Электромиографическая характеристика волновой активности нервно-мышечной системы студентов 1-3-й групп здоровья в состоянии произвольного расслабления и напряжения мышц
Автор: Исаев А.П., Гаттаров Р.У., Романов Ю.Н., Ляпкало В.И.
Журнал: Человек. Спорт. Медицина @hsm-susu
Рубрика: Интегративная физиология
Статья в выпуске: 2 (74), 2007 года.
Бесплатный доступ
Рассматривается концепция волновой нервно-мышечной активности. Произведена оценка координационной и регуляционной роли ЦНС с её структурными и функциональными особенностями, длительный доминантный характер активных состояний, асимметричность распределения показателей, типы классификации ЭНМГ студентов разных групп здоровья.
Короткий адрес: https://sciup.org/147152349
IDR: 147152349
Текст научной статьи Электромиографическая характеристика волновой активности нервно-мышечной системы студентов 1-3-й групп здоровья в состоянии произвольного расслабления и напряжения мышц
Рассматривается концепция волновой нервно-мышечной активности. Произведена оценка координационной и регуляционной роли ЦНС с её структурными и функциональными особенностями, длительный доминантный характер активных состояний, асимметричность распределения показателей, типы классификации ЭНМГ студентов разных групп здоровья.
Электрофизиологические методы нашли широкие применения в современной нейрофизиологии. Они отражают изменения электрических напряжений, возникающих во время функциональной активности мышц или нерва. Все процессы электрогенеза рассматриваются в интеграции с ЦНС и со всем организмом, испытывающим влияние динамичных изменений экзогенного и эндогенного характера. При этом ЭМГ методика является основной для изучения двигательной активности здоровых лиц.
Исследование проводилось в утренние часы (9-11 час) на многофункциональном компьютерном комплексе «Нейро-МВП». Регистрировалась поверхностная ЭМГ у 367 студентов 1-3 курсов. Оценивалась спонтанная активность расслабленных мышц (в покое) и при произвольном максимальном напряжении соответственно с левой и с правой стороны. Изучалась максимальная, средняя и суммарная амплитуда, средняя частота, отношение амплитуды к частоте следующих мышц: т. Biseps brachii, Triceps brachii, Vastus medialis, Biceps femoris brevis, Indercostales, Pectoralis mayor, Latissimus dorsi, Gluteus maximus.
В табл. 1 представлены ЭНМГ данные Biseps brachii студентов.
Как видно из табл. 1, в состоянии расслабления наблюдались нормальное физиологическое возбуждение. Кривые по характеру осцилляций относились к 1 -му типу существующей классификации [13]. Отмечалась асимметрия распределения показателей ЭНМГ как в состоянии расслабления, так и напряжения. Это относилось также к коэффициентам амплитудно-частотного распределения. На этом фоне среднечастотные характеристики значительно не различались как в состоянии расслабления, так и напряжения. Почти по аналогии изменялась суммарная амплитуда. Большие разли-
чия были в средней и максимальной амплитуде. Электронейромиографич еские характеристики находились векторно в сторону правого распределения показателей.
Состояние амплитудных ЭНМГ характеристик (максимальных средних) Triceps brachii достоверно не различались по группам здоровья. При этом показатели суммарной амплитуды, средней частоты и отношения амплитуды к частоте существенно различались с левой и правой стороны (Р < 0,01). Конфигурация ЭНМГ была по 1-2 типу. Следует отметить, что способность расслабления мышц сугубо индивидуальна и её необходимо тренировать. Электрогенез эксцен-зорных антигравитационных мышц и разгибатели различен, как и неодинакова их способность к их произвольному расслаблению. Вид движений определяет особенности функционирования ЭНМГ.
Показатели максимальной амплитуды Vastus medialis по группам здоровья в состоянии расслабления последовательно снижались. В средней амплитуде наблюдалось почти такая же направленность. Суммарная амплитуда находилась по группам здоровья в одних границах.
Аналогические диапазоны были в показателях средней частоты. Коэффициент отношения амплитуды к частоте был существенно выше с правой стороны тела.
В период напряжения показатели максимальной и средней амплитуды ЭНМГ по группам здоровья с левой и правой стороны изменялись неоднозначно. Однако уровень возбуждения был выше в 3-й группе по сравнению с 1-2-й, это касалось и параметров суммарной амплитуды. Средняя частота и отношение амплитуды к частоте ЭНМГ были, почти одинаковой во всех группах здоровья.
Таблица 1
Состояние электромиографических характеристик
Biseps brachii студентов 3-х групп здоровья (1, 2, 3)*
Гр. здор. |
Стат. |
Максимальная амплитуда, МкВ |
Средняя амплитуда, МкВ |
Суммарная амплитуда, МВ/с |
Средняя частота, 1/с |
Амплитуда / частота, МкВ С |
(левая сторона |
- расслабление) |
|||||
I |
1 |
51,176 ±4,652 |
508,367 ± 62,637 |
4,596 ± 0,590 |
5,188 ±0,519 |
4,875 ± 0,466 |
2 |
41,652 |
378,792 |
3,375 |
4,114 |
3,912 |
|
3 |
60,681 |
637,941 |
5,816 |
6,261 |
5,839 |
|
II |
I |
42,086 ±4,849 |
551,896 ±62,102 |
4,954 ± 0,666 |
4,025 ± 0,633 |
5,116 ±0,638 |
2 |
32,154 |
423,428 |
3,577 |
2,715 |
3,800 |
|
3 |
52,018 |
680,364 |
6,331 |
5,335 |
6,435 |
|
III |
1 |
49,671 ±5,330 |
531,569 ±51,363 |
5,134 ±0,502 |
4,937 ±0,462 |
5,326 ±0,505 |
2 |
38,840 |
427,186 |
4,114 |
3,999 |
4,300 |
|
3 |
60,503 |
635,952 |
6,155 |
5,875 |
6,352 |
|
(правая сторона |
-расслабление) |
|||||
' I |
1 |
58,173 ±6,003 |
426,500 ± 49,563 |
4,924 ± 0,583 |
4,705 ±0,561 |
58,308 ± 11,000 |
2 |
45,895 |
324,423 |
3,723 |
3,549 |
34,243 |
|
3 |
70,451 |
528,577 |
6,124 |
5,860 |
82,373 |
|
П |
1 |
54,390 ± 6,848 |
429,960 ± 55,083 |
4,633 ± 0,629 |
5,854 ± 0,604 |
44,064 ±6,117 |
2 |
40,362 |
316,274 |
3,334 |
4,607 |
31,440 |
|
3 |
68,418 |
543,646 |
5,931 |
7,101 |
56,688 |
|
III |
1 |
44,900 ±5,086 |
500,657 ± 46,754 |
4,670 ±0,490 |
4,924 ± 0,478 |
46,874 ±5,158 |
2 |
34,564 |
405,642 |
3,675 |
3,952 |
36,393 |
|
3 |
55,236 |
595,672 |
5,667 |
5,897 |
57,356 |
|
(левая сторона |
- напряжение) |
|||||
I |
1 |
444,133 ±45,891 |
393,800 ± 52,060 |
0,571 ±0,04 |
4,664 ± 0,546 |
59,643 ± 6, 438 |
2 |
350,275 |
287,325 |
0,491 |
3,548 |
46,476 |
|
3 |
537,991 |
500,275 |
0,651 |
5,781 |
72,810 |
|
II |
1 |
435,690 ±48,454 |
494,138 ±54,240 |
0,477 ±0,05 |
4,340 ±0,558 |
60,045 ± 7,472 |
2 |
376,436 |
383,032 |
0,384 |
3,197 |
44,738 |
|
3 |
574,943 |
605,244 |
0,571 |
5,482 |
75,352 |
|
II |
1 |
443,457 ±45,008 |
531,629 ±44,779 |
0,485 ± 0,05 |
4,631 ±0,499 |
51,911 ±4,569 |
2 |
351,990 |
440,626 |
0,389 |
3,617 |
42,626 |
|
3 |
534,925 |
622,631 |
0,580 |
5,646 |
61,197 |
|
(правая сторона - напряжение) |
||||||
I |
1 |
547,467 ± 52,675 |
472,367 ±52,545 |
0,484 ± 0,05 |
5,587 ±0,526 |
46,833 ±5,179 |
2 |
439,734 |
364,901 |
0,373 |
4,511 |
36,341 |
|
3 |
655,200 |
579,833 |
0,596 |
6,663 |
47,426 |
|
II |
1 |
518,759 ±54,472 |
489,655 ±51,332 |
0,529 ± 0,05 |
4,863 ±0,517 |
42,207 ±51,690 |
2 |
407,179 |
384,506 |
0,434 |
3,805 |
37,551 |
|
3 |
630,339 |
594,805 |
0,623 |
5,921 |
60,863 |
|
III |
1 |
568,486 ±43,489 |
465,457 ±50,911 |
0,563 ± 0,05 |
5,157 ± 0,513 |
44,003 ±5,218 |
2 |
480,105 |
361,993 |
0,461 |
4,115 |
33,400 |
|
3 |
656,867 |
568,921 |
0,664 |
6,199 |
54,606 |
Электронейромиограмма позволяет судить о возбуждении периферии и центра (надсегментарные структуры). В обследуемой мышце процесса возбуждения протекал по 1-му типу.
Как следует из табл. 1-3, количественна оценка ЭМГ с измерением основных параметров, характеризующих колебательный процесс (амплитуда, частота и их отношение) позволяют судить о неодинаковой природе возбуждения в обследуемых мышцах. Вполне очевидно, что это зависит от роли мышц человека в антигравита ционных воздействиях, оздоровительно-физкультурной и естественной двигательной деятельности.
В обследуемой группе мышц Biceps pemo-ris в состоянии произвольного расслабления существенных различий в максимальной и средней амплитуде не наблюдалось (табл. 4) В значениях суммарной амплитуды и отношения амплитуды к частоте с левой и правой стороны выявлены достоверные сдвиги (Р < 0,01) с большей величиной соответственно с правой и левой стороны.
Таблица 2
Состояние ЭНМГ характеристик Triceps brachii студентов 3-х групп здоровья
Гр. здор. |
Стат. |
Максимальная амплитуда, МкВ |
Средняя амплитуда, МкВ |
Суммарная амплитуда, МВ/с |
Средняя частота, 1/с |
Амплитуда / частота, МкВ С |
(левая сторона - расслабление) |
||||||
I |
1 |
50,863 ± 4,726 |
505,417 ± 69,758 |
5,971 ±0,610 |
49,763 ± 6,570 |
54,604 ± 6,975 |
2 |
41,197 |
361,112 |
4,708 |
36,172 |
40,176 |
|
3 |
60,530 |
649,721 |
7,233 |
63,353 |
69,032 |
|
II |
1 |
50,924 ± 5,422 |
496,958 ± 62,446 |
4,625 ± 0,599 |
41,913 ±6,047 |
53,538 ±5,881 |
2 |
39,818 |
367,779 |
3,386 |
29,403 |
41,371 |
|
3 |
62,031 |
626,137 |
5,864 |
54,422 |
65,704 |
|
III |
1 |
49,574 ± 4,772 |
477,286 ±52,112 |
5,711 ±0,496 |
56,903 ±4,875 |
47,480 ±4,321 |
2 |
39,877 |
371,382 |
4,704 |
46,994 |
38,669 |
|
3 |
59,271 |
583,190 |
6,719 |
66,811 |
56,261 |
|
(правая сторона - |
засслабление) |
|||||
I |
1 |
51,423 ±5,495 |
538,042 ± 53,379 |
46,750 ± 6,496 |
505,417 ± 52,41 |
0,625 ± 0,06 |
2 |
40,185 |
427,620 |
33,312 |
396,993 |
0,503 |
|
3 |
62,661 |
648,464 |
60,188 |
613,840 |
0,748 |
|
II |
1 |
51,407 ±6,468 |
469,083 ± 60,887 |
51,308 ±6,614 |
485,333 ± 58,377 |
0,479 ± 0,06 |
2 |
38,158 |
343,130 |
37,625 |
364,571 |
0,347 |
|
3 |
64,656 |
595,037 |
64,991 |
606,095 |
0,610 |
|
III |
1 |
50,460 ±5,642 |
509,943 ±57,613 |
40,423 ± 5,239 |
522,657 ±48,176 |
0,544 ± 0,05 |
2 |
38,994 |
392,859 |
29,776 |
424,752 |
0,442 |
|
3 |
61,926 |
627,027 |
51,070 |
620,563 |
0,642 |
|
(левая сторона - напряжение) |
||||||
I |
1 |
443,533 ± 54,006 |
527,308 ± 57,949 |
0,543 ± 0,06 |
0,538 ± 0,06 |
583,923 ±55,106 |
2 |
333,078 |
403,841 |
0,418 |
0,408 |
469,430 |
|
3 |
553,989 |
650,774 |
0,667 |
0,668 |
696,416 |
|
II |
1 |
470,897 ± 49,484 |
456,539 ± 56,260 |
0,448 ± 0,06 |
0,518 ±0,06 |
488,346 ±61,323 |
2 |
369,532 |
340,668 |
0,322 |
0,393 |
362,050 |
|
3 |
572,261 |
572,409 |
0,574 |
0,643 |
614,643 |
|
III |
1 |
501,200 ±54,249 |
503,114 ±49,574 |
0,458 ± 0,05 |
0,492 ± 0,05 |
563,143 ±58,907 |
2 |
390,952 |
429,366 |
0,349 |
0,396 |
443,430 |
|
3 |
611,448 |
630,862 |
0,566 |
0,588 |
682,856 |
|
(правая сторона - |
напряжение) |
|||||
I |
1 |
486,500 ± 52,508 |
472,423 ± 54,033 |
0,508±0,06 |
0,597 ± 0,05 |
595,962 ±50,524 |
2 |
379,109 |
361,040 |
0,389 |
0,504 |
491,905 |
|
3 |
543,891 |
583,706 |
0,627 |
0,691 |
700,019 |
|
II |
1 |
468,552 ± 58,977 |
458,625 ± 58,472 |
0,370 ± 0,06 |
0,412 ±0,06 |
532,000 ±55,603 |
2 |
347,744 |
343,872 |
0,253 |
0,292 |
416,976 |
|
3 |
589,360 |
573,378 |
0,486 |
0,533 |
647,025 |
|
III |
1 |
485,400±49,199 |
576,343 ± 45,390 |
0,420 ± 0,05 |
0,461 ± 0,05 |
474,371 ± 50,613 |
2 |
385,416 |
484,586 |
0,319 |
0,355 |
371,513 |
|
3 |
585,384 |
668,586 |
0,521 |
0,568 |
577,230 |
В состоянии произвольного напряжения достоверных различий в значениях амплитуд не выявлялось. Значимые различия были в показателях средней частоты с преобладанием правосторонних значений (Р < 0,01). Коэффициент отношения амплитуде к частоте достоверно не изменялся. Наблюдалась «откликаемость» нейромоторного аппарата по 1 -му типу. Состояние амплитудных значений ЭНМГ в период расслабления Intercostales при всей их лево и правосторонней изменчивости статистически значимо различалось (табл. 5). Аналогично выглядели показатели средней частоты, а отношение амплитуды к частоте имело тенденцию увеличения в 3-й группе по сравнению с 1-2-й. Достоверные различия отмечались между 2-й и 3-й группой (Р < 0,01 - левая сторона).
В состоянии напряжения значения максимальной амплитуды ЭМГ как с левой, так и с правой стороны последовательно снижались от 1-й к 3-й группе здоровья. В показателях средней ам-
Таблица 3
Состояние ЭНМГ характеристик Vastus medialis студентов 1-3-й групп здоровья
Гр. здор. |
Стат. |
Максимальная амплитуда, МкВ |
Средняя амплитуда, МкВ |
Суммарная амплитуда, МВ/с |
Средняя частота, 1/с |
Амплитуда / частота, МкВ С |
(левая сторона - расслабление) |
||||||
I |
1 |
54,787 ±5,310 |
562,917 ±59,674 |
5,596 ±0,605 |
5,065 ±0,531 |
5,257 ± 0,648 |
2 |
43,926 |
439,471 |
4,344 |
3,963 |
3,913 |
|
3 |
65,647 |
686,363 |
6,848 |
6,167 |
6,601 |
|
II |
1 |
56,061 |
522,867 ±55,132 |
5,683 ± 0,564 |
4,363 ± 0,542 |
4,871 ± 0,674 |
2 |
45,351 |
408,817 |
4,512 |
3,241 |
3,477 |
|
3 |
66,771 |
636,917 |
6,853 |
5,485 |
6,265 |
|
III |
1 |
50,000 ± 4,559 |
429,094 ± 48,559 |
5,200 ±0,588 |
5,171 ±0,494 |
3,809 ± 0,432 |
2 |
40,735 |
330,411 |
4,005 |
4,167 |
2,930 |
|
3 |
59,266 |
527,777 |
6,396 |
6,176 |
4,687 |
|
(правая сторона - расслабление |
||||||
I |
1 |
63,307 ± 9,699 |
468,000 ± 5 8,273 |
5,033 ± 0549 |
5,535 ±0,517 |
51,904 ±5,792 |
2 |
43,470 |
347,984 |
3,903 |
4,469 |
39,976 |
|
3 |
83,143 |
588,016 |
6,163 |
6,600 |
63,832 |
|
II |
1 |
60,610 ±6,521 |
389,000 ±53,700 |
5,348 ±0,559 |
4,292 ± 0,578 |
52,885 ± 5,462 |
2 |
47,253 |
278,178 |
4,196 |
3,099 |
41,611 |
|
3 |
73,968 |
499,822 |
6,501 |
5,484 |
64,159 |
|
III |
1 |
46,249 ±5,141 |
454,371 ± 45,346 |
5,066 ± 0,457 |
4,301 ± 0,477 |
54,217 ±4,778 |
2 |
35,801 |
362,218 |
4,137 |
3,391 |
44,487 |
|
3 |
56,696 |
546,525 |
5,995 |
5,210 |
63,948 |
|
(левая сторона - напряжение) |
||||||
I |
1 |
369,363 ± 52,938 |
575,039 ±65,577 |
0,508 ± 0,05 |
5,202 ± 0,593 |
53,292 ± 13,738 |
2 |
261,094 |
439,980 |
0,398 |
3,980 |
24,997 |
|
3 |
477,633 |
710,097 |
0,618 |
6,424 |
81,587 |
|
II |
1 |
483,600 ± 59,302 |
493,000 ±63,067 |
0,418 ±0,05 |
4,971 ±0,584 |
62,508 ± 5,737 |
2 |
362,126 |
362,836 |
0,319 |
3,766 |
50,667 |
|
3 |
605,074 |
623,164 |
0,518 |
6,177 |
74,349 |
|
III |
1 |
537,857 ± 37,573 |
390,800 ±44,863 |
0,428 ±0,05 |
4,472 ±0,431 |
48,580 ±4,715 |
2 |
461,500 |
299,627 |
0,335 |
3,597 |
48,998 |
|
3 |
614,215 |
481,973 |
0,522 |
5,347 |
58,162 |
|
(правая сторона - напряжение) |
||||||
I |
1 |
546,300 ± 49,835 |
521,133 ±52,253 |
0,503 ± 0,06 |
4,800 ± 0,598 |
49,520 ± 4,746 |
2 |
444,376 |
414,265 |
0,384 |
3,578 |
39,813 |
|
3 |
648,224 |
628,002 |
0,622 |
6,023 |
59,227 |
|
II |
1 |
467,000 ± 57,570 |
471,035 ±52,213 |
0,422 ± 0,06 |
4,842 ± 0,567 |
53,462 ±5,406 |
2 |
361,364 |
364,081 |
0,304 |
3,679 |
42,389 |
|
3 |
572,636 |
577,988 |
0,539 |
6,004 |
64,535 |
|
III |
1 |
473,289 ± 47,346 |
557,371 ±50,170 |
0,613 ±0,05 |
5,421 ±0,434 |
51,581±5,269 |
2 |
377,010 |
455,414 |
0,521 |
4,540 |
40,883 |
|
3 |
569,447 |
659,329 |
0,705 |
6,303 |
62,300 |
Состояние ЭНМГ Biceps femoris brevis студентов 3-х групп здоровья
Таблица 4
Гр. здор. |
Стат. |
Максимальная амплитуда, МкВ |
Средняя амплитуда, МкВ |
Суммарная амплитуда, МВ/с |
Средняя частота, 1/с |
Амплитуда / частота, МкВ С |
(левая сторона - |
расслабление) |
|||||
I |
1 |
55,377 ± 5,788 |
511,500 ±57,647 |
3,804 ± 0,592 |
60,700 ± 5,463 |
53,917 ±5,836 |
2 |
43,539 |
392,249 |
2,579 |
49,398 |
41,845 |
|
3 |
67,215 |
630,751 |
5,030 |
72,002 |
65,989 |
|
И |
1 |
60,176 ± 8,536 |
444,192 ± 58,190 |
5,228 ± 0,580 |
50,382 ±5,142 |
66,169 ± 11,732 |
2 |
42,691 |
324,347 |
4,034 |
39,792 |
42,000 |
|
3 |
77,661 |
567,037 |
6,422 |
60,972 |
90,326 |
|
III |
1 |
50,872 ±5,314 |
528,057 ± 50,965 |
5,359 ±0,505 |
58,720 ±4,224 |
45,623 ± 4,3 04 |
2 |
39,768 |
424,485 |
4,331 |
50,136 |
36,877 |
|
3 |
61,391 |
631,630 |
6,387 |
67,304 |
54,369 |
|
(правая сторона - |
расслабление) |
|||||
I |
1 |
60,007 ± 6,548 |
557,480 ±66,912 |
49,596 ± 6,734 |
400,600 ± 53,322 |
4,57 ±4,02 |
2 |
46,615 |
419,381 |
35,698 |
290,550 |
-3,724 |
|
3 |
73,398 |
659,579 |
63,494 |
510,651 |
12,864 |
|
II |
1 |
45,866 ±6,143 |
513,417 ±63,122 |
48,929 ±5,163 |
553,625 ± 52,202 |
0,679 ± 0,05 |
2 |
33,282 |
382,838 |
38,249 |
445,637 |
0,573 |
|
3 |
58,449 |
643,995 |
59,610 |
661,613 |
0,774 |
|
III |
1 |
47,366 ± 4,829 |
491,514 ± 41,693 |
53,534 ± 3,907 |
556,514 ± 50,538 |
0,616 ±0,05 |
2 |
37,551 |
406,783 |
45,595 |
453,809 |
0,516 |
|
3 |
57,180 |
576,245 |
61,474 |
659,219 |
0,716 |
|
(левая сторона - |
напряжение) |
|||||
I |
1 |
486,500 ±52,508 |
472,423 ± 54,033 |
0,508 ± 0,08 |
0,597 ± 0,05 |
595,962 ±50,524 |
2 |
379,109 |
361,140 |
0,389 |
0,504 |
491,905 |
|
3 |
593,891 |
583,706 |
0,627 |
0,691 |
700,019 |
|
II |
1 |
465,532 ±58,977 |
458,625 ± 55,472 |
0,370 ± 0,06 |
0,412 ±0,06 |
533,000 ±55,603 |
2 |
347,744 |
343,872 |
0,253 |
0,292 |
416,976 |
|
3 |
58,360 |
573,378 |
0,486 |
0,533 |
647,025 |
|
III |
1 |
485,400 ±49,199 |
576,343 ± 45,390 |
0,420 ± 0,05 |
0,462 ± 0,05 |
474,371 ±50,623 |
2 |
385,416 |
484,100 |
0,319 |
0,355 |
371,513 |
|
3 |
585,384 |
668,586 |
0,521 |
0,568 |
577,230 |
|
(правая сторона |
- напряжение) |
|||||
I |
1 |
546,300 ±49,835 |
521,133 ±52,253 |
0,503 ± 0,06 |
4,800 ± 0,598 |
49,520 ± 4,746 |
2 |
444,376 |
414,265 |
0,384 |
3,578 |
39,813 |
|
3 |
648,224 |
628,002 |
0,622 |
6,023 |
59,227 |
|
II |
1 |
467,000 ±51,570 |
471,035 ± 52,213 |
0,422 ± 0,06 |
4,842 ± 0,567 |
53,962 ± 5,406 |
2 |
361,364 |
364,081 |
0,304 |
3,679 |
42,382 |
|
3 |
572,636 |
577,988 |
0,539 |
6,004 |
64,535 |
|
III |
1 |
473,239 ± 47,046 |
557,371 ± 50,170 |
0,613 ± 0,05 |
5,421 ±0,434 |
51,591 ±5,269 |
2 |
377,010 |
455,414 |
0,521 |
4,540 |
40,883 |
|
3 |
569,447 |
659,329 |
0,705 |
6,303 |
62,300 |
. .Состояние ЭНМГ Intercostales характеристик студентов 3-х групп здоровья
Таблица 5
ного аппарата, отдельные функциональные компоненты ЭМГ различаются. Биоэлектрическая активность мышц тем интенсивнее, чем больше участие мышц в двигательных действиях и по-знотонических реакциях. Интенсивность электрической активности мышц определяется не только близостью мотонейронов, но и прилагаемых мышцей усилий [2].
Сравнение данных представленных в табл. 1-5 свидетельствует о специализирован-ности и различиях электрических процессов в «ведущих» для данного двигательного действия мышцах и малозначимых. Это свидетельствует о специализирован-ности и различиях воздействий транслируемых надсегментарных импульсов к сегментарным мотонейронам и мышцам, по-разному задействованных в реализации данного двигательного действия.
Перечисленные основные особенности течения нормальной электрической активности мышц при их произвольном сокращении сохраняются и при изменении количественных характеристик электромиограмм в соответствии с видом движения. Таковы общие особенности мышечного электрогенеза, установленные при глобальном элек-тромиографическом исследовании нормальных двигательных реакций.
Подводя итоги вышесказанному, отмечает, что электрическая активность мышц и мышечных ансамблей отражает координированное и надсегментарное регулируемое возбуждение элементарных единиц сегментарного и периферического нейромоторно го аппарата. Тематика ЭМГ исследований постепенно приобретала вектор теорети ческой физиологии движений. Особую актуальность приобретают проблемы онтогенетического развития двигательной функции, изучения функциональной специфики мышц, регуляции мышечного тонуса. Эти вопросы актуализировались в последние три десятилетия, их немного и их результаты ограничены.
Таблица 6
Состояние ЭНМГ характеристик m.Pectoralis mayor (больших грудных мышц) студентов 3-х групп здоровья
Гр. здор. |
Стат. |
Максимальная амплитуда, МкВ |
Средняя амплитуда, МкВ |
Суммарная амплитуда, МВ/с |
Средняя частота, 1/с |
Амплитуда / частота, МкВ С |
(левая сторона - расслабление) |
||||||
I |
1 |
203,607 ± 67,756 |
417,633 ±45,999 |
10,042 ±3,199 |
66,177 ± 10,680 |
39,818 ±5,845 |
2 |
65,029 |
323,556 |
3,498 |
44,333 |
27,865 |
|
3 |
342,184 |
511,711 |
16,584 |
88,021 |
51,772 |
|
II |
1 |
170,441 ±62,282 |
454,069 ±48,577 |
10,514 ±2,984 |
62,831 ± 10,742 |
46,206 ±6,371 |
2 |
42,862 |
354,564 |
4,392 |
40,828 |
33,156 |
|
3 |
298,020 |
553,574 |
16,634 |
84,845 |
59,256 |
|
III |
1 |
48,966 ± 4,984 |
445,857 ±50,263 |
4,914 ±5,432 |
35,591 ±5,627 |
51,003 ±4,651 |
2 |
38,838 |
343,711 |
3,810 |
24,156 |
41,551 |
|
3 |
59,094 |
548,004 |
6,018 |
47,027 |
60,455 |
|
(правая сторона - расслабление) |
||||||
I |
1 |
136,467 ± 38,550 |
457,933 ± 54,250 |
43,831 ±6,178 |
380,923 ± 50,527 |
4,285 ± 3,510 |
2 |
57,622 |
346,980 |
31,196 |
277,583 |
-2,894 |
|
3 |
215,311 |
568,886 |
56,467 |
484,263 |
11,464 |
|
II |
1 |
94,417 ±24,856 |
441,643 ± 60,921 |
50,178 ±5,164 |
437,975 ± 53,473 |
0,650 ±0,142 |
2 |
43,500 |
316,643 |
39,583 |
328,256 |
0,343 |
|
3 |
145,334 |
566,642 |
60,733 |
547,694 |
0,927 |
|
III |
1 |
48,443 ±5,199 |
553,429 ±52,363 |
42,229 ± 4,329 |
502,629 ± 42,732 |
0,547 ± 0,06 |
2 |
37,876 |
447,014 |
33,430 |
415,785 |
0,433 |
|
3 |
59,009 |
659,844 |
51,027 |
589,472 |
0,661 |
|
(левая сторона - напряжение) |
||||||
I |
1 |
396,700 ±39,957 |
485,900 ±58,092 |
0,612 ±0,05 |
4,656 ±0,541 |
50,607 ±6,317 |
2 |
314,978 |
367,088 |
0,511 |
3,550 |
37,688 |
|
3 |
478,422 |
604,712 |
0,712 |
5,763 |
63,525 |
|
II |
1 |
504,724 ± 46,898 |
504,035 ±55,968 |
0,595 ±0,116 |
5,785 ±0,851 |
51,165 ±5,91 |
2 |
408,658 |
390,150 |
0,357 |
4,042 |
39,506 |
|
3 |
600,790 |
617,919 |
0,832 |
7,528 |
62,824 |
|
III |
1 |
527,000 ±52,129 |
455,371 ±46,868 |
0,494 ± 0,04 |
5,100 ±0,473 |
51,800 ±4,707 |
2 |
421,062 |
360,124 |
0,405 |
4,137 |
42,235 |
|
3 |
632,938 |
550,619 |
0,582 |
6,058 |
61,365 |
|
(правая сторона - напряжение) |
||||||
I |
1 |
440,800 ± 54,983 |
489,267 ±54,907 |
0,498 ± 0,05 |
4,879 ±0,519 |
51,440 ± 5,254 |
2 |
328,348 |
376,969 |
0,401 |
3,818 |
40,695 |
|
3 |
553,252 |
601,564 |
0,596 |
5,940 |
62,185 |
|
II |
1 |
544,000 ± 42,607 |
518,621 ±58,240 |
0,438 ± 0,05 |
4,977 ± 0,506 |
46,731 ±5,069 |
2 |
456,724 |
399,322 |
0,335 |
3,940 |
36,347 |
|
3 |
631,276 |
637,920 |
0,542 |
6,013 |
57,115 |
|
Ш |
1 |
550,086 ± 45,300 |
499,029 ±52,422 |
0,584 ± 0,05 |
5,344 ± 0,440 |
52,306 ±5,064 |
2 |
458,026 |
382,562 |
0,476 |
4,451 |
42,014 |
|
3 |
642,145 |
605,562 |
0,692 |
6,237 |
62,598 |
Состояние ЭНМГ характеристик Intercostales студентов в период расслабления не выявил достоверных различий с левой и правой стороны в показателях максимальной и средней амплитуды (табл. 5) существенные различия наблюдались в показателях суммарной амплитуды 1-й и 3-й групп здоровья с левой стороны и с правой (Р < 0,01). Значения средней частоты по группам здоровья имели достоверное различие во 2-й и 3-й группах здоровья с левой стороны (Р < 0,05). Остальные показатели не имели достоверных изменений. В период напряжения значения максимальной амплитуды по группам здоровья статистически значимо снижались (Р < 0,05-0,01) свидетельствовал об уровне возбуждения. Показатели средней амплитуды существенно не различались по группам
Состояние ЭНМГ характеристик m Pistoralis mayor студентов в период расслабления и напряжения
Таблица 7
Состояние ЭНМГ характеристик больших средних мышц (m.Pectoralis mayor) студентов представлена в табл. 6. Как следует из таблицы, значения максимальной амплитуды от 1-й группы к 3-й группе здоровья в состоянии расслабления последовательно снижались (Р < 0,05-0,01). Достоверных различий в значениях средней амплитуды не отмечалось. Показатели суммарной амплитуды и средней частоты в 3-х группах здоровья с права были достоверно выше (Р < 0,01). Отноше-
Интегративная физиология ние амплитуды к частоте более высокое отмечалось с левой стороны (Р < 0,01-0,001).
В состоянии напряжения максимальная амплитуда ЭНМГ от 1-й к 3-й группе здоровья последовательно повышалось. Значительных различий в величинах средней и суммарной амплитуды не выявлялась. Показатели средней частоты и отношения амплитуды к частоте находились на относительно одинаковом уровне в 3-х группах здоровья. Осцилляции ЭНМГ характеристик относились к 1-му типу.
Таким образом, изменения электрической активности при различных функциональных состояниях мышц указывают на ведущее значение надсегментарных иннервационных механизмов, включённых в единую авторегулируемую нервную систему в организации и регуляции любого проявления нормальной двигательной активности.
Электронейромиограмма m latissimus dorsi, 3-х групп здоровья студентов представлена в табл. 7. Как видно из таблицы, при расслабленном состоянии максимальная амплитуда от 1-й к 3-й группе здоровья последовательно существенно снижалось (Р<0,01). Средняя амплитуда с левой стороны также достоверно уменьшалась (Р < 0,01) от 1-й к 3-й группе здоровья. С правой стороны значения средней амплитуды были статистически значимы по сравнению с левой (Р < 0,01). Суммарная амплитуда была существенно выше слева по сравнению с данными справа (Р < 0,01), а средняя частота наоборот (Р<0,01). Существенные различия средней частоты были в 1-й и 3-й группах слева (Р < 0,05), и во 2-й и 3-й групп справа (Р < 0,05). Отношение амплитуды к частоте достоверно различались слева и справа (Р < 0,01). Существенные различия были между 2-й и 3-й группами здоровья слева (Р < 0,01).
В состоянии напряжения среднее значение максимальной амплитуды снижались от 1-й к 3-й группе здоровья. С правой стороны различия были статистически значимы (Р<0,01). Показатели средней амплитуды достоверно не изменялись как по группам здоровья, так и с противоположных сторон. Суммарная амплитуда по группам здоровья изменялась последовательно от 1-й к 3-й группе (Р<0,01). Аналогично изменялось значение средней частоты (Р < 0,01). Наблюдались различия с противоположных сторон как уровне тенденции (группа 1), так достоверно (Р < 0,01 - группа 2). Наиболее значимо отличались коэффициенты отношения амплитуды к частоте с противоположных сторон (Р < 0,01-0,001).
Все эти особенности организации нервной системы приводят к качественным изменениям интегративных процессов, возникновению новых закономерностей. Об этом качественном изменении функционирования при координированном возбуждении многих звеньев неоднократно говорили нейрофизиологи. Экспериментально было также доказано изменение активности каждого отдельного нервного компонента - при включении его в совместную с другими деятельностями. Кривая осцилляций в данной мышечной группе проявлялись по кривому и второму типу реагирования.
Значение максимальной амплитуды в состоянии расслабления с противоположных сторон от 1 -й к 3-й группе здоровья достоверно уменьшалось (Р < 0,01). В средней амплитуде по группам здоровья статистически значимых различий не отмечалось. С левой стороны показатели были выше, чем с правой. Суммарная амплитуда по группам здоровья снижалась от 1—2-й групп здоровья к 3-й (Р< 0,05-0,01). Уменьшалась средняя частота от 1-й к 3-й группе (Р < 0,05). В состоянии напряжения Gluteus maximus студентов максимальная амплитуда ЭНМГ характеристик изменялась по группам здоровья. При этом с левой стороны от 1-й к 3-й снижались существенно (Р < 0,05) с противоположной стороны уменьшение произошло на уровне тенденций. Значения средней амплитуды достоверно не различались как по группам здоровья, так и с противоположных сторон.
Суммарная амплитуда с левой и правой стороны от 1-й к 3-й группе здоровья изменялись на уровне тенденции. Средняя частота с левой стороны существенно превосходила значение с правой во всех группах здоровья (Р < 0,05). Достоверных различий в отношениях амплитуды к частоте по группам здоровья и с противоположных сторон не наблюдалось. Электронейромиограмма характеризовалась по первому типу.
При исследованиях ЭНМГ прежде всего возникает о том, с чем наиболее тесно связаны особенности мышечного электрогенеза: с синдромологическим или нозологическим диагнозом.
Установлена исключительная откликаемость нейромоторного аппарата на различные афферентные влияния, информирующие центральную нервную систему об условиях и течении нейромотор-ных реакций. В соответствии с этим происходит постоянная динамическая координация возбуждения мотонейронов и Перестройка функциональных систем. Адекватность этих процессов условиям, в которых реализуются сенсомоторные реакции, достигается их непрерывной сенсорной коррекцией. Именно этим функцииональным единством сенсомоторных систем и объясняются целостность психомоторных реакций и их соответствием постоянным изменениям внешней и внутренней среды организма.
Такая динамичность центральной координации возбуждения мотонейронов и мышц является одной из основных особенностей всех электрографических характеристик; количественные и качественные изменения электрической активности мышц обусловлены высокой динамичностью центральной регуляции, приспособленностью процессов возбуждения и торможения нейромоторного аппарата.
Различие формы колебаний потенциала при накожном отведении широко используются при разработке ряда проблем нейрофизиологии потенциала от ДТ мышцы и полиграфическая регистрация электромиограмм мышц, участвующих одновременно в осуществлении различных видов мышечных реакций, позволили использовать глобальную ЭМГ не только для характеристики отдельных мышц, но и для изучения влияния надсегментарных отделов мозга на координированное возбуждение при ДА человека.
Классификация ЭМГ, полученных при локальном отведении мышечных потенциалов, была предложена Buchthal и в несколько модифицированном виде испанскими электрофизиологами Subirana, Maso-Subirana классификация глобально отведённых ЭМГ разработана [13]. Первый тип отражает высокочастотные, асинхронные колебания потенциала с изменчивыми амплитудами; вольтаж амплитуд зависит от функционального состояния мышцы при тех или иных двигательных действиях. В норме вольтаж равен 5-10 МкВ в состоянии покоя, 20-30 МкВ при тонических реакциях и 500-1500 МкВ при максимальном сокращении. Тип два характеризуется низкочастотными осцилляциями и чёткими ритмами колебаний. Частота их варьирует от 6 до 50 колебаний в секунду; амплитуды от степени нарушений функции. При типе три отмечается усилие частых колебаний потенциала в «покое» искажение нормальной структуры электромиограмм «залпами» частых осцилляций, возникающих в связи с ритмическими или неритмическими видами гиперкинезов [6, 7, 8].
Тип четыре отражает только полное «биоэлектрическое молчание» при всех видах функциональных нагрузок. Он характерен для отсутствия биоэлектрической активности парализованных, атоничных мышц [15].
При визуальной обработке ЭМГ количественными показателями служат амплитуды и частоты колебаний.
Несмотря на значительную изменчивость амплитуд в глобально отведённых интерференционных ЭМГ, удаётся установить наиболее часто встречающиеся амплитуды и охарактеризовать течение колебательного процесса, общую структуру ЭМГ. При сравнении типических амплитуд в одноимённых мышцах правой и левой руки можно установить степень асимметричности электрогенеза.
Соотношение амплитуд колебаний потенциала в мышцах по разному участвующих в реализации движений (агонистов, антагонистов, синергистов), поможет определить роль каждой из них в его выполнении [3, 4, 14].
В наших исследованиях ЭНМГ студентов наблюдались различным уровнем возбуждения нервно-мышечной системы (НМС). Механизмы волновой активности нервной и мышечных тканей в 1-й группе здоровья студентов заключался в из менениях по 1-му типу существующей классификации. Во 2-й группе здоровья реагирования НМС было преимущественно по 1-му (96 % обследуемых) и лишь у небольшой части обследуемых по 2-му типу нейрофизиологических характеристик.
В 3-й группе здоровья студентов в зависимости от профиля нарушений наблюдался соответственно 1, 2, 3-й тип реагирования. Постоянное доминирование возбудительного процесса при расслаблении и торможений в условиях напряжения характерно для 25 % обследуемых 3-й группы здоровья. Это были лица с нарушениями в ОДА.
Биологическая роль «гиперполяризационного» торможения при росте функциональной недвижимости и формирования состоянии близкого к семантике «оперативного покоя» [10] свидетельствует о существовании самостоятельных форм торможения волновой активности. В состоянии покоя возникает состояние «оперативного возбуждения», приводящее в конечном итоге, к срыву адаптационного процесса.
Фазовые изменения нервной и мышечной ткани зависят от исходных физиологических свойств тканей и могут служить индикаторами функционального состоянии организма. Сдвиги функциональной подвижности и возбудимости ведут к закономерным изменениям количественной и временной выраженности параметров волновой активности ЭНМГ. основным критерием, определяющим электрические свойства мышечной ткани, мембранного потенциала клетки и нейро-биологического управления и адаптации (дизадаптации) является тип волновой активности согласно существующим классификациям. Электрофизиологическим критериям различных форм адаптации служат механизмы изменений порогов возбудимости и функциональных сдвигов адекватных им.
Нейробиологическая адаптация (дизадаптация) следует этим же механизмам интеграции нервной и мышечной ткани. Чрезмерное снижение величин моторного потенциала влечёт за собой снижение скорости обменных процессов, дизадаптацию, а возможно и срыв (дистресс). Высота абсолютной величины моторного потенциала свидетельствуют о высокой функциональной подвижности и возбудимости на произвольные двигательные действия.
Возникающая и возрастающая неравновес-ность эндогенных интеграций системы приводит к нарушению биологической надёжности и даже подпороговые воздействия могут существенно изменять нейробиологическое управление и системные функции и их саморегуляцию. Система очень чувствительна к внутренним волновым колебаниям, что во многом определяет степень её устойчивости к экзогенным воздействия. В 3-й группе здоровья у студентов наблюдается, так называется «соединительно-тканевая недостаточность», переходящая порой в «тканевую болезнь» [12].
Больное количество факторов риска приво-
Таблица 8
Состояние ЭНМГ, характеристик Gluteus maximus студентов 3-х групп (1, 2, 3)
В заключении необходимо отметить, что биологический смысл формирования нового психофизиологического потенциала состоит в том, что объединяются именно результаты субсистем и кумулятивно выходят на новый уровень саморегу-лирущихся систем с новым «конечным, полезным результатом» [1]. Однако возможности механизма обратной связи для поддержания внутреннего состояния не безграничен и интегральные характеристики организма изменяются и возможен срыв адаптации. Модификация системы идёт от простых путей приспособления к сложным меняя свои структурно-функциональные интеграции. Синергетический подход позволяет не только рассматривать организм как единую самоорганизующую систему, но и уровни её регуляции на этапах возрастного развития. .
Список литературы Электромиографическая характеристика волновой активности нервно-мышечной системы студентов 1-3-й групп здоровья в состоянии произвольного расслабления и напряжения мышц
- Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем: монография/П.К. Анохин. -М.: Медицина, 1975. -157 с.
- Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движения и физиологии активности/Н.А. Бернштейн. -М., 1966. -340 с.
- Костюк П.Г. Кальций и клеточная возбудимость/П.Г. Костюк. -М.: Медицина, 1986. -117 с.
- Костюк П.Г. Кальциевая сигнализация в нервных клетках -основные механизмы и возможные их изменения/П.Г. Костюк//Научные труды I Съезда физиологов СНГ/под ред. Р.И. Сепиашвили. -М.: Медицина -Здоровье, 2005. -Т. I. -С. 3-4.
- Лощилов В.И. Информационно-волновая медицина и биология/В.И. Лощилов//Новые информационные технологии в медицине и экологии: труды IV Междунар. конф. -М., -Крым, Ялта -Гурзуф, 1998. -С. 12-14.
- Персон Р.С. Электромиография в исследованиях человека: Монография/Р.С. Персон. -М.: Наука, 1969. -231 с.
- Персон Р.С. Двигательные единицы и мотонейронный пул/Р.С. Персон//Физиология движений. -М.: Наука, 1976. -С. 69-101.
- Персон Р.С. Теоретические основы трактовки ЭМГ/Р.С. Персон//Физиология человека. -1987 -Т. 13, № 4. -С. 65-67.
- Скулачев В.П. Рассказы о биоэнергетике: Монография/В.П. Скулачев. -М.: Молодая гвардия. -1982. -191 с.
- Ухтомский А.А. Очерки физиологии нервной системы: собрание сочинений/А.А. Ухтомский. -М.-Л., 1954. -Т. А. -232 с.
- Фомин Н.А. Адаптация: Общебиологические и психофизиологические основы: монография/Н.А. Фомин. -М.: Теория и практика Физической культуры, 2003. -383 с.
- Шабшаевич Л.Г. Жизнь кибернетическая, медико-биологическая системность (геном человека, клонирование, критический анализ)/Л.Г. Шебшаевич, А.А. Алексеев. -М.: Триада Плюс, 2001. -608 с.
- Юсевич Ю.С. Электромиография в клинике нервных болезней/Ю.С. Юсевич. -М.: Медгиз, 1958. -128 с.
- Latash M.L. Spectral analysis of the electro-myogram (EMG) in spinal cord trauma patients: II. Motos unit and interference EMG power spectra/M.L. Latach//Electromyogr. Clin. Neuraphysiol. -1988. -Vol. 28, № 6. -P. 329-334.
- Young W. Исследования по проблеме повреждения спинного мозга: достижения и перспективы (New Jersey, декабрь 2003 г.)/W. Young, W.M. Кеск [Электронный ресурс]. Режим доступа: http:carecure.rutgers.edu/spinew:re//Articles/SGY_Hjpe_ОЗС.htm.