WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 |

Влияние изометрического сокращения скелетных мышц на аутогенное торможение спинальных -мотонейронов у человека

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Смирнова Лариса Владимировна

Влияние изометрического сокращения скелетных мышц на аутогенное торможение спинальных -мотонейронов у человека

03.03.01. – Физиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Тверь - 2011

Работа выполнена на кафедре физиологии и спортивной медицины Великолукской государственной академии физической культуры и спорта

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Городничев Руслан Михайлович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Анатолий Яковлевич Рыжов

доктор биологических наук,

ведущий научный сотрудник

Воронов Андрей Владимирович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Петрозаводский государственный

университет»

Защита состоится «23» июня 2011г. в 14 ч. на заседании диссертационного совета ДМ 212.263.08 при Тверском государственном университете по адресу: 170002, г. Тверь, пр. Чайкиной, 70/1 Б, ауд. 318.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверского государственного университета по адресу: 170000, г. Тверь, ул. Володарского, 44а.

Автореферат разослан «__» мая 2011г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Н.В. Костюк

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Разнообразная двигательная деятельность, как одно из проявлений жизнедеятельности организма, имеет определяющее значение в активном воздействии человека на окружающую среду, в преодолении ее сопротивления, обеспечивая тем самым приспособление к различным условиям. Формирование и реализация целенаправленных двигательных действий представляют собой важнейший аспект управляющих функций мозга. Осуществление нормальной двигательной деятельности обеспечивается тесным взаимодействием многих структур центральной и периферической нервной системы. В таком взаимодействии нервных структур важнейшее значение имеют тормозные процессы, способные ослабить или вовсе исключить те или иные реакции организма (А.Н. Бернштейн, 1947; М.А. Алексеев, 1975; П.К. Анохин, 1975; D. Burke, 1989; G. Chalmere, 2002; S.I. Khan, J.A. Burne, 2010).

Проблема торможения, являющегося неотъемлемым процессом функциональной активности организма, на протяжении многих лет привлекает внимание исследователей. На сегодняшний день накоплен большой экспериментальный материал о роли постсинаптического, возвратного, реципрокного и пресинаптического видов торможения в осуществлении целесообразной, координированной, приспособительной деятельности, характеризующей поведенческие акты животных и человека (J.C. Eccles, 1964; Р. Гранит, 1973; А.И. Шаповалов, 1975; Е.П. Артемьева, 1977; В.Н. Команцев, В.А. Заболотных, 2001; А.Н. Розенталь, Р.Х. Бикмуллина, 2004; Р.М. Городничев, 2005). В ряде исследований приводятся данные о значении различных видов торможения при выполнении двигательной деятельности разной координационной сложности и интенсивности (Л.П. Кудина, 1978; E. Pierrot-Deselligny, C. Begego, 1981; Р.С. Персон, 1985; H. Hulborn et al., 1987; E. Jankowska, 1992; S.I. Khan, J.A. Burne, 2010). Описаны изменения выраженности пресинаптического торможения в процессе поддержания незначительного по величине статического усилия (Я.М. Коц, 1976; C. Ethier, M.A. Imbeault, 2002; Р.М. Городничев и др. 2004; Р.Х. Бикмуллина, А.Н. Розенталь, 2007).

До сих пор в литературе отсутствуют сведения об изменении процессов аутогенного торможения при осуществлении двигательной деятельности разного характера. Не приводятся данные, раскрывающие особенности аутогенного торможения -мотонейронов спинного мозга у лиц, адаптированных к различной по интенсивности и длительности мышечной работе. Эти обстоятельства и определили цель нашего исследования.

Объект исследования – механизмы функционирования спинальных тормозных систем в условиях статической мышечной деятельности.

Предмет исследования – изменения выраженности аутогенного торможения -мотонейронов спинного мозга при выполнении статических усилий разной величины и длительности.

Цель работы заключалась в изучении влияния изометрического сокращения скелетных мышц на выраженность аутогенного торможения спинальных -мотонейронов человека.

Задачи исследования:

1. Изучить влияние кратковременных статических усилий разной величины на выраженность аутогенного торможения -мотонейронов спинного мозга человека.

2. Исследовать особенности изменения аутогенного торможения в сегментарном аппарате человека при длительном изометрическом сокращении в условиях развивающегося утомления.

3. Изучить изменения рефлекторной возбудимости -мотонейронов и коркового периода молчания при длительном статическом напряжении скелетных мышц.

4. Выявить особенности состояния аутогенного торможения -мотонейронов спинного мозга при выполнении статических усилий у лиц, адаптированных к двигательной деятельности разной целевой направленности.

Научная новизна работы. Настоящая работа является исследованием, впервые раскрывающим физиологические закономерности влияния изометрического сокращения скелетных мышц на процесс аутогенного торможения -мотонейронов спинного мозга. Выявлено, что выраженность аутогенного торможения спинальных -мотонейронов понижается при увеличении силы изометрического сокращения мышц и возрастает при длительном удержании значительного по величине статического усилия, сопровождающегося развитием утомления. Установлена зависимость процесса аутогенного торможения -мотонейронов спинного мозга от нисходящей эфферентной импульсации головного мозга и мощности афферентного потока от сухожильных рецепторов. Показано, что состояние спинальной тормозной системы, обеспечивающей процесс аутогенного торможения, связано с адаптацией спортсменов к специфике их двигательной деятельности. Установлено, что адаптация спортсменов к мышечной работе разной направленности определяет динамику выраженности аутогенного торможения -мотонейронов при выполнении статических усилий.



Проведенные исследования позволили выявить, что при продолжительном по времени статическом усилии отмечается модуляция процессов аутогенного торможения -мотонейронов спинного мозга и усиление процессов внутрикоркового торможения по мере развития утомления.

Теоретическая значимость. Полученные результаты дополняют и уточняют существующие представления о механизмах функционирования спинальных тормозных систем при двигательной деятельности различной целевой направленности. Сведения об изменении выраженности аутогенного торможения -мотонейронов спинного мозга под влиянием статических усилий разной величины и длительности имеют значение для развития теоретических представлений о факторах, определяющих активность тормозных нейрональных сетей в условиях напряженной мышечной деятельности. На основе комплексного анализа состояния торможения в коре головного мозга и сегментарном аппарате сформировано представление о модуляции нисходящей из структур головного мозга эфферентации и тормозной афферентации рецепторов Ib в процессе развивающегося утомления.

Практическая значимость данного исследования заключается в том, что установленные закономерности изменений аутогенного торможения -мотонейронов при поддержании статического напряжения скелетных мышц могут быть использованы для дальнейшего изучения физиологических механизмов функционирования тормозных нейрональных сетей спинного мозга в условиях напряженной мышечной работы разного характера. Полученные данные об изменении выраженности аутогенного торможения -мотонейронов при выполнении статических усилий могут применяться для оценки механизмов развития утомления по показателям ЭМГ у лиц, адаптированных к двигательной деятельности различной направленности. Сведения о динамике выраженности аутогенного торможения в процессе удержания статических усилий можно использовать при моделировании направленного воздействия разных мышечных нагрузок на функциональное состояние организма.

Положения, выносимые на защиту.

1. Изменение выраженности аутогенного торможения -мотонейронов спинного мозга в процессе мышечной работы определяется параметрами выполняемого двигательного действия.

2. Конечный эффект спинальных нейрональных систем, осуществляющих аутогенное торможение, на активность -мотонейронов при изометрических сокращениях зависит от модуляции афферентации сухожильных рецепторов Гольджи посредством нисходящей эфферентной импульсации от структур головного мозга.

3. Выраженность аутогенного торможения спинальных а-мотонейронов зависит от величины электростимула, наносимого на периферический нерв. При использовании электростимуляции, вызывающей максимальный М-ответ, регистрируется наиболее выраженное аутогенное торможение, что, вероятно, объясняется мощным потоком нервных импульсов по афферентам типа Ib, возникающим при таком воздействии.

Соответствие работы паспорту научной специальности. Полученные результаты соответствуют пунктам 4, 6 паспорта специальности 03.03.01. – физиология (биологические науки).

Апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки России. Результаты исследования доложены и обсуждены: на II Российской, с международным участием, конференции по управлению движением «Северное измерение» (Петрозаводск, 2008); на XII Международном научном конгрессе «Современный олимпийский и паралимпийский спорт и спорт для всех» (Москва, 2008); на VIII Европейском Международном конгрессе «World Congress of Performance Analysis of Sport VIII » (Магдебург, 2008); на Европейском Международном конгрессе «European College of Sport Science» (Португалия, 2008); на V Всероссийской с международным участием Школе-конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности «Системные и клеточные механизмы в физиологии двигательной системы» (Москва, МГУ, 2009); на III Всероссийской с международным участием конференции по управлению движением (Великие Луки, ВЛГАФК, 2010), на VI Всероссийской с международным участием Школе-конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности «Системные и клеточные механизмы в физиологии двигательной системы и мышечной деятельности» (Москва, МГУ, 2011).

Публикации. Материалы диссертационной работы опубликованы в открытой печати объемом 11,85 авторских страниц (тезисы – 9,25 страниц, статьи – 2,6 страницы) из них в 2-х журналах, рецензируемых ВАК («Вестник Тверского Государственного Университета», «Теория и практика физической культуры»).





ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Настоящее исследование проводилось на базе научно-исследовательского института проблем спорта и оздоровительной физической культуры Великолукской государственной академии физической культуры и спорта (ВЛГАФК) в лаборатории физиологии нервной и мышечной систем в период с 2006 по 2009 гг.

В исследовании участвовали 46 спортсменов мужского пола в возрасте от 18 до 21 года, адаптированных к мышечной работе разной направленности (стайеры, спринтеры). Спортсмены имели квалификацию от II взрослого спортивного разряда до мастера спорта. Адаптация к мышечной деятельности разной направленности определялась спортивным стажем испытуемого, который был не менее 8 лет. Условия проведения экспериментов были согласованы с комитетом по биоэтике ВЛГАФК, кроме того все испытуемые получили детальную информацию о проводимом исследовании и дали письменное согласие на участие в соответствии с Хельсинской декларацией.

У обследуемых вначале определялась величина максимального произвольного изометрического сокращения (МПС). В первой части опытов испытуемым предлагалось выполнить статическое усилие в 25%, 50%, 75%, 100% от МПС и удерживать каждое из них в течение 30-ти секунд, за исключением 100% усилия (с интервалом отдыха 5 минут). Во второй части опытов испытуемые выполняли усилие, составляющее 75% от МПС до произвольного отказа. Статическое усилие мышц голени испытуемые развивали на мультисуставном лечебно-диагностическом комплексе «Biodex Multi-Joint System Pro-3» (Biodex Medical Systems, USA) в положении сидя. Удержание усилия осуществлялось в условиях жесткой фиксации голени и коленного сустава, голеностопный сустав оставался подвижным.

Основным объектом для изучения была избрана медиальная головка правой икроножной мышцы (m. gastrocnemius med.). Для решения ряда вопросов, касающихся реципрокных взаимоотношений мышц голени, исследовался антагонист икроножной мышцы – передняя большеберцовая (m. tibialis anterior). В нашей работе отведение и регистрация биопотенциалов m. gastrocnemius med. и m. tibialis anterior осуществлялась по общепринятой методике (В.Н. Команцев, В.А. Заболотных, 2001) при помощи 8-канального электронейромиографа «Нейро-МВП-8» (ООО «Нейрософт», Россия) с использованием поверхностных дисковых электродов диаметром 9 мм.

Выраженность аутогенного торможения спинальных -мотонейронов оценивалась по длительности периферического периода молчания ЭМГ (ППМ) m. gastrocnemius med., возникающего при электрической стимуляции n. tibialis (Р.С. Персон, 1985). Выраженность аутогенного торможения -мотонейронов тем больше, чем более продолжителен период молчания ЭМГ исследуемых мышц (Я.М. Коц, 1975). М-ответ и Н-рефлекс m. gastrocnemius med. и m. tibialis anterior регистрировались по традиционной методике (Н. Hultborn et. al., 1987) путем электростимуляции n. tibialis через униполярный электрод в покое и в процессе статических усилий. Продолжительность электростимула составляла 1 мс, а сила стимуляции, вызывающая максимальную величину М-ответа и Н-рефлекса подбиралась индивидуально для каждого обследуемого.

В нашем исследовании определялась амплитуда вызванных моторных ответов (ВМО) m. gastrocnemius med. и m. tibialis anterior, а также корковый период молчания ЭМГ (КПМ) этих мышц. Амплитуда ВМО скелетных мышц определялась от пика до пика, длительность КПМ – от момента окончания ВМО до конца абсолютного биоэлектрического молчания ЭМГ.

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) моторной коры головного мозга осуществлялась при помощи магнитного стимулятора «Нейро-МС» (ООО «Нейрософт», Россия, 2006), позволяющего индуцировать импульсное магнитное поле до 2 Т длительностью 250 мкс через плоскую катушку (внешний диаметр 150 мм). Центр катушки располагался на 4-6 см впереди темени и на 2-3 см контралатерально относительно стороны регистрации мышц нижних конечностей. При этом подбирали такое положение катушки, при котором ВМО имел постоянную амплитуду и форму. Тестирующий магнитный стимул составлял расчетную величину: порог ВМО1,2 и подавался в начале и конце удержания статического усилия.

Выраженность аутогенного торможения -мотонейронов, оцениваемая по длительности периода молчания ЭМГ исследуемых мышц, определялась на 1-й, 15-й и 30-й секундах удержания усилий, составляющих 25%, 50%, 75% от МПС. Однократное измерение длительности периода молчания проводилось в процессе МПС. Регистрация М-ответа и Н-рефлекса осуществлялась в состоянии покоя и в указанные выше временные периоды.

Во время удержания 75% статического усилия до произвольного отказа длительность периферического периода молчания при стимуляции n. tibialis, амплитуда М-ответа и Н-рефлекса определялись на 1-й секунде усилия, далее через каждые 15 секунд, а также в момент, предшествующий отказу от удержания изометрического напряжения мышц. В этом случае также регистрировались ВМО и КПМ при электромагнитной стимуляции головного мозга на 1-й секунде и в конце удержания усилия

Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась на РС Pentium 4 с операционной системой Windows XP Professional при помощи пакетов программ Microsoft Excel и Statistical 6.0. Вычисляли следующие статистические параметры: среднюю величину, ошибку средней величины, стандартное квадратичное отклонение. Определяли нормальность распределения выборок и в соответствии с полученными результатами применяли параметрический критерий (Стьюдента) или непараметрический критерий (Уилкоксона) достоверности различий.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ



Pages:   || 2 | 3 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.