60–СУТОЧНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ РАЗГРУЗКА МЫШЦ ЧЕЛОВЕКА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА НЕРВНО МЫШЕЧНОГО АППАРАТА > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

60–СУТОЧНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ РАЗГРУЗКА МЫШЦ ЧЕЛОВЕКА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА НЕРВНО МЫШЕЧНОГО АППАРАТА

60–СУТОЧНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ РАЗГРУЗКА МЫШЦ ЧЕЛОВЕКА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА НЕРВНО МЫШЕЧНОГО АППАРАТА

Коряк Ю.А. Статья в формате PDF 130 KB

К.Э. Циолковский писал «... мы, земные жители, ... мечтаем о межпланетных путешествиях...» [1] и, несмотря на сложность проблемы, стоящей перед человечеством, по словам К.Э. Циолковского «... эта задача может быть решена. Решение основывается на особом приеме изучения людей...» [2]. Современное развитие мировой космонавтики подтвердили надежды К.Э. Циолковского: в первую декаду десятиления нового столетия человечество ожидает первый межпланетный пилотируемый полет на Марс, поскольку Марс является потенциально приемлемым для жизни планета. Полеты на эту планету обеспечит волнующие и уникальные возможности увеличить наши знания о происхождении, эволюции и распределении жизни во Вселенной.

Влияние условий микрогравитации на сократительные свойства скелетных мышц у человека интенсивно исследуется [3-13]. Замечено, что «разгрузка» двигательного аппарата у пациентов с гипсовым ограничением в течение нескольких недель в условиях клиники вызывает значительное снижение массы и силы сокращения мышцы [14-16], степень которой пропорциональна длительности механической разгрузки [17]. Аналогичные структурные и функциональные изменения скелетных мышц отмечаются и у космонавтов/астронавтов после пребывания в условиях реальной невесомости [4, 5, 10, 18-20], или у человека после пребывания в модельных условиях, имитирующих невесомость [5, 6, 8, 9, 11, 21-24]. Эти изменения связывают с локальными факторами - сниженной (уменьшенной) мышечной нагрузкой и/или относительной иммобилизацией сустава и соответствующих мышц [16, 25-27]. Главным фактором, ответственным за все эти изменения - это устранение проприоцептивной информации от мышц (особенно с опopных зон стопы [28, 29]) и сухожилий в ответ на отсутствие механической нагрузки и, соответственно, в этой связи антигравитационные или постуральные мышцы являются основной мишенью для действия функциональной разгрузки.

Перспективной моделью в условиях Земли, имитирующей физиологические эффекты гравитационной разгрузки многих функций и органов живого организма у человека и, в частности скелетных мышц, выполняющих основную двигательную функцию, является жесткая пocтeльнaя антиортостатическая (-6 °) гипокинезия (АНОГ) [3, 30]. Ранее выполненные исследования обнаружили тесную связь между уровнем снижения силы сокращения мышц у человека, находящегося в условиях реальной невесомости, и в наземных условиях имитирующих ее [5]. Показано, что 120-суточное пребывание в условиях АНОГ, вызывает уменьшение максимальной произвольной силы (МПС) и максимальной силы (Ро) сокращения трехглавой мышцы голени (ТМГ) в среднем на 45.5 и 33.7 %, соответственно, увеличение силового дефицита (на 60 %) и времени изометрического одиночного сокращения мышцы [6, 22, 24]. 370-cуточная АНОГ также обнаруживает снижение сократительных свойств (возможностей) ТМГ, но сдвиги в силовых сократительных свойствах были существенно меньше (однако, следует учесть, что после 120-суток пребывания в условиях АНОГ, испытуемые стала применять комплекс физических упражнений). Так, величина МПС и Ро уменьшилась в среднем на 21.9 и 24.9 %, соответственно (впервые представлены, ранее неопубликованные данные). Целью настоящей работы было исследовать сокртаительные свойства ТМГ у человека и их изменения после пребывания в условиях 60-суточной АНОГ. В исследовании приняли участвие клинически здоровые мужчины (n = 6; возраст - 30.8 ± 3.1 лет, рост - 181.3 ± 2.3 см, вес - 79.8 ± 7.7 кг), которые прошли специальный медицинский отбор и отличались относительно высокой устойчивостью к ортостатической нагрузке. Экспериментальные процедуры были выполнены в соответствии с Хельсинской Декларацией и испытуемые после полной информации о процеДypaх и задачах исследования дали письменное согласие на участие. Программа исследований была одобрена комиссией по биомедицинской этике при ГНЦ РФ - ИМБП РАН.

Влияние гравитационной «разгрузки» на функциональные свойства нервно-мышечного аппарата (на примере трехглавой мышцы голени - ТМГ) у человека изучали на модели 60-суточной АНОГ [30].

Сократительные свойства ТМГ в условиях in situ оценивали дважды - за 10-8 дней до «закладки» испытуемых на пocтeльный режим и на 3 день после «выхода» из АНОГ. Регистрацию изометрических механических ответов ТМГ осуществляли с использованием тендометрического динамометра [31]. Силовые свойства ТМГ оценивали по тендограммам: изометрического максимального произвольного усилия, развиваемого испытуемым (максимальная произвольная сила - МПС), выполненного при условии «сократить максимально сильно», изометрического одиночного сокращения (ОС) мышцы, развиваемого в ответ на электрическое раздражение n. tibialis супрамаксимальной силой одиночным импульсом прямоугольной формы длительностью 1 мс (сила одиночного сокращения - Рос) и изометрического тетанического сокращения (максимальная сила -Ро), развиваемой мышцей в ответ на электрическое тетаническое ритмическое раздражение n. tibialis с частотой 150 имп/с [31]. По разнице между Ро и МПС, отнесенной к Ро и выраженной в процентах, определяли силовой дефицит (Рд). Скоростные свойства ТМГ оценивали по тендограмме развития изометрического ОС. Рассчитывали: время достижения пика ОС (время одиночного сокращения - ВОС), время от артефакта раздражения до пика ОС; время полурасслабления (1/2ПР) - время от пика до половины расслабления и общее время сокращения (ОВС) мышцы - время от артефакта раздражения до полного расслабления [31]. Скоростно-силовые свойства ТМГ оценивали по времени достижения изометрического произвольного сокращения до 25 %-, 50 %- и 75 %-уровня напряжения от максимума, выполненного при условии «сократить максимально быстро и сильно». Аналогично рассчитывали временные параметры развития электрически вызванного сокращения при электрической стимуляции n. tibialis с частотой 150 имп/с [31].

После 60-суточной АНОГ величина Рос, МПС и Ро ТМГ уменьшилась в среднем на 17.3, 33.5 и 18.0 %, соответственно, (р < 0.01). Показатель Рд, хаpaктеризующий степень совершенства центральнонервных координационных механизмов управления мышечным аппаратом, увеличился на 61.0 %. ВОС и время 1/2ПР ТМГ уменьшилось на 3.4 (p > 0.05) и 7.2 %, соответственно, а ОВС незначительно (на 1.3 %; p > 0.05) увеличилось. Время нарастания изометрического напряжения, или иначе градиент, произвольного сокращения ТМГ значительно увеличилось при достижении любого относительного уровня напряжения мышцы, составив 45.6, 89.1 и 29.6 %, соответственно (p < 0.001), тогда как кривые сила-время при электрически вызванном сокращении обнаруживают тенденцию к увеличению вогнутости.

Таким образом, результаты настоящего исследования, во-первых, подтверждают ранее полученные наши данные [6, 8, 22], что неупотрeбление мышц ассоциируется как с уменьшением сократительных способностей самих мышц (периферический фактор), так и снижением центральной (моторной) посылки (центрально-нервный фактор). Изменения в скоростных сократительных свойствах мышцы предполагает изменение в кинетики развития активного состояния контpaктильных элементов мышцы [33, 34]. Во-вторых, максимальные значения степени изменений функциональных свойств нервно-мышечного аппарата у человека достигают, по-видимому, на относительно раннем этапе воздейстия микрогравитации и глубина этих изменений медленно дрейфует по мере увеличения срока пребывания в условиях микрогравитации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Циолковский Э.К. Космическая философия. // В кн.: Очерки о вселенной (составители Н.Г. Белова, Л.А. Кутузова, Т.В. Чугрова). М. ПАИМС. 1992. C. 229-237.
  2. Циолковский Э.К. Горе и гений. // В кн.: Очерки о вселенной (составители Н.Г. Белова, Л.А. Кутузова, Т.В. Чугрова). М. ПАИМС, 1992. C. 20-30.
  3. Convertino V.A., Bisson R., Bates R., Goldwater D., Sandler H. Effects of antiorthostatic bedrest on the cardiorespiratory responses to exercise. // Aviat. Space Environ. Med. 1981. V. 52. p. 251-255
  4. Козловская И.Б., Григорьева Л.С., Гевлич Г.И. Сравнительный анализ влияний невесомости и ее моделей на скоростно-силовые свойства и тонус скелетных мышц человека. // Космич. биол. и авиакосмич. мед. 1984. Т. 18. c. 22-26.
  5. Григорьева Л.С., Козловская И.Б. Влияние невесомости и гипокинезии на скоростно-силовые свойства мышц человека. // Космич. биол. и авиакосмич. мед. 1987. Т. 21. с. 27-30.
  6. Коряк Ю.А., Козловская И.Б. Влияние длительной постельной антиортостатической гипокинезии на функциональные свойства нервно-мышечного аппарата у человека. // Физиол. ж. 1992. Т. 38. c. 67-75.
  7. Suzuki Y., Murakami T., Kawakuba K., Goto S., Makita y., Ikawa S., Gunji A. Effects of 10 and 20 days bed rest on leg muscle mass and strength in young subjects. // Acta Physiol. Scand.[Suppl. 616]. 1994. V. 150. p. 5-18.
  8. Koryak Yu. Contractile characteristics of the triceps surae muscle in healthy males during 120-days head-down tilt (HDT) and countermeasure. // J. Gravit. Physiol. 1994. V. 1. P141-P143.
  9. Koryak Yu. Mechanical and electrical adaptation of skeletal muscle to gravitational unloading. // J. Gravit. Physiol. 1995. V. 2. P76-P79.
  10. LeBlanc A., Rowe R., Schneider V., Evans H., Hedrick T. Regional muscle loss after short duration spaceflight. // Aviat. Space Environ. Med. 1995. V. 66. p. 1151-1154.
  11. Koryak Yu. Mechanical and electrical changes in human muscle after dry immersion. // Eur. J. Appl. Physiol. 1996. V. 74. p. 133-140.
  12. Koryak Yu. Changes in the action potential and contractile properties of skeletal muscle in human´s with repetitive stimulation after long-term dry immersion. // Eur. J. Appl. Physiol. 1996. V. 74. 496-503.
  13. Koryak Yu. The effect of 120-days of bed rest with and without countermeasures on the mechanical properties of the triceps surae muscle in young women. // Eur. J. Appl. Physiol. 1998. V. 78. p. 128-135
  14. Lippman R.K., Selig S. An experimental study of muscle atrophy. // Surg. Gynecol. Obstet. 1928. V. 47. p. 512-522.
  15. Dietrick J.E., Whedon G.D., Shorr E. Effects of immobilization upon various metabolic and physiologic function of normal man. // Am. J. Physiol. 1948. V. 4. p. 3-38.
  16. Appell H.J. Muscular atrophy following immobilization. A review // Sports Med., 1990. V. 10. p. 42-58.
  17. Palmer I. On the injuries to the ligaments of the knee joint. // Acta Chir. Scand. 1938. V. 91 [Suppl.]. p. 53-60.
  18. Antonutto G., Capelli C., Giradis M., Zamparo P., di Prampero P.E. Effects of microgravity on muscular explosive power of the lower limbs in humans. // Acta Astronautica. 1995. V. 36. p. 473-478.
  19. Koryak Yu., Kozlovskaya I. The effects of a 115-day spaceflight on neuromuscular function in crewman. // 18th Ann. Inter. Gravit. Physiol. Meeting. 1997. P. 92.
  20. Koryak Yu., Siconolfi S.F., Kozlovskaya I.B., Gilbert J.H., Layne C.S. Maximal voluntary (MVC), tetanic (Po) and single twitch (Pt) contractions before & after space flight. // FASEB J. 1997. A-1408.
  21. Коряк Ю.А., Козловская И.Б. Возбудимость мотонейронного пула у человека в условиях длительной антиортостатической гипокинезии (АНОГ). // Матер. VII Всерос. симп. «Эколого-физиолог. пробл. адаптации». М. 1994. с. 127-128.
  22. Koryak Yu. Contractile properties of the human triceps surae muscle during simulated weightlessness. // Eur. J. Appl. Physiol. 1995. V. 70. p. 344-350.
  23. Jaweed M.M., Grana E.A., Glennon T.P., Monga T.N., Mirabi B. Neuromuscular adaptations during 30 days of cast-immobilization and head-down bedrest. // J. Gravit. Physiol. 1995. V. 2. p. 72-P73.
  24. Коряк Ю.А. Реакция скелетной мышцы у человека на снижение гравитации. // Физиол. ж. 1997. Т. 43. с. 96-108.
  25. Booth F.W., Gollnick P.D. Effects of disuse on the structure and function of skeletal muscle. // Med. Sci. Sports Exerc. 1983. V. 15. p. 415-420.
  26. Fitts R.H., Metzger J.M., Riley D.A., Unsworth B.R. Models of disuse : a comparison of hindlimb suspension and immobilization. // J. Appl. Physiol. 1986. V. 60. p. 1946-1953.
  27. Goldspink D.F., Morton A.J., Loughna P., Goldspink G. The effeсt of hypokinesia and hypodinamia on protein turnover and the growth of four skeletal muscles of the rat. // Pflügers Arch. 1986. V. 407. p. 333-340.
  28. Kozlovskaya, I.B., Aslanova, I.F., Grigorieva, L.S. & Kreidich, Yu.V. Experimental ***ysis of motor effects of weightlessness. The Physiologist, 1982. V. 25 [ (Suppl.]. S49-S52.
  29. Kozlovskaya, I., Dmitrieva, I., Grigorieva, L., Kirenskaya, A. & Kreydich, Yu. (1988) Gravitational mechanisms in the motor sistem. Studies in real and simulated weightlessness. // Stance and Motion. Facts and Concepts. (eds. Gurfinkel V.S., Ioffe M.Ye., Massion J.). Plenum, New York. p. 37-48.
  30. Генин А.М., Сорокин П.А. Длительное ограничение подвижности как модель влияния невесомости на организм человека // Пробл. космич. биол. М., 1969. С. 9-16.
  31. Коряк Ю.А. Методы исследования нервно-мышечного аппарата у спортсменов М. ИМБП. 1992.
  32. Hill A.V. The abrupt transition from rest to activity in muscle // Proc. Roy. Soc. Ser. B, 1949, V. 136, p. 399-420.
  33. Rosenfalck P. Staircase phenomenon of human muscle: relation to the active state. // Nature, 1968. V. 218. p. 958-959.
  34. Rosenfalck P. Change in active state during the staircase phenomenon of human muscle. // Acta Physiol. Scand. 1974. V. 92. p. 12-20.


МИНИМИЗАЦИЯ АППАРАТУРЫ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

МИНИМИЗАЦИЯ АППАРАТУРЫ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА Статья в формате PDF 171 KB...

07 07 2024 12:41:43

О САМОСТОЯТЕЛЬНОСТИ БЮДЖЕТОВ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ РЕГИОНОВ

О САМОСТОЯТЕЛЬНОСТИ БЮДЖЕТОВ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ РЕГИОНОВ Рассматриваются вопросы, связанные с организацией децентрализованной системы финансово-бюджетных взаимоотношений в условиях «де-факто» унитарной модели государственного устройства. Более подробно изучается проблема реализации принципа самостоятельности территориальных бюджетов. Идея субсидиарности в основе функционирования бюджетной системы федеративного типа предполагает вертикальное и горизонтальное выравнивание финансово-бюджетных полномочий. При реализации бюджетной политики федеративного типа соответствующую систему финансово-бюджетных отношений следует рассматривать не как совокупность финансовых механизмов и нормативов, определяющих пропорции и параметры бюджетно-налоговых систем разных уровней, а как средство решения взаимосвязанных задач социальной, экономической и региональной политики с учетом промышленной специализации региональной экономики. Многоуровневое финансово-бюджетное регулирование, осуществляемое в федеративном государстве, объективно порождает различные противоречия, в их числе и несбалансированность федеративной бюджетной системы, которые разрешаются путем создания оптимальных форм и методов управления, регулирования и планирования. ...

30 06 2024 10:45:21

О ПЕРСПЕКТИВАХ ЭВОЛЮЦИИ НООСФЕРЫ

О ПЕРСПЕКТИВАХ ЭВОЛЮЦИИ НООСФЕРЫ Статья в формате PDF 183 KB...

26 06 2024 18:58:42

Клонирование М-сегмента вируса ГЛПС в вектор рGEM-T EASY

Клонирование М-сегмента вируса ГЛПС в вектор рGEM-T EASY Статья в формате PDF 105 KB...

25 06 2024 19:31:50

ФАКТОРЫ РАЗЖИЖЕНИЯ КОАГУЛИРОВАВШЕГО ЭЯКУЛЯТА ЧЕЛОВЕКА

ФАКТОРЫ РАЗЖИЖЕНИЯ КОАГУЛИРОВАВШЕГО ЭЯКУЛЯТА ЧЕЛОВЕКА Из аспирата семенных пузырьков человека сочетанием катионообменной хроматографии на S-сефарозе и диск-электрофореза выделен белок. Молекулярная масса полученного белка, по данным SDS-PAGE, составила 53,5 kDa. Исходя из электрофоретической подвижности, мы предположили, что полученный белок –семеногелин-I (SPMIP/Sg-I). После обработки полученного препарата очищенным простатоспецифическим антигеном (человеческий калликреин-3 (hK3)), электрофоретически были выявлены многочисленные полипептиды с молекулярной массой от 5 до 24 kDa. Проверка биологической активности на образцах нативной cпepмы подтвердила наличие у полипептидных фрагментов способности ингибировать двигательную активность cпepматозоидов и они были отнесены к SPMI. Электрофоретическая подвижность фpaкции SPMI с молекулярной массой 18-20 kDa, которую мы назвали «тяжелой» (SPMI-h), соответствовала электрофоретической подвижности фpaкции нативной cпepмы человека, проявляющей ингибиторную активность. Изучение в казиинолитическом тесте (с химотрипсином и папаином в качестве ферментов) возможной ингибиторной активности SPMI-h, показало наличие подобной активности в отношении папаина, влияние на ферментативную активность химотрипсина выявлено не было. ...

24 06 2024 21:21:58

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВЫСОКОКРЕМНИСТЫХ ДОБАВОК НА КАЧЕСТВО ПТИЦЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВЫСОКОКРЕМНИСТЫХ ДОБАВОК НА КАЧЕСТВО ПТИЦЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ Изучено влияние высококремнистых природных добавок на качество птицеводческой продукции. Установлено, что включение природных добавок в рацион кур-несушек улучшает прочность скорлупы, что непосредственно ведет к снижению процента боя яиц, повышению инкубационных показателей яиц и увеличению процента вывода цыплят. ...

18 06 2024 16:10:50

ОЦЕНКА ГИДРОХИМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА ЮЖНОЙ ЯКУТИИ

ОЦЕНКА ГИДРОХИМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА ЮЖНОЙ ЯКУТИИ Проведена работа по полевому и лабораторному изучению современного гидрохимического состояния воды и донных отложений рек зоны воздействия угледобывающего промышленного комплекса Южной Якутии. На основе анализа результатов исследований дана оценка качества данных водотоков. Установлено загрязнение нормируемого содержания некоторых компонентов воды естественного и техногенного хаpaктера. ...

12 06 2024 18:18:13

КАРГИН ИВАН ФЕДОРОВИЧ

КАРГИН ИВАН ФЕДОРОВИЧ Статья в формате PDF 352 KB...

09 06 2024 10:19:53

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИММУНОМОДУЛЯТОРОВ В ЛЕЧЕНИИ ДЕТЕЙ С ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНЬЮ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИММУНОМОДУЛЯТОРОВ В ЛЕЧЕНИИ ДЕТЕЙ С ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНЬЮ Включение имунофана и полиоксидония в комплексное лечение детей с язвенной болезнью двенадцатипёрстной кишки обеспечивало более быструю положительную динамику клинико-лабораторных показателей и более быстрое наступление клинической ремиссии, нормализацию большинства параметров иммунологической реактивности. ...

07 06 2024 9:32:59

РОЛЬ ГОСУДАРСТВА В&#8239;УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛИЗАЦИИ

РОЛЬ ГОСУДАРСТВА В&#8239;УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛИЗАЦИИ Статья в формате PDF 277 KB...

03 06 2024 23:13:11

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ ПРИРОДНОГО ПАРКА «НУМТО» (ХАНТЫ-МАНСИЙСКИЙ АВТОНОМНЫЙ ОКРУГ)

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ ПРИРОДНОГО ПАРКА «НУМТО» (ХАНТЫ-МАНСИЙСКИЙ АВТОНОМНЫЙ ОКРУГ) В статье дана комплексная хаpaктеристика природных условий территории природного парка «Нумто»: приводятся сведения по геоморфологии, климату, гидрографии, растительному покрову, фауне уникального участка водно-болотных угодий на стыке подзон северной и средней тайги Западной Сибири. ...

02 06 2024 5:14:26

Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::