Электронейромиографические изменения мышц в группах обследования и сравнения у студентов в состоянии произвольного расслабления и напряжения

Автор: Гаттаров Р.У., Потапова Т.В., Зубков С.М., Аминов А.С., Ляпкало В.И.

Журнал: Человек. Спорт. Медицина @hsm-susu

Рубрика: Интегративная физиология

Статья в выпуске: 16 (71), 2007 года.

Бесплатный доступ

Представлены новые данные ЭНМГ в состоянии произвольной регуляции тонуса мышц.

Короткий адрес: https://sciup.org/147152322

IDR: 147152322

Текст научной статьи Электронейромиографические изменения мышц в группах обследования и сравнения у студентов в состоянии произвольного расслабления и напряжения

Нейрофизиология в интегральной оценке единой функциональной системы (ФС) и поведения человека в профессиональной деятельности занимает ключевое место в ансамбле наук. Концептуальный системно-синергетический подход требует объединения знаний по проблемам физиологии, биомеханики, психологии, биохимии, эргономики и др. наук, трансформируемых в кванты поведенческой и профессиональной деятельности. Деятельностный подход позволяет осуществлять программирование здравостроения.

Человекопознание расширяет границы комплексных информационно-функциональных данных динамического состояния и надежности систем организма. Новая модель здравостроения объединяет усилия многих специалистов нормативно-правового, социально-защитного, медикобиологического, психолого-педагогического, управленческого и других спектров воздействия. Интеграция знаний об организме, создание теории здоровья, совершенствование ЗОЖ и ресурсной части оздоровления, построение модели целевых программ здравостроения, прогнозирование и верификация заболеваемости позволит добиваться улучшения функционального состояния и уровня здоровья. Обследованию подвергались 89 студентов группы вмешательства и 88 группы сравнения. Возраст обследуемых 16-19 лет (М = 18,21 ±0,64 года).

При этом исключительную значимость приобретает изучение биоритмов функционального и психофизиологического состояния у студентов. Стресс-напряжение студентов возрастает в начале учебного года и в период экзаменационных сессий. Исследование проведено на многофункциональном компьютерном комплексе «Нейро-МВП» [3] для электронейромиографии фирмы «Нейрософт» (Иваново).

Методика основана на регистрации биоэлектрической активности мышц с помощью поверхностных (накожных) электродов. Простота и безболезненность методики позволяет исследовать большое число мышц. Изучение интерференционной ЭМГ проводилось в состоянии произвольного расслабления и напряжения. Кон фигурации и осцилляции позволяли определять типы ЭМГ. Регистрировались максимальная, средняя и суммарная амплитуда, средняя частота и отношение амплитуды к частоте. Исследовались мышцы левой и правой стороны тела, что позволяло судить об асимметрии.

Математическая обработка материала осуществлялись по методике, описанной в книге «Наглядная статистика в медицине» [4]. Использовался пакет программ SPSS-12.

Результаты весеннего исследования Biceps brachii представлены в табл. 1. Как видно из табл. 1, в группах обследования и сравнения изучались показатели максимальной и средней амплитуды в состоянии расслабления различались, но статистически недостоверно. Остальные показатели изменялись, но также статистически не существенно. В период напряжения (табл. 2) достоверные различия выявлялись в средней амплитуде (Р < 0,05). В табл. 3 представлены компоненты ЭНМГ Triceps brachii студентов в стадии расслабления.

В табл. 4 представлены компоненты ЭНМГ студентов в состоянии напряжения. Как видно из табл. 4, значимых различий компонентов ЭНМГ в группах обследования и контроля не отмечалось. С левой стороны отмечалось большее напряжение по сравнению с правой. Достоверные различия наблюдались в показателях суммарной амплитуды, средней частоты и отношение амплитуды к частоте (Р< 0,01-0,001). В табл. 5 представлены компоненты ЭНМГ Vastus medialis. В максимальной амплитуде ЭНМГ левой и правой стороны различий не наблюдалось. В средней амплитуде и частоте были достоверные различия (Р<0,01).

В табл. 6 представлены показатели Biceps femoris brechis в состоянии произвольного расслабления. Как видно из табл. 6, в период произвольного напряжения показатели максимальной амплитуды слева и справа в группе обследования и сравнения значимо не различались. Компоненты средней и суммарной амплитуды, отношение амплитуды к частоте достоверно различались слева и справа (Р <0,001).

Таблица 1

Показатели ЭНМГ группы обследования и сравнения весной

Параметры

Группа

Средние

Стандартная ошибка

95% ДИДС нижняя граница

95% ДИДС верхняя граница

в период расслабления (Biceps brachii) левая сторона

Максимальная амплитуда, МкВ

42,880

53,117

4,211

3,863

33,788

45,345

50,751

60,888

Средняя амплитуда, МкВ

543,340

519,014

48,341

45,865

445,561

426,455

641,119

611,573

Суммарная амплитуда, МВ/С

5,115

4,751

0,435

0,495

4,234

3,752

5,996

5,750

Средняя частота, 1/С

4,765

4,728

0,423

0,448

3,910

3,823

5,620

5,633

Амплитуда / частота, МкВ^хС

5,478

4,816

0,448

0,426

4,570

3,957

6,385

5,675

в период расслабления (Biceps brachii) правая сторона

Максимальная амплитуда, МкВ

55,374

48,892

5,194

4,538

44,913

39,762

65,834

58,022

Средняя амплитуда, МкВ

452,571

462,568

40,210

42,024

371,367

377,819

533,776

547,318

Суммарная амплитуда, МВ/С

5,017

4,416

0,454 0,448

4,154

3,512

5,989

5,320

Средняя частота, 1/С

5,166

5,092

0,421

0,466

4,316

4,153

6,016

6,031

Амплитуда / частота, МкВ^хС

43,498

55,257

5,048

7,234

33,304

40,669

53,691

69,845

Показатели ЭНМГ ст

удентов в состоянии напряжения

Таблица 2

Параметры

Группа

Средние

Стандартная ошибка

95% ДИДС нижняя граница

95% ДИДС верхняя граница

Biceps brachii (левая сторона - напряжение)

Максимальная амплитуда, МкВ

1 2

452,217

454,958

41,479

34,001

368,675

386,557

535,760

523,360

Средняя амплитуда, МкВ

427,500

522,625

42,074 39,817

342,758

442,524

512,242

602,726

Суммарная амплитуда, МВ/С

0,503 0,517

0,04

0,430

0,442

0,576

0,591

Средняя частота, 1/С

4,611

4,495

0,422

0,443

3,761

3,605

5,461

5,386

Амплитуда / частота, МкВ^хС

57,272

56,521

4,316

5,633

48,580

45,390

65,964

67,651

Biceps

brachii (правая сторона - напряжение)

Максимальная амплитуда, МкВ

576,957

517,186

40,385

40,241

495,616

436,233

658,297

598,142

Средняя амплитуда, МкВ

423,500

524,604

42,705

40,060

337,488

444,014

509,513

605,195

Суммарная амплитуда, МВ/С

0,473

0,579

0,04

0,400

0,490

0,547

0,668

Средняя частота, 1/С

5,129

5,275

0,420

0,428

4,283

4,415

5,974

6,136

Амплитуда / частота, МкВ^хС

52,587

40,690

4,730

3,814

43,060

33,017

62,114

48,363

Электронейромиографические изменения мышц в группах обследования и сравнения...

Таблица 3

Показатели ЭНМГ Triceps brachii в состоянии расслабления

Параметры	Группа	Средние	Стандартная ошибка	95% ДИДС нижняя граница	95% ДИДС верхняя граница
Triceps brachii (левая сторона - расслабление)
Максимальная амплитуда,	1	51,663	4,364	42,873	60,453
МкВ	2	49,194	3,699	41,752	56,636
Средняя амплитуда, МкВ	1	483,875	46,503	389,813	577,937
Средняя амплитуда, МкВ	2	497,837	51,041	394,832	600,843
Суммарная амплитуда,	1	6,128	0,437	5,244	7,011
МВ/С	2	4,863	0,465	3,925	5,801
Средняя частота, 1/С	1	48,696	4,910	38,759	58,621
Средняя частота, 1/С	2	52,191	4,566	42,976	61,405
Амплитуда / частота, МкВ^хС	1	45,825	4,477	36,769	54,881
Амплитуда / частота, МкВ^хС	2	56,377	4,432	47'432	65^321
Triceps	brachii (правая сторона - расслабление)
Максимальная амплитуда,	1	49,720	4,848	39,954	59,485
МкВ	2	52,344	4,675	42,938	61,749
Средняя амплитуда, МкВ	1	506,825	48,217 '	409,297	604,353
Средняя амплитуда, МкВ	2	505,721	47,063	410,743	600,698
Суммарная амплитуда,	1	42,450	5,153	32,026	52,874
МВ/С	2	48,144	4,691	38,677	57,612
Средняя частота, 1/С	1	579,300	45,277	487,719	670,881
Средняя частота, 1/С	2	439,512	37,770	363,288	515,736
Амплитуда / частота, МкВ^хС	1	0,586	0,05	0,492	0,680
Амплитуда / частота, МкВ^хС	2	0,518	0,05	0Д24	0,612

Таблица 4

Состояние ЭНМГ характеристик студентов в весенний период ________________

Параметры	Группа	Средние	Стандартная ошибка	95% ДИДС нижняя граница	95% ДИДС верхняя граница
Triceps brachii (левая сторона - напряжение)
Максимальная амплитуда,	1	451,557	44,722	361,883	542,031
МкВ	2	494,042	41,580	410,394	577,690
Средняя амплитуда, МкВ	1	505,952	48,777	407,446	604,959
Средняя амплитуда, МкВ	2	508,533	40,927	426,050	591,017
Суммарная амплитуда,	1	0,451	0,05	0,351	0,550
МВ/С	2	0,509	0,05	0,418	0,601
Средняя частота, 1/С	1	0,571	0,05	0,471	0,670
Средняя частота, 1/С	2	0,460	0,405	0,379	0,542
Амплитуда / частота, МкВ^хС	1	573,548	46,772	479,091	688,005
Амплитуда / частота, МкВ^хС	2	521,644	49,513	421,858	621,431
Triceps brachii (правая сторона - напряжение)
Максимальная амплитуда,	1	484,637	40,596	402,872	566,402
МкВ	2	450,771	42,133	366,009	535,532
Средняя амплитуда, МкВ	1	477,585	42,476	391,738	563,432
Средняя амплитуда, МкВ	2	474,956	50,921	372,330	577,580
Суммарная амплитуда,	1	0,460	0,042	0,376	0,543
МВ/С	2	0,442	0,039	0,363	0,521
Средняя частота, 1/С	1	5,486	0,423	4,631	6,340
Средняя частота, 1/С	2	4,248	0,412	3,417	5,079
Амплитуда / частота, МкВ^хС	1	50,054	4,617	40,724	59,384
Амплитуда / частота, МкВ^хС	2	57'б98	8,274	41'023	74,372

Таблица 5

Состояние ЭНМГ Vastus medialis (весна)

Параметры	Группа	Средние	Стандартная ошибка	95 % ДИДС нижняя граница	95 % ДИДС верхняя граница
Vastus medialis (левая сторона - расслабление)
Максимальная амплитуда,	1	57,922	5,624	46,595	69,249
МкВ	2	54,400	6,231	41,864	66,936
Средняя амплитуда, МкВ	1	423,643	41,215	340,408	506,878
Средняя амплитуда, МкВ	2	454,614	43,201	367,492	541,736
Суммарная амплитуда,	1	5,260	0,453	4,346	6,174
МВ/С	2	5,022	0,384	4,247	5,797
Средняя частота, 1/С	1	4,671	0,457	3,748	5,595
Средняя частота, 1/С	2	4,671	0,385	3,895	5'447
Амплитуда / частота,	1	52,957	4,191	44,494	61,421
МкВ^хС	2	53,296	4,411	44,399	62,192
Vastus medialis (правая сторона - расслабление)
Максимальная амплитуда,	1	53,296	4,411	44,399	62,192
МкВ	2	57,045	4,565	47,652	65,438
Средняя амплитуда, МкВ	1	534,049	48,561	435,503	632,134
Средняя амплитуда, МкВ	2	763,886	41,545	380,103	547,670
Суммарная амплитуда,	1	5,375	0,446	4,473	6,277
МВ/С	2	4,336	0,465	3,458	5,335
Средняя частота, 1/С	1	55,759	4,281	47,106	64,412
Средняя частота, 1/С	2	57,633	3,730	50Д11	63Д55
Амплитуда / частота,	1	48,091	4,622	38,749	57,433
МкВ^хС	2	59,984	7,218	45,428	74,540

Таблица 6

Показатели Biceps femoris brechis в состоянии произвольного расслабления____________

Параметры	Группа	Средние	Стандартная ошибка	95 % ДИДС нижняя граница	95 % ДИДС верхняя граница
Biceps feemoris brechis (левая сторона - расслабление)
Максимальная амплитуда,	1	49,809	4,316	41,116	58,502
МкВ	2	51,733	4,584	42,511	60,956
Средняя амплитуда, МкВ	1 2	4,145 5,721	0,521 0,380	3,092 4,954	5,199 6,488
Суммарная амплитуда,	1	51,565	4,481	42,592	60,718
МВ/С	2	57,819	4,273	49,196	66,441
Средняя частота, 1/С	1	4,849	0,465	3,908	5,780
Средняя частота, 1/С	2	5,184	0,447	4'281	6Д86
Амплитуда / частота, МкВ^хС	1	533,350	43,794	444,768	621,932
Амплитуда / частота, МкВ^хС	2	434,047	45,238	342,752	352,341
Biceps feemoris brechis (правая сторона - расслабление)
Максимальная амплитуда,	1	54,946	4,273	46,399	63,552
МкВ	2	51,826	3,877	44,021	59,630
Средняя амплитуда, МкВ	1	455,033	48,350	357,235	552,830
Средняя амплитуда, МкВ	2	531,935	40,493	450,278	613'713
Суммарная амплитуда,	1	5,177	0,477	4,211	6,143
МВ/С	2	5,712	0,489	4,725	6,699
Средняя частота, 1/С	1	5,215	0,439	4,327	6,109
Средняя частота, 1/С	2	4,610	0,416	3,770	5,449
Амплитуда / частота, МкВ^хС	1 2	4,587 4,470	0,493 0,450	3,588 3,572	5,586 5,368

В табл. 7 представлены показатели Biceps femoris brechis в состоянии напряжения. Существенные различия выявлены по группам с левой стороны в максимальной амплитуде (Р < 0,05). В средней частоте и отношении амплитуды к частоте слева и справа различия были достоверны (Р < 0,01). По группам статистически значимых различий не наблюдалось.

Выявлены 2 типа ЭНМГ. Причем к 1-му типу относились 88 % обследуемых и 12 % -ко 2-му. (п = 176). На рисунках представлены ЭМГ характеристики обследуемых мышечных групп левой и правой стороны тела.

Как видно из иллюстрированного материала, данные левой и правой стороны в состоянии расслабления и напряжения различных мышц отличаются по высоте осцилляции поверхностной ЭМГ. Различаются характеристики спектра и турно-амплитудный анализ.

Электронейромиографические изменения мышц в группах обследования и сравнения... свидетельствует об утомлении, преобладании охранительного торможения.

Для поддержания и улучшения функционального состояния и уровня здоровья студентов необходима повышенная двигательная активность различных видов, адекватное, функциональное питание, устранение факторов риска. Интерференция физического, психического развития и функционального состояния в адекватный, симватный уровень здоровья возможна при надежности многоуровневых систем регуляции, саморегуляции и оценочной деятельности [5, 6, 2, 1]. Эффективное использование двигательных ресурсов, оптимизация функциональных состояний и повышение качества здоровья - важная задача морфогенеза, системогенеза и эргогенеза в ЗОЖ. Утомление связывают с окислительными возможностями мышечных волокон [9], с повышенным сопре-

Таблица 7

Показатели Biceps femoris brechis в состоянии напряжения

Параметры	Группа	Средние	Стандартная ошибка	95% ДИДС нижняя граница	95% ДИДС верхняя граница
Biceps feemoris brechis (левая сторона - напряжение)
Максимальная амплитуда,	1	436,630	40,671	354,716	518,545
МкВ	2	522,646	44,720	432,681	612,610
Средняя амплитуда, МкВ	1	519,659	43,798	431,140	608,177
Средняя амплитуда, МкВ	2	503,546	40,807	421,251	585,840
Суммарная амплитуда, МВ/С	1	0,392	0,043	0,305	0,479
Суммарная амплитуда, МВ/С	2	0,471	0,045	0Д79	0*563
Средняя частота, 1/С	1	0,480	0,047	0,385	0,575
Средняя частота, 1/С	2	0,498	0,042	0,414	0,583
Амплитуда / частота, МкВ^хС	1	513,073	42,732	426,587	599,559
Амплитуда / частота, МкВ^хС	2	541,591	43,712	453,437	629,745
Biceps feemoris brechis (правая сторона - напряжение)
Максимальная амплитуда,	1	496,196	39,704	416,229	576,163
МкВ	2	461,625	38,938	383,292	539,958
Средняя амплитуда, МкВ	1	445,848	43,434	358,368	533,328
Средняя амплитуда, МкВ	2	512,979	42,568	427,343	598,616
Суммарная амплитуда, МВ/С	1	0,524	0,050	0,423	0,624
Суммарная амплитуда, МВ/С	2	0,600	0,067	0,464	0,736
Средняя частота, 1/С	1	4,727	0,429	3,864	5,591
Средняя частота, 1/С	2	5,592	0,569	4,448	6,736
Амплитуда / частота, МкВ^хС	1	60,898	4,436	51,964	69,832
Амплитуда / частота, МкВ^хС	2	41'952	4'117	Зз'б69	50,235

Из представленных данных следует, что в состоянии расслабления наблюдалось угасание осцилляций ЭМГ. Уникальное строение мышечных рецепторов, особенности передачи информации в центральных структурах, функциональные влияния ее практически на все системы организма определили повышенный интерес нейрофизиологов. Состояние ЭМГ, близкое к биологическому молчанию мышц, зистентности к его развитию в волокнах с более высоким окислительным потенциалом [11]. Тренировка способствует повышению потенциальных возможностей митохондрии и этот совокупный метаболический ответ проявляется симватно повышению физической работоспособности [10]. Поэтому сократительная активность мышц способствует изменению адаптации и саморегуляции [12].

Нами при анализе ЭНМГ характеристик наблюдались различные осцилляции амплитуд сокращения мышц, свидетельствующие о неодинаковой силе мышечного сокращения и возбуждения. Однако не ясен механизм регуляции возбуждения и сокращения в развитии утомления, действительно ли различные потенциальные участки проявляют неодинаковую чувствительность к воздействию факторов, способных влиять на мышечную работоспособность. Например, при кратковременном произвольном напряжении мышц концентрация продуктов метаболизма определяет механизм снижения силы мышечных сокращений [8]. Неметаболическое утомление проявляется при эксцентричных мышечных сокращениях, когда энергетическая потребность в них низкая, а развиваемая сила высокая [7].

В процессе исследования при релаксации отмечались специфичность ЭНМГ характеристик, асимметрия, адаптивность или деадаптивность в нервно-мышечной системе. Наблюдалась высокая вариабельность электронейро-миографических компонентов у студентов. В состоянии напряжения возрастали показатели максимальной амплитуды ЭНМГ, снижалась вариабельность показателей. Большинство характеристик средних частот в период напряжения увеличилось. Биологическая асимметрия носила специфический адаптивный характер.

Таким образом, в рабочем состоянии повысилась устойчивость нервно-мышечной системы, выявлены пороги диапазонов ЭНМГ характеристик.

Список литературы Электронейромиографические изменения мышц в группах обследования и сравнения у студентов в состоянии произвольного расслабления и напряжения

Кабанов, С.А. Физиологические и психологические проблемы оценочной деятельности, адаптация. Стресс и поведение человека/С.А. Кабанов, С.А. Личагина, А.С. Аминов; под науч. ред. проф. А.П. Исаева. -Челябинск: ЮУрГУ, 2005. -183 с.
Медведев, В.И. Адаптация: Монография/В.И. Медведев. -СПб.: Институт мозга человека РАН, 2003. -584 с.
Многофункциональный компьютерный комплекс «Нейро-МВП» для электронейромиографии: методические указания. -Иваново: Фирма «НейроСофт», 2004. -44 с.
Петри, А. Наглядная статистика в медицине/А. Петри, К. Сэбин; пер. с анг. В.П. Леонова. -М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003.-144 с.
Платонов, В.Н Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте: Обгцая теория и практические приложения: учебник тренера/В.Н. Платянов. -Киев: Олимпийская литература, 2004. -808 с.
Физиология. Основы и функциональные системы: курс лекций; под ред. К.В. Судакова. -М.: Медицина, 2000. -784 с.
Clarkson, P.M. Muscle function after exercise -induced muscle damage and rapid adaptation/P.M. С larks on, K. Nosaka, B. Brawn//Med. Sci. Sports. -1992. -Ne 24. -P 512-520.
Cooke, R. The inhibition of muscle contraction by the by-products of ATP hydrolysis. Jn: Taylor, Bx -Kx ed. Biochemistry of exercise/R. Cooke, E. Pate//VII Champaign, IL.: Human Kinetics. -1990. -P. 59-72.
Dudley, G.A. Influence of mitochondrial content on the sensitivity of respiratory control // G.A. Dudley, P.С. Tullson, R.L. Terjung // J. Bid. Chem. - 1997. -№262. -P. 9109-9114.
Green, H. Metabolic adaptation to training precede changes in muscle mitochondrial capacity/H. Green. R. Helyar, M. Ball-Burnett Ct. al.//J. Appl. Physial. -1992. -№ 72. -P. 484-491.
Kugllberg, E. Transmission and contraction fatigue of rat motor units in relation to succinate dehydrogenase activity of motor unit fibres/E. Kugelberg, B. Lindegren//J. Physid. -1979. -№288. -P 285-300.
Pette, D. Altered gene expression muscle induced by chronie low-frequency stimulation/D. Pette. S. Dusterhoft//Am. J. Physiol. -1992. -Bd. 262.-S. 333-338.

Еще

Статья научная