Кореляція антропометричних та електронейроміографічних показників у осіб, тренованих до фізичного навантаження

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національного університету фізичного виховання та спорту України

Кореляція антропометричних та електронейроміографічних показників у осіб, тренованих до фізичного навантаження

О.В. Колосова, Т.О. Халявка

Разом з достатньою стійкістю морфологічної і функціональної організації нервової системи пластичність є її найважливішою властивістю. Без здатності нервової системи до формування нових функціональних взаємодій, до змін ефективності або спрямованості зв'язків між нервовими клітинами навчання було б взагалі неможливе [3]. Нині проблема рухового навчання привертає широку увагу в зв'язку з великою кількістю нових фактів про пластичність центральних моторних структур [17, 18]. Відомо також, що довготривале фізичне навантаження різного напрямку супроводжується в організмі людини функціональними пластичними перебудовами на рівні спиномозкових структур, які здійснюють моторний контроль скелетної мускулатури [1]. Для оцінки фізичного розвитку людини в процесі адаптації до фізичного навантаження широко використовують антропометричний метод дослідження, який дозволяє отримати об'єктивні дані про важливі морфологічні параметри тіла, такі, як зріст та маса [4, 9]. Однак, поняття фізичного розвитку включає як сукупність антропометричних показників, так і параметри функціонального стану систем організму, які забезпечують рухову активність [6, 8]. Так, оцінку функціонального стану нервово-м'язової системи можна здійснити за допомогою електронейроміографічних (ЕНМГ) методів дослідження, зокрема методу Н-рефлексометрії, який дозволяє визначити індивідуальну організацію гальмівних та збуджуючих процесів внутрішньосегментарних систем та характер

низхідних впливів з вищих відділів центральної нервової системи на мото- нейронний пул, а також методу визначення швидкості проведення нервового імпульсу (ШПІ) [5].

Встановлено, що на результат змагань спортсменів-легкоатлетів впливають їх антропометричні показники [7]. Однак основна маса робіт, присвячених дослідженню взаємозв'язку антропометричних та електронейроміографічних параметрів, стосується здорових нетренованих осіб. Так, показано, що для старших осіб характерні більша латентність, менша амплітуда та менші значення швидкостей нервового імпульсу по серединному нерву верхньої кінцівки (n. medianus) [10, 13, 15], а особи з меншою масою мають вищі амплітуди відповідей на стимуляцію сенсорних волокон n. medianus [13]. Інші автори вказують на зниження з віком швидкостей нервового імпульсу по моторних та сенсорних волокнах n. medianus та великогомілковому нерву нижньої кінцівки (n. tibialis), а також підвищення у старших осіб амплітуди H-рефлексу камба- лоподібного м'язу (m. soleus) [14]. Показана негативна кореляція між зростом та амплітудою сенсорних відповідей для n. medianus [15] та позитивна між зростом та амплітудою Н-рефлексу [13].

Однак, в переважній більшості робіт ефект впливу віку на ЕНМГ-параме- три виявляється в старших вікових групах (більше 60 років), до того ж, дослідження в основному були проведені на нетренованих особах. Виходячи з цього, доцільним є визначення антропометричних та електронейроміографічних параметрів та виявлення кореляції між ними у дорослих осіб, тренованих до фізичного навантаження, що не досягли старшої вікової категорії.

Метою дослідження було виявлення кореляції між антропометричними та електронейроміографічними показниками у осіб з високим рівнем адаптації до фізичного навантаження (кваліфікованих спортсменів-гребців на байдарках та каное).

Матеріали та методи дослідження

У дослідженні брали участь 40 кваліфікованих спортсменів (25 чоловіків та 15 жінок), що спеціалізуються у греблі на байдарках та каное, у віці від 18 до 29 років.

Були отримані антропометричні показники: зріст (м), маса тіла (кг) та індекс маси тіла (ІМТ, кг/м2). Електронейроміографічне дослідження проводили за допомогою нейродіагностичного комплексу Nicolet Viking Select. Використовували методику Н-рефлексометрії камбалоподібного м'язу нижньої кінцівки (m. soleus) [2, 5]. Н-рефлекс викликали біполярною черезшкірною стимуляцією великогомілкового нерву нижньої кінцівки (n. tibialis) у підколінній ямці (поодиноким прямокутним імпульсом тривалістю 1 мс з інтервалами між імпульсами не менше 10 с). Використовували також методику визначення швидкості проведення нервового імпульсу (ШПІ) по моторних волокнах n. tibialis, а також моторних та сенсорних волокнах серединного нерву верхньої кінцівки (n. medianus) [2, 5]. При дослідженні верхніх кінцівок тестований перебував в положенні сидячи, руки вільно розташовувалися на кушетці, а при дослідженні нижніх кінцівок - у положенні лежачи на животі, стопи вільно звисали з кушетки.

Аналізували такі ЕНМГ-параметри: ПН та ПМ (пороги виникнення Н-від-повіді (моносинаптичної рефлекторної відповіді, що відводиться від м'яза в умовах стимуляції її низькопорогових аферентів, які йдуть у складі змішаного нерву) та М-відповіді (прямої відповіді м'яза на подразнення моторних воло-кон нерву), Нмакс та Ммакс (амплітуди максимальної Н-відповіді та максималь-ної М-відповіді), ПН/ПМ (співвідношення порогів Н- та М-відповідей), Нмакс/ Ммакс (співвідношення амплітуд максимальних Н- та М-відповідей, в %), швид-кість проведення нервового імпульсу по моторних волокнах n. tibialis (ШПІtib), швидкість проведення нервового імпульсу по моторних та сенсорних волокнах n. medianus (ШПІmed): ШПІmedмот-прокс, ШПІmedсенс-прокс (ШПІ по моторних (мот) та сенсорних (сенс) волокнах n. medianus на проксимальній ділянці верхньої кін-цівки: ліктьовий суглоб - зап'ясток), ШПІmedсенс-дист (ШПІ по сенсорних (сенс) волокнах n. medianus на дистальній ділянці верхньої кінцівки: зап'ясток - фа-ланга вказівного пальця), резидуальна латентність n. medianus (РезЛат). Роз-раховували коефіцієнти Коеф прокс мот/сенс як відношення ШПІ по моторних во-локнах до ШПІ по сенсорних волокнах n. medianus на проксимальній ділянці, а також Коеф сенс прокс/дист як відношення ШПІ на проксимальній та дистальній ділянках по сенсорних волокнах n. medianus. Визначали також амплітуди м'я-зових відповідей на стимуляцію моторних та сенсорних волокон n. medianus (Аmed) на проксимальній та дистальній ділянках верхньої кінцівки: Аmedмот-прокс, Аmedсенс-прокс, Аmedмот-дист, Аmedсенс-дист. Одержували показники для правої (П) та лівої (Л) кінцівок.

Статистичний аналіз даних проводився за допомогою програми SPSS 17.0. Статистична значущість різниці середніх значень параметрів у групах жінок та чоловіків визначалася за допомогою однофакторного аналізу ANOVA. Дані кореляційного аналізу у таблицях наведені в стовпчик у такому порядку: коефі-цієнт кореляції Спірмена, значущість коефіцієнту кореляції. Результати дослідження та їх обговорення

Середні величини антропометричних вимірів та електронейроміографічних показників у спортсменів обох статей наведені у табл. 1-2. Визначення кореляції параметрів проводили окремо у групах чоловіків та жінок. У чоловіків не виявлено кореляції параметрів Н-рефлексометрії з віком, у жінок показана негативна кореляція між віком і порогами виникнення Н- та М-відповідей з правого боку тіла, а також позитивна кореляція між віком і співвідношенням порогів виникнення Н- та М-відповідей з обох боків тіла. Маса тіла у жінок також позитивно корелювала з ПН/ПМ з правого боку тіла (табл. 3).

Таблиця 1 Антропометричні характеристики жінок та чоловіків, що спеціалізуються у греблі

Примітка: * - статистична значущість різниці середніх значень параметрів у групах жінок та чоловіків p < 0,05.

Зріст, маса тіла та ІМТ у чоловіків та жінок позитивно корелювали з величинами порогів виникнення Н-відповідей та М-відповідей з різних боків тіла. У чоловіків відмічена також позитивна кореляція маси та співвідношення максимальних амплітуд Н- та М-відповідей, а у жінок - негативна кореляція маси і амплітуди Н-відповіді, а також зросту і амплітуди М-відповіді з правого боку тіла (табл. 3).

Вік у чоловіків позитивно корелював з ШПІ по проксимальних моторних та сенсорних волокнах, а зріст - з ШПІ по дистальних сенсорних волокнах n. medianus з лівого боку тіла, при цьому ІМТ негативно корелює з останнім показником ШПІ (табл. 4). До того ж, з підвищенням віку у чоловіків зменшується резидуальна латент-ність n. medianus. У жінок не відмічається кореляції антропометричних пара-метрів з ШПІ по нервах верхніх кінцівок, як у чоловіків, але показана негатив-на кореляція зросту, маси тіла та ІМТ з ШПІ по моторних волокнах n. tibialis нижніх кінцівок. Виявлена позитивна кореляція Коефпрокс мот/сенс (відношення ШПІ по моторних волокнах до ШПІ по сенсорних волокнах n. medianus на проксимальній ділянці) з віком у жінок та зростом у чоловіків, а також негатив-на кореляція Коефсенс прокс/дист (відношення ШПІ на проксимальній та дистальній ділянках по сенсорних волокнах n. medianus) зі зростом у чоловіків та масою тіла у жінок. Як у жінок, так і у чоловіків відмічається негативна кореляція амплітуд моторних та сенсорних відповідей n. medianus з віком, а у чоловіків - також з масою тіла.

Аналіз результатів дослідження показав, що антропометричні параметри в групах жінок та чоловіків мали статистично значущі відмінності. Позитивна кореляція маси тіла та ІМТ, а також зросту і маси тіла як у жінок, так і у чоловіків дозволяє припустити, що обстежені особи мали пропорційну будову тіла та подібний його склад.

Електронейроміографічні показники жінок та чоловіків,
що спеціалізуються у греблі

Таблиця 2

Примітка: * - статистична значущість різниці середніх значень параметрів у групах жінок та чоловіків р < 0,05.

Таблиця 3 Показники кореляції антропометричних характеристик та параметрів Н-рефлексометрії

Таблиця 4 Показники кореляції антропометричних параметрів та величин і коефіцієнтів ШПІ і амплітуд моторних та сенсорних відповідей п. medianus у жінок та чоловіків

Параметр віку не показав кореляції з антропометричними складовими, що може свідчити про те, що досліджувані особи практично досягли максимальних для дорослих довжини і маси тіла.

В групі жінок виявлена кореляція між віком і параметрами Н-рефлексоме- трії, а саме, негативна кореляція між віком та порогами Н- та М-відповідей. Однак, в групі чоловіків подібної кореляції не спостерігається. Потрібно відмітити, що збільшення віку з 18 до 29 років у кваліфікованих спортсменів супроводжується підвищенням рівня адаптації до фізичного навантаження. Відомо, що в процесі фізичних тренувань однакової спрямованості спостерігаються гендерні відмінності адаптації; для жінок, наприклад, є характерним менший ступінь гіпертрофії м'язів, ніж для чоловіків, і у той же час більша вираженість адаптаційних реакцій нервової системи [9]. антропометричний тренований м'язовий фізичний

Зріст, маса тіла та ІМТ у чоловіків та жінок мають однаковий (позитивний) напрямок кореляції з величинами порогів виникнення Н- та М-відповідей. Вищі порогові значення Н- та М-відповідей у більших за зросто-масовими показниками осіб можуть бути пов'язаними з більшою товщиною підшкірної жирової тканини або м'язово-сухожилкового прошарку у точці стимуляції нерву, що призводить до збільшення електричного опору.

Позитивна кореляція у чоловіків значень ТТТПТ по п. medianus з віком може бути ознакою успішної адаптації нервово-м'язового апарату верхньої кінцівки до рухового акту, специфічного для спортсмена-гребця. Потрібно відмітити, що зменшення резидуальної латентності п. medianus з віком у чоловіків характеризує збільшення ТТТПТ по дистальних моторних волокнах. У дослідженнях інших авторів виявлено зменшення ТТТПТ по моторних волокнах п. medianus у старших осіб, але це стосується тільки вікової групи 50-59 років, при цьому у осіб віком 20-49 років величини ТТТПТ не змінювалися [10]. Зміни значень коефіцієнтів ТТТПТ свідчать про відносне збільшення ТТТПТ на проксимальній ділянці моторних волокон п. medianus з віком у жінок (що можна вважати проявом специфічної адаптації до фізичного навантаження) та зі зростом у чоловіків. При цьому збільшення зросту у чоловіків та маси тіла у жінок супроводжується відносним збільшенням ТПТ на дистальній ділянці сенсорних волокон п. medianus, що може слугувати пристосуванням сенсорної нервової системи до збільшення розмірів тіла. Відмічається негативна кореляція амплітуд моторних та сенсорних відповідей для п. medianus з віком у жінок і у чоловіків (у останніх - також з масою тіла). Такі результати узгоджуються з даними досліджень, за якими було виявлено негативну кореляцію між амплітудами моторних та сенсорних відповідей для п. medianus та індексом маси тіла [11].

Різна спрямованість кореляції АМ та ЕНМГ-параметрів у чоловіків та жінок доповнює дані наших попередніх досліджень, у яких показано існування певних тендерних особливостей функціонування нервово-м'язового апарату спортсменів-біатлоністів, які, з одного боку, є генетично та гормонально зумовленими, а з іншого, пов'язані з різним проявом адаптаційних реакцій нервової та м'язової систем до фізичного навантаження [12].

Отже, отримані результати показали наявність кореляції антропометричних та електронейроміографічних параметрів у чоловічих та жіночих групах осіб, тренованих до фізичного навантаження, що підтверджує важливість комплексної оцінки фізичного розвитку людини за допомогою як АМ, так і ЕНМГ-ме- тодів. Отримані дані щодо різних проявів кореляції АМ та ЕНМГ-параметрів у чоловіків та жінок свідчать про значущість гендерного фактору при проведенні оцінки функціонального стану нервово-м'язового апарату.

Висновки

У кваліфікованих спортсменів циклічних видів спорту, що спеціалізуються у греблі на байдарках та каное, виявлена позитивна кореляція значень швидкості проведення нервового імпульсу по моторних волокнах п. medianus з віком у чоловіків, а також негативна кореляція амплітуд моторних та сенсорних відповідей для п. medianus з віком у жінок.

У групах жінок та чоловіків спостерігається як односпрямована, так і різ- носпрямована кореляція для різних антропометричних та електронейроміогра- фічних параметрів: довжина, маса тіла та індекс маси тіла мають позитивний напрямок кореляції з величинами порогів виникнення Н- та М-відповідей; в групі жінок виявлена негативна кореляція між віком та порогами Н- та М-від- повідей.

Список використаної літератури

1. Андриянова Е. Ю. Механизмы двигательной пластичности спинномозговых нервных цепей на фоне долговременной адаптации к спортивной деятельности / Е. Ю. Андриянова,

2. O.В. Ланская // Физиология человека. - 2014. - Vol. 40, № 3. - P. 73-85.

3. Бадалян Л. О. Клиническая электромиография / Л. О. Бадалян, И. А. Скворцов. - М: Медицина, 1986. - 368 с.

4. Васильев Ю. Г Гомеостаз и пластичность мозга / Ю. Г. Васильев, Д. С. Берестов. - Ижевск: ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2011. - 216 с.

5. Железняк Ю. Д. Теория и методика обучения предмету «Физическая культура»: учеб. пособие для студ. высш. учеб. завед. / Ю. Д. Железняк, В. М. Минбулатов. - 3-е изд., стер. - М.: Академия, 2008. - 272 с.

6. Команцев В. Н. Методические основы клинической электронейромиографии. Руководство для врачей / В. Н. Команцев, Заболотных В.А. - СПб: Лань, 2001. - 349 с.

7. Куртова Г Ю. Дослідження способу життя та стану здоров'я студентів факультету фізичного виховання / Г. Ю. Куртова // Проблеми фізичного виховання і спорту. - 2011. - № 4 С. 101-103.

8. Пастухова В. Дослідження антропометричних даних спортсменів-легкоатлетів на різних етапах підготовки / В. Пастухова // Теорія і методика фізичного виховання і спорту. - 2015.

Аннотация

У тестах при використанні методу Н-рефлексометрії у здорових тренованих осіб (вік 18-29 років) визначали антропометричні (АМ) та електронейроміографічні (ЕНМГ) показники. Виявлено наявність кореляції АМ та ЕНМГ-параметрів різної спрямованості у чоловіків та жінок, що свідчить про тендерні особливості прояву адаптаційних реакцій нервової та м'язової систем до фізичного навантаження.

Ключові слова: електронейроміографія; Н-рефлекс; швидкість проведення нервового імпульсу; антропометричні показники; спортсмени; гребля.

Известно, что результаты соревнований спортсменов зависят от их антропометрических показателей. Однако понятие физического развития включает как набор антропометрических показателей, так и параметры функционального состояния систем организма, которые обеспечивают двигательную активность. В то же время большинство публикаций, посвященных изучению корреляции антропометрических (АМ) и электронейромиографических (ЭНМГ) показателей, относится к здоровым нетренированным людям.

Цель. Определение антропометрических и электронейромиографических показателей и выявление корреляции между ними среди взрослых людей с высоким уровнем адаптации к физической нагрузке.

Методы. В исследовании приняли участие спортсмены-гребцы (15 женщин и 25 мужчин) в возрасте от 18 до 29 лет. Использовался метод H-рефлексометрии и стимуляционной электромиографии. Получены параметры H-рефлексометрии, показатели скоростей проведения импульса по моторным волокнам большеберцового нерва (n. tibialis) и по моторным и сенсорным волокнам срединного нерва (n. medianus), а также амплитуды моторных и сенсорных ответов для n. medianus. Стимуляция нервов и регистрация ЭМГ-сигналов проводились с использованием нейродиагностического комплекса (Nicolet Viking Select). Были также оценены антропометрические индексы (AM), а именно длина, масса тела и индекс массы тела.

Результаты. Обнаружено, что некоторые антропометрические и электронейромиографические показатели имеют статистически значимую корреляцию, что свидетельствует о специфических адаптационных реакциях нервно-мышечного аппарата гребцов к физической нагрузке. Выявлено, что корреляция АМ и ЭНМГ-параметров проявлялась по-разному в группах мужчин и женщин. Это может быть связано с гендерными различиями адаптационных реакций нервно-мышечной системы под влиянием физической тренировки.

Выводы. Полученные данные подтверждают важность комплексной оценки физического развития человека с использованием как антропометрических, так и ЭНМГ-методов, а также значимость гендерного фактора при оценке функционального состояния нервно-мышечного аппарата.

Ключевые слова: электронейромиография; Н-рефлекс; скорость проведения нервного импульса; антропометрические показатели; спортсмены; гребля.

It is known that the results of competitions of athletes are influenced by their anthropometric indices. However, the concept of physical development includes both a set of anthropometric indicators and parameters of the functional state of the body systems that provide motor activity. At the same time the majority of publications devoted to the study of the correlation between anthropometric and electromyographic indices relates to healthy untrained people.

Purpose. The objective of the study was to determine anthropometric and electromyographic indices and reveal the correlation between them among adult people, trained to physical exercise.

Methods. Forty qualified athletes-rowers, 18-29 years of age (15 females and 25 males), took part in the said EMG-study. The method of H-reflex and stimulation electromyography was used. H-reflex indices, tibial and median nerve conduction velocities and median motor and sensory amplitudes were obtained. Stimulation of nerves and registration of EMG-signals were performed with application of neurodiagnostic complex (Nicolet Viking Select). Anthropometric (AM) indices, namely height, body mass and body mass index were also evaluated.

Results. It was found that some anthropometric and electromyographic indices had significant correlation. This might be the evidence of specific adaptative reactions of neuromuscular apparatus of rowers to physical activity. Correlation of AM and EMG indices was manifested in different way in male and female groups. This might be due to gender differences in adaptative reactions of neuromuscular system during physical training.

Conclusion. The obtained data confirm the importance of an integrated assessment of human physical development with application of both anthropometric and EMG methods and also the significance of the gender factor in the evaluation of the functional state of the neuromuscular apparatus.

Keywords: electromyography, H-reflex, nerve conduction velocity, anthropometric indices, athletes, rowing.

Размещено на Allbest.ru