Сравнительный анализ динамики электромиографических показателей у лиц с разной физической подготовкой при интенсивной работе

Существует несколько способов определения функциональной готовности нервно-мышечного аппарата к тому или иному виду нагрузки как у спортсменов, так и у лиц, занимающихся оздоровительной физической культурой. Пожалуй, к наиболее показательному из них можно отнести метод электромиографии [5]. При условии правильно поставленной задачи исследования и соответствия протокола нагрузочного тестирования возможно отследить тонкие нюансы функционального ответа нервно-мышечной системы на разного рода физические возмущения, а также дать прогнозы к усилению тренировки у спортсменов либо предотвратить перенапряжение [3].

Цель исследования: провести детальный сравнительный анализ показателей электромиограммы (ЭМГ) в динамике работы на велоэргометре с мощностью нагрузки 160 Вт до отказа у лиц, занимающихся физической культурой и спортсменов-любителей.

Материалы и методы.

В обследовании приняли участие 10 человек мужского пола в возрасте 18-19 лет, разделенные на 2 группы. 1-я группа состояла из лиц, занимающихся физической культурой (не спортсмены). 2-я группа - спортсмены-любители разных видов спорта. Каждой группе испытуемых было предложено пройти тест на велоэргометре «Sports Art 5005» в следующем режиме: разминка на мощности 60 Вт (2 мин); нагрузка 160 Вт до отказа; заминка на мощности 60 Вт (2 мин). Постоянная скорость вращения педалей составляла 7 км/час. Производилась регистрация поверхностной интерференционной ЭМГ с прямой головки четырехглавой мышцы бедра правой нижней конечности с помощью компьютерного электромиографа «Синапс» («Нейротех», Таганрог). Анализировались: Аср -средняя амплитуда суммарной ЭМГ (мВ); количество турнов ЭМГ; соотношение ratio = турны/ Аср. Статистическую значимость различий одноимённых показателей в зависимых группах оценивали по непараметрическому критерию Вилкоксона, в независимых группах - методом Манна-Уитни.

Результаты и обсуждение.

По результатам проведения тестов время работы на мощности 160 Вт у лиц 2-й группы на 73% превышало таковое у 1-й группы лиц. Анализ показателей ЭМГ производился по 8 точкам у обследуемых 1-й группы (10-секундные отрезки) (рисунок) и по 10 точкам у 2-й группы. У 1-й группы время нагрузки было поделено на 4 квартиля, а у 2-й группы были взяты последние 9 мин нагрузки. Было установлено, что максимальная Аср (пик) у 1-й группы на 53% превышала пик Аср у 2-й группы. У 1-й группы лиц практически на всех этапах нагрузки отмечались значимые различия в показателях Аср (p<0,05) (рисунок). Снижение ratio (p<0,05) произошло в III квартиле нагрузки, при этом пик его снижения совпадал с пиком роста Аср. Так как увеличение А ср отражает рекрутирование дополнительного количества мотонейронов (МН), а рост турнов ЭМГ- увеличение частоты импульсации двигательных единиц (ДЕ) [2], снижение ratio указывает на преобладание включения в работу новых ДЕ над частотой импульсации МН. Полагаем, что для не спортсменов в виду отсутствия достаточной спортивной адаптации организма, предложенный вид нагрузки являлся работой субмаксимальной интенсивности (от 45 сек. до 4 мин) [2]. Это подтверждалось преобладанием включения новых ДЕ в IV квартиле нагрузки над частотой импульсации мотонейронов.

Рис. 1. Динамика А ср ЭМГ под нагрузкой у лиц без спортивной подготовки (*p<0,05 по отношению к предыдущей ступени работы; 1-разминка, 2,3,4,5 - I,II,III,IV квартили нагрузки, 6-пик, 7-последние 10 сек. нагрузки, 8-заминка).

Рекрутирование большого количества мышечных волокон гликолитического типа указывает на необходимость применения большой силы сократительных способностей мышц для осуществления предъявляемой работы [3]. Причина отказа от работы при таком стремительном нарастании биопотенциалов мышц заключалась, как полагаем, по ряду авторов [1,4], в интенсивном расходе гликогена мышц и накоплении лактата. Это сопровождается гипоксемией, сильнейшей импульсацией от проприо- и хеморецепторов мышц. По субъективным ощущениям обследуемых 1-й группы, отказ от работы наступал вследствие снижения силовых способностей мышц, невозможности поддерживать дальнейшее усилие по вращению педалей на мощности 160 Вт с той же скоростью.

У спортсменов-любителей (2-я группа) время работы до отказа и биоэлектрическая активность мышц соответствовали типу работы большой интенсивности (10 -30 мин.). При такой работе вклю- чаются системные резервы поддержания гомеостаза и энергетики, что связано с кислородным голоданием организма, напряженной деятельностью сердца [2]. Последние 9 мин кривой ЭМГ имели 2 пика Аср, наблюдалось несколько участков с тенденцией к снижению и росту Аср, ratio. Следует отметить, что на всем отрезке работы кривая ЭМГ по Аср не имела значимых отличий в смежных контрольных точках. Однако медианы пика Аср на 53 % были ниже соответствующих данных у лиц 1й группы, что указывало на отсутствие необходимости включения большого количества ДЕ в работу и, следовательно, на хорошие адаптационные возможности нервно-мышечного аппарата, не требующие приложения значительных мышечных усилий у данной группы лиц.

Заключение. Подробный анализ динамики показателей ЭМГ позволил заключить: 1) нагрузка мощностью 160 Вт на велоэргометре при скорости вращения педалей 7 км/ч для лиц, не имеющих спортивной подготовки, означает нагрузку субмаксимальной анаэробной интенсивности, при которой отказ от работы наступает преимущественно вследствие истощения энергетических запасов гликогена в гликолитических мышечных волокнах, накопления лактата; 2) для спортсменов-любителей такая нагрузка является работой большой интенсивности, ведущие факторы утомления при которой принадлежат системам вегетативного обеспечения и связаны с кислородным голоданием организма.