Стабилографические показатели у здоровых нетренированных мужчин при статических нагрузках

Проблема достижения человеком оптимального функционального состояния при различных нагрузках до настоящего времени остается актуальной. В последние годы особый интерес исследователей вызывает изучение состояния большой группы двигательных рефлексов центральной нервной системы [6]. Наиболее изученными являются моносинаптические (сухожильные) и полисинаптические рефлексы (тонические и фазные) спинного мозга. Стволовые центры обеспечивают две группы рефлексов - сохранение равновесия и нормальное вертикальное положение тела в условиях действия гравитационного поля в состоянии покоя (статические рефлексы) и при движении тела в пространстве (статокинетические рефлексы). Статические рефлексы делятся на две группы: по-зные (рефлексы положения тела в пространстве) и выпрямительные. Важную роль в поддержании позы и координации всех двигательных актов играют мозжечок и его связи [1]. Важное значение для управления произвольными движениями имеет система афферентации (слух, зрение) и система ассоциативных волокон головного мозга. Обратная афферентация (проприоцепция), помогая оценить результат, способствует обучению движениям, и при повторных выполнениях (тренировке) движения становятся более точными. Таким образом, регуляция равновесия тела в пространстве, обеспечивающая устойчивость, имеет около 24 анатомических пунктов, является многоуровневой. Между отдельными этажами, отдельными центрами возникают сложные иерархические взаимодействия [7].

Методика точного количественного, пространственного и временного анализа устойчивости человека в заданной позе, названная стабило-графией, была разработана группой ученых под руководством В.С. Гурфинкеля в 1952 году. Однако только с развитием современной компьютерной стабилографии появилась возможность широкого использования перспективных методов на ее основе. Только в таком варианте было снято основное препятствие по обработке сложных сигналов [3].

Для изучения физиологии интегративной деятельности моторных структур ЦНС по организации движений используются метод компьютерной стабилографии. Регуляция равновесия тела в пространстве базируется на понятии устойчивости. Устойчивость ортостатической позы измеряется большим количеством параметров, которые позволяют объективизировать отклонения функции равновесия от нормы. Главными параметрами являются — площадь и длина статокинезиограммы, скорость общего центра давления в различных плоскостях - все они демонстрируют сознательный контроль ортостатической позы, среднее положение гравитационной вертикали, дисперсию положения гравитационной вертикали, фазическую мышечную активность, активность мышечного тонуса, позволяют выявить синдром постурального дефицита [5].

Материалы и методы исследования. Исследование гравитационной вертикали и функции равновесия проводилось с использованием стаби-лометрического комплекса «Стабило-МБН». Для объективной оценки нами использовалась методика компьютерной стабилографии, основанная на графической регистрации колебаний общего центра давления тела человека, находящегося на специальной платформе в вертикальном положении. Характеристики постурального управления фиксировались графически и подвергались математической обработке. Для оценки равновесия использовались 6 тестов:

• 1    - основная стойка с открытыми глазами (ОГ);

• 2    - основная стойка с фиксацией взора вправо; 3 - основная стойка с фиксацией взора влево;

• 4    - основная стойка с закрытыми глазами (ЗГ); 5 - проба Ромберга с открытыми глазами;

• 6 - проба Ромберга с закрытыми глазами.

Длительность каждой пробы составляла 30 секунд. Во время каждой пробы оценивались следующие показатели:

МАФ - максимальная амплитуда колебаний во фронтальной плоскости (мм);

Интегративная физиология

МАС - максимальная амплитуда колебаний в сагиттальной плоскости (мм);

ДСКГ - длина статокинезиограммы (мм);

СОЦД - скорость общего центра давления (мм/с);

СФП - скорость общего центра давления во фронтальной плоскости (мм/с);

ССП - скорость общего центра давления в сагиттальной плоскости (мм/с);

МСФП - мощность спектра во фронтальной плоскости (Гц);

МССП - мощность спектра в сагиттальной плоскости (Гц);

ПСКГ - площадь статокинезиограммы (мм2);

ОПСКГ - отношение длины статокинезиограммы к ее площади (1/мм);

ИР - индекс равновесия (мм2/с);

ИУ - индекс устойчивости (ед.);

ДКР - динамический компонент равновесия (ед.)-

По результатам проведенных пробных тестов для оценки адаптации антигавитационной системы вычислялись финальные показатели - коэффициент Ромберга (КР) и показатель функциональной стабильности (ПФС) для каждого испытуемого.

Исследование проводилось на базе нейрофи зиологической лаборатории Областного клинического госпиталя для ветеранов войн. В исследовании приняли участие 14 мужчин в возрасте от 20 до 50 лет (39,5 ± 6,43 лет) со средним весом 85,4 ± ± 12,00 кг. Всем испытуемым для исключения патологии систем афферентации выполнено офтальмологическое, отоневрологическое обследование, аудиометрия, зрительные и акустические стволовые вызванные потенциалы.

Результаты исследования и их обсуждение. Результаты стабилографического исследования в основной стойке и при функциональных статических нагрузках представлены в таблице.

Максимальная амплитуда колебаний во фронтальной плоскости (МАФ) общего центра давления (ОЦД) в основной стойке составила 16 мм, ее изменения при взор-фиксационных пробах и пробе Ромберга с открытыми глазами увеличились на 10-11 %, максимальные сдвиги показателя произошли в основной стойке с закрытыми глазами -на 50 % и в пробе Ромберга с закрытыми глазами -на 100 %. Пробы с поворотом головы и глаз в правую и левую стороны: тест включает комплекс рефлекторных реакций с включением вестибулярного и зрительного анализаторов. При повороте влево - стабильность нарушается больше, чем при

Стабилографические показатели в основной стойке и при функциональных статических нагрузках

Показатель Основная стойка с ОГ Фиксация взора вправо Фиксация взора влево Основная стойка с ЗГ Проба Ромберга с ОГ Проба Ромберга с ЗГ МАФ, мм 16,39 ± 3,34 18,13 ±4,44 10% 18,22 ±4,0 И % 24,66 ±5,81 50% 18,23 ±3,96 И % 32,9 ± 7,86 100% МАС, мм 15,95 ± 3,05 15,51 ±2,96 -3 % 18,06 ±3,43 13 % 23,63 ± 3,78 48% 18,17 ±09 14% 25,90 ±4,41 62% ДСКГ, мм 279,31 ±27,0 319,2 ±51,8 14% 336,6 ±61,1 20% 522,8 ± 111 87% 365,9 ± 60,3 31 % 698±130 150% СОЦД, мм/с 9,31 ± 0,90 10,64 ± 1,73 14% 11,22 ±2,04 21 % 17,43 ±3,71 87 % 12,20 ± 2,01 31 % 23,31 ±4,28 150% СФП, мм/с 5,39 ± 0,67 6,47 ± 1,32 20% 6,82 ± 1,52 27 % 11,26 ±3,1 108 % 7,30 ± 1,64 35 % 15,52 ± 3,28 187 % ССП, мм/с 5,50 ±0,70 6,07 ± 1,01 10% 6,56+1,17 19 % 10,16 ± 1,82 85% 7,29 ± 1,09 33% 13,45 ± 2,78 144% МСФП, Гц 0,27 ± 0,08 0,35 ± 0,08 30% 0,35 ± 0,07 30% 0,4 ±0,11 48% 0,35 ± 0,15 29% 0,43 ± 0,10 59 % МССП, Гц 0,29 ± 0,09 0,34 ± 0,10 17% 0,27 ± 0,06 -7 % 0,39 ± 0,08 34% 0,32 ± 0,09 10% 0,36 ± 0,07 24% ПСКГ, мм2 103,83 ±54,13 91,34 ± 25,78 -14% 123,3 ± 49,6 18 % 223,1 ± 79,6 114% 143,9 ± 46,7 38 % 337 ± 99,07 224% ОПСКГ, 1/мм 3,23 ± 1,26 3,93 ± 1,26 22% 3,31 ±0,93 2% 2,61 ± 0,61 -24% 2,90 ± 0,78 -11 % 2,31 ±0,60 -40% ИР, мм2 0,31 ±0,03 0,35 ± 0,06 13 % 0,37 ± 0,07 20% 0,58 ±0,12 87 % 0,41 ± 0,07 32% 0,78 ± 0,14 151 % ИУ, ед. 43,82 ± 4,85 85,47 ± 12,01 92% 37,22 ± 7,30 -16% 24,62 ± 4,85 -49% 33,93 ± 5,44 -30% 18,25 ±3,93 -139 % ДКР, ед. 56,15 ± 4,83 61,0 ±6,35 9% 62,78 ± 7,3 11 % 75,44 ±4,91 34% 63,92 + 7,72 12 % 81,75 ± 3,93 45 % КР 263,70 ± 103,18 (на 5 % выше средней нормы) ПФС 1,87 ± 0,34 (на 25 % выше средней нормы) повороте вправо, но эти различия недостоверны [7]. Постуральный тест Ромберга: закрывая глаза, стоящий человек меняет постуральную тактику, исключается влияние зрительного анализатора, вертикальное положение сохраняется за счет проприоцепции. Нормальная реакция со стороны системы контроля баланса тела на выключение зрительного анализатора - увеличение колебаний центра давления, что демонстрирует уменьшение активности мышечной системы.

Максимальная амплитуда колебаний в сагиттальной плоскости (МАС) общего центра давления в основной стойке составила 15 мм, незначительно уменьшилась при взгляде вправо, увеличилась при взгляде влево и в пробе Ромберга на 1314 %, в пробах с закрытыми глазами произошло максимальное увеличение параметра - на 48-62 %. Таким образом, амплитуда колебаний общего центра давления у здоровых нетренированных мужчин не имеет достоверных отличий во фронтальной и сагиттальной плоскостях. Она подвержена значительным изменениям при статических нагрузках с закрытыми глазами, максимальная изменчивость параметра зафиксирована во фронтальной плоскости. На рис. 1 представлены изменения амплитуды колебаний общего центра давления во фронтальной и сагиттальной плоскостях.

Длина статокинезиограммы - параметр, характеризующий величину пути, пройденную центром давления за время исследования. На величину этого параметра оказывает влияние величина и частота девиаций. Следовательно, увеличение значения длины СКГ говорит о возрастании величины девиаций или смещения спектра частот в более высокочастотную область или об изменении обоих параметров. По данным французского постурологического общества (Normes-85, 1985) длина статокинезиограммы при открытых глазах составляет

435,3 мм, при закрытых глазах - 613,1 мм. В нашем исследовании в тестах с открытыми глазами показатель длины составил 325,2 ± 26,1мм, с закрытыми глазами - 610,4 ± 87,6мм. Таким образом, полученные нами данные не превышают показатели мировой статистики.

Скорость общего центра давления - величина, определяющаяся отношением длины пути центра давления за время исследования ко времени исследования. На него оказывают влияние два основных фактора: величина девиаций центра давления и частота, с которыми они происходят. При увеличении амплитуды колебаний и их частоты скорость движения центра давления будет возрастать.

Параметры длины СКГ и скорости ОЦД при статических нагрузках изменялись однотипно - при взгляде вправо произошло увеличение на 14 %, при взгляде влево - на 20-21 %, в пробе Ромберга с открытыми глазами произошло увеличение показателя на 1/3, в пробах с закрытыми глазами -в 2-2,5 раза. Подобным же образом происходили в тестах изменения скорости общего центра давления в сагиттальной плоскости. Во фронтальной плоскости изменения скорости общего центра давления были на 14 больше, чем в сагиттальной плоскости.

Мощность спектра во фронтальной и сагиттальной плоскостях. При анализе спектра частот выделяют условно несколько типов: 1) медленные высокоамплитудные колебания - в полосе частот 0-0,3 Гц - представлены дыхательными движениями установочными и могут контролироваться сознательно; 2) средние колебания - в полосе 0,51,5 Гц - представляют результаты сокращения мышц и не подвержены сознательному контролю; 3) высокочастотные колебания - свыше 2 Гц — у здорового человека представлены мало.

Изменения максимальной амплитуды колебаний общего центра давления

тесты

В амплитуда во фронтальной плоскости

В амплитуда в сагиттальной плоскости

Рис. 1. Изменения амплитуды колебаний общего центра давления

Интегративная физиология

При анализе полученных в 6 тестах данных выявлены следующие физиологические закономерности: в основной стойке с открытыми глазами максимум спектра мощности во фронтальной и сагиттальной плоскости совпал и составил соответственно 0,27 и 0,29 Гц. Однотипные отклонения от исходной нормы отмечены во фронтальной плоскости при всех пробах с открытыми глазами -увеличение на 30 %, с закрытыми глазами - увеличение на 50-60 %. В сагиттальной плоскости отмечены статистически незначимые отклонения от исходной нормы в тестах с открытыми глазами и смещение максимума спектра при закрытых глазах на 20-30 %. Таким образом, максимум спектра частот составил у здоровых мужчин 0,27-0,43 Гц, что соответствует первому и второму типам спектра, связанным с сознательным контролем и состоянием мышечного тонуса.

Площадь статокинезиограммы - это часть плоскости, ограниченной кривой статокинезиограммы; показатель, который зависит от многих изолированных параметров. По данным французского постурологического общества этот показатель при ОГ составляет 182,2 мм, при ЗГ - 258,4 мм. В нашем исследовании (рис. 2, 3) исходный показатель площади составил 103 мм² (76 % от физиологической нормы), уменьшился на 14 % при взгляде вправо, увеличился на 18 % при взгляде влево, на 40 % - пробе Ромберга, в 2-3 раза увеличился в пробах с закрытыми глазами. Таким образом, при статических нагрузках у здоровых мужчин отмечается повышение устойчивости при взгляде вправо за счет усиления окуло-вестибулярного рефлекса ствола головного мозга. В отсутствии зрительного контроля - при закрытых глазах происходит усиление колебательного процесса общего

Изменения параметров устойчивости и равновесия

тесты

Рис. 3. Показатели функционального состояния системы равновесия

И индекс устойчивости

■ динамический компонент равновесия

центра давления, что подтверждается показателями амплитуды и скорости.

При изучении параметра отношения длины статокинезиограммы к ее площади (коэффициент LFS) у здоровых испытуемых значения коэффициентов LFS колебались в тестах от 2,31 до 3,93 и в среднем составили 3,04 ± 0,44. По данным французского постурологического общества он составляет в норме 1,0 [2]. По данным отечественных исследователей - колеблется у здоровых людей в пределах 0,9-3,5 [5]. Наши данные соответствуют показателям отечественных исследователей и не выходят за пределы нормы при статических нагрузках.

Для экспресс-диагностики функционального состояния системы равновесия разработан (Л.А. Лу-чихин, 2006) интегральный показатель функциональной стабильности (ПФС). Метод расчета ПФС основан на сравнительной оценке результатов ста-билометрии в покое при установке стоп пациента в «европейской позиции», и при проведении серии функциональных проб - при оптокинезе, при депривации зрения и при исследовании в позе Ромберга также с выключением зрения. Для расчетов индекса устойчивости (ИУ) и динамического компонента (ДКР) использован параметр скорости колебаний центра давления тела, находящегося на платформе стабилометра человека.

В нашем исследовании исходный индекс устойчивости, характеризующий статическое равновесие и рассчитанный как отношение длины отрезка, соединяющего начальную и конечную точки стабилографической кривой, к длине самой кривой, составил 43 ед., увеличился в 2 раза при взгляде вправо, незначительно снизился при взгляде влево и в основной стойке с закрытыми глазами, уменьшился в 2 раза в пробе Ромберга с закрытыми глазами. Интегральный показатель стаби-лограммы - коэффициент Ромберга был 263,70 ± ± 103,18, что на 5 % выше средней нормы. Показатель функциональной стабильности составил 1,87 ± ± 0,34, что на 25 % выше средней нормы.

Заключение. Стабилография - метод исследования баланса вертикальной стойки и ряда переходных процессов посредством регистрации положения, отклонений и других характеристик проекции общего центра тяжести на плоскость опоры. Стабилография - неспецифический индикатор функционального состояния механизмов двигательного контроля нервной системы. Здоровые нетренированные мужчины 30-50 лет имеют средние физиологические показатели коэффициента Ромберга и высокие показатели функциональной стабильности. При выполнении тестов с фиксацией взора в стороны максимальное отклонение стабилографических параметров отмечается при взгляде влево, особенно чувствительными являются параметры длины и площади статокинезиограммы, скорости общего центра давления во фронтальной плоскости. При выполнении тестов с закрытыми глазами отмечается выраженное отклонение всех показателей стабилограммы от исходных, но показатели функциональной стабильности и динамический компонент равновесия соответствуют высокому уровню нормы. Результаты исследования могут быть использованы для обоснования технологии контроля за состоянием двигательных рефлексов у мужчин, занимающихся физическими нагрузками.