Влияние 21-суточной антиортостатической гипокинезии на функциональное состояние опорно-двигательного аппарата человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Воздействие антиортостатической гипокинезии (АНОГ) с углом наклона относительно горизонта –6º в течение 21-х сут использовали как наземную модель физиологических эффектов невесомости. В качестве испытателей в экспериментальном исследовании приняли участие 10 практически здоровых мужчин-добровольцев (30.7 ± 5.4 лет, 78.0 ± 8.5 кг, 179.7 ± 5.3 см). Состояние опорно-двигательного аппарата оценивали по результатам скоростно-силового тестирования на изокинетическом динамометре до гипокинезии и на 3 сут после ее завершения. Пребывание человека в условиях 21-суточной АНОГ с углом наклона тела –6º по отношению к горизонту, как модели физиологических эффектов невесомости, приводит к изменениям функционального состояния мышечного аппарата нижней конечности, что проявляется при выполнении скоростно-силового тестирования после АНОГ снижением максимальной произвольной силы (МПС) мышц-разгибателей коленного сустава от 9 до 15% по сравнению с исходным уровнем. Снижение показателей МПС не зависело от изменения градиента силы, отражающего способность проявлять большую силу в возможно более короткое время. Это указывало на то, что снижение уровня МПС после АНОГ происходило преимущественно за счет изменения в активности медленных двигательных единиц. При этом можно предполагать, что значительного изменения в деятельности быстрых двигательных единиц пребывание в условиях АНОГ не вызывало. Подтверждением этому служат результаты анализа электромиографической активности мышц-разгибателей коленного сустава при выполнении тестирования на изокинетическом динамометре. Также после АНОГ существенно снижались возможности использования мышечного потенциала – физиологическая стоимость работы увеличивалась при снижении силовых показателей.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Шпаков

ФГБУН ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАН; ФГБУ “Федеральный научный центр физической культуры и спорта”

Автор, ответственный за переписку.
Email: avshpakov@gmail.com
Россия, Москва; Москва

Г. К. Примаченко

Institute of Biomedical Problems of the RAS

Email: avshpakov@gmail.com
Россия, Moscow

А. В. Воронов

ФГБУ “Федеральный научный центр физической культуры и спорта”

Email: avshpakov@gmail.com
Россия, Москва

Н. Н. Соколов

ФГБУ “Федеральный научный центр физической культуры и спорта”

Email: avshpakov@gmail.com
Россия, Москва

А. А. Воронова

ФГБУ “Федеральный научный центр физической культуры и спорта”

Email: avshpakov@gmail.com
Россия, Москва

А. А. Пучкова

ФГБУН ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАН

Email: avshpakov@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Cromwell R.L., Scott J.M., Downs M. et al. Overview of the NASA 70-day bed rest study // Med. Sci. Sports Exerc. 2018. V. 50. № 9. P. 1909.
  2. Коряк Ю.А. Влияние продолжительного космического полета на изокинетический концентрический и эксцентрический суставной момент разных мышц и концентрическую работоспособность мышц-разгибателей бедра // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 10. С. 674.
  3. Кукоба Т.Б., Бабич Д.Р., Фомина Е.В., Орлов О.И. Изменения скоростно-силовых качеств мышц при моделировании эффектов космического полета в условиях 21-суточной “сухой” иммерсии // Авиакосм. и эколог. мед. 2020. Т. 54. № 4. С. 23.
  4. Шенкман Б.С. Немировская Т.Л., Белозерова И.Н. и др. Скелетно-мышечные волокна человека после длительного космического полета // Докл. Акад. наук. 1999. Т. 367. № 2. С. 279.
  5. Tesch P.A., Berg H.E., Bring D. et al. Effects of 17-day spaceflight on knee extensor muscle function and size // Eur. J. Appl. Physiol. 2005. V. 93. № 4. P. 463.
  6. Шенкман Б.С., Григорьев А.И., Козловская И.Б. Гравитационные механизмы в тонической двигательной системе. Нейрофизиологические и мышечные аспекты // Физиология человека. 2017. Т. 43. № 5. С. 104.
  7. Козловская И.Б. Гравитация и позно-тоническая двигательная система // Авиакосм. и эколог. мед. 2017. Т. 51. № 3. С. 5.
  8. Черепахин М.А., Первушин В.И. Влияние космического полета на нервно-мышечный аппарат космонавтов // Косм. биол. и мед. 1970. Т. 6. № 4. С. 46.
  9. Какурин Л.И., Черепахин М.А., Первушин В.Н. Влияние факторов космического полета на мышечный тонус у человека // Косм. биол. и мед. 1971. Т. 5. № 2. С. 63.
  10. Bachl N., Baron R., Tschan H. et al. Principles of muscular efficiency under conditions of weightlessness // Wiener Medicinische Wochenschift. 1993. V. 143. № 23–24. Р. 588.
  11. Netreba A.I., Khusnutdinova D.R., Vinogradova O.L., Kozlovskaya I.B. Effect of dry immersion of various durations in combination with artificial stimulation of foot support zones upon force-velocity characteristics of knee extensors // J. Grav. Phys. 2006. V. 13. № 1. P. 71.
  12. Григорьева Л.С., Козловская И.Б. Влияние семисуточной опорной разгрузки на скоростно-силовые свойства скелетных мышц // Косм. биол. и мед. 1983. № 4. С. 21.
  13. Гевлич Г.Н., Григорьева Л.С., Бойко М.И., Козловская И.Б. Оценка тонуса скелетных мышц методом регистрации поперечной жесткости // Косм. биол. и мед. 1983. № 5. С. 86.
  14. Томиловская Е.С., Козловская И.Б. Роль опорной и весовой разгрузки в развитии гипогравитационного двигательного синдрома // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2020. Т. 56. № 7. С. 697.
  15. Григорьев А.И., Козловская И.Б., Маркин А.А. и др. Годичная антиортостатическая гипокинезия (АНОГ) – физиологическая модель межпланетного космического полета: монография / Под ред. Григорьева А.И., Козловской И.Б. М.: Российская академия наук, 2018. С. 9.
  16. Hermens H.J., Freriks B., Disselhorst-Klug C., Rau G. Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures // J. Electromyogr. Kinesiol. 2000. V. 10. № 5. P. 361.
  17. McBride J.M., Triplett-McBride T., Davie A., Newton R.U. A comparison of strength and power characteristics between power lifters, Olympic lifters, and sprinters // J. Strength Cond. 1999. V. 13. № 1. P. 58.
  18. Зациорский В.М. Физические качества спортсмена: основы теории и методики воспитания. М.: Спорт, 2020. 200 с.
  19. Haff G.G., Nimphius S. Training principles for power // J. Strength Cond. 2012. V. 34. № 6. P. 2.
  20. Haff G.G., Ruben R.P., Lider J. A comparison of methods for determining the rate of force development during isometric midthigh clean pulls // J. Strength Cond. 2015. V. 29. № 2. P. 386.
  21. Koryak Yu.A. Isokinetic Force and Work Capacity After Long-Duration Space Station Mir and Short-Term International Space Station Missions // Aerosp. Med. Hum. Perform. 2020. V. 91. № 5. P. 422.
  22. Rittweger J., Albracht K., Flück M. et al. Sarcolab pilot study into skeletal muscle’s adaptation to long-term spaceflight // NPJ Microgravity. 2018. V. 4. P. 23.
  23. Котов-Смоленский А.М., Хижникова А.Е., Клочков А.С. и др. Поверхностная ЭМГ: применимость в биомеханическом анализе движений и возможности для практической реабилитации // Физиология человека. 2021. Т. 47. № 2. С. 122.
  24. Esposito F., Limonts E., Gobbo M. Electrical and mechanical response of finger flexor muscles during voluntary isometric contractions in elite rock-climbers // Eur. J. Appl. Physiol. 2009. V. 105. № 1. P. 81.
  25. Solomonow M., Baten C., Smit J. Electromyogram power spectra frequencies associated with motor unit recruitment strategies // J. Appl. Physiol. 1990. V. 68. № 3. P. 1177.
  26. Шпаков А.В., Воронов А.В., Артамонов А.А. и др. Биомеханические характеристики ходьбы и бега при разгрузке опорно-двигательного аппарата человека методом вертикального вывешивания // Физиология человека. 2021. Т. 47. № 4. С. 68.
  27. Wakeling J.M., Uehli K., Rozitis A.I. Muscle fibre recruitment can respond to the mechanics of the muscle contraction // J. R. Soc. Interface. 2006. V. 3. № 9. P. 533.
  28. Linnamo V., Moritani T., Nicol C., Komi P.V. Motor unit activation patterns during isometric, concentric and eccentric actions at different force levels // J. Electromyogr. Kinesiol. 2003. V. 13. № 1. Р. 93.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Тестирование на изокинетическом динамометре “BIODEX System 4 Pro”. А — положение испытуемого в кресле динамометра; Б — расположение электродов для регистрации ЭМГ мышц передней поверхности бедра. 1 – m. vastus lateralis, 2 – m. rectus femoris, 3 – m. vastus medialis; В — результаты тестирования, пример распечатки с монитора ПАК “СпортЛаб”.

Скачать (536KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Показатели максимальной произвольной силы мышц-разгибателей коленного сустава до (BDC) и после (R + 3) 21-суточной антиортостатической гипокинезии (АНОГ). 300 … 30 – угловая скорость разгибания коленного сустава, град/с. * – p < 0.05 – различия достоверны при сравнении данных до и после АНОГ.

Скачать (61KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Показатели времени достижения максимального момента силы мышц-разгибателей коленного сустава при выполнении скоростно-силового тестирования до и после 21-суточной антиортостатической гипокинезии (АНОГ). Сплошной линией обозначены результаты, полученные до АНОГ, пунктирной — на 3-и сутки после АНОГ.

Скачать (53KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Показатели градиента силы мышц-разгибателей коленного сустава до и п после 21-суточной антиортостатической гипокинезии (АНОГ). Точки и линия серого цвета обозначают показатели, полученные до АНОГ, черные — после АНОГ.

Скачать (87KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах