Нервные компоненты мышечного утомления при дозированных
физических нагрузках
А., Д., А., А.
Научно-исследовательский институт нормальной физиологии
им. П. К. Анохина РАМН, E-mail: *****@***ru
Введение. Гуморально-локалистическая теория мышечного утомления возникла более 100 лет назад. Она базировалась на фактах, полученных в 50—70-х годах IXX века – накоплении молочной кислоты в мышцах. Недавние исследования показали, что высокий уровень кислотности в интенсивно работающих мышцах поддерживает мышечный отклик. Использование радиоактивных трейсеров для отслеживания путей использования топлива в мышцах и крови показало, что во время интенсивных физических упражнений использование мышцами молочной кислоты возрастает до 300-500%. Молочная кислота не является ведущей причиной утомления мышцы (Pedersen, T. H., 2004). Вопреки распространённому взгляду, молочная кислота также не вызывает мышечной болезненности или судорог, которые рассматриваются как следствие утомления.
Цели исследования: 1. Выделение отдельных фаз утомления, возникающих при циклической работе, с помощью анализа изменения поверхностной электромиограммы (ЭМГ) мышц человека при выполнении дозированных физических нагрузок.
2. Поиск критерия достижения спортсменом предельного уровня физической нагрузки, преодоление которого приводит к потере тренированности и снижению спортивных показателей.
Контингент обследованных и методы исследования. В обследованиях принимали участие 15 практически здоровых мужчин - добровольцев в возрасте от 19 до 26 лет, занимавшимся физической культурой и спортом. Электрическая активность мышц голени была изучена по поверхностной ЭМГ. Это – латеральная головка икроножной мышцы (GL), медиальная головка икроножной мышцы (GM) и камбаловидная мышца (Sol) при дозированных физических нагрузках и работе до отказа.
Результаты. Зависимость электрической активности мышц от величины нагрузки была близкой к линейной. Эффекты изменения ЭМГ, вызванные утомлением мышцы, состояли в снижении величины электрической активности мышцы (уменьшение площади электрических отклонений) при сохранении величины усилия, развиваемого мышцей, в снижении основной частоты спектра ЭМГ – уменьшения числа электрических волн в цикле движения конечности и увеличение синхронизации волн в ЭМГ. Процент снижения электрической активности мышц составил, GL - 50%, GM - 19%, Sol – 5%. Оценка основной частоты спектра ЭМГ мышц по 3-м мышцам голени составила 76 Гц у неутомлённых мышц и 36 Гц при утомлении – снижение в 2,1 раза.
Были изучены причины появления отсроченной мышечной боли после спортивных тренировок. Были обнаружены эпизоды возникновения спастических состояний в крупных мышечных структурах, которые возникали только в состоянии утомления. Из этого следует, что растяжение напряженных мышечных волокон в спастическом состоянии закономерно приводит к разрывам отдельных мышечных волокон. Возникновение спастических состояний в мышцах в фазе их максимального напряжения приводит к микротравмированию мышц и вызывает отсроченную боль в мышцах, состояние перетренированности и снижение спортивных показателей.
Заключение. Критерием предельно допустимых нагрузок может считаться появление на ЭМГ участков с пониженной величиной мышечной активности, которые соответствуют возникновению спастических состояний в отдельных мышечных волокнах во время физической работы. Текущий контроль мышечного аппарата спортсменов, выполняемый во время тестирования, может быть использован для оперативного изменения режимов тренировки спортсменов и повышения их физической работоспособности.
Nervous components of muscular fatigue at dosed exercise stresses
Fudin N. A., Cherkasov A. D., Nesterenco V. A., Kulin A. A.
P. K. Anokhin Institute of Normal Physiology, Moscow, Russia
Introduction. The humoral theory of muscular fatigue was created more than 100 years ago. It was based on experiments concerning accumulation of lactic acid in muscles that had been performed in 1850-1870’s. The recent research shows that the high level of acidity in intensively working muscles sustains the muscular response. Using method of radioactive tracers for observation of routes of fuel usage in muscles and blood it was shown that during intensive physical exercises the use of lactic acid by muscles grows up to 300-500 %. The lactic acid is not the leading cause of fatigue of a muscle (Pedersen, T. H., 2004). Contrary to a wide-spread view, the lactic acid does not invoke muscular morbidity or cramps which are considered as a consequence of fatigue.
The purposes of research: 1. Identification of separate phases of fatigue arising at cyclic work, with the help of analysis of change of a superficial electromyogram (EMG) of muscles of a man during dosed physical exercises. 2. Formulation of criterion that a sportsman has reached a maximum permissible level of exercise stress, so that continuation of training leads to a loss of achived training level and decreases the sporting parameters.
The examined population and methods of research. 15 practically healthy volunteers took part in the investigation. The group consisted of men of the age from 19 till 26 years engaged in physical training and sports. The electrical activity of muscles of an anticnemion was investigated with the help of a superficial EMG. Namely, the lateral head of a m. gastracnemius (GL), medial head of m. gastracnemius (GM) and m. soleus (Sol) were investigated at dosed exercise stresses as well as at the limiting stress.
Results. The dependence of electrical activity of muscles on the size of a load is close to linear. The effects of change of an EMG caused by fatigue of a muscle consisted in the decrease of the level of electrical activity of a muscle (i. e., decrease of the area of electrical deflections) while the effort educed by a muscle remained unchanged; in decrease of the basic frequency of a spectrum of an EMG, i. e., the decrease of number of electrical waves in a motion cycle of an extremity and augmentation of synchronization of waves in an EMG. The percentage of decrease of electrical activity of muscles was as follows: GL - 50 %, GM - 19 %, Sol - 5 %. The evaluation of the basic frequency of spectrum of the EMG of three mentioned muscles of the anticnemion gives 76 Gz for not tired muscles and 36 Gz for fatigue, which demonstrates a 2.1 times decrease. The causes of appearance of the deferred muscular pain after sports trainings were studied. The episodes of originating of the spastic states were fixed in the large muscular frames, which arose only at a state of fatigue. This implies that the distention of the intense muscular fibers in a spastic state naturally results in breakages of separate muscular fibers. The originating of spastic states in muscles in a phase of their maximal strain is that very factor which leads to a micro-traumatizing of muscles and invokes the deferred pain in muscles and decrease of sports parameters.
Conclusion. The appearance on an EMG of fields with the lowered level of muscular activity which corresponds to originating of spastic states in separate muscular fibers during physical work may be suggested as a criterion of maximal permissible loads. The streaming control of the muscular device of the sportsmen, carried out during testing, can be used for an operative change of regimes of training of the sportsmen and rising their physical efficiency.
Основные порталы (построено редакторами)