Электростимуляция (ЭС) нервно-мышечного аппарата все чаще используется как в спортивной практике, так и в медицинских целях. При помощи ЭС лечат различные заболевания опорно-двигательного аппарата, избирательно воздействуя электрическим током на различные мышцы добиваются высоких тренировочных эффектов. Применение ЭС у спортсменов и лиц не занимающихся физическими упражнениями значительно увеличивает скоростно-силовые качества, силу мышц, повышает ортостатическую устойчивость, уменьшает содержание жира, снижает утомление и повышает работоспособность человека (Колесников Г.Ф. 1977). С целью получения того или иного эффекта при электростимуляции используются различные характеристики посылаемого к мышце сигнала (Коц Я.М. 1975). Для правильного применения ЭС необходимы данные о физиологических процессах, происходящих в организме при использовании различных режимов ЭС. Несмотря на это многие теоретические и практические вопросы влияния ЭС на организм человека до настоящего времени остаются еще не изученными. Одним из них является влияние ЭС на кровоснабжение стимулируемых мышц. В связи с этим целью работы являлось изучение влияния различных режимов электростимуляции на гемодинамику в сокращающихся мышцах.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Определяли объемную скорость кровотока (ОСК) в мышцах голени при удержании статических нагрузок с усилиями в 20, 40 и 60% от максимальной произвольной силы (МПС) и в период восстановления.

2. Определяли максимальный кровоток в мышцах голени после удержания статической нагрузки в 50% МПС при полной ишемии конечности.

3. Исследовали изменения ОСК в мышц голени при их ЭС в режимах 2,5с сокращение x 2,5c расслабление (2,5 x 2,5), при силах раздражающего тока 12, 15 и 18 mA в течение 4 минут.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы:

1. Венозная окклюзионная плетизмография (ВОП) для определения ОСК в мышцах голени.

2. Эргометрия с использованием механического ножного динамометра.

3. Электростимуляция мышц голени прибором "СТИМУЛ-1".

Исследование проведено на лицах мужского пола в возрасте от 18 до 20 лет. Перед выполнением статической работы у всех испытуемых в положении лежа в покое определяли ОСК в голени. Затем всем испытуемым предлагалось удерживать в течение трех минут статические нагрузки мышцами голени, равные 20 и 40% от МПС. Нагрузка в 60% МПС удерживалась до отказа. ОСК измеряли каждые 30 секунд при выполнении всех нагрузок и во время периода восстановления. После этого испытуемые удерживали нагрузку 50% МПС при полной ишемии конечности. ОСК измеряли после нагрузки каждые 30 секунд. Далее всем испытуемым в течение 4 минут проводилась электростимуляция мышц голени в режиме 2,5 x 2,5c с силой тока 12, 15 и 18 mA. ОСК регистрировали каждую минуту во время ЭС сокращении мышц, при их расслаблении, а также после работы до полного восстановления кровотока.

Результаты проведенных исследований показали, что объемная скорость кровотока в мышцах голени в покое составляет в среднем 2,5 мл/100см³/мин. При удержании статической нагрузки с усилием в 20 и 40% МПС ОСК в работающих мышцах голени незначительно возрастает к третей минуте работы. При удержании нагрузки равной 60% МПС ОСК снижается к концу работы до 1,6 мл/100см³/мин (рис.1). Сразу после прекращения работы происходит резкое увеличение ОСК. Чем больше удерживаемое усилие, тем большей величины достигает ОСК в голени после работы. Так, в частности, после нагрузки в 20% МПС кровоток в голени увеличивался в среднем в 10 раз по сравнению с покоем, достигая 25 мл/100см³/мин. После удержания нагрузки в 40% МПС кровоток возрастал в 20 раз и достигал 52 мл/100см³/мин. При нагрузке в 60% МПС кровоток возрастал в 30 раз и составлял 74 мл/100см³/мин. Время полного восстановления кровотока после статической нагрузки также зависит от величины удерживаемого усилия. После удержания нагрузок, равных 20, 40 и 60% МПС, время полного восстановления кровотока составляет соответственно 5, 8 и 10 минут (рис.2).

Рис. 1 Объемная скорость кровотока в мышцах голени в покое и при удержании статической нагрузки .

Рис. 2 Объемная скорость кровотока в мышцах голени после удержания статической нагрузки.

Определение максимально возможной величины кровотока в голени при горизонтальном положении тела показало, что после удержания статической нагрузки в сочетании с ишемией ОСК в мышцах голени достигает 73 мл/100см3/мин (рис.3), что в общем, мало отличается от величин кровотока, зарегистрированных после удержания статической нагрузки в 60% МПС.

При исследовании ОСК в мышцах голени во время и после ЭС в режиме 2,5 x 2,5 были поучены следующие результаты. При ЭС мышц голени силой тока 12 mA ОСК в них увеличивается к концу четвертой минуты стимуляции в среднем до 12 мл/100см3/мин. После прекращения стимуляции кровоток восстанавливается до уровня покоя к 3-4 минуте. При стимуляции силой тока 15 mA ОСК к 4 минуте ЭС достигает 18 мл/100см3/мин. При этом во время сокращения ОСК не превышает уровень покоя, а в момент расслабления кровоток в голени возрастает в 13 раз и достигает 32 мл/100см³/мин. До 30 секунды периода восстановления ОСК продолжает незначительно увеличиваться, достигая 35 мл/100см³/мин. На 5 минуте периода восстановления ОСК в голени достигает уровня покоя. При стимуляции силой тока 18 mA ОСК к концу 4 минуты составляет 26 мл/100см³/мин. В момент посылки сигнала кровоток в голени снижается ниже уровня покоя (до 1,9 мл/100см³/мин), а в момент расслабления возрастает в 20 раз равняясь 50мл/100см³/мин. После прекращения ЭС кровоток на протяжении первых 30 секунд возрастает до 56 мл/100см³/мин. На 8 минуте периода восстановления он возвращается к уровню покоя (рис.4).

Рис. 3 Объемная скорость кровотока в мышцах голени после удержания статической нагрузки в 50% МПС при полной ишемии конечности.

Рис. 4 Объемная скорость кровотока в мышцах голени во время и после электростимуляции силой тока.

Таким образом, полученные данные показали, что во время удержания статических нагрузок с усилиями в 20 и 40% МПС объемная скорость кровотока в мышцах голени увеличивается незначительно. При нагрузке в 60% МПС кровоснабжение работающих мышц даже снижается. Такое снижение кровотока можно объяснить тем, что при сильных сокращениях мышц внутримышечное давление достигает 200-400 мм рт. ст., (Тхоревский В.И., 1977) т.е. значительно превышать давление в сосудах. Вследствие этого происходит их механическое сжатие. Степень ограничения кровотока возрастает с увеличением силы сокращения. После статической работы происходит увеличение ОСК. Максимальный кровоток и продолжительность периода восстановления после статической работы возрастают с увеличением нагрузки и достигают предела при силах сокращения в 50-60% МПС.

Сравнивая величины ОСК при удержании произвольных статических нагрузок и во время электростимуляции можно отметить, что ОСК как во время произвольных статических усилий, так и во время сокращений мышцы, вызванных ЭС, снижается в первом случае с увеличением величины удерживаемого мышцей усилия, а во втором -с увеличением силы раздражающего мышцу тока. Это свидетельствует о том, что как и в случае с произвольным сокращением, основным механизмом снижения ОСК в работающих мышцах при электростимуляции является механическое пережатие сосудов сокращающейся мышцы. Можно также сделать предположение о том, что нагрузка в 60% МПС и ЭС с силой тока 18 mA, вызывают одинаковое по величине сокращение мышцы, так как снижение ОСК и в том, и в другом случае достигает одних и тех же величин.

Интересно отметить, что кровоснабжение мышц в интервалах между посылками электрических сигналов к мышце и после прекращения электростимуляции не достигает величин, наблюдаемых после произвольных сокращений. С одной стороны это можно объяснить тем, что во время электростимуляции с чередованием периодов сокращения и расслабления происходит частичное вымывание образующихся в мышце сосудорасширяющих метаболитов, и, как следствие этого, более низкие величины ОСК. С другой стороны, имеются данные о том, что при сильных произвольных динамических сокращениях, когда также имеет место частичное вымывание образовавшихся метаболитов, кровоток в мышце после работы динамической по величине не ниже, чем во время постконтракционной гиперемии после статических усилий (Бараз Л.А. 1973). Исходя из этого, объяснением более низкого кровотока во время и после электростимуляции может быть то, что сокращения мышц во время электростимуляции осуществляются практически без повышения системного артериального давления. Это показано нашими исследованиями.

В заключении необходимо отметить, что происходящее при электростимуляции значительное увеличение ОСК в стимулируемых мышцах является весьма эффективным механизмом ускорения процессов реабилитации при нарушениях функций опорно-двигательного аппарата человека, а также восстановления мышечной работоспособности после тяжелых физических нагрузок.

1. Колесников Ф.Г. Электростимуляция нервно-мышечного аппарата. Киев, "Здоровье", 1977.

2. Коц Я.М. Электростимуляционная тренировка мышечного аппарата. - В кн.: Материалы научно-методической конференции по проблеме: " Медико-биологическое обоснование системы физического воспитания студентов в высшей школе". Каунас, 1975, с.82-84.

3. Тхоревский В.И. Кровоснабжение мышц человека при различных режимах их функциональной активности. Диссертация докт., Москва, 1975, с.426.

4. Бараз Л.А. и др. О механизме изменения режима рабочей гиперемии мышц предплечья человека при увеличении нагрузки. Физиол. ж. СССР, 1973, 59, 578-583.

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Тхоревский, В.И. Влияние различных режимов электростимуляции на периферическую гемодинамику / Тхоревский В.И., Крамер А.Л., Пичугина Е.В. // Юбилейн. сб. тр. учен. РГАФК, посвящ. 80-летию акад. - М., 1998. - Т. 3. - С. 168-174.