Причём те нейромоторные единицы, которые при волевых сокращениях труднее всего удерживать в активном состоянии, под воздействием ЭС возбуждаются и включаются в работу в первую очередь. Это объясняется тем, что длинные, параллельно расположенные и способные к динамическим действиям мышечные пучки с магистральным типом ветвления нервов, расположены у человека поверхностно [21, 22].

Вестественных условиях сигналом к сокращению является импульс, который по своей природе электрический. Искусственно сформированные электрические импульсы, подводимые к мышце через поверхностные электроды, позволяют активизировать весь сократительный аппарат и, в первую очередь, высокопороговые двигательные единицы, расположенные у поверхности мышц. Систематические сокращения с большим механическим ответом, чем волевые, могут удерживаться дольше и повторяться большее количество раз, так как они происходят без каких-либо усилий со стороны спортсмена, дают рост мышечной силы значительно больше и быстрее.

Висследованиях на животных доказано [23], что под влиянием ЭС задних корешков спинного мозга увеличивается количество и размер синапсов на мотонейронах, а это, как известно, повышает возбудимость нервно-мышечного аппарата. Это даёт право полагать, что ЭС вовлекает в действие ряд систем

96

2. Определить рациональную последовательность, взаимосвязь и приемственность тренировочных средств как в годичном, так и в многолетнем периодах тренировки.

Автор приводит принципиальную схему организации специальной силовой подготовки. На рис. 5.1 показан вклад тех или иных тренировочных средств (условно обозначенных на рисунке a, b ,c) в развитие ведущей двигательной способности).

Проанализировав имевшийся в то время опыт использования электростимуляционной тренировки (по методике В.А.Хвилона и Я.М.Коца) в условиях подготовки спортсменов высокой квалификации (главным образом в ско- ростно-силовых видах спорта) Ю.В.Верхошанский сделал вывод :

"Метод электростимуляционной тренировки имеет высокую эффективность и ряд преимуществ в развитии силы, хотя он и не может считаться абсолютным, методические основы еще не разработаны, применение метода возможно только при наличии соответствующих условий и требует квалифицированного обслуживания, должен иметь определенное место в рамках годичного тренировочного цикла, применяться в сочетании с другими методами развития силы мышц и главным образом в подготовке высококвалифицированных спортсменов."

Отметим, что эффективность применения методики стимуляции, разработанной В.А. Хвилоном [3] и Я.М.Коцом [4] проявляется (наблюдается) только в тех условиях, где логические рассуждения и практика спортивной тренировки не вступает в противоречия:

V = (F*t)/ M

Это подтвердил в своих экспериментальных исследованиях В.Б. Ясюнас [7]. Силовая подготовка имеет важное значение для успешной спортивной и

профессиональной деятельности, для реабилитации больных при длительной гипокинезии и поддержании двигательных способностей у людей пожилого возраста. Однако такое утверждение остается лишь декларацией, если за ним не следуют совершенно конкретные методические положения, определяющие роль и место конкретной методики силовой подготовки. Поэтому одной из задач нашего исследования было изучение влияния электростимуляции на изменения максимальной произвольной силы отдельных мышечных групп здорового человека.

На первом этапе исследования были проведены на 18 спортсменах II и I спортивных разрядов различных специализаций. Объектом исследования была трехглавая мышца плеча. Спортсмены были разделены на три группы по 6 человек: I – контрольная, II и III, кроме обычной спортивной тренировки, как в 1- ой группе, дополнительно проводилась ежедневно «пассивная» (II группа) и «активная» стимуляция по 20 минут в течение 3-х недель. Понятие «пассивная» означает, что напряжение и расслабление мышц происходило без волевых усилий испытуемых. При «активной» стимуляции во время напряжения трехглавой мышцы, вызванного раздражением импульсами, испытуемый волевым усилием напрягал двухглавую мышцу плеча и пытался «растянуть» сокраща-

98

ющуюся трехглавую. В обеих экспериментальных группах напряжение мышц было максимально возможным (по субъективным ощущениям каждого испытуемого). В экспериментальных группах проведено по 16 сеансов ЭС. Одновременно стимулировались мышцы правой и левой руки. Сокращения вызывались асинхронно – левая напряжена, правая расслаблена и наоборот. Период напряжения-расслабления составлял 4 секунды (1,8 с – напряжение, 2,2 с – расслабление). За каждый сеанс стимуляции испытуемый исполнял по 300 напряжений каждой рукой. Неприятных ощущений при прохождении электрических импульсов испытуемые не отмечали.

До и после опыта у всех испытуемых определяли максимальную силу трехглавых мышц по А.В.Коробкову и соавт. [26] и периметр плеча при расслабленном и максимально напряженном состоянии исследуемой мышцы. Результаты исследований по этим показателям приведены в таблице 5.1.

Как видно из приведенной таблицы, в контрольной группе за 3-х недельный период статистически достоверных изменений мышечной силы и периметра плеча не наблюдалось. Во II и III группах в течение этого периода под воздействием 16 сеансов ЭС наблюдается статистически достоверное увеличение этих показателей по сравнению с контрольной группой. Различия между II и III группами статистически не достоверны. Минимальный прирост силы в экспериментальных группах составил 13,6%, максимальный – 36%, что в абсолютных величинах соответствует 3 и 9 кг.

Таблица 5.1 Изменение периметра и силы мышц под воздействием 16 сеансов ЭСМ (в %)

P>0,0

Таким образом, эти исследования показали, что ЭС нервно-мышечных образований человека существенно увеличивает изометрическую силу и периметр мышц здоровых людей.

99