Электростимуляция при ортостатических воздействиях и укачивании

26 Марта в 21:03 699 0


Ортостатическая устойчивость и ее расстройства

В ходе длительной эволюции человек приобрел вертикальную ориентацию относительно к поверхности Земли, а вместе с этим и приспособился к воздействию силы тяжести в направлении продольной оси тела - у него произошли значительные морфологические изменения и сформировались приспособительные механизмы к земным условиям существования.

Вертикальное положение тела, благодаря которому человек установил свое превосходство над другими животными, является нормальным на протяжении большей части периода бодрствования.

При резком переходе человека из горизонтального или сидячего положения в вертикальное происходит перемещение крови и депонирование ее в нижних отделах тела, наступающих под влиянием силы тяжести. При этом повышается гидростатическое давление в венах и артериях нижней половины тела и понижается - в сосудах верхней половины тела, что неизбежно ведет к уменьшению венозного притока к сердцу.

Ряд регуляторных механизмов предупреждает это перераспределение крови. В компенсации принимают участие сердце, мышечные элементы стенок сосудов и дополнительные факторы, принимающие участие в регуляции кровообращения (тонус скелетной мускулатуры, ее сокращение, присасывающее действие грудной клетки и т.д.). Нарушение отдельных структурных звеньев компенсаторных механизмов может привести к тому, что действие гравитации на кровообращение не будет компенсироваться, наступит уменьшение притока крови к сердцу и мозгу - разовьется ортостатический коллапс.

Время от времени в литературе появляются описания подобного состояния под различными названиями: ортостатическая гипотензия, постуральная гипотензия, артериальная ортостатическая анемия, ортостатический коллапс, ортостатическое расстройство регуляции кровообращения, гравитационный коллапс и т.д.

В последнее время показана возможность снижения ортостатической устойчивости в земных условиях после более или менее продолжительного ограничения влияния на организм гравитации во время пребывания человека в горизонтальном положении. Определенная степень ортостатической неустойчивости выявилась в послеполетных испытаниях на поворотном столе у советских и американских космонавтов.

Поэтому возникла настоятельная необходимость поиска профилактических и защитных средств, предотвращающих развитие и возникновение ортостатической неустойчивости. Для этого были предложены и испытаны следующие меры: физические упражнения, эластичные противоперегрузочные костюмы и трико, надувные манжеты на руки и ноги, гипоксия, фармакологические средства и др.

При определении относительной эффективности 10 различных защитных средств, эластичные трико, надеваемые после погружения в воду непосредственно перед наклоном на ортостатическом столе, оказались наиболее эффективными в предупреждении развития ортостатической неустойчивости.

Другие средства тоже оказались, в определенной степени эффективными в лабораторных исследованиях. Манжеты, например, накладываемые на руки и ноги, предотвращали развитие ортостатической гипотонии, наблюдаемой во время наклонов после погружения в воду. Такие манжеты использовались астронавтами в полетах на космических кораблях "Джемини-5" и "Дже-мини-7", но убедительно данных получено не было.

Ортостатическая устойчивость в значительной степени определяется функциональным состоянием венозной системы. Облегчение венозного притока к сердцу, снижение тонуса мышц и сосудов, ослабление активности "мышечного насоса" при горизонтальной гипокинезии приводит к тому, что в вертикальном положении в венах нижней половины тела скапливается большее количество крови, чем в нормальных условиях.

Это в свою очередь отражается на объеме наполнения желудочков и является основным фактором более резкой, чем в исходных наблюдениях, "недонагрузки объемом" полостей сердца. При функциональной ортостатической пробе испытуемых переводят в вертикальное положение пассивно. Это позволяет оценить способность интимных сердечнососудистых механизмов к компенсации изменений внутрисосудистого гидростатического давления, обусловленных силами гравитации.

При минимальном снижении ортостатической устойчивости приспособительные реакции, направленные на восстановление гомеостаза, проявляются в повышении частоты сердечных сокращений и сопротивления периферических артериол, снижении пульсового и артериального давления в большом круге кровообращения.

Ухудшение компенсаторных возможностей сердечно-сосудистой системы к воздействию гравитации приводит к так называемой "вазодепрессорной реакции", проявление которой, по-видимому, обусловлено общим повышением активности парасимпатического отдела нервной системы. Клинически она выражается в бледности, тошноте, затуманивании зрения, гипергидрозе, кислородной недостаточности. В конечном итоге, в результате резкого падения артериального давления, являющегося вторичным по отношению к брадикардии и уменьшению периферического сосудистого сопротивления, человек теряет сознание.

Наиболее характерные сдвиги гемодинамики в ортостазе после пребывания человека в состоянии гипокинезии заключаются в более выраженном учащении сердцебиений, уменьшении ударного объема и снижении систолического и пульсового давления, наряду с более интенсивным повышением диастолического давления.

Отдельные признаки и симптомы ортостатической непереносимости, по многочисленным литературным источникам, появлялись уже после семи дней постельного режима и через 6 и более часов полной водной иммерсии.

Большинство исследователей считает, что усиление склонности к депонированию венозной крови при переходе в вертикальное положение является основным проявлением действия моделированной и реальной невесомости.

Данные послеполетных исследований членов экипажей космических кораблей подтверждают депонирование крови в нижних конечностях в течении времени, необходимого для нормализации ортостатической реакции космонавтов. При физической бездеятельности мускулатура, особенно обеспечивающая поддержание позы, постепенно теряет способность поддерживать свою силу, тонус и массу. Уменьшается ограничительный эффект, который оказывает давление вне сосудистой ткани на растяжение вен, снижается нагнетательный эффект мышечного сокращения.

Указанные изменения скелетной мускулатуры могут быть настолько выраженными, что в сочетании с неадекватным венозным тонусом и пониженным тургором тканей способны привести к развитию недостаточности венозных клапанов.

А.В.Коробков и соавт. в исследованиях динамики орто-статической устойчивости у спортсменов под влиянием 40-суточной гипокинезии, пришли к выводу, что изменившийся под влиянием гипокинезии характер фазовых сдвигов при ортостатической пробе свидетельствует не столько об изменении устойчивости реакции сердца, сколько об ухудшении качества работы венозной системы, сказывающемся в более резком, чем в норме, уменьшении венозного притока к сердцу. Эти авторы делают заключение, что "местом наименьшего сопротивления" при дефиците двигательной активности оказывается венозная часть аппарата кровообращения.

Среди многочисленных исследований, посвященных проблеме влияния гипокинезии на устойчивость к ортостазу, следует выделить работу Н.Е.Панферовой, в которой на основании длительных систематических исследований выявлено значение степени и длительности ограничения мышечной активности на ортостатическую устойчивость.

Автором показано, что даже 2,5 часовое пребывание в кресле в условиях покоя достаточно для снижения адаптационных возможностей системы кровообращения. Наиболее резкое снижение адаптационной способности циркуляторного аппарата к вертикальному положению тела наступает в первые 10-30 суток гиподинамии, после чего дальнейшего усиления реакций на ортостаз не происходило.

Л.И.Осадчий в своих исследованиях, направленных на выяснение тонких и сложных взаимоотношений различных звеньев системы кровообращения и их регуляторных механизмов у человека и животных при ортостазе, приходит к выводу, что в осуществлении компенсаторных реакций большую роль играют резистивные и емкостные сосуды и скелетные мышцы.

В работах освещены физиологические, неврологи-ческие и патофизиологические аспекты гипокинезии, сопостав-ляется эффективность различных профилактических мероприятий, предлагаются пути и способы профилактики и лечения различных нарушений, вызываемых гипокинезией. Но поскольку основной задачей этих работ являлось рассмотрение механизмов развития изменений, вызванных гипокинезией, авторы касались проблем профилактики и лечения очень кратко, в самых общих чертах.



Наряду с физическими упражнениями, фармакологическими и физиотерапевтическими средствами, отрицательным давлением на нижнюю половину тела в качестве возможного метода повышения ортостатической устойчивости и профилактики других расстройств, вызываемых длительной гипокинезией, авторы называют многоканальную электростимуляцию мышц (МЭСМ).

Значение МЭСМ в повышении ортостатической устойчивости

Исследования по применению многоканальной электростимуляции мышц в качестве возможного средства повышения ортостатической устойчивости были начаты по предложению Б.Б.Егорова. При этом предполагалось, что МЭС больших мышечных групп, которые наиболее подвержены венозным застоям, должна компенсировать выявляемые в ортостатической пробе расстройства.

Ритмические сокращения мышц, содействующие продвижению венозной крови, должны были обеспечить создание "периферического сердца", функционирующего на протяжении всего сеанса стимуляции и предохранять конечности от венозных застоев. ЭС как средство воздействия на сосудистые реакции удобна тем, что меняя ее интенсивность можно вызывать в стимулируемых мышцах прессорные или депрессорные реакции.

Отработка метода МЭСМ должна была позволить использовать его не только как защитную меру при ортостатическом воздействии, но и применять в профилактических целях для повышения реактивности организма при неблагоприятных воздействиях гипокинезии. Исходя из этого, были проведены специальные исследования по выяснению влияния МЭСМ как защитного средства при ортостатическом воздействии на организм.

В этой серии опытов использовались 6 каналов в режиме стимуляции с внешней модуляцией по амплитуде. Наличие внешнего модулятора с двумя выходами и с регулируемой фазой сигнала на каждом из них относительно друг друга дало возможность обеспечить сокращение мышц с частотой 0.5 Гц, сохраняя естественную очередность сокращений сгибателей и разгибателей. ЭС мышц бедер и голеней начиналась за 5 мин до перехода в вертикальное положение и прекращалось на 15-й мин этого положения. Проведено 18 исследований на 9 здоровых мужчинах в возрасте 25-30 лет.

Каждый обследовался дважды. Контрольные обследования заключались в пассивном 20-минутном ортостатическом воздействии, при котором производилась непрерывная регистрация частоты сердечных сокращений (ЧСС) и периодическое измерение артериального давления (АД) по Н.С.Короткову, а также техоосциллографическим методом по Н.Н.Савицкому. Обследования проводились совместно с В.С.Георгиевским, В.М.Михайловым и другими.

У пяти испытуемых исследование ортостатической устойчивости начиналось с применения МЭСМ, у остальных сначала проводилась контрольная ортостатическая проба, а затем проба с МЭСМ. Накануне исследуемые подвергались МЭСМ с целью ознакомления с характером воздействия. Все удовлетворительно переносили клиноортостатическую пробу, случаев обмороков не наблюдалось. Семь испытуемых при МЭСМ перенесли ортостатическое воздействие легче, хотя у двоих из них наблюдалось предобморочное состояние. В таблице 8.1 и на рисунке 8.1 представлены величины АД и ЧСС испытуемых при клино- и ортостатической позиции, как в контрольных обследованиях, так и при испытаниях с МЭСМ.

Ортостатическую устойчивость обычно оценивают количественно по ЧСС в вертикальной позиции или ее приросту в сравнении с горизонтальным положением, а также по величине АД, делая основной упор на пульсовую амплитуду.

Влияние МЭСМ на ортостатическую устойчивость в наших исследованиях оценивалась, как по ЧСС, так и по ее приросту в вертикальном положении. Исследования показали, что при 15-минутной ортостатической позиции, средняя частота пульса во время МЭСМ была ниже, чем без нее (78 и 83 соответственно, Р<0.01).

Таблица 8.1. Систолическое и диастолическое артериальное давление при ортостатике ( мм рт. ст)
Систолическое и диастолическое артериальное давление _при ортостатике ( мм рт. ст)

Средний прирост частоты пульса за 15 мин пребывания в вертикальном положении в контрольных исследованиях составлял 19 уд/мин, а со стимуляцией - лишь 11. Чтобы исключить возможность влияния тренировки или утомления, изменялась последовательность проведения контрольной ортостатической пробы и пробы с воздействием МЭСМ. При горизонтальном положении испытуемых ЭСМ не оказывала значительного влияния на АД, отмечалась лишь тенденция к увеличению пульсовой амплитуды за счет незначительного повышения систолического давления. В ортостатической позиции незначительно менялось пульсовое давление за счет как систолического, так и диастолического компонентов.

По данным тахоосциоллограм, зарегистрированных на 15-й мин вертикального положения, выявлено отчетливое влияние МЭС мышц. Большее, чем в контроле (88 мм тр.ст), были величины минимального (в среднем 95 мм), среднего гемодинамического (111-119 мм), бокового (123-134 мм) и конечного систолического (133-145 мм) давления крови.

Увеличение бокового давления превалировало над повышением минимального, в результате чего пульсовая амплитуда имела тенденцию к нарастанию.

Повышение минимального АД при МЭС нервно-мышечного аппарата во время ортостатической пробы было связано с повышением сосудистого тонуса, а бокового и конечного систолического давления - скорее всего с возрастанием объема циркулирующей крови. ЧСС в вертикальном положении мало изменялось в исследованиях со стимуляцией и без нее. В контроле среднее минимальное значение ее при регистрации с 10-секундными интервалами равнялось 66 уд/мин, максимальное - 114, при МЭСМ соответственно - 60 и 108, т.е. разница была одинаковой (48 уд/мин). Какое же значение МЭСМ в повышении устойчивости организма к ортостатическому воздействию?

На этот вопрос в литературе прямого ответа не имеется, так как ранее в таком плане исследования не проводились.

Однако полученные результаты подтверждаются косвенными данными. Применением бандажирования у спринтеров Mateeff предотвращал развитие гравитационного коллапса, возникающего у них после внезапного прекращения бега. В другой работе была найдена определенная зависимость между степенью падения величины систолического выброса и увеличением ЧСС при изменении позы человека от положения -60 градусов (голова вниз) до +60 градусов (голова вверх). Было показано, что ударный объем сердца при вертикальной позиции туловища зависит, главным образом, от величины венозного оттока, тесно связанного с массой циркулирующей крови.

По данным М.И.Хвилицкой и соавт. при "активной" ортостатической пробе объем циркулирующей крови уменьшается на 552 мл (11%). При "пассивном" положении тех же испытуемых на поворотном столе авторы обнаружили значительно большее уменьшение количества циркулирующей крови (в среднем на 1397 мл, или 25%). Это связано, во-первых, со статическим напряжением мускулатуры ног при активном стоянии, которое уменьшает депонирование в них крови, во-вторых, при колебании общего центра тяжести возникают незначительные сокращения позной скелетной мускулатуры, способствующие возврату венозной крови к сердцу.

Улучшение ортостатической переносимости при МЭСМ можно объяснить тем, что периодически возникающие напряжения мышц способствуют лучшему венозному возврату. Естественно, нельзя исключить и другие точки приложения положительного влияния МЭСМ. Так, например, Е.М. Москаленко и соавторы полагают, что кроме воздействия на мышечные волокна, в этом случае происходит и прямая стимуляция стенок вен и их вазомоторных приборов.

Влияние электростимуляции на частоту пульса во время ортостатической пробы. Пунктир-контроль; сплошная линия-опыт.
Рис. 8.1.Влияние электростимуляции на частоту пульса во время ортостатической пробы. Пунктир-контроль; сплошная линия-опыт.

Таким образом, применение МЭСМ существенно снижает ЧСС в вертикальном положении тела и тем самым оказывает положительное влияние на устойчивость человека к ортостатическому воздействию.

В. Ю. Давиденко
Похожие статьи
показать еще
 
Реабилитация и адаптация