Реакции сердечнососудистой системы при многоканальной электростимуляции

28 Марта в 21:51 711 0


Организм при ЭС почти половины мышечной массы реагирует лишь незначительным повышением энергетического обмена, ЧСС и АД, на наш взгяд, заслуживает особого внимания.

Ибо, если рассматривать МЭСМ только по проявлению механического эквивалента совершаемой работы, то следует признать, что физическая работа с такими энерготратами, которые мы наблюдали во время стимуляции, вряд ли могла бы привести к каким-либо существенным структурным и биохимическим перестройкам мышц.

В то время, как это следует из многочисленных работ (особенно по биохимии), ЭС обеспечивает значительные структурные и функциональные изменения в мышцах.

Из работы Gräfe известно, что пассивные движения сопровождаются гораздо меньшими энергетическими затратами, чем произвольные сокращения даже меньших мышечных групп. При быстрых и медленных сокращениях энергозатраты несколько выше, чем при средних. Меньшие энергозатраты при отрицательной работе Asmussen объяснят выполнением меньшего объема мышечной работы. Hill развил мысль о способности мышцы превращать механическую работу в потенциальную энергию химических соединений, т.е. мышцы способны синтезировать те химические соединения, которые могут быть использованы как источник мышечной энергии.

При раздражении электрическим током денервированых мышц повышения энергозатрат не происходит. Следовательно, произвольные движения рефлекторным путем вызывают повышение энергетических затрат организма. А по мнению Steinbach незначительное потребление кислорода при ЭС связано с угнетением функций симпатического отдела вегетативной нервной системы. На наш взгляд ответить на этот вопрос со всей ясностью не предоставляется возможным.

По-видимому, происхождение изменений кардиореспираторных функций связано с чувствительными нервными окончаниями, локализующимися в мышцах, сухожилиях и суставах. С первыми мышечными сокращениями эти окончания приходят в состояние возбуждения, степень которого зависит от силы и частоты сокращений. С прекращением мышечных сокращений происходит "вентиляторное и сердечное размыкание".

Нервнорефлекторный механизм принимает также участие и в регуляции реакций адаптации после достижения устойчивого состояния.

Более резкие колебания вентиляции и ЧСС после прекращения работы, чем при ее начале, заключаются в ускорении кардиореспиративной адаптации. Но тонкая адаптация, соответствующая метаболическому уровню при работе в покое, этим не достигается. При мышечной активности, вызванной ЭС и совершаемой без участия воли, не наблюдается предстартовых изменений сердечных и дыхательных функций, которые регулируются центральными механизмами, тогда как изменения их, возникающие после начала сокращений, сохраняются.

Специально сравнивая результаты изменения потребления О2 , ЧСС и АД при произвольных сокращениях с изменениями этих показателей, возникающих при ЭС тех же мышц, можно отметить, что ЭС вызывает значительно меньшие изменения. Методика эксперимента была аналогичной выше описанной. Параметры напряжения мышц: сила, частота, длительность - были достаточно близкими к тем, которые вызывались электрическими импульсами. Средние данные результатов экспериментов приведены на рисунке 6.4.

В частности, потребление O2 на 30-й минуте ЭС составляло 350±30 мл/мин, а при волевых сокращениях - 720+50 мл/мин. Выявленные различия статически достоверным (р>0,99). В среднем на протяжении всего времени стимуляции потребление О2 меньше в два раза, увеличение ЧСС меньше на 15 ударов в минуту, АД на 15 мм рт.ст.

Изменение функциональных показателей при произвольных сокращениях мышц и сокращениях, вызванных электростимуляцией
Рис.6.4. Изменение функциональных показателей при произвольных сокращениях мышц и сокращениях, вызванных электростимуляцией. I - потребление кислорода, II - частота сердечных сокращений, III - артериальное давление. а - фон, б - стимуляция. в произвольное сокращение. А - 15-я минута сеанса, Б - 30-я минута сеанса, В - 1-2 -я минуты воостанов-ления, Г - 10-15 -я минуты восстановления.

В восстановительном периоде в эксперименте со стимуляцией все замеряемые нами показатели уже на 3-5 минутах возвращаются к уровню покоя, тогда как восстановительный период после произвольных сокращений затягивается до 10-15 минут. Таким образом, произвольные сокращения вызывают более высокие энергозатраты и более значительную нагрузку на сердечнососудистую систему.

Рассмотрим теперь, на какие процессы и сколько энергии расходуется в организме. Установлено, что энергия в организме расходуется в основном на три главных процесса: мышечное сокращение, самообновление тканевых структур и теплообразование. Эти процессы имеют различную энергетическую стоимость. Наибольшее количество энергии требует мышечное сокращение.

По данным Г. Лемана, обмен энергии в мышцах с 39 % в покое повышается до 70 % при работе, по отношению к общему расходу энергии. Как известно, коэффициент полезного действия мышцы составляет 30%, т.е. на механический компонент работы мышцы расходуют лишь 30 % энергии. Остальные 70 % энергии расходуются на теплообразование, процессы самообновления, реполяризации мембран, ресинтез АТФ и т.д.



В настоящее время пока еще неизвестно как используется энергия макроэнергетических фосфатных связей при различных формах физологической работы: механической, электрической, осмотической и т.п. Поэтому весьма трудно дать объяснение факту меньшего потребления О2 при сокращении мышц под воздействием программируемой МЭСМ, чем при произвольных сокращениях.

В этом отношении особый интерес представляют соображения, высказанные Сент-Дъерди. Он выдвинул предположение, что возможно энергия макроэргетических связей АТФ трансформируется в энергию движения электронов, особенно в тех процессах, в которых АТФ должна управлять жизнедеятельностью клеток и, в частности, мышечными сокращениями. Приложение внешнего электрического поля, на наш взгляд может оказать влияние на процесс переноса электронов с макроэргетических связей к работающим механизмам мышцы. Эти предположения являются чисто логическими и требуют экспериментального доказательства.

После проведения исследований по выяснению вопросов, как влияет МЭСМ на потребление О2 и реакции сердечно - сосудистой системы в покое, представляло интерес исследование этих же показателей при физической работе с одновременной ЭС.

В. В. Розенблатт при объяснении концепции центрального нервного утомления говорит, что непроизвольная (вызываемая электрической стимуляцией) работа утомляет меньше, чем сознательная волевая и возможна в ряде случаев после полного утомления от произвольной деятельности. Я. Б. Лехтман отмечает, что действия искусственных раздражителей по механизму временных связей могут приобрести сигнальное значение, способствуя в дальнейшем развитию утомления и усталости.

Эти же раздражители могут стать и сигналами, противодействующими развитию утомления, если они ранее сочетались во времени с неутомительной работой или с фазой повышенной работоспособности. Чтобы исключить такие механизмы влияния ЭС на развитие утомления при физической нагрузке, была проведена серия исследований с участием испытуемых, ранее не стимулировавшихся.

Испытуемыми выполнялась дозированная работа на велоэргометре мощностью 600 и 900 кгм/мин в течение 10-и минут.

Во время работы стимулировали мышцы, несущие основную нагрузку (сгибатели и разгибатели бедер и голени).

Стимулирующие импульсы были модулированы т.о., что вызывали сокращения мышц в том же порядке, что и при естественном сокращении при работе на велоэргометре. Сила сокращения подбиралась такой, что при непроизвольном напряжении мышц можно было преодолеть это сопротивление и выполнить разгибание. Работа выполнялась в таком ритме, что на один оборот педалей приходилось два непроизвольных сокращения: одно сокращение в фазу движения, другое - в противоположную фазу. Таким образом достигалось исключение механического облегчения педалирования.

На оксиспиографе "Мета-1-25Б" на протяжении всей работы и в восстановительном периоде (1-я и 10-я минуты) регистрировали потребление О2, ЭКГ в отведении и АД.

Для более точной и надежной диференцировки действия ЭС эксперименты проводились следующим образом:

Схема 1. Испытуемый выполнял дозированную работу без стимуляции работающих мышц. Через полтора часа эта же работа повторялась. Это позволил определить влияние предшествующей работы на утомление и потребление кислорода.

Схема 2. Испытуемый выполнял те же две одинаковые работы с полуторачасовым отдыхом между ними с той лишь разницей, что во время выполнения первой работы стимулировали работающие мышцы. Это позволяло определить эффект воздействия ЭС на работающие неутомленные мышцы, а вторая работа без стимуляции, позволила определить степень их утомления.

Схема 3. Эксперимент проводился по той же схеме, что и в предыдущие два, с той лишь разницей, что работающие мышцы стимулировали во время второй работы. Это позволило определить эффект воздействия ЭС на работающие утомленные мышцы.

После каждого дня работы испытуемый отдыхал два дня.

Была проведена также серия экспериментов с выполнением работы в разные дни, т.е. на фоне полного восстановления (схема 4).

Как показывают результаты исследований, МЭС работающих мышц при работе умеренной мощности (600 кг/мин) не оказывает какого-либо эффекта на объективные показатели. Разница в потреблении О2 , изменение ЧСС, АД при работе со стимуляцией и без стимуляции работающих мышц незначительны и находятся в пределах ошибки измерений.

Более существенная разница в потреблении О2 наблюдается при работе средней мощности (900 кг/мин). Так, в тех случаях, когда работа проводилась с одновременной МЭСМ, потребление О2 во время работы и в восстановительный период в общем было на 1,5-4,5 литра меньше, чем при выполнении работы без стимуляции. В восстановительном периоде погашение кислородного долга происходило быстрее.

Эффект был более выраженным в тех случаях, когда мышцы не были утомлены предшествующей работой. Необходимо отметить, что работа с МЭСМ во всех случаях субъективно воспринималась как более легкая, чем такая же работа без стимуляции работающих мышц.

Объективно эта легкость выражалась в меньших сдвигах со стороны сердечно-сосудистой системы во время работы и более быстрой нормализацией ее в восстановительном периоде.

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