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

натрия и калия таковы, что можно предположить нарушение водного баланса, в результате чего может наступить снижение работоспособности. Субъективно спортсменами ощущалось ощущение жажды.

Таблица 5.7 Влияние МЭСМ на активность каталазы и альдолазы крови

(М ± m; n = 5).

Условия	Контроль	Вторая группа		Третья группа	Четвёртая
Исследо–		13 сеансов		19 сеансов	группа
ваний					22 сеанса
		Каталаза
До
нагрузки	7,0±0,2	13,1±0,7		8,6±0,3	6,2±0,2
После
нагрузки	9,5±0,4	14,4±0,7		8,8±0,4	5,5±0,2
		Альдолаза
До
нагрузки	6,6±0,2	7,5±0,3		9,7±0,3	7,5±0,3
После
нагрузки	7,3±0,3	9,9±0,4		8,9±0,3	6,5±0,4

П р и м е ч а н и е. Активность каталазы мг Н2О2, расщеплённой ферментом, содержащимся в 5 мкл крови, активность альдолазы – в единицах ТВЕ; различия при сравнении показателей контрольной и соответствующих групп спортсменов везде достоверны.

Изменения, подобные описанным, обнаружены и при исследовании пловцов высших разрядов, которым проводилась 12 канальная ЭС по моделям браса, дельфина и вольного стиля, на группах мышц спины и проксимальных группах мышц бёдер и плеч [38]. Сеанс ЭС проводился в течении 20 минут, испытуемые при этом находились в горизонтальном положении. По сравнению с гимнастами, отличие заключалось в том, что у пловцов стимуляции подвергалось одновременно в два раза больше мышечных групп, а физическая нагрузка сводилась только к разминке в воде до 1200 метров. Все пловцы были распределены на 4 группы: первая контрольная, вторая - 13 сеансов ЭС, третья - 19 сеансов, четвёртая - 22 сеанса. При проведении исследований было обнаружено, что дорабочая активность каталазы у спортсменов второй группы по сравнению с контрольной возрастает на 99,5% и активность альдолазы на

13,4% (табл. 5.7).

В этой же группе отмечается снижение дорабочего содержания натрия и калия в крови соответственно на 19,4% и 11,1%. Одновременно наблюдается снижение их выведения с мочой. Концентрация кальция в крови повышается, а выведение его с мочой снижается. В третьей группе наблюдается большое снижение дорабочей активности каталазы по сравнению со второй группой, но она выше, чем в контрольной на 22,6%. Активность альдолазы на много выше,

120

чем у испытуемых третьей группы, по сравнению с обеими группами (по сравнению с контрольной это увеличение составляет 45,9%). Содержание натрия и калия незначительно выше во второй, но ниже чем в контрольной. Выведение натрия с мочой увеличено на 15%, а калия снижено на 8,5%. В четвёртой группе активность каталазы самая низкая – на 11,1% ниже, чем в контрольной. Активность альдолазы намного ниже, чем в третьей, но всё же остаётся на 13,2% выше, чем в контрольной. Содержание натрия в крови испытуемых четвёртой группы на 18% ниже, чем в контрольной, в моче почти такое же. Содержание калия намного ниже в крови и в моче. Соотношение натрия к калию в крови во всех группах почти одинаково, в моче оно более высокое в третьей и четвёртой группах (табл. 5.8).

Таблица5.8 Содержание электролитов в крови в зависимости от количества сеансов

МЭСМ (в мэкв/л; М ± m; n = 5)

		Вторая			Третья		Четвёртая
Условия		группа -					группа
	Контроль		Р2		группа -	Р3		Р4
исследования		13 сеан-					- 22 сеан-
		сов			19 сеансов		са
			Натрий
До нагрузки	124,0±6,1	100,0±3,1			107,0±5,3		112,0±5,6
После	96,0±5,4	80,0±4,9	<0,05		93,0±3,1	<0,05	77,0±3,4	<0,05
нагрузки	<0,05	<0,05	<0,05		<0,05	>0,05	<0,05	<0,05
Р
			Калий
До нагрузки	47,0±1,5	41,8±1,7			43,8±2,1		39,7±1,6
После			<0,05			>0,05		<0,05
	38,5±1,4	32,3±1,2			34,9±1,2		34,3±2,0
нагрузки	<0,05	<0,05	<0,05		<0,05	<0,05	<0,05	<0,05
Р
		Натрий/калий
До нагрузки	2,64±0,08	2,39±0,05			2,44±0,07		2,82±0,11
После	2,49±0,09	2,48±0,05	<0,05		2,67±0,07	>0,05	2,24±0,10	<0,05
нагрузки	>0,05	>0,05	>0,05		<0,05	<0,05	<0,05	<0,05
Р
			Кальций
До нагрузки	7,8±0,2	8,4±0,3			8,6±0,3		8,4±0,4
После			<0,05			<0,05		<0,05
	7,4±0,2	8,1±0,3			7,9±0,3		7,6±0,5
нагрузки	>0,05	>0,05	<0,05		<0,05	<0,05	<0,05	>0,05
Р

Примечание: Р2, Р3, Р4 – вероятность различия при сравнении показателей контрольной и соответствующих групп спортсменов.

Под влиянием тренировочной нагрузки большей по объёму и средней по интенсивности определяемые показатели во всех группах изменя-

121

лись по разному. В контрольной и второй группах активность обоих определяемых ферментов повышается, но альдолазы больше. В третьей группе наблюдается снижение её активности. Активность каталазы о стаётся почти без изменений, лишь проявляет тенденцию к увеличению. В четвёртой группе активность обоих ферментов снижается. В крови происходит снижение содержания натрия, калия и кальция во всех группах, но во второй оно наименьшее. Соотношения Na/K во всех группах не претерпевают больших изменений за исключением четвёртой. Выведение определяемых ионов с мочой снижается во всех группах, кроме натрия во второй и кальция в четвёртой, где наблюдается их увеличение. Соотношение Na/K в моче повышается во всех группах, кроме третьей.

Полученные данные показывают, что различное количество сеансов МЭСМ оказывает неодинаковое действие на организм.

Тринадцать сеансов МЭСМ вызывают наибольшее повышение аэробных возможностей. Параллельно наблюдается увеличение жизненной ёмкости лёгких на 5,5%. У спортсменов этой группы улучшаются и анаэробные возможности, что подтверждается приростом скоростных показателей по тесту в плавании два раза по 25 метров (по В. В. Вржесневскому, 1966) до 60% на фоне повышенной реакции сердечно-сосудистой системы на нагрузку и возросшей скоростной выносливости (t1-t2). Одновременно наблюдаемое наименьшее изменение определяемых ионов может говорить о более высокой тренированности спортсменов этой группы. Эти спортсмены улучшили результаты на дистанции 100 м на 4%.

Девятнадцать сеансов ЭС приводит к большему возрастанию анаэробных возможностей организма, чем аэробных по сравнению с контрольной группой. Однако, уменьшение активности альдолазы, вызываемое нагрузкой, говорит о том, что организм по каким-то причинам не может использовать возросшие анаэробные возможности. В то же время нагрузка вызывает очень большие изменения в содержании электролитов.

После 22 сеансов содержание ионов в крови и моче резко падает. Следует отметить, что при этом наблюдается увеличение выделения кальция с мочой под влиянием нагрузки, характерное, обычно, для гипокинезии [39]. Это же количество сеансов вызывает снижение аэробных возможностей организма. Под влиянием нагрузки наблюдается дальнейшее их ухудшение, наряду со снижением анаэробных возможностей. Такие изменения могут свидетельствовать о начинающейся перетренировке. В литературе есть данные, показывающие, что общей чертой утомления, лимитирующего работоспособность и перетренировки, является угнетение ряда ферментных систем и, прежде всего, ферментов окислительных процессов.

По данным педагогических показателей спортсмены третьей и четвёртой групп улучшили свои результаты на 1,7%. Тест в плавании 2 раза по 25 метров показывает, что скоростные показатели возросли на 2,8%, но наблюдается тенденция к ухудшению скоростной выносливости (по разнице t1-t2). Жизненная ёмкость лёгких увеличивается незначительно – на 1,9%.

122

Педагогические наблюдения говорят о том, что спортсмены, принявшие 19-22 сеанса многоканальной ЭС чувствуют усталость.

Полученные данные позволяют сделать следующие выводы:

1.ЭС в режимах, использованных в данных исследованиях после четырёх недель применения (или 13 сеансов), но со значительно большим количеством стимулируемых мышц, повышает интенсивность окислительных процессов и способствует сохранению водно-солевого гомеостаза. Это нашло своё отражение в улучшении спортивных результатов. Такое применение многоканальной ЭС может сократить продолжительность тренировочного занятия.

2.Продолжительная ЭС (семь недель или 22 сеанса, но со значительно большим количеством стимулируемых мышц) может вызвать нежелательные изменения в организме, близкие к перетренировке, в связи с чем этот дополнительный фактор в тренировочном процессе следует применять с большей осторожностью.

3.Для более широкого использования МЭСМ необходимо проверить её действие в других режимах, а так же попытаться выяснить механизм её действия на организм.

ГЛАВА 6. ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА И НЕКОТОРЫЕ РЕАКЦИИ СЕРДЕЧНОСОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПРИ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ.

Исследования газообмена и затрат энергии при решении многих вопросов физиологии в норме и патологии, в покое и при мышечной деятельности человека и животных имеет большое теоретическое и практическое значение, так как все формы проявления жизни всегда неразрывно связаны с превращением энергии. Поэтому исследование энергетики в клинике, физиологии труда, спорта, космической физиологии занимают значительное место.

Многие явления, связанные с мышечной работой, регулируются еще не до конца выясненными физиологическими и биохимическими механизмами. Но можно с уверенностью сказать, что малая способность организма к накоплению кислорода требует, чтобы этот элемент, необходимый для аэробных процессов в организме, поступал из атмосферы и что основным источником всей расходуемой энергии, независимо от интенсивности или длительности работы, является окисление горючего материала. При всех видах работы энергия затрачивается со скоростью, которая пропорциональна ее интенсивности. Однако, потребность организма в кислороде может опережать расход энергии во время работы, в связи с чем возникает “кислородная задолженность”, которая должна быть возмещена в период восстановления.

Величина энергозатрат в покое зависит от степени развития мускулатуры, а сокращения мышц оказывают влияние на энергозатраты даже тогда, когда

123

мышцы не производят серьезной работы. Например, наблюдалось повышение энергетического обмена при раздражении двуглавой мышцы плеча электрическим током без всякой нагрузки [1, 2]. При электротерапии импульсными токами низкой частоты отмечены колебания величины энергозатрат во время сеансов и снижение ее после стимуляции [3].

Gogswell, Browner [4] установили, что при стимуляции 6-7 групп мышц потребление кислорода, частота сердечных сокращений и артериальное давление увеличиваются незначительно, а на 5-й минуте после прекращения стимуляции приходят к норме. Других работ, где бы изучался энергообмен и реакции сердечно-сосудистой системы при электростимуляции нам обнаружить не удалось. Между тем, исследования реакции целостного организма по наиболее интегративным и информативным показателям, какими являются потребление кислорода и реакции сердечно-сосудистой системы, при электростимуляции больших мышечных групп представляют значительный теоретический и практический интерес.

Рис. 6.1. Реакция сердечно-сосудистой системы и потребление кислорода под влиянием электростимуляции.

1 – систематическое артериальное давление (АД Мх), 2 – частота сердечных сокращений (ЧСС), 3 – диастолическое артериальное давление (АД Мп), 4

– потребление кислорода (О2).

Для изучения изменения потребления кислорода (О2) , частоты сердечных сокращений (ЧСС) и артериального давления (АД) при стимуляции основных мышц нижней половины тела было проведено 60 исследований на практи-

124

чески здоровых мужчинах в возрасте 28-30 лет. У испытуемых в условиях стандартного обмена (по Гаррисону-Бенедикту), определялись исходные данные поглощения О2 на оксиспирографе “Мета 1-25Б”, частота сердечных сокращений по ЭКГ, АД по Короткову. Затем на сгибатели и разгибатели туловища, бедер и голеней накладывались электроды по схеме, приведенной ранее. Электростимуляция проводилась при помощи многоканального электростимулятора ПСМ-2М.

Параметры импульсов подбирались индивидуально для каждого испытуемого и для каждой группы мышц и были такими, что позволяли вызывать сокращения мышц, составляющие примерно 90-100% 10% от максимального волевого. Частота сокращений равна 20 в минуту, длительность пачек импульсов – 1,5 сек., то есть, фаза напряжения мышцы была равна времени ее расслабления. ЭС сгибателей и разгибателей производилась в последовательности, характерной для естественных движений конечностей. Сеанс ЭС длился 40 минут. Потребление О2 регистрировали через каждые 10 минут, а ЧСС и АД через 5 минут на протяжении всего сеанса ЭС и с первой по пятую, а также с десятой по пятнадцатую минуту в восстановительном периоде. Кроме того, была проведена серия экспериментов с длительным исследованием этих показателей в восстановительном периоде. В этой серии испытуемые при строгом соблюдении условий стандартного обмена исследовались в течение 2-х часов до и после ЭС.

Результаты исследований показывают, что многоканальная ЭС основных групп мышц нижней половины тела вызывает повышение потребления О2 от 10 до 150 мл/мин., (в среднем 70 мл./мин.) ЧСС от 2 до 9 в минуту (в среднем – 3), АД от 5 до 15 мм рт.ст. (в среднем 7 мм рт.ст.) по сравнению с покоем. Средние данные представлены на рисунке 6.1.

Необходимо отметить, что у лиц, впервые подвергавшихся ЭС, эти показатели бывают обычно гораздо выше приведенных. Это, по-видимому, связано с проявлениями ориентировочного рефлекса, (“Что такое?” по И.П.Павлову), сопровождаемого, как известно, усилением дыхания, учащением сердцебиения, повышением мышечного тонуса и др. В наших исследованиях первый сеанс считался “ознакомительным” и его показатели не учитывались.

Как видно из приведенных на рисунке 6.1. данных, потребление О2 на 1020 минутах МЭСМ превышает исходный уровень на 20% . В дальнейшем наблюдалась тенденция к понижению – на 30 минуте это составляло 18,7%, на 40 – 16.4% (снижение статически недостоверно, (t<95%). Характер индивидуальной кривой потребления О2 бывает различным, что, в частности, показано на рисунке 6.2. В большинстве случаев после начала ЭС этот показатель достигает максимума и держится на этом уровне до конца сеанса. У некоторых испытуемых максимум достигался на 18-20 минутах, после чего этот показатель несколько снижался к 40 минуте, то есть к моменту окончания ЭС. В отдельных случаях максимум потребления О2 достигался лишь к концу сеанса.

Изменение ЧСС было во всех случаях однотипно, его увеличение зависило от числа ударов в покое и в среднем составляло 5%.

Исследования характера сдвигов в циркуляторном аппарате при воздействии МЭСМ в условиях 30-суточной гипоконезии [5] выявили, что величина

125

сдвигов зависит от количества стимулируемых мышц. Характер изменений и их величины совпадают с нашими данными, полученными при МЭСМ в условиях нормальной двигательной активности [5]. Но авторы [5] пришли к выводу, что по мере увеличения сроков ЭС величина прироста ЧСС в момент ее проведения увеличивалась. Так в момент проведения первого сеанса МЭСМ максимальный прирост частоты пульса у одних испытуемых составлял 2 уд/мин, а через две недели 14 уд/мин. По-видимому, здесь большую роль играет увеличение сроков гипокинезии, а, возможно, и то и другое.

АД в среднем увеличивалось на 4-5% в начале сеанса и достигало 8-7% к 40 минуте ЭС.

Л / мин

12

11

10

9

8

7

6

5
4
3												t
5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65

Рис. 6.2. Изменение минутного объема дыхания при многоканальной электростимуляции мышц четырех испытуемых (средние данные 8-2 наблюдений для каждого)

АД под воздействием МЭСМ во время длительной гипокинезии изменялось несколько иначе. В начале гипокинезии максимальный прирост систолического давления оказывался выше, чем на последующих этапах с проведением такой же процедуры. У того же испытуемого С-на , к примеру, в первый день максимальный прирост систолического и диастолического АД составлял соответственно 20 и 12,5, через две недели – 11 и 8, а к концу эксперимента – 9 и 5 мм рт.ст.

Восстановительный период протекал по-иному, не так, как обычно это имеет место после волевых мышечных сокращений. У всех испытуемых потребление О2 после электрического воздействия к 5 минуте возвращалось к исходным величинам. В 85 % случаев его потребление уже на 10-й минуте после окончания

126

МЭСМ было ниже исходного уровня на 15-115 мл/мин, то есть снижение составляло в среднем 15 %, а к концу двухчасового наблюдения – до 25 %.

Вентиляция легких при МЭСМ увеличивается незначительно. Наблюдается линейная зависимость между минутным объемом дыхания и количеством потребляемого О2 за 1 минуту. Под воздействием МЭСМ частота дыхания увеличивается незначительно (на 1-3 вдоха). При навязывании ритма брюшному прессу с помощью ЭС, несмотря на измененную частоту дыхания, минутный объем дыхания и потребление О2 остаются такими же, как и при произвольном дыхании во время ЭС. Это достигается за счет уменьшения дыхательного объема. На рисунке 6.2 приведены характерные кривые изменения минутного объема дыхания четырех испытуемых при ЭС 10-и групп мышц нижней половины тела. Изменение потребления О2 при этом у них по характеру повторяет приведенные кривые. На рисунке 6.3 приводятся спирограммы испытуемых Ш. и П. Эти данные говорят о возможности использования ЭС в отдельных случаях для управления дыхательными функциями.

2

1

	3	А
		4
		30 сек

1

2

3

Б

Рис. 6.3. Спирограммы обследованных Ш и П. А – обследованный Ш.: 1

– в покое, 2 – при электростимуляции восьми групп мышц; 3 – то же самое, что и второе, но с навязанным ритмом дыхания (стимуляция мышц живота); 4 – после остановки электростимуляции. Б – обследованный П.: 1 – в покое, 2 – при электростимуляции, 3 – после остановки электростимуляции.

Однако, то обстоятельство, что организм при ЭС почти половины мышечной массы реагирует лишь незначительным повышением энергетического обмена, ЧСС и АД, на наш взгяд, заслуживает особого внимания. Ибо, если рассматривать МЭСМ только по проявлению механического эквивалента совершаемой работы, то следует признать, что физическая работа с такими энерготратами, которые мы наблюдали во время стимуляции, вряд ли могла бы привести к ка-

127

ким-либо существенным структурным и биохимическим перестройкам мышц. В то время, как это следует из многочисленных работ (особенно по биохимии), ЭС обеспечивает значительные структурные и функциональные изменения в мышцах.

Из работы Grafe [11] известно, что пассивные движения сопровождаются гораздо меньшими энергетическими затратами, чем произвольные сокращения даже меньших мышечных групп. При быстрых и медленных сокращениях энергозатраты несколько выше, чем при средних [8]. Меньшие энергозатраты при отрицательной работе Asmussen [9] объяснят выполнением меньшего объема мышечной работы. Hill [10] развил мысль о способности мышцы превращать механическую работу в потенциальную энергию химических соединений, т.е. мышцы способны синтезировать те химические соединения, которые могут быть использованы как источник мышечной энергии. При раздражении электрическим током денервированых мышц повышения энергозатрат не происходит [12]. Следовательно, произвольные движения рефлекторным путем вызывают повышение энергетических затрат организма. А по мнению Steinbach [3] незначительное потребление кислорода при ЭС связано с угнетением функций симпатического отдела вегетативной нервной системы. На наш взгляд ответить на этот вопрос со всей ясностью не предоставляется возможным. Повидимому, происхождение изменений кардиореспираторных функций связано с чувствительными нервными окончаниями, локализующимися в мышцах, сухожилиях и суставах. С первыми мышечными сокращениями эти окончания приходят в состояние возбуждения, степень которого зависит от силы и частоты сокращений. С прекращением мышечных сокращений происходит “вентиляторное и сердечное размыкание”.

Нервнорефлекторный механизм принимает также участие и в регуляции реакций адаптации после достижения устойчивого состояния.

Более резкие колебания вентиляции и ЧСС после прекращения работы, чем при ее начале, заключаются в ускорении кардиореспиративной адаптации. Но тонкая адаптация, соответствующая метаболическому уровню при работе в покое, этим не достигается. При мышечной активности, вызванной ЭС и совершаемой без участия воли, не наблюдается предстартовых изменений сердечных и дыхательных функций, которые регулируются центральными механизмами, тогда как изменения их, возникающие после начала сокращений, сохраняются.

Специально сравнивая результаты изменения потребления О2 , ЧСС и АД при произвольных сокращениях с изменениями этих показателей, возникающих при ЭС тех же мышц, можно отметить, что ЭС вызывает значительно меньшие изменения. Методика эксперимента была аналогичной выше описанной. Параметры напряжения мышц: сила, частота, длительность – были достаточно близкими к тем, которые вызывались электрическими импульсами. Средние данные результатов экспериментов приведены на рисунке 6.4. В частности, потребление О2 на 30-й минуте ЭС составляло 350 30 мл/мин, а при волевых сокращениях - 720 50 мл/мин. Выявленные различия статически достоверным (р>0,99). В среднем на протяжении всего времени стимуляции по-

128

требление О2 меньше в два раза, увеличение ЧСС меньше на 15 ударов в минуту, АД на 15 мм рт.ст.

В восстановительном периоде в эксперименте со стимуляцией все замеряемые нами показатели уже на 3-5 минутах возвращаются к уровню покоя, тогда как восстановительный период после произвольных сокращений затягивается до 10-15 минут. Таким образом, произвольные сокращения вызывают более высокие энергозатраты и более значительную нагрузку на сердечнососудистую систему.

мл/мин
700		I		уд/мин
							II
								мм рт.с.
600					90
500					80			130
400					70			120	III
					60			110
300								100
								90
а	б							80
		в б						70
Фон
	А		в
		Б		б	в	б
				В			в
						Г

Рис.6.4. Изменение функциональных показателей при произвольных сокращениях мышц и сокращениях, вызванных электростимуляцией. I – потребление кислорода, II – частота сердечных сокращений, III – артериальное давление. а – фон, б – стимуляция. в произвольное сокращение. А – 15-я минута сеанса, Б – 30-я минута сеанса, В – 1-2 –я минуты воостановления, Г – 10-15 –я минуты восстановления.

Рассмотрим теперь, на какие процессы и сколько энергии расходуется в организме. Установлено, что энергия в организме расходуется в основном на три главных процесса: мышечное сокращение, самообновление тканевых структур и теплообразование. Эти процессы имеют различную энергетическую стоимость. Наибольшее количество энергии требует мышечное сокращение. По данным Г. Лемана [11], обмен энергии в мышцах с 39 % в покое повышается до 70 % при работе, по отношению к общему расходу энергии. Как известно, коэффициент полезного действия мышцы составляет 30%, т.е. на механический компонент работы мышцы расходуют лишь 30 % энергии. Остальные 70 % энергии расходуются на теплообразование, процессы самообновления, реполяризации мембран, ресинтез АТФ и т.д. В настоящее время пока еще неизвестно как используется энергия макроэнергетических фосфатных связей при различных формах физологической работы: механической, электрической,

129