| <<< Вернуться |
|
На правах рукописи КОРЯК Юрий Андреевич ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА НЕРВНО-МЫШЕЧНОГО АППАРАТА ЧЕЛОВЕКА ПРИ ПОВЫШЕННОЙ И ПОНИЖЕННОЙ НАГРУЗКЕ
03.00.13 - физиология
Автореферат Москва - 2006 Работа выполнена на кафедре физиологии Государственного Центрального ордена Ленина института физической культуры и в отделе сенсомоторной физиологии и профилактики Государственного научного центра Российской Федерации - Института медико-биологических проблем РАН.
Научный консультант:
чл.-корр. РАН, доктор медицинских наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственной премии России
Официальные оппоненты: Ведущее научное учреждение - Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН Защита диссертации состоится 28 сентября 2006 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 002.111.01 при Государственном научном центре РФ - Институте медико-биологических проблем РАН по адресу: 123007, Москва, Хорошевское шоссе, д. 76-А С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ - Института медико-биологических проблем РАН. Ученый секретарь диссертационного совета
доктор медицинских наук, профессор |
|
Проблема адаптации двигательного аппарата человека к изменяющимся условиям внешней среды является одной из актуальных в физиологии мышечной деятельности, космической и авиационной физиологии. В процессе приспособления двигательного аппарата к повышенным или пониженным требованиям происходит сложное взаимодействие физиологических процессов, выражающиеся в активации одних физиологических систем и в торможении других. Большое влияние на формирование современных представлений об общих принципах (механизмах) управления произвольными движениями оказали идеи Н.А. Бернштейна, и сведения о свойствах самого объекта управления, т.е. мышечного аппарата, развитые в работах В.А. Богданова, В.С. Гурфинкеля, А.С. Батуева, О.П. Таирова, Н.В. Зимкина, М.С. Залкинда, Н.А. Рокотовой, И.Б. Козловской, Я.М. Коца, Г.Н. Орловского, Ю.Т. Шапкова, А.Т. Фельдмана, И.И. Ящанинаса, Ю.С. Саплинскаса и др. Изучение функциональных свойств нервно-мышечного аппарата (НМА), в частности его силовых, скоростных, скоростно-силовых свойств и работоспособности, имеет важное фундаментальное значение для современной физиологии движений, поскольку позволяет, с одной стороны, отслеживать функциональное состояние центральных структур (управляющей системы) и, с другой стороны - состояние самого исполнительного, мышечного, аппарата (управляемой системы). С физиологической точки зрения функциональные свойства НМА у человека определяются, с одной стороны, собственно-сократительными свойствами мышц (периферический фактор), а с другой - совокупностью процессов взаимодействия различных уровней центральной нервной системы, предваряющих и обусловливающих возникновение движения (центральный фактор). Сократительные свойства скелетных мышц изучены главным образом в опытах на животных и лишь в небольшом числе исследований с участием человека. Результаты острых опытов на животных показывают, что сократительные свойства скелетных мышц изменяются на протяжении раннего онтогенеза (Denny-Brown;1929; Коштоянц и др. 1935; Close, 1972), при перекрестной иннервации (Buller, Lewis, 1960; Close, 1969, 1972; Luff, 1975, 1984), хронической электрической стимуляции (Salmons, Vrbova, 1969; Al-Almood et al., 1973; Barnard et al., 1984; Bucheffer et al., 1985; Pette, Vrbova, 1985, 1999), тенотомии и денервации (Vrbova, 1962, 1963; Lesch et al. 1968; Lewis et al., 1978, 1980), а также под влиянием тренировки (Barnard et al. 1970, 1971; Exner et al. 1973; Абсалямов, Зорин, 1975; Абсалямов и др., 1975; Gonyea, Bonde-Petersen, 1978; Jaweed et al. 1978, 1980). Причем разные по своему характеру и направленности тренировки как у животных, так и у человека оказывают неодинаковое влияние на сократительные свойства мышц (Barnard et al. 1970; Guth, Jellian, 1971; Абсалямов и др. 1975; Кузнецов, Коряк и др., 1975; Edgerton, 1976; Коряк, Колпакова, 1983; Коряк, Кошелева, 1983; Кузнецов, Коряк, 1975; Edgerton, 1976; Fitts, Holloszy, 1977; Gonyea, Bonde-Petersen, 1978; Jaweed et al. 1980; Болховских и др. 1982; Koning et al. 1984; Коряк, 1993, 1994). В последние годы получают развитие электрофизиологические исследования механизмов управления движениями в условиях произвольной (центральной, или естественной) или вызванной (непроизвольной) двигательной активности животных (Северин, 1967, 1970; Шик, 1967; Орловский, 1970; Залкинд, Иоффе, 1970; Orlovsky, 1972; Feldman. Orlovsky, 1972; Козловская, 1975; Lewis, 1981) и человека (Фельдман, 1979; Коц, 1982; Ящанинас, 1983; Саплинскас, 1985; Шапков, 1983; McComas et al. 1973; Milner-Brown et al. 1973; Tanji et al. 1973; Desmedt, 1980; Freund. 1983; Calancie, Bawa, 1990 Feldman, Latash, 2005). Настоящая работа относится к этому же направлению исследований. Функциональные свойства НМА у человека до сих пор не были предметом систематического изучения, что, прежде всего, объясняется методическими трудностями, особенно при изменяющихся условиях окружающей среды, предъявляющих разные функциональные требования к исполнительному аппарату, каким является НМА человека. Недостаточно исследованы, в частности механизмы, определяющие и лимитирующие сократительные свойства мышц, возможности повышения сократительных свойств посредством тренировки, что является актуальным для общей физиологии, физиологии мышечной деятельности, физиологии управления движениями, авиакосмической и гравитационной физиологии. Не выявлены закономерности изменений сократительных свойств скелетных мышц человека, а также механизмы, определяющие их при спортивной тренировке и в условиях функциональной разгрузки. Сравнительное изучение функциональных свойств НМА у спортсменов и неспортсменов позволяет исследовать феноменологию и механизмы тренировки этого аппарата у человека и создает научные предпосылки для разработки теоретических основ тренировки и контроля за функциональным состоянием НМА у человека. В данной работе применена оригинальная методика исследования функциональных свойств НМА человека, включающая исследование двигательной активности отдельной скелетной мышцы в условиях in situ при произвольной (центральной) и непроизвольной (электрически вызванной) активности. В результате исследования впервые удалось получить количественные и качественные данные об особенностях изменений функциональных свойств НМА человека, обусловленных сократительными свойствами самих мышц и ролью центрально-нервных факторов в их определении. Подход к проблеме изменений сократительных свойств скелетных мышц и механизмов, определяющих функциональные свойства НМА под влиянием сниженных нагрузок на уровне отдельной мышцы в условиях in situ, является новым и актуальным для современной мышечной физиологии. С нейрофизиологических позиций организация произвольного движения может рассматриваться как совокупность процессов в центральных структурах, которые предваряют и обусловливают выполнение требуемого движения, и периферических структур, работа которых сводится к заданию некоторых параметров, характеризующих активное состояние мышцы, в частности состава рекрутирования мышечных волокон. Основной целью настоящего исследования является - выяснение закономерностей изменений функциональных свойств НМА человека на базе анализа сократительных свойств мышц при их повышенной и пониженной нагрузке. Для достижения указанной цели перед настоящей работой были поставлены следующие основные задачи. Задачи настоящего исследования:
На первом этапе исследования мы столкнулись с необходимостью разработать такие методические приемы, которые позволили бы решить поставленные задачи. Основной методический подход был подсказан работой Buller & Lewis (1965), в которой была использована методика электрически вызванного сокращения мышцы. Мы решили, что такой подход можно использовать для изучения механизмов, определяющих и лимитирующих функциональные свойства периферического НМА человека. Действительно, изменения состояния НМА во время произвольного сокращения являются интегральным результатом нисходящих супраспинальных (корковых и других) влияний и состоянием самого исполнительного органа (мышечного аппарата). В процессе настоящей работы были разработаны и использованы разнообразные методические приемы для тестирования различных систем в организации движения (Глава II). В результате впервые удалось получить сведения о периферических механизмах ѕ факторах, определяющих организацию произвольного движения у человека. Изучение характера изменений непроизвольных сокращений мышц, изменений в периферическом НМА, вызванных повышенной нагрузкой - физической тренировкой (Глава III), а также пониженной гравитационной нагрузкой - иммерсией, АНОГ, невесомостью и изучение средств профилактики, применяемых на фоне пониженной нагрузки и у лиц разного пола (Глава IV), позволили высказать предположение о прерогативе нагрузок в купировании сократительных свойств скелетных мышц. Научная новизна работы. В работе представлены полученные впервые автором данные сравнительного исследования различных функциональных свойств НМА человека при произвольном (волевом, центральном) и непроизвольном (электрически вызванном) сокращении мышц в условиях in situ после функциональной разгрузки и после различных видов тренировки.
Разработанная установка и комплексный метод для оценки функциональных свойств отдельной мышцы человека в условиях in situ использованы в целях объективной и количественной функциональной диагностики состояния скелетных мышц в системе текущего контроля функционального состояния НМА при разных условиях деятельности, в системе спортивного отбора и для оценки эффективности профилактических и реабилитационных средств при обследовании космонавтов до и после продолжительных космических экспедиций, а также в модельных исследованиях с участием человека. Целесообразно дальнейшее внедрение метода в практику спорта высших достижений, а также в практику медицинского обеспечения космических полетов. Результаты исследования убедительно подтверждают справедливость положения о том, что при разработке профилактических средств в практике космических полетов необходима высокая дифференцированность их использования применительно к различным мышцам с учетом не только их участия в постуральной деятельности, но также и с учетом пола и возраста членов экипажей. В экспериментах с участием человека, находящегося в условиях моделирования эффектов невесомости, установлен ряд закономерных особенностей изменений параметров электрических ответов (М-ответов) мышцы при выполнении локальной дозированной работы. Выявлена различная последовательность изменений амплитуды, длительности и площади М-ответов при выполнении дозированной ритмической мышечной работы на утомление при стимуляции нерва мышцы с частотой 50 имп/с без существенных изменений параметров механического ответа мышцы. Результаты проведенных экспериментальных исследований нашли отражение в методических рекомендациях "Методы исследования нервно-мышечного аппарата у спортсменов" (ИМБП, М., 1992), в учебнике "Спортивная физиология" для Институтов физической культуры (М., ФиС, 1982); в Российском государственном научно-исследовательском испытательном Центре подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина; в лекционных курсах на кафедре экологической и экстремальной медицины МГУ им. М.В. Ломоносова в составе Учебно-исследовательского Центра космической биомедицины; кафедрах физиологии Российского государственного университета физической культуры и спортивной физиологии Тартуского государственного университета. Основные положения, выносимые на защиту. На основе анализа результатов проведенных исследований сформулированы и выносятся на защиту следующие положения:
|
| <<< Вернуться |