CC BY
47
УДК 616.711-007.55:612.741.12
В.В. Бутуханов
СОСТОЯНИЕ МЫШЕЧНОЙ СИСТЕМЫ У ПАЦИЕНТОВ СО СКОЛИОТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ i-ii СТЕПЕНИ В ОНТОГЕНЕЗЕ.
СООБЩЕНИЕ П.
ТРЕМОР НАПРЯЖЕНИЯ МЫШЦ СПИНЫ У БОЛЬНЫХ СКОЛИОЗОМ СТЕПЕНИ В РАЗЛИЧНЫЕ ВОЗРАСТНЫЕ ПЕРИОДЫ
Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН (Иркутск)
Автором был изучен тремор при длительном изотоническом сокращении мышц спины у больных детей сколиозом. I—II степени, в онтогенезе. Установлено, что наиболее значимое уменьшение амплитуды, в диапазоне частот, от. 2 до 15 Гц наблюдалось между возрастными, группами 7,5 ± 0,57 года и. 12,9 ± 0,28 года испытуемых как с левой, так и. с правой стороны, позвоночника. ключевые слова: сколиоз, тремор, онтогенез
STATE OF MUSCLE SYSTEM iN PATiENTS WiTH SCOLiOTiC DEFORMiTY OF i-ii DEGREE iN ONTOGENESiS.
REPORT ii.
TENSiON TREMOR OF MUSCLES OF THE BACK iN PATiENTS WiTH SCOLiOSiS OF i-ii DEGREE iN DiFFERENT AGE PERiODS
V.V. Butukhanov
SCRRS SB RAMS (Irkutsk)
The authors studied tremor at prolonged isotonic traction of muscles of the back in children with, scoliosis of I—II degree in ontogenesis. It has been established, that the most significant reduction of amplitude in frequency band from 2 to 15 Hz was observed between age groups 7,5 ± 0,57 and 12,9 ± 0,28 years both from the left and. right side of the spine.
Key words: scoliosis, tremor, ontogenesis
ВВЕДЕНИЕ
Биология и медицина накопили огромный фонд знаний о закономерностях развития костной и мышечной систем, различных желез внутренней секреции, основных отделов центральной нервной системы, анализаторных систем детей и подростков.
Однако, несмотря на многочисленные исследования механизмов управления движениями у больных сколиозом [1, 2, 3], тремор мышц спины во время длительного напряжения еще не являлся предметом подробного изучения. В то же время тремор, проявляющийся независимо от того, происходит движение или сохраняется поза, является показателем функционального состояния ЦНС, как в норме, так и при патологии [3, 4, 5].
Также следует заметить, что в рассматриваемых работах не проводился анализ особенностей функционального состояния мышечной системы в зависимости от возрастных периодов у больных сколиозом.
Целью настоящей работы явилось изучение тремора при длительном изотоническом сокращении мышц спины у детей сколиотической деформацией 1 — 11 степени в возрастные периоды от 6 до 10 лет, от 10 до 14 лет и от 14 до 18 лет.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования были проведены на больных сколиозом 1 — 11 степени в возрасте от 6 до 18 лет.
Все больные были разделены на три группы, возрастом от 6 до 10 (25 больных) — группа I, от 10 до 14 лет (36 больных) — группа II и от 14 до 18 лет (26 больных) — группа III.
Тремор мышц поясничного отдела позвоночника оценивался по показателям ЭМГ т. ЕгесШт spinae. Тестируемые лежали на животе. Задача испытуемых заключалось в равномерном прогибании спины до уровня 50 % от силы максимального произвольного сокращения и удержание этого усилия в течение 30 секунд. В течение этого периода непрерывно производилась регистрация ЭМГ т. ЕгесШт spinae. Определялось вариационное распределение частот в диапазонах: 2,0 — 4,0 Гц;
4.1 —7,0 Гц; 7,1-10,0 Гц; 10,1-15,0 Гц, 15,1-25,0 Гц,
25.1 — 70,0 Гц. Значения в таблицах 1 и 2 и на рис. 1 нормализованы по формуле
^%) = Бмак/ Г 1...6 х п1...6,
где N величина каждого канала в %, Б — максимальная пиковая частота, Г — пиковая частота каждого канала, п — исходная величина каждого канала.
Статистическая обработка включала оценку среднего арифметического, доверительного интервала. Для характеристики межгрупповых различий применялись ^критерий Стьюдента и и-критерий Вилкоксона — Манна — Уитни. Достоверным считали уровень значимости р < 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Усредненные значения амплитуд вариационного распределения частот ЭМГ для каждого частотного периода и возрастного диапазона представлены в таблицах 1 и 2. Исследования показали, что абсолютные значения амплитуд в диапазоне частот от 2 до 15 Гц прогрессивно снижались с возрастом. Самые низкие показатели были зарегистрированы в возрастном диапазоне от 14 до 18 лет и самые вы-
сокие — в возрастном диапазоне от 6 до 10 лет и отличались высокой достоверностью. В диапазоне частот от 15,1 до 70,0 Гц значения амплитуды имели тенденцию к возрастанию с увеличением возраста больных, но достоверные различия были получены не во всех группах.
Динамика изменения амплитуды с возрастом в каждом частотном диапазоне представлена на рисунке 1.
Таблица 1
Вариационное распределение частот ЭМГ в диапазоне от 2,0 до 70 Гц при изотоническом поддержании 50 % от силы максимального произвольного сокращения m. Erectum spinae в течение 30 сек у больных сколиозом
I-II степени, слева от позвоночника
Диапазоны (Гц) 2,0-4,0 4,1-7,0 7,1-10,0 10,1-15,0 15,1-25,0 25,1-70,0
Группа больных сколиозом 1-2 ст. (n = 25), средний возраст (7,5 ± 0,57 года)
Амплитуда (%) 15,5 ± 6,2 23,2 ± 10,1 37,5 ± 8,7 39,6 ± 4,0 76,1 ± 4,0 48,8 ± 4,7
Группа больных сколиозом 1-2 ст. (n = 36), средний возраст (12,9 ± 0,28 года)
Амплитуда (%) 8,7 ± 5,0* 11,2 ± 4,7* 26,9 ± 7,3* 23,6 ± 3,5* 76,3 ± 3,9 56,3 ± 4,0*
Группа больных сколиозом 1-2 ст. (n = 26), средний возраст (16,6 ± 0,5 года)
Амплитуда (%) 1,74 ± 0,9** 6,02 ± 2,6** 17,3 ± 4,9** 17,9 ± 2,3** 77,3 ± 3,6 58,7 ± 4,0*
Примечание: * - р < 0,05 между первой со второй и третьей группами пациентов, ** - р < 0,05 между второй и третьей группами.
Таблица 2
Вариационное распределение частот ЭМГ в диапазоне от 2,0 до 70 Гц при изотонического поддержании 50 % от силы максимального произвольного сокращения m. Erectum spinae в течение 30 сек у больных сколиозом
1-11 степени, справа от позвоночника
Диапазоны (Гц) 2,0-4,0 4,1-7,0 7,1- 10,0 10,1- 15,0 15,1-25,0 25,1- 70,0
Группа больных сколиозом 1-2 ст. (n = 25), средний возраст (7,5 ± 0,57 года)
Амплитуда (%) 18,5 ± 4,9 33,5 ± 6,7 53,8 ± 8,7 40,3 ± 4,4 71,3 ± 3,7 45,3 ± 3,9
Группа больных сколиозом 1-2 ст. (n = 36), средний возраст (12,9 ± 0,28 года)
Амплитуда (%) 9,0 ± 4,1* 13,2 ± 3,1* 29,7 ± 5,4* 27,4 ± 3,7* 72,0 ± 5,5 52,7 ± 4,5*
Группа больных сколиозом 1-2 ст. (n = 26), средний возраст (16,6 ± 0,5 года)
Амплитуда (%) 4,1 ± 2,3** 9,5 ± 2,9** 20,7 ± 4,7** 22,0 ± 2,5** 79,2 ± 3,6 * 56,0 ± 3,7*
Примечание: * - р < 0,05 между первой со второй и третьей группами пациентов, ** - р < 0,05 между второй и третьей группами пациентов.
• Ряді
ГЦ
-Ряд2
-РядЗ
%
-Ряді
Гц
-Ряд2
-РядЗ
Рис. 1. Вариационное распределение частот ЭМГ m. Erectum spinae слева (а), справа (б) у больных сколиозом I-II степени: ряд 1 - возрастной диапазон от 6 до 10 лет; ряд 2 -возрастной диапазон от 10 до 14 лет; ряд 3 - возрастной диапазон от 14 до 18 лет; диапазоны частот: 1 - 2-4 Гц, 2 - 4,1-7 Гц, 3 - 7,1-10 Гц, 4 - 10,1-15 Гц, 5 - 15,1-25 Гц, 6 - 25,1-70 Гц.
%
ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Когда испытуемый сохраняет положение спины, поддерживая усилие 50 % от максимального, то разряды ЭМГ т. Еге^ит spinae нерегулярны и формируются нисходящей пирамидной и экстрапира-мидной активностью, распределяемой по мотоней-ронным пулам участвующих в движении мышц [8]. При длительном произвольном усилии требуется увеличение нисходящих влияний на мотонейрон-ные пулы, чтобы компенсировать развитие периферических (сегментарных) тормозных процессов, снижающих возбудимость мотонейронных пулов. По мнению С.П. Романова с соавт. «поддержание требуемой величины усилия осуществляется за счет устойчивой циклической активности в кольцевых структурах моторной системы» [5]. Элементами кольцевой структуры являются как мотонейроны, интернейроны сегметарного уровня так и структуры надсегментарного уровня. По пирамидному тракту происходит регуляция следящих движений и коррекция удерживаемого усилия, обеспечивающая циклическую активность в диапазоне 0 — 2 Гц. Автоматическая регуляция и сохранение позы с вовлечением в циклическую активность подкорковых структур (таламус, базальные ганглии) происходят в диапазоне 4 — 6 Гц.
В наших исследованиях мы получили уменьшение амплитуды в этом диапазоне частот от первой к третьей группе, причем между третьей и второй группой эти различия были достоверны как с левой, так и с правой стороны позвоночника (табл. 1, 2).
При автоматической регуляции и сохранении позы, в циклическую деятельность вовлекаются подкорковые структуры (таламус, базальные ганглии) в диапазоне 4 — 6 Гц [5]. В клинической практике регулярный тремор с частотой 3—7 Гц наблюдается при поражении красного ядра и мозжечка, дрожание при болезни Паркинсона — 4 — 6 Гц [6, 7].
При умеренных нагрузках начинают выделяться пики в области 6 — 8 Гц [5]. В клинической практике дрожание с такой частотой 7—10 Гц наблюдается при напряжении мышц — «интен-ционное дрожание» [7]. Нами зарегистрировано уменьшение амплитуды в этом диапазонное частот (7,1 — 10 Гц). Наибольшие значения были получены у лиц в возрастном диапазоне от 6 до 10 лет. С правой стороны позвоночника во всех группах испытуемых амплитуда была выше.
При больших значениях произвольного усилия наблюдается большой прирост амплитуды спектра в диапазоне 8—16 Гц. Диапазон 8—12 Гц соответствует механизмам регуляции мышечного сокращения через проприоцептивные обратные связи на сегментарном уровне [5]. В клинике этот диапазон соответствует тремору коркового происхождения — нерегулярный — с частотой 9—15 Гц [6, 7]. В наших исследованиях (диапазон
10,1 — 15 Гц) значения амплитуды с возрастом также достоверно уменьшается как с левой, так и с правой стороны позвоночника и сохраняются
те же закономерности: наибольшие значения амплитуды регистрируется в первой и наименьшие в третьей группе (р < 0,05) и с правой стороны позвоночника значения амплитуд выше, чем с левой стороны. Что касается диапазонов частот 15,1—70,0 Гц и выше, то также отмечено повышение средних значений амплитуд с увеличением возраста, но достоверные различия были зарегистрированы не во всех группах. В литературе обсуждается наличие тремора в области 40 Гц [9]. По мнению авторов [5], проявление такого тремора связано с результатом внешнего воздействия на регистрирующую аппаратуру. Авторы, исследующие причины возникновения ритмов Piper (РП), т.е. группирование потенциалов в суммарной ЭМГ с частотой 40 — 60 Гц при поддержании произвольного сокращения мышц у человека, пришли к выводу о наличии «водителя ритма» в спинном или головном мозге [10].
выводы
1. Зарегистрировано увеличение амплитуды в вариационном распределении частоты ЭМГ m. Erectum spinae при 30 сек изотонического поддержании 50 % от силы максимального произвольного сокращения. В диапазоне частот (2,0 —15 Гц) от группы со средним возрастом 7,5 ± 0,57 года с группами со средним возрастом 12,9 ± 0,28 года и 16,6 ± 0,5 года, причем эти различия были достоверны как с левой, так и с правой стороны позвоночника у больных сколиозом 1—2 степени.
2. Установлено, что наиболее значимое уменьшение амплитуды в диапазоне частот от 2 до 15 Гц наблюдалось между возрастными группами 7,5 ± 0,57 и 12,9 ± 0,28 года испытуемых как с левой, так и с правой стороны позвоночника. Достоверная разница между второй и третьей группами сохраняется.
3. В диапазоне частот от 15,1 до 70,0 Гц значения амплитуды имели тенденцию к возрастанию с увеличением возраста больных, но достоверные различия были получены не во всех группах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Виттензон А.С. Критерий неустойчивости при ходьбе больных со сколиотической болезнью II — III степени / А.С. Виттензон, А.А. Скоблин, И.Г. Алексеенко // Человек и его здоровье: Тез. Докл. XI Рос. нац. конгресса. — СПб., 2006. — С. 103 — 104.
2. Виттензон А.С. Изменение функции мышц туловища и нижних конечносте при идиопати-ческом сколиозе 2 — 3 степени / А.С. Виттензон, А.А. Скоблин, И.Г. Алексеенко // Хирургия позвоночника. — 2007. — № 3. — С. 31—35.
3. Коурова О.Г. Особенности реакции сердечно-сосудистой системы на локальную мышечную деятельность в различные возрастные периоды / О.Г. Коурова // Физиология человека. — 2004. - Т. 30, № 5. - С. 107-116.
4. Рознеблат В.В. Утомление при динамической и статической мышечной деятельности человека / В.В. Рознеблат, С.А. Устьянцев // Физиология человека. — 1989. — Т. 15, № 4. — С. 54-62.
5. Романов С.П. Характеристики возрастной динамики активности моторной системы человека /
С.П. Романов, З.А. Алексанян, Е.Б. Лысков // Физиология человека. - 2007. - Т. 33, № 4. - С. 82-94.
6. Физиология движений // Руководство по физиологии. - Л., 1976.
7. Ходос Х.Г. Нервные болезни / Х.Г. Ходос. -М., 1965. - 677 с.
8. Hooper S.L. Movement Control: Dedicated or Distributed? / S.L. Hooper // Current Biology. 2005.
- Vol.15, N 21. - P. R878.
9. McAuley J.H. Frequency peaks of tremor muscle vibration and electromiographic activity at 10 Hz, 20 Hz and 40 Hz during human finger muscle contraction may reflect rhythmicities of central neural firing / J.H. McAuley, J.C. Rothwell, C.D. Mardsen // Exp. Brain Res. — 1977. — Vol. 114. — P. 525-531.
10. The Piper rhythm-a phenomenon related to muscle resonance characteristics / K.E. Hagbarth, J. Jessop, G. Eklund, E.U. Wallin // Acta physol. Scand.
- 1983. - Vol. 117, № 2. - P. 263-271.
Сведения об авторах:
Бутуханов Владимир Васильевич - д.м.н., профессор, ведущий научный сотрудник НКО нейрохирургии НЦРВХ СО РАМН. 664003, г Иркутск, ул. Борцов Революции, 1. Тел. 8 (3952) 29-03-36
