CC BY
12УДК: 612: 796. 015. 86 Пархоменко А. И., Мороз Г. А.
ВЛИЯНИЕ ТРАКЦИОННОЙ МИОРЕЛАКСАЦИИ НА РЕАКТИВНОСТЬ НЕЙРОНОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА У СПОРТСМЕНОВ
Кафедра лечебной физкультуры и спортивной медицины, физиотерапии с курсом физического воспитания, Медицинская академия имени С.И. Георгиевского ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского», 295006, бульвар Ленина 5/7, Симферополь, Россия
Для корреспонденции: Мороз Геннадий Александрович, д.м.н., профессор, заведующий кафедрой лечебной физкультуры и спортивной медицины, физиотерапии с курсом физического воспитания Медицинской академии имени С.И. Георгиевского ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского». E-mail: [email protected]
For correspondence: Moroz Gennady. D.Sc.Med., Prof., Head of the Department of Medical physical culture, Sports medicine and Physiotherapy with a course of Physical training, Medical Academy named after S.I. Georgievsky of Vernadsky CFU. E-mail: [email protected]
INFORMATION ABOUT AUTHORS
Parkhomenko A.I., http://orcid.org/0000-0001-8793-8170 Moroz G.A., http://orcid.org/0000-0001-7145-6564
Изучали эффект тракционной миорелаксации на коэффициент реактивности альфа-ритма в левом полушарии головного мозга в экспериментальной группе спортсменов и контрольной группе неспортсменов. Показано, что мышечное растяжение оказывает существенно больший седативный эффект на функциональное состояние нейронов головного мозга спортсменов, что выражается в повышении коэффициент реактивности при зрительной активации и его снижении при ее прерывании.
Ключевые слова: тракционная миорелаксация, электроэнцефалограмма, коэффициент реактивности, мышечный тонус.
SUMMARY
EFFECTS OF TRACTION MYORELAXATION ON BRAIN NEURONS REACTIVITY IN ATHLETES Parkhomenko A. I., Moroz G. A.
Effect of traction myorelaxation on alfa rhythm coefficient reactivity coefficient in the left hemisphere of the brain in the experimental group of athletes and non-athletes control group was studied. It was shown that the muscle tension has substantially greater sedative effect on the functional state of neurons in the brain of athletes. It is reflected in the increase of the reactivity coefficient on visual activation and decrease on its termination.
Keywords: traction myorelaxation, electroencephalogram, reactivity coefficient, muscle tone.
Согласно современным представлениям, нейрогуморальный контроль скелетной мускулатуры - это электрохимические влияния мотонейрона на мышечные клетки, выражающиеся в поддержании ее дифференцированного состояния и осуществляемые в соответствии с функциональным состоянием супраспиналь-ных структур [1]. Конечным звеном центрального контроля движений является организация активности отдельных двигательных единиц (ДЕ), согласованное действие которых является основой проявления мышечной силы и координации движений. Как показывают исследования [2], сила сокращения мышцы находится в прямой зависимости от времени ее релаксации, что наиболее ярко проявляется в случаях прерывного (динамического) регулирования. С учетом вводимых констант, чем больше скорость и качества релаксации мышечных волокон ДЕ, тем больше упругая сила мышцы и выполняемая ими механическая работа.
Такая закономерность обнаруживается не только на уровне отдельных ДЕ, но также и в ре-
гиональных двигательных системах. В формировании их динамического сократительного режима принимают участие все уровни центральной нервной системы, организующие реципрокный паттерн активности рекрутированных ДЕ [3, 4]. Электромиографические исследования показывают, что при выполнении физической нагрузки коэффициент активности антагонистов обратно пропорционален амплитуде сигналов в сокращающейся мышце. При патологических состояниях высокий коэффициент активности мышц-антагонистов в режиме динамических сокращений приводит к существенному снижению силы и координации активных движений.
Последующие исследования, посвященные изучению роли миорелаксации в феномене проявления произвольной силы, показывают, что рост спортивных результатов у высококвалифицированных спортсменов в большей степени коррелирует со способностью мышц к расслаблению, чем с ростом ее силовых характеристик [5], что наблюдается у спортсменов с низкой квалификацией. Ярким примером нарушения
процессов миорелаксации является мышечный тетанус (судорога), обусловленный нарушением нейротрофических процессов на уровне ЦНС и исполнительного аппарата и приводящая к резкому снижению двигательных качеств мышц. Одной из возможных причин нарушения гармоничного динамического паттерна режима «сокращение-расслабление» в мышце является утомление [6, 7]. В спортивной практике для профилактики развития утомления и мышечных «судорог» используются восстановительные упражнения, направленные на миорелакса-цию рабочих цилиндров ведущих групп мышц.
Анализ механизмов, лежащих в основе развития мышечного утомления, показал, что наиболее вероятно они локализуются в су-праспинальной системе управления двигательного аппарата, ответственного за снижение произвольной силы [8]. Однако эффект миорелаксации, играющий важную роль в проявлении мышечной силы, на функциональное состояние этих систем малоизучен.
В связи с этим, целью настоящего исследования являлось изучение влияния тракционной миорелаксации на ЭЭГ-ак-тивность головного мозга у спортсменов.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В исследовании принимали участие 20 юношей-правшей в возрасте 18-25 лет (экспериментальная группа), специализирующихся в спортивных единоборствах (бокс, кикбоксинг, таэквондо, карате и др.), и 10 испытуемых, не занимающихся спортом (контрольная группа). В обеих группах регистрировали ЭЭГ до и после комплекса аутотракции оказывающей выраженный релаксирующий эффект в форме снижения мышечного тонуса [9].
Отведение ЭЭГ осуществляли по общепринятой методике с помощью автоматизированного комплекса, состоящего из электроэнцефалографа ЭЭГ-168 ("Medicor", Венгрия), интерфейса и компьютера IBM PS. Для регистрации ЭЭГ была выбрана стандартная полоса частот усилительного тракта (верхняя граница частотного диапазона 70 Гц, постоянная времени, определяющая нижнюю границу - 0,3 с.) Сигналы обрабатывали с использованием преобразования Фурье, получая спектры мощности ЭЭГ.
ЭЭГ - потенциалы отводили монополяр-но, с расположением электродов по системе "10-20%", что соответствует проекции на центральную область ассоциативной коры. Считается, что регистрация ЭЭГ в этих точках отражает тип доминирующего ритма ЭЭГ. Указанные зоны наиболее информативны при исследовании межполушарных отношений [10].
Локализация электродов была следующей:
1. С3 - левый центральный;
2. С4 - правый центральный;
3. два объединенных референтных электрода над сосцевидной костью черепа (позади уха);
4. заземляющий электрод на запястье левой руки.
Испытуемый располагался в удобном кресле с подголовником в экранированной затемненной камере. Для крепления электродов использовали ЭЭГ-шлем из резиновых полос. В местах наложения электродов кожу тщательно обезжиривали спиртом. Чашеобразные электроды, покрытые слоем хлорированного серебра, заполняли электропроводным гелем. Электроды С3 и С4 прижимали лентами шлема, референтные фиксировали клейкой лентой, электрод заземления - резиновой манжетой.
Эксперимент в обеих группах проходил в два этапа:
1. регистрация ЭЭГ до сеанса аутотракции (фон, Ф);
2. регистрация ЭЭГ после сеанса Ауто-тракции (П).
Запись ЭЭГ потенциалов проводилась в три эпохи по 15 серий в каждой:
1 эпоха - закрытые глаза (З);
2 эпоха - открытые глаза (О);
3 эпоха - закрытые глаза (З).
Анализировали коэффициент реактивности (КР), который характеризует динамические свойства корковых нейронов при поступлении зрительных сигналов в кору (З-О), прерывании потока сенсорных (зрительных) сигналов в экспериментальной парадигме «закрытые глаза -открытые глаза». КР рассчитывали по формуле:
Х (закрытые глаза)
КР=-(усл- единицы)'
Х (открытые глаза)
где Х - среднее значение мощности альфа-ритма (мкВ2) на каждом из этапов исследования и наоборот, согласно экспериментальной парадигме [10, 11].
Величина КР - больше 1,0 свидетельствует о снижении альфа-ритма и, соответственно, повышении реактивности, а меньше 1,0 - говорит об увеличении альфа-ритма и снижении реактивных свойств нейронов коры мозга.
Сравнивали КР в контрольной и экспериментальных группах в аспекте изучения устойчивости или пластичности нервных процессов в корковых нейронах в условиях действия тракционной миорелаксации.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Как показано в табл. 1. и рис. 1, существенных различий в реактивности нейронов коры мозга в фоне на этапах "З-О-З" у обследуемых не обнаружено, что свидетельствует о функциональной однородности экспериментальной выборки и сравнимом исходном уровне функционального состояния коры мозга у спортсменов и неспортсменов по альфа-ритму ЭЭГ.
Как показывают данные таблицы, КР в правом и левом полушариях у обследуемых контрольной и экспериментальной групп не имеют существенных различий до воздействия тракционных физических упражнений.
Действие комплекса аутотракции, направленного на растяжение корпусных мышц и мышц пояса конечностей, оказало разное влияние на КР альфа-ритма в левом полушарии у обследуемых контрольной и экспериментальной групп. Так, в эпохе "закрытые глаза - открытые глаза" КР альфа-ритма увеличился в экспериментальной группе на 1,74±0,14 ед., а в контрольной группе обнаружено существенно меньшее увеличение КР альфа-ритма до 1,41±0,22 ед. (Р = 0,007; 1 = 2,93). Такая динамика, вероятно, свидетельствует о большей реактивности альфа-ритма и более выраженном седативном эффекте миорелаксации на состояние корковых нейронов в условии активности зрительного анализатора у спортсменов.
Таблица 1
Значения коэффициента реактивности до и после сеанса аутотракции у испытуемых контрольной
(п=10) и экспериментальной (п=20) групп
Эпоха Экспериментальная группа Mean ± Std. DV Контрольная группа Mean ± Std. DV t факт Р
ФЗ ОАЛЬФЛ 1,49±0,57 1,54±0,36 -0,29 0,778
ФЗ ОАЛЬФП 1,39±0,50 1,56±0,36 -1,03 0,313
ФЗ ЗАЛЬФЛ 0,78±0,44 0,69±0,16 0,79 0,436
ФЗ ЗАЛЬФП 0,81±0,47 0,69±0,16 1,05 0,305
ПЗ ОАЛЬФЛ 1,74±0,41 1,41±0,22 2,93 0,007
ПЗ ОАЛЬФП 1,60±0,37 1,41±0,21 1,89 0,069
ПО ЗАЛЬФЛ 0,61±0,17 0,73±0,12 -2,12 0,043
ПО ЗАЛЬФП 0,67±0,18 0,73±0,11 -1,21 0,236
Примечания: Ф - фон> до комплекса аутотракции; П - после комплекса аутотракции; О - открытые глаза; З - закрытые глаза; АЛЬФЛ - альфа-ритм левого полушария; АЛЬФП - альфа-ритм правого полушария-
В эпохе "открытые глаза - закрытые глаза" также обнаружена существенная разница в динамических свойствах корковых нейронов у спортсменов и неспортсменов (Р=0,043; 1=2,12). Так, в контрольной группе КР составлял 0,61±0,17 ед., а в экспериментальной 0,73±0,12 ед., что отражает большую устойчивость эффекта седатации коры мозга в условиях модуляции кортикопе-тальных сигналов проприорецептивной информации от мышц при их растяжении. В правом полушарии КР у спортсменов и неспортсменов достоверно не различаются (Р=0,069; Р=0,236).
ОБСУЖДЕНИЕ
В целом полученные результаты свидетельствуют о более выраженном влиянии эффекта тракционной миорелаксации на реактивность нейронов головного мозга у спортсменов, адаптированных к действию физических нагрузок в сравнении с неспортсменами. Физиологическим
фундаментом такого рода эффекта, вероятно, служит морфофункциональные предпосылки временных связей соответствующих двигательных стереотипов затрагивающих функциональную организацию нейронов коры, что наиболее ярко проявляется в структуре альфа-активности. Одной из возможных причин такого эффекта может являться также усиление потока проприорецепции у спортсменов, связанное с увеличением рецептивных полей мышечных веретен и сухожильных рецепторов, а также их количества и метаболической активности.
Обращает на себя внимание тот факт, что существенные различия КР в контрольной и экспериментальной группах обнаружены только в левом полушарии, ответственном за осуществление процессов абстрактной, символической и интеллектуальной деятельности. Вероятно, это характеризует возросшую в условиях аутотракции асимметрию мощности
альфа-ритма у спортсменов. Как показывают исследования, увеличение доминирующего альфа-ритма в сторону левополушарной представ-
ленности свидетельствует о более спокойном текущем функциональном состоянии головного мозга в условиях двигательной активности.
^экспериментальная группа 2~ контрольная группа
!-ФЗ_О_АЛЬФЛ;
2-ФЗ_О_АЛЬФП;
3-ФО_З_АЛФЛ;
4-ФО_З_АЛФПЛ;
5-ПЗ_О_АльФЛ;
6-ПЗ_О_АЛЬФП;
7-ПО_О_АЛЬФЛ;
8-ПО_О_АЛЬФП
Рисунок 1. Значения коэффициента реактивности до и после действия аутотрак-ции у испытуемых контрольной (п=10) и экспериментальной (п=20) групп (Mean±Std.Dv.).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Полученные данные свидетельствуют о выраженном седативном эффекте тракционной миорелаксации на функциональное состояние нейронов головного мозга у спортсменов, заключающемся в увеличении коэффициента реактивности альфа-ритма в условиях поступления зрительной информации и снижении коэффициента реактивности при ее прерывании. При этом увеличивается асимметрия в сторону левополушарного доминирования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пархоменко А.И., Мороз Г.А., Боженов В.А., Лу-бенец Л.Л. Влияние тракционной паравертебральной миорелаксации С3-Тh8 на изменение оксигенации ва-скулярных проекционных зон как фактор повышения физической работоспособности у спортсменов разных специализаций. Таврический медико-биологический вестник. 2014;4(68):89-93.
2. Богданов В.А. Роль релаксационных свойств мышц в формировании движений. Биофизика. 1985;1:145-148.
3. Бердичевская Е.М. Профиль межполушарной асиметрии и двигательные качества. Теория и практика физической культуры. 1999;9:36-38.
4. Галеев А.Р., Игнашева Л.Н. Взаимосвязь типа вегетативной регуляции и потребности в двигательной
активности. Физиология мышечной деятельности: тез. докл. межд. конф. М. 2000:43-44.
5. Высочин В.Ю., Денисенко Ю.П., Гусев В.А., Гордеев Ю.В. Влияние сократительных и релаксационных характеристик мышц на рост квалификации спортсменов. Теория и практика физической культуры. 2003;6:23-25.
6. Маметова О.Б., Мороз Г.А. Влияние паравертебральной миорелаксации в водной среде на регуляцию работы сердца у спортсменов. Украинский морфологический альманах. 2013;4:39-43.
7. Маметова О.Б., Мороз Г.А. Паравертебральная миорелаксация кардио-респираторной рефлексогенной зоны как средство повышения функционального состояния спортсменов. Украинский морфологический альманах. 2014;4:81-84.
8. Анисимова Н.П. Эффекты произвольного управления активности двигательных едениц. Сб. научных трудов: Регуляция и сенсорное обеспечение движений. Л: «Наука»; 1987:162-169.
9. Озерова Л.А., Мельниченко Е.В., Пархоменко А.И., Ефименко А.М. Способ реабилитации больных идиопа-тическим сколиозом 1-3 степени и остиохондроза позвоночника. Патент UA 7126A, 7A61H23/00, от 15.11.2004, Бюл. №11.
10. Шинкаревский П.В. Индивидуальные вариации типов ЭЭГ человека при вербальном восприятии эмоти-
вой информации: Автореф. дисс. канд. биол наук. Симферополь; 1998.
11. Пратусевич Ю.М., Сербиенко М.В., Орбачевская Г.Н. Системный анализ процесса мышления. М: «Медицина»; 1989.
REFERENSES
1. Parkhomenko A.I., Moroz G.A., Bozhenov V.A., Lubenets L.L. Influence of traction paravertebral muscle relaxation C3 to Th8 on oxygenation of vascular projection zones as a factor of increasing physical performance in athletes of different specializations. Tavricheskiy mediko-biologicheskiy vestnik. 2014;4(68):89-93. (In Russ)
2. Bogdanov V.A. The role of muscle relaxation properties of the formation of movements. Biofizika. 1985;1:145-148. (In Russ)
3. Berdichevskaya E.M. Profile of interhemispheric asymmetry and motor quality. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 1999;9:36-38. (In Russ)
4. Galeev A.R., Ignasheva L.N. Relationship between type autonomic regulation and the need for physical activity. Physiology of muscle activity: tez. dokl. mezhd. konf. M. 2000:43-44. (In Russ)
5. Vysochin V.Yu., Denisenko Yu.P., Gusev V.A., Gordeev Yu.V. Effect of contractile and relaxation characteristics
of the muscle on the rise of athletes qualifying. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 2003;6:23-25. (In Russ)
6. Mametova O.B., Moroz G.A. The effect of paravertebral myorelaxation in water medium on regulation of heart work in sportsmen. Ukrainskiy morfologicheskiy al'manakh. 2013;4:39-43. (In Russ)
7. Mametova O.B., Moroz G.A. Paravertebral muscle relaxation of the cardiorespiratory reflexogenic zone as a method to improve the functional state of athletes. Ukrainskiy morfologicheskiy al'manakh. 2014;4:81-84. (In Russ)
8. Anisimova N.P. Effects of voluntary control of motor unit activity. Coll. scientific works: Regulation and sensory support of movements. L: «Nauka»; 1987:162-169. (In Russ)
9. Ozerova L.A., Mel'nichenko E.V., Parkhomenko A.I., Efimenko A.M. The process of rehabilitation of patients with idiopathic scoliosis of 1-3 degrees and osteochondrosis. Patent UA 7126A, 7A61H23/00, ot 15.11.2004, Byul. №11. (In Russ)
10. Shinkarevskiy P.V. Individual variations of the human EEG types in verbal perception emotive information: Author. diss. cand. biological sciences. Simferopol'; 1998. (In Russ)
11. Pratusevich Yu.M., Serbienko M.V., Orbachevskaya G.N. System analysis of the thinking process. M: «Meditsina»; 1989. (In Russ)
