ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМИОГРАФИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ НЕРВНО-МЫШЕЧНОГО АППАРАТА СПОРТСМЕНОВ С РАЗНОЙ НАПРАВЛЕННОСТЬЮ ТРЕНИРОВОЧНОГО ПРОЦЕССА Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

СОВРЕМЕННЫЕ ВОПРОСЫ MODERN ISSUES OF БИОМЕДИЦИНЫ BIOMEDICINE 2022, T. 6 (1)_2022, Vol. 6 (1)

СПОРТИВНАЯ МЕДИЦИНА

Дата публикации: 01.03.2022 Publication date: 01.03.2022

DOI: 10.51871/2588-0500_2022_06_01_10 DOI: 10.51871/2588-0500_2022_06_01_10

УДК 612.816 UDC 612.816

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМИОГРАФИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ НЕРВНО-МЫШЕЧНОГО АППАРАТА СПОРТСМЕНОВ С РАЗНОЙ НАПРАВЛЕННОСТЬЮ ТРЕНИРОВОЧНОГО ПРОЦЕССА С.М. Абуталимова

ФГБУ «Северо-Кавказский федеральный научно-клинический центр Федерального медико-биологического агентства», г. Ессентуки, Россия

Аннотация. Изучение особенностей долговременной адаптации нервно-мышечного аппарата спортсменов к физической нагрузке является актуальным направлением спортивной и восстановительной медицины и спортивной физиологии. Целью исследования явилось сравнительное изучение параметров функционального состояния нервно-мышечного аппарата спортсменов с разной направленностью тренировочного процесса. В исследовании приняли участие 49 спортсменов мужского пола специализаций тяжелая атлетика, легкая атлетика, триатлон, хоккей на траве, фехтование, волейбол, единоборства. Данные полученные в результате исследования показали, что параметры моторного ответа, регистрируемые у тяжелоатлетов и легкоатлетов выше, чем у спортсменов других специализаций. Кроме того, у тяжелоатлетов отмечается более высокая скорость проведения электрического импульса по нервным волокнам. Таким образом, спортсмены тренирующие преимущественно скоростно-силовые качества (тяжелая атлетика, легкая атлетика) имеют более высокие показатели моторного ответа и скорости распространения возбуждения по нервно-мышечным волокнам в сравнении со спортсменами ситуационных видов спорта (волейбол, хоккей на траве, фехтование, единоборства) и спортсменами, тренирующих выносливость (триатлон). Анализируя полученные данные, можно сделать вывод о непосредственном влиянии направленности спортивной подготовки на функциональное состояние нервно-мышечного аппарата спортсменов.

Ключевые слова: нервно-мышечный аппарат, стимуляционная электронейромиография, спортсмены.

APPLICATION OF ELECTROMYOGRAPHY TO STUDY THE FUNCTIONAL STATE OF THE NEUROMUSCULAR APPARATUS OF ATHLETES WITH DIFFERENT DIRECTIONS OF THE TRAINING PROCESS S.M. Abutalimova

FSBI "North-Caucasian Federal Research-Clinical Center of the Federal Medical and Biological Agency", Essentuki, Russia

Annotation. The study of the features of the long-term adaptation of the neuromuscular apparatus of athletes to physical loads, as well as the study of the parameters of the correlation between the neuromuscular transmission and the study's direction the is a relevant issue among scientists and specialists in the field of sports medicine, physiology, restorative medicine, functional diagnostics, biomechanics. The purpose of the research was to study and compare the parameters of the functional state of the neuromuscular apparatus of athletes with different directions of the training process. The experiment involved 49 male athletes specialized in weightlifting, track-and-field, triathlon, field hockey, fencing, volleyball and martial arts. The results obtained in the research demonstrate that motor response parameters, registered in weightlifters and track-and-field athletes, are higher than those in athletes of other sports. Moreover, weightlifters have higher speed of impulse conduction along nerve fibers. Therefore, we have revealed that athletes, who

СОВРЕМЕННЫЕ ВОПРОСЫ

MODERN ISSUES OF

EHOME,3,HUHHbI BIOMEDICINE 2022, T. 6 (1)_2022, Vol. 6 (1)

mainly train speed-strength qualities (weightlifting, track-and-field), have higher indicators of motor response and speed of excitation distribution through neuromuscular fibers, compared to athletes engaged in situational sports (volleyball, field hockey, fencing, martial arts) and athletes, who train endurance (triathlon). When analyzing the data received, we can draw conclusion about a direct effect of the sports training direction on the functional state of the athlete's neuromuscular apparatus.

Key words: neuromuscular apparatus, stimulation electroneuromyography, athletes.

Введение. Стимуляционная электро-нейромиография (ЭНМГ) достаточно часто применяется специалистами в спортивной практике в качестве средства диагностики функционального состояния нервно-мышечного аппарата спортсменов [1-3]. Данные ЭНМГ позволяют исследователю изучить особенности нервно-мышечной передачи, формируемые в результате длительной спортивной подготовки путем анализа параметров моторного ответа, регистрируемого с мышцы при стимуляции двигательного нерва [4-5]. Под действием регулярной физической нагрузки происходят функциональные и структурные изменения (гипертрофия мышечных волокон, меняется степень миелинизации нервного волокна, кислотно-щелочное равновесие и электролитный обмен в тканях), непосредственно влияющие на параметры нервно-мышечной передачи, определяющие эффективность двигательных актов спортсмена [6-7]. Изучение особенностей долговременной адаптации нервно-мышечного аппарата спортсменов к физической нагрузке, а также исследование взаимосвязи параметров нервно-мышечной передачи с направленностью тренировочного процесса является актуальным направлением среди ученых и специалистов в области спортивной медицины, физиологии, восстановительной медицины, функциональной диагностики биомеханики [8-12].

Цель исследования: изучить и сравни параметры функционального состояния нервно-мышечного аппарата спортсменов с разной направленностью тренировочного процесса.

Методы и организация исследования.

В исследовании приняли участие 49 спортсменов мужского пола следующих специализаций: тяжелая атлетика (6 человек), легкая

атлетика (спринтеры, средневики 6 человек), триатлон (8 человек), хоккей на траве (10 человек), фехтование (7 человек), волейбол (7 человек), единоборства (5 человек). Средний возраст спортсменов - 23,1±3,2 года. Исследование проводилось с помощью методики стимуляционной электронейро-миографии на 4-х канальном АПК Нейро-МВП (Нейрософт, г. Иваново). Проводилась регистрация моторного ответа с поверхностного разгибателя пальцев стопы, иннервиру-емого n. Peroneus. Анализировались параметры моторного ответа: латентность, рези-дуальная латентность, амплитуда, площадь, длительность моторного ответа, скорость распространения возбуждения по нерву (СРВ). Статистическая обработка данных проводилась с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни программы Statistica 13.0.

Результаты исследования и их обсуждение. Латентность моторного ответа в точках стимуляции «головка малоберцовой кости» и справа и слева у тяжелоатлетов (слева - 10,0±0,6 мс, справа - 10,1±0,6 мс) достоверно ниже в сравнении с волейболистами (слева - 11,9±1,2 мс, р<0,02; справа -12,5±0,9 мс, р<0,003), фехтовальщиками (слева - 12,2±1,9 мс, р<0,004; справа - 11,91,2 мс, р<0,004) и хоккеистами (слева -11,4±1,2 мс, р<0,03; справа - 11,3±1,2 мс, р<0,004). Аналогичные данные были получены и при стимуляции точки «подколенная ямка» - тяжелоатлеты (слева - 11,7±0,7 мс, справа -11,9±0,5 мс), волейболисты (слева -13,4±1,3 мс, р<0,03; справа - 14,1±0,9 мс, р<0,005), фехтовальщики (слева - 13,6±1,7 мс, р<0,02; справа - 13,4±1,2 мс, р<0,01), хоккеисты (слева - 12,9±1,2 мс, р<0,03; справа - 13,1±1,3 мс, р<0,03) (рис. 1).

Значения резидуальной латентности у чески значимо отличаются от волейболи-триатлонистов (2,4±0,4 мс) справа статисти- стов (2,9±0,5 мс, р<0,02) (рис. 2).

16 14 12 10 8 6 4 2 0

"Головка малоберцовой кости" справа

"Головка малоберцовой кости" слева

"Подколенная ямка" справа

"Подколенная ямка" слева

■ Тяжелоатлеты ■ Фехтовальщики ■ Хоккеисты ■ Волейболисты

Рис. 1. Параметры латентности у спортсменов разных специализаций в точках стимуляции «головка малоберцовой кости», «подколенная ямка»

4 -

3,5 -

3 -

2,5 2 1,5 1

0,5 0

Триатлонисты Волейболисты

Рис. 2. Параметры резидуальной латентности справа у триатлонистов и волейболистов

Амплитуда моторного ответа слева не имела статистически значимых отличий у спортсменов. Справа у легкоатлетов (предплюсна - 7,3±2,4 мВ, головка малоберцовой кости - 7,8±2,6мВ, подколенная ямка -8,0±2,3 мВ) амплитуда моторного ответа выше, чем у единоборцев (предплюсна -

4,2±1,2 мВ (р<0,03), головка малоберцовой кости - 4,3±1,1 мВ (р<0,01), подколенная ямка - 4,6±0,6 мВ (р<0,02)) и триатлонистов (головка малоберцовой кости - 5,5±1,7 мВ (р<0,01), подколенная ямка - 5,5±1,9 мВ (р<0,03)). Кроме того, имелись статистически значимые отличия значений амплитуды

у тяжелоатлетов (7,1±1,6 мВ) и единоборцев (4,3±1,1 мВ, р<0,02) в точке стимуляции «головка малоберцовой кости» (рис. 3).

Площадь моторного ответа, как и амплитуда, имела статистически значимые отличия только справа. Так, в точке стимуляции малоберцового нерва «предплюсна» значения данного параметра у легкоатлетов (22,9±7,3 мВхмс) выше, чем у единоборцев (12,9±5,0 мВхмс, р<0,03). В точке стимуляции «головка малоберцовой кости» отмеча-

ются более низкие значения площади моторного ответа у единоборцев (13,5±4,1 мВхмс) в сравнении с тяжелоатлетами (22,5±6,1 мВхмс, р<0,03) и фехтовальщиками (22,9±4,4 мВхмс, р<0,04). В точке стимуляции «подколенная ямка» параметры площади моторного ответа у единоборцев (14,6±4,7 мВхмс) также ниже в сравнении с аналогичными параметрами легкоатлетов (26,3±7,3 мВхмс, р<0,03) и фехтовальщиков (25,6±6,3 мВхмс, р<0,02) (рис. 4).

10

9

Mil

"Предплюсна" "Головка малоберцовой "Подколенная ямка"

кости"

■ Легкоатлеты ■ Тяжелоатлеты ■ Единоборства ■ Триатлонисты

Рис. 3. Амплитуда моторного ответа справа у легкоатлетов, тяжелоатлетов, единоборцев,

триатлонистов

40 35 30

III

"Предплюсна" "Головка малоберцовой "Подколенная ямка"

кости"

■ Единоборцы ■ Легкоатлеты ■ Тяжелоатлеты ■ Фехтовальщики

Рис. 4. Площадь моторного ответа справа у легкоатлетов, тяжелоатлетов, единоборцев,

фехтовальщиков

Параметры СРВ в точке стимуляции «головка малоберцовой кости» справа у тяжелоатлетов (справа - 54,4±4,0 м/с, слева -53,9±1,5 м/с) выше, чем у спортсменов, специализирующихся в триатлоне (48,4±5,0 м/с, р<0,04), хоккее на траве (49,3±3,9 м/с, р<0,02), волейболе (48,4±2,6м/с, р<0,004), а слева - в сравнении с фехтованием (48,1±5,0 м/с, р<0,02), единоборствами (49±2,9 м/с, р<0,02), хоккеем на траве (49,7±3,7 м/с,

р<0,02) (рис. 5).

Значения СРВ в точке стимуляции «подколенная ямка» слева у тяжелоатлетов (63,3±9,3 м/с, р<0,03) выше, чем у триатлонистов (52,5±7,5 м/с). Справа параметры СРВ у легкоатлетов (51,0±5,6 м/с) статистически значимо отличаются от триатлонистов (63,7±6,0 м/с, р<0,007) и фехтовальщиков (61,3±5,9 м/с, р<0,01) (рис. 6).

70

"Головка малоберцовой кости" справа "Головка малоберцовой кости" слева

■ Триатлонисты ■ Тяжелоатлеты ■ Фехтовальщики

■ Хоккеисты ■ Волейболисты ■ Единоборцы

Рис. 5. Параметры СРВ в точке стимуляции «головка малоберцовой кости» у спортсменов, специализирующихся в триатлоне, тяжелой атлетике, фехтовании, хоккее на траве, волейболе, единоборствах

80

■ Легкоатлеты ■ Тяжелоатлеты ■ Триатлонисты ■ Фехтовальщики

Рис. 6. Параметры СРВ в точке стимуляции «подколенная ямка» у спортсменов, специализирующихся в легкой атлетике, триатлоне, тяжелой атлетике, фехтовании

Данные, полученные в результате исследований, показали взаимосвязь между параметрами нервно-мышечной передачи и видом спорта, в котором специализируются спортсмены. Так, было выявлено, что тяжелоатлеты имели более низкие значения ла-тентности и более высокие значения СРВ в сравнении со спортсменами других видов спорта. Анализ амплитуды моторного ответа показал, что спортсмены, специализирующиеся в легкой и тяжелой атлетике имеют более высокие значения в сравнении с единоборцами и триатлонистами. Аналогичные данные были получены при анализе площади моторного ответа - показатели легкоатлетов и тяжелоатлетов статистически значимо выше аналогичных показателей единоборцев и фехтовальщиков.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Корягина Ю.В. Применение электронейро-миографии в спортивной медицине / Ю.В. Корягина, Л.Г. Рогулева //Современные вопросы биомедицины. - 2018. - Т. 2. - № 1(2). - С. 31-43.

2. Ширинова В.А. Особенности моторного ответа мышц верхних и нижних конечностей квалифицированных прыгунов в воду /

B.А. Ширинова, И.Е. Попова // Перспективы развития студенческого спорта и Олимпизма. -2021. - С. 374-380.

3. Власова С.В. Динамическая миография в спорте: актуальные проблемы и перспективы использования в реабилитации спортсменов /

C.В. Власова // Сборник статей Материалы IV Международной научно-технической конференции. - Минск. - 2016. - С. 12-16.

4. Спирьянов С.А. Биотехническая система сти-муляционной электронейромиографии / С.А. Спирьянов, С.Н. Марычев // Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии. - 2018. - С. 179-183.

5. Шевцов А.В. Электронейромиографическая характеристика состояния нервно-мышечной системы у кикбоксеров / А.В. Шевцов, С.Л. Са-шенков, П.А. Байгужин // Вестник ЮжноУральского государственного гуманитарно-педагогического университета. - 2009. - № 7. -С. 305-314.

6. Колосова Е.В. Показатели стимуляционной миографии и их взаимосвязь с биохимическими параметрами у квалифицированных спортсмнов циклических видов спорта в подготовительном

Заключение. Таким образом, в результате проведенного исследования было выявлено, что параметры функционального состояния нервно-мышечного аппарата спортсменов непосредственно взаимосвязаны с направленностью тренировочного процесса. Было установлено, что спортсмены, тренирующие преимущественно ско-ростно-силовые качества (тяжелоатлеты, легкоатлеты), имеют более высокие значения параметров моторного ответа и скорости распространения возбуждения по волокнам двигательного нерва в сравнении со спортсменами ситуационных видов спорта (волейбол, хоккей на траве, фехтование, единоборства) и атлетов, тренирующих выносливость (триатлон).

периоде / Е.В. Колосова, Г.Д. Гатилова, Т.А. Халявка // Наука и спорт: современные тенденции. - 2015. - Т. 6. - № 1. - С. 24-28.

7. Попова И.Е. Ключевые параметры гемодинамики и тканевого состава работающих конечностей, определяющие функциональное состояние нервно-мышечного аппарата баскетболисток различного возраста / И.Е. Попова, А.В. Сысоев // Теория и практика физической культуры. -2015. - № 7. - С. 18-22.

8. Михеев А.А. Исследование влияния дозированной вибрационной стимуляции на показатели ЭМГ у спортсменов / А.А. Михеев, Н.Е. Вороницкий // Вестник спортивной науки.

- 2006. - № 1. - С. 32-36.

9. Бондаренко К.К. Изменение функционального состояния скелетных мышц под воздействием напряженной нагрузочной деятельности / К.К. Бондаренко, А.Е. Бондаренко, Е.А. Кобец // Наука и образование - 2010. - № 6. - С. 35-39.

10.Седоченко С.В. Влияние вида спорта на особенности функциональных мышечных асимметрий у фехтовальщиков и теннисистов / С.В. Се-доченко, Г.Н. Германов, И.А. Сабирова // Ученые записки университета им. ПФ Лесгафта. -2015. - № 2(120). - С.139-143.

11.Замчий Т.П. Морфологические, функциональные и психологические особенности спортсменов и спортсменок силовых видов спорта с позиции полового диморфизма / Т.П. Замчий, Ю.В. Корягина / Лечебная физкультура и спортивная медицина. - 2011.

- № 7(91). - С. 18-26.

12.Нопин С.В. Физиологический и биомеханический контроль функционального состояния двигательной системы спортсменов / С.В. Но-пин, Ю.В. Корягина // Ессентуки: ФГБУ СКФНКЦ ФМБА России. - 2021. - 176 с.

REFERENCES

1. Koryagina Yu.V. Application of electroneuromy-ography in sports medicine / Yu.V. Koryagina, L.G. Roguleva // Modern Issues of Biomedicine. -2018. - Vol. 2. - № 1. - Р. 31-43.

2. Shirinova V.A. Features of the motor response in muscles of the upper and lower extremities of qualified divers / V.A. Shirinova, I.E. Popova // Prospects for the Development of Student Sports and Olympism. - 2021. - Р. 374-380.

3. Vlasova S.V. Dynamic myography in sports: relevant issues and prospects for use in the rehabilitation of athletes / S.V. Vlasova // Proceedings of the IV International Scientific and Technical Conference. - Minsk. - 2016. - Р. 12-16.

4. Spir'yanov S.A. Biotechnical system of stimulation electroneuromyography / S.A. Spir'yanov,

5.N. Marychev // Physics and Radio Electronics in Medicine and Ecology. - 2018. - Р. 179-183.

5. Shevtsov A.V. Electroneuromyographic features of the state of the neuromuscular system in kickboxers / A.V. Shevtsov, S.L. Sashenkov, P.A. Ba-jguzhin // Bulletin of the South Ural State Humanitarian and Pedagogical University. - 2009. - № 7. -P. 305-314.

6. Kolosova E.V. Indicators of stimulation myogra-phy and their correlation with biochemical parameters in elite athletes of cyclic sports during the preparatory period / E.V. Kolosova, G.D. Gatilova,

T.A. Khalyavka // Science and Sports: Modern Tendencies. - 2015. - Vol. 6. - № 1. - P. 24-28.

7. Popova I.E. Key parameters of hemodynamics and tissue composition of working limbs that determine the functional state of the neuromuscular apparatus of basketball players of different ages / I.E. Popova, A.V. Sysoev // Theory and Practice of Physical Culture. - 2015. - № 7. - P. 18-22.

8. Mikheev A.A. Study of the influence of dosed vibrational stimulation on EMG indicators in athletes / A.A. Mikheev, N.E. Voronitskij // Bulletin of Sports Science. - 2006. - № 1. - P. 32-36.

9. Bondarenko K.K. Changes in the functional state of skeletal muscles under the influence of intense loading activity / K.K. Bondarenko, A.E. Bondarenko, E.A. Kobets // Science and Education. - 2010. - № 6. - P. 35-39.

10. Sedochenko S.V. The influence of a sports type on features of functional muscle asymmetries in fencers and tennis players / S.V. Sedochenko, G.N. Germanov, I.A. Sabirov // Scientific Notes of the P.F. Lesgaft University. - 2015. - № 2(120). -P. 139-143.

11. Zamchij T.P. Morphological, functional and psychological features of male and female athletes of power sports from the position of sexual dimorphism / T.P. Zamchij, Yu.V. Koryagina / Therapeutic Physical Culture and Sports Medicine. - 2011. -№ 7(91). - P. 18-26.

12. Nopin S.V. Physiological and biomechanical control of the functional state of the motor system of athletes / S.V. Nopin, Yu.V. Koryagina // Essen-tuki: North-Caucasian Federal Research-Clinical Center of FMBA of Russia. - 2021. - 176 p.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:

Сабина Маликовна Абуталимова - научный сотрудник центра медико-биологических технологий ФГБУ СКФНКЦ ФМБА России, Ессентуки, e-mail: [email protected].

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS:

Sabina Malikovna Abutalimova - Researcher of the Center for Biomedical Technologies, FSBI "North Caucasian Federal Research-Clinical Center of the Federal Medical and Biological Agency", Essentuki, e-mail: [email protected].

Для цитирования: Абуталимова С.М. Применение электромиографии для исследования функционального состояния нервно-мышечного аппарата спортсменов с разной направленностью тренировочного процесса / С.М. Абуталимова // Современные вопросы биомедицины. - 2022. - Т. 6. - № 1. DOI: 10.51871/2588-0500_2022_06_01_10

For citation: Abutalimova S.M. Application of electromyography to study the functional state of the neuromuscular apparatus of athletes with different directions of the training process / S.M. Abutalimova // Modern Issues of Biomedicine. - 2022. - Vol. 6. - № 1. DOI: 10.51871/2588-0500 2022 06 01 10