Главная
страница 1
НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ КОНТРОЛЯ ВОЗБУДИМОСТИ ЭФФЕРЕНТОВ МЫШЦ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

Ю.А.Поварещенкова, Е.А.Михайлова, А.В.Лапченков

Великолукская академия физической культуры и спорта

Великие Луки, Россия

Изменение возбудимости α-мотонейронов мышц нижних конечностей исследовали при дозированном изометрическом усилии. Моносинаптические ответы были вызваны электрической стимуляцией корешков афферентных волокон периферических нервов на уровне T1112. Выявлено, что амплитуда рефлекторных двигательных ответов рабочей конечности увеличивается с ростом усилия, а латентный период имеет некоторую тенденцию к сокращению. Исследования показали существенные различия параметров рефлекторной возбудимости исследуемых мышц.

The change of α-motor neurons excitability of leg muscles was studied at an isometric assigned effort. Multi-segmental monosynaptic responses were evoked by stimulating afferent fibre roots of the peripheral nerves between the T1112 spinous processes. It is determined that the monosynaptic responses amplitude of the right leg, an active one, increases with growth of effort, and the latent period has some tendency to shortening. The subjects of the research showed significant differences of quantitative changes of the monosynaptic responses amplitude of the muscles studied.


Возбудимость α-мотонейронов; изометрическое усилие; двигательные ответы; спортсмены, специализирующиеся в видах на выносливость

The motor α-neurons excitability, the isometric effort, the monosynaptic responses, the athletes specializing in cyclic sports requiring endurance


В физиологическом отношении адаптация к мышечной деятельности является системным ответом организма, направленным на достижение высокой тренированности и минимизацию физиологической цены за это (В.Н.Платонов, 1998; А.С.Солодков, 2004 и др.). Известно, что долговременная адаптация формируется путём суммирования следов повторяющихся нагрузок и обязательно сопровождается перестройкой регуляторных механизмов.

Эффективность нервного контроля определяет успешность выполнения конкретного двигательного акта. Соответственно, нервный контроль локомоций требует от ЦНС изменения рефлекторной возбудимости мышц, реализующих моторное задание. Если рассматривать спортивную тренировку как процесс направленной адаптации организма к воздействию физических нагрузок, то эти нагрузки, используемые в процессе занятий, играют роль основного стимула, вызывая специфические перестройки в организме. Направленность и величина измене­ний, происходящих в ответ на применяемые физи­ческие нагрузки, определяют тренировочный эф­фект, а значит, в свою очередь совершенствуется моторный контроль.

В настоящем исследовании выявлялись особенности сегментарной системы регуляции моторного звена двигательной системы при адаптации к мышечной работе циклической направленности, в покое и при мышечной деятельности, регламентированной по длительности, степени напряжения и типу мышечного сокращения. Знание механизмов изменения активности моторного звена нервно-мышечного аппарата при выполнении произвольных двигательных актов будет способствовать пониманию особенностей нервного контроля, свойственного локомоциям человека в различных условиях.

Методика исследования

Регистрировали рефлекторную возбудимость -мотонейронов посредством мультисегментарного моносинаптического тестирования по методике G. Courtine et al. (2007) при стимуляции корешков афферентных волокон периферических нервов на уровне T11-T12. Использованная техника получения моносинаптических ответов позволяет вызывать и регистрировать рефлекторные двигательные ответы ряда симметрично расположенных мышц, вызываемые накожной одномоментной электрической стимуляцией спинномозговых нервов. Исследовали рефлекторную возбудимость -мотонейронов m.rectus femoris, m.gastrocnemius caput mediale, m.tibialis anterior, m.soleus по латентности и максимальной амплитуде моносинаптических ответов. Выбор данных мышц, а соответственно расположение электродов при тестировании определялось ролью мышц в реализации моторного задания в избранном виде спорта, межмышечными взаимодействиями, композиционным составом мышц и возможностью сопоставления полученных результатов с литературными данными.

Биполярные накожные электроды с межэлектродным расстоянием 2 см устанавливались на брюшках билатерально расположенных мышц нижних конечностей посередине между местом их начала и прикрепления. Со стороны позвоночника позиционировали катод между позвонками T11 и T12, два анода располагали билатерально по передней поверхности подвздошных гребней. Отведение и регистрация биопотенциалов скелетных мышц осуществлялись с 8-ми каналов при одномоментной стимуляции с помощью комплекса «Мини-Электромиограф», предусматривающего обработку полученных данных по специальной компьютерной программе «Муо» (АНО «Возвращение», СПб, 2003).

В исследовании принимали участие легкоатлеты-стайеры и велогонщики (n=12) в возрасте от 19 до 22 лет, рост которых составлял от 169 до 176 см, вес – 66-75 кг, имеющие квалификацию на момент регистрации 1 взрослый разряд и КМС. Исследование было разрешено комитетом по биоэтике ВЛГАФК и соответствовало Хельсинской декларации.

Для изучения модуляции рефлекторной возбудимости -мотонейронов мышц, участвующих в выполнении поставленной моторной задачи, спортсмены, специализирующиеся в циклических видах спорта, требующих проявления выносливости, выполняли изометрическое напряжение, регламентированное по мощности. После наложения электродов, спортсмен располагался в положении сидя в кресле, правая нога фиксировалась с сохранением 110° в коленном и 90º в голеностопном суставе, стопа левой конечности находилась в упоре с углом 90º в коленном и голеностопном суставах. Электрический стимул наносили при удержании мышечного напряжения 25%, 50%, 75% максимального и при максимальном изометрическом усилии. Стимулы наносились с периодом 60 секунд.

Результаты исследования

Основные характеристики получаемых ответов латентность, амплитуда и форма, а также факт того, что подача предшествующего стимула и вибрация сухожилия приводили к достоверной депрессии рефлекторных ответов, позволили полагать совпадение природы возникновения и сущности моносинаптических двигательных ответов и ответов, получаемых нами. Анализ значений амплитуды рефлекторных двигательных ответов, в определенной степени, указывает на большую рефлекторную возбудимость высокопороговых эфферентов тестируемых мышц у спортсменов левой (рис.1) и правой (рис.2) нижней конечности.



Рис. 1. Амплитуда рефлекторных двигательных ответов мышц левой нижней конечности


Рис. 2. Амплитуда рефлекторных двигательных ответов мышц правой нижней конечности

При выполнении заданного мышечного усилия выявлена следующая среднегрупповая тенденция – амплитуда рефлекторных моносинаптических ответов m.rectus femoris, m.gastrocnemius сaput mediale, m.tibialis anterior, m.soleus правой рабочей конечности увеличивается с ростом напряжения при удержании изометрического напряжения. Данный факт может свидетельствовать о перераспределении влияний различных механизмов регуляции мышечной активности в соответствии с изменяющимся моторным заданием. Вероятно, с ростом мышечного напряжения увеличивается количество возбужденных -мотонейронов спинного мозга и повышается их электроактивность, кроме того, не исключаются и облегчающие влияния от супраспинальных и периферических отделов нервной системы при реализации данной двигательной задачи.

Одновременно рефлекторная возбудимость -мотонейронов мышц опорной конечности не имеет выраженной тенденции в исследуемой группе при выполнении изометрических усилий различной мощности. Однако, у части испытуемых регистрируется увеличение амплитуды рефлекторно вызванных двигательных ответов, у других же некоторое снижение по мере выполнения заданий с удержанием напряжения от 25%, 50%, 75% от максимального произвольного усилия до максимально возможного. Быть может, поддержание необходимого изометрического напряжения рабочей конечности достигается и усилением ее активности, например, перекрестными возбуждающими влияниями на спинальном и супраспинальном уровне с зон, контролирующих состояние опорной конечности.

Таким образом, полученные в работе результаты позволяют предполагать наличие специфических процессов адаптации нервно-мышечного аппарата спортсменов к мышечной работе на выносливость, которые выражаются, в том числе, и в дифференциации спинального контроля. Модуляция рефлекторной возбудимости -мотонейронов мышц нижних конечностей определяется степенью реализуемого напряжения, функциональной ролью конечности в тестовом задании (рабочая или опорная), моторными предпочтениями (правая конечность является толчковой или маховой), особенностями межмышечных взаимодействий при реализации моторного задания. Выявленные особенности адаптации нервно-мышечного аппарата к физическим нагрузкам могут быть использованы для контроля подготовки спортсменов на разных этапах спортивного совершенствования.

Литература



  1. Платонов В.Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и ее практические приложения. – К.: Олимпийская литература, 2004. – 808с.

  2. Солодков А. С. Адаптация к мышечной деятельности – механизмы и закономерности// Физиология в высших учебных заведениях России и СНГ/ СПб.: ГМУ им. Павлова, 1998. – С. 75-77.

  3. G. Courtine, S.J. Harkema, Ch.J. Dy et al. (2007). J. Physiology; 582; 1125-1139.


Смотрите также:
Нейрофизиологические механизмы контроля возбудимости эфферентов мышц нижних конечностей
57.24kb.
1 стр.
Особенности морфо-функциональных изменений мышц при хронической артериальной недостаточности нижних конечностей 14. 01. 26 сердечно-сосудистая хирургия 03. 03. 04 клеточная биология, цитология, гистология
243.2kb.
1 стр.
Использование нагрузочной пробы для оценки консервативного лечения больных облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей
24.91kb.
1 стр.
Болезни печени и почек (из базы данных крок-1)
274.46kb.
1 стр.
Занятие №1. Тема. Возрастные особенности скелета человека. Соединение костей. Работа 1
34.61kb.
1 стр.
Комплексное лечение венозных трофических язв нижних конечностей 14. 00. 27 Хирургия
527.5kb.
3 стр.
«хирургическое лечение острых тромбозов артерий нижних конечностей» 14. 01. 26 Сердечно-сосудистая хирургия
373.45kb.
1 стр.
Урок 20-21. Правила оказания первой медицинской помощи при переломах верхних и нижних конечностей
43.45kb.
1 стр.
Дифференцированный металлоостеосинтез при диафизарных переломах длинных трубчатых костей нижних конечностей 14. 00. 35 детская хирургия
540.1kb.
4 стр.
Афк-зависимые механизмы регуляции вторичными посредниками электрической и сократительной активности гладких мышц 03. 03. 01 физиология 03. 01. 02 биофизика
708.58kb.
2 стр.
Урок по биологии Тема урока: строение и значение мышц. Групп мышц. Цель урока: Изучение опорно- двигательной системы человека
64.68kb.
1 стр.
Н. В. Чаплыгин массаж соединительной ткани учебное пособие
1630.32kb.
8 стр.