Контрольные вопросы

1. Что такое рабочая гипертрофия мышц ?

2. Какие выделяют типы рабочей гипертрофии мышц?

3. Чем отличается миофибриллярная рабочая гипертрофия от саркоплазматической ?

4. Какую роль в развитии гипертрофии играют половые гормоны ?

1.11. Оценка функционального состояния мышечной системы у человека

Эргометрические методы. Эти методы используют для опреде­ления физической работоспособности. Человек совершает работу в определенных условиях и одновременно регистрируются величины выполняемой работы и различные физиологические параметры: ча­стота дыхания, пульс, артериальное давление, объем циркулирую­щей крови, величина регионарного кровотока, потребляемого О₂, выдыхаемого СО₂ и т.д. С помощью специальных устройств — велоэргометров или тредбанов (бегущая дорожка) — создается возможность дозировать нагрузку на организм человека (рис. 23).

Рис. 23. Велоэргометрия

 

Электромиографические методы. Эти методы исследования ске­летной мускулатуры человека нашли широкое применение в физи­ологической и клинической практике. В зависимости от задач ис­следования проводят регистрацию и анализ суммарной электромиограммы (ЭМГ) или потенциалов отдельных мышечных волокон (рис. 24).

Рис. 24. Электромиограммы при различных условиях регистрации

Существует два основных способа отведения электромиограмм: накожными и игольчатыми электродами. Накожные поверхностные электроды (глобальное отведение) позволяют регистрировать суммарную активность нескольких мышц. Игольчатые электроды обладают небольшой площадью отведения (сотые доли мм²), поэтому они позволяют избирательно регистрировать активность одной или нескольких двигательных единиц. При регистрации суммарной ЭМГ чаще используют накожные элект­роды, при регистрации потенциалов отдельных мышечных воло­кон — многоканальные игольчатые электроды.

Преимуществом суммарной электромиографии произвольного усилия является неинвазивность исследования и, как правило, отсутствие электростимуляции мышц и нервов. Коли­чественный анализ ЭМГ заключается в определении частот волн ЭМГ, проведении спектрального анализа, оценки средней, ампли­туды волн ЭМГ. Одним из распространенных методов анализа ЭМГ является ее интегрирование, поскольку известно, что величина интегрированной ЭМГ пропорциональна величине развивае­мого мышечного усилия. Используя игольчатые электроды, можно регистрировать как суммарную ЭМГ, так и электрическую активность отдельных мы­шечных волокон. Регистрируемая при этом электрическая актив­ность в большей степени определяется расстоянием между отво­дящим электродом и мышечным волокном. Разработаны критерии оценки параметров отдельных потенциалов здорового и больного человека.

Контрольные вопросы

1. Какие существуют методы для оценки функционального состояния мышечной системы у человека?

2. Какие возможности существуют у электромиографии?

1.12. Влияние гипокинезии и гиподинамии на структуру и функцию мышц

Под гипокинезией обычно понимают уменьшение объема движений преимущественно в крупных суставах в течение длительного времени. Гиподинамия означает уменьшение мышечных сокращений, снижение их напряжения и тонуса, уменьшение всего комплекса двигательного напряжения двигательной системы, как в статике, так и динамике. Понятно, что гиподинамия всегда сопутствует гипокинезии.

Влияние гипокинезии и гиподинамии на структурно-функциональную организацию двигательной системы исследовано на здоровых людях в специальных условиях ограничения двигательной активности. Установлено, что длительная гипокинезия вызывает выраженное уменьшение массы и объема мышц. Так, например, в исследованиях с 20- и 62-суточной гипокинезией в постели окружность бедра и голени уменьшалась соответственно на 2 и 3 см, 120-суточная гипокинезия привела к уменьшению окружности голени на 5-6 см. Результаты электронной микроскопии показывают, что при гипокинезии изменяется сократительный аппарат мышечных волокон. Это проявляется в уменьшении объема мышечных волокон и разобщении миофибрилл. Однако при гипокинезии изменяется не только исполнительный аппарат мышц, но также иннервация двигательных единиц мышц. Кроме того, ухудшается структурная организация двигательных центров спинного мозга. Таким образом, ухудшение структурной организации элементов двигательной системы приводит к снижению работоспособности двигательной системы в целом. В эксперименте в условиях гипокинезии выявлены структурно-функциональные нарушения на субклеточном уровне двигательной системы. Так, в митохондриях уменьшается количество крист, просветляется матрикс, наблюдается набухание митохондрий и разрыв их мембран. В результате этого возникают выраженные изменения основных биоэнергетических процессов в митохондриях и саркоплазматическом ретикулуме. При этом замедляются процессы фосфорилирования АДФ и синтез АТФ, ослабляется энергетическая регуляция процессов биологического окисления.

Таким образом, если в норме наблюдается устойчивое равновесие между процессами разрушения и синтеза структурных элементов мышц, причем уровень этого равновесия адекватен физической нагрузке, то уже в первый период гипокинезии катаболизм мышечного белка преобладает над анаболизмом. В результате этого снижается тонус мышц и интенсивность распада АТФ, ухудшается функциональная организация мышц. Кроме того, снижение концентрации АДФ и неорганического фосфора приводит к ухудшению ресинтеза АТФ в цепи окислительного фосфорилирования, а это означает, что отсутствует стимул для синтеза белка в бездействующих мышцах. Ограничение двигательной активности, связанное с гипокинезией и гиподинамией, влияет не только на структурно-функциональную организацию скелетной мускулатуры, но и на сердечно-сосудистую систему и протекание всех видов обмена веществ. Вследствие ограничения движений уменьшается потребление кислорода, а накопление субстратов окисления приводит к снижению функции сердца. Уменьшается ударный и минутный объем сердца, на ЭКГ отмечаются замедление проводимости, уменьшение амплитуды зубцов R и T, изменения величины зубца T в различных отведениях, периодическое смещение сегмента S-T и изменение процесса реполяризации. Функция сердца становится менее экономичной. Обмен веществ меняется в сторону атерогенных изменений, усиления процессов катоболизма и усиления интенсивности свободнорадикальных процессов на фоне снижения ресурсов антиоксидантной защиты организма. Исходя из направленности изменения обмена веществ, является перспективным применение при вынужденной гиподинамии антиоксидантов и антигипоксических препаратов.