Влияние многоканальной электростимуляции мышц на двигательные качества

В предыдущей главе проанализированы работы, выполненные на животных, результаты которых показывают возможности метода электрической стимуляции вызывать глубокие морфо-функциональные и биохимические изменения стимулируемых органов и тканей.

Подчеркнём, что данные, полученные биохимическими школами А.В.Палладина и Н.Н.Яковлева, сыграли положительную роль в создании современных биохимических и физиологических основ физической тренировки.

Адаптационно-приспособительные реакции при физической тренировке

Изучению влияния тренировки на скелетную мускулатуру в настоящее время посвящено большое число работ. Можно считать твёрдо установленным, что повышенная функциональная нагрузка мускулатуры под влиянием тренировки ведёт к физиологическому, морфологическому и биохимическому приспособлению, благодаря чему растут резервные силы организма, повышается работоспособность и, вместе с тем, мускулатура защищается от перенапряжения.

Структурные изменения выражаются в гипертрофии мышечных волокон, поперечный разрез тренированной мышцы увеличивается и, вследствие этого, увеличивается максимальная сила мышц. Улучшается также капилляризация и обеспечение тренированной мышцы кислородом. Увеличение числа капилляров улучшает кровоснабжение и замедляет кровоток, улучшая использование кислорода. Это выражается у тренированных в увеличении артерио-венозной кислородной разницы.

Эти изменения являются существенными предпосылками для повышения работоспособности тренированной мускулатуры. Биохимические изменения, которые возникают под влиянием тренировки, основываются на увеличении мышечного гликогена, АТФ, фосфорной кислоты, содержания миоглобина и др. Ярко выраженные биохимические изменения можно проследить также в минеральном содержании мышц. Кроме того, тренированная мышца имеет не только высший исходный потенциал, но она может глубже исчерпывать свои резервы.

Доказано также, что уровень двигательной активности определяет особенности функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем, уровень обменных процессов, оказывает влияние на нервные процессы.

Значение двигательных процессов для организма, как одного из важнейших факторов среды, наглядно проявляется при гипокинезии.

Высокий уровень спортивных результатов приводит к повышению интенсивности и объёма тренировочных занятий, приближая их к предельным. Однако жизнь выдвигает всё новые требования к дальнейшему повышению рекордов, а значит, и уровню тренированности. Последний вызывает необходимость ещё больше увеличить эффективность тренировки.

Повышение работоспособности спортсмена является основной проблемой комплекса наук, разрабатывающих теоретические основы и практические рекомендации в области спортивной тренировки. В настоящее время основной акцент в этом направлении делается на большие физические нагрузки и режим их чередования. По степени своего воздействия большие нагрузки уже подошли к границам физиологических возможностей и в связи с этим центр тяжести проблемы переместился в сторону чередования работы с отдыхом, т.е. оптимального планирования тренировочных нагрузок с учётом состояния организма в восстановительном периоде.

Используя различные средства и методы восстановления (активный отдых, фармакология, психотерапия и т.п.) количество тренировочных занятий доведено до такой степени, что социальная ценность спортсмена понижается. Кроме того по мере повышения тренированности адаптационные изменения становятся фактором, тормозящим дальнейшее её повышение.

В связи с этим возникает необходимость поиска других путей и средств воздействия на организм спортсмена, которые в определённой мере могли бы исправить указанные выше положения при сохранении и дальнейшем повышении уровня подготовленности спортсменов.

Одним из возможных путей решения указанной проблемы может явиться использование метода многоканальной электростимуляции мышц.

Теоретические предпосылки применения метода МЭСМ для повышения двигательных качеств

В работе известных специалистов в области физиологии двигательной активности Дж. Уилмора и Д. Кастилла наиболее полно, ясно и понятно, без излишней детализации изложены современные знания по разнообразным аспектам физиологии двигательной активности в целом.

Наиболее важным, на наш взгляд, является то, что авторы сумели объединить вокруг физиологии достижения и других дисциплин - морфологии, биомеханики, биохимии, спортивной медицины, общей теории физического воспитания и спортивной тренировки. Относительно использования электростимуляции в тренировочном процессе авторы говорят: «Мышцы можно стимулировать, пропустив через них или двигательный нерв электрический ток.

Этот метод (электростимуляция) весьма эффективен для предотвращения значительного снижения силовых качеств и размеров мышц при иммобилизации конечностей, а также восстановления силовых способностей в период реабилитации. Он также используется в процессе подготовки физически здоровых испытуемых (включая спортсменов), поскольку способствует развитию мышечной силы.

Однако прирост силы, который даёт метод электростимуляции, не намного превышает тот, который имеет место при использовании традиционных методов. Спортсмены используют этот метод в качестве дополнения к обычным программам силовой подготовки, однако, как показывают результаты исследований, такая практика не даёт ощутимых результатов с точки зрения дополнительного увеличения уровней силы, мощности или повышения спортивный результатов».

Предпосылкой для использования ЭС для активизации нервно-мышечных структур здорового человека с целью повышения их функциональных возможностей является тот факт, что природа искусственно сформированных сигналов и нервного импульса одна и та же - электрическая. Кроме того, имеется огромный опыт человечества по применению ЭС во многих заболеваниях.



В спортивной практике мы не сталкиваемся с патологией, но перспектива повышения функциональных возможностей нервно-мышечной системы здорового человека представляется весьма интересной, если ещё и учитывать, что ЭС имеет ряд важных преимуществ по сравнению с другими методами неспецифического воздействия на организм.

Это - избирательное воздействие на отдельные группы мышц, отсутствие токсических агентов, отрицательного воздействия (после более двухсотлетнего применения в клинике), нарушений целостности организма. Кроме этого, сила и длительность воздействия легко поддаётся дозировке и весьма просты в управлении. Появившиеся сообщения о методических поисках и первых результатах ЭС здоровых мышц свидетельствовали о возросшем интересе к этой проблеме.

Несмотря на то, что прямое воздействие электрическими импульсами на нервно-мышечные структуры с целью управления определёнными сдвигами применяется в учебной практике около 200 лет, этот вопрос менее изучен и более трудный, чем использование электронных средств для оценки функционального состояния организма. В его решении чисто технические аспекты исследований переплетаются с физиологическими, медико-биологическими.

Важно подчеркнуть, что исследование возможностей использования ЭС для повышения двигательных качеств здорового человека ни в коем случае не означает отказа от физических упражнений или их замены. ЭС должна рассматриваться как вспомогательный метод управления физическим состоянием человека, в частности повышения его работоспособности.

Этот результат может быть достигнут под влиянием одного сеанса воздействия - срочный эффект, достигаемый путём повышения возбудимости нервно-мышечного аппарата, или же в итоге суммирования следов многократного воздействия - кумулятивным эффектом воздействия.

Сложность управления физическим состоянием заключается в том, что мы не можем в настоящее время с математической чёткостью описать те биохимические, физиологические и биофизические процессы, которые протекают в организме, в различных органах и тканях под воздействием различных агентов окружающей среды. Подобное управление возможно только опосредованно. Фактически мы управляем лишь действиями. В зависимости от вида действия вызывается тот или иной срочный эффект последействия, и лишь сочетания большого числа срочных эффектов приводит к желаемому результату.

Тренировочный эффект гораздо эффективней при дифференцированном воздействии на каждую из функциональных систем. Это сохраняет время подготовки спортсмена и позволяет достичь более высоких показателей, чем при обычной форме проведения тренировочных занятий.

Общеизвестно, что при максимальных мышечных усилиях человек не может проявить свой «физиологический предел», так как существует «психологический предел». Благодаря охранительному торможению в организме никогда не используется «запас прочности».

Зимкин Н. В. говорит, что при максимальных мышечных усилиях центральная нервная система посылает к мышцам импульсы, вызывающие в них развитие не максимального, а лишь частичного напряжения. Это объясняется тем, что по механизму работы мышца не представляет собой единого целого. Она состоит из нейромоторныгх единиц неодинаковых размеров.

Нейромоторная единица, состоящая из одного мотонейрона и от 1-3 до нескольких сот и даже тысяч мышечных волокон, работает как единое целое: импульсы, посылаемые мотонейроном, приводят в действие все мышечные волокна, входящие в её состав. Чем больше нейромоторная единица, т.е. чем больше мышечных волокон иннервирует мотонейрон, тем больше её вклад в общее напряжение мышц.

Физиологические факторы, оказывающие влияние на мышечную силу, весьма многообразны. Наиболее существенным, обуславливающим проявление значительной мышечной силы, является степень мобилизации моторных функциональных единиц, осуществляющих данный двигательный акт. В связи с этим для эффективной тренировки необходимо одновременное включение в деятельность возможно большего количества нейромоторных единиц, т.е. их синхронизация.

Но нейромоторные единицы, входящие в состав мышцы, включаются в активность по-разному, в зависимости от их размеров: малые единицы активны при малых напряжениях, а большие - только при больших напряжениях. Следовательно, тренировка больших нейромоторных единиц может обеспечиваться только при очень больших напряжениях мышц.

Вспомогательные упражнения, используемые в системе тренировки, увеличивают силу мышц и их массу. Но, с другой стороны, они не укрепляют сложный координационный навык основного движения, а скорее расшатывают его (увеличение массы тела, снаряда, плавание на одних руках, ногах и т.д.).

Кроме того, общеизвестно, что максимальная мышечная сила и скорость её проявления находятся в обратной зависимости: чем выше скорость, тем меньше проявленная сила и наоборот. Поэтому при использовании вспомогательных упражнений для развития силы не исключается возможность замедления скорости сокращения.

В. Ю. Давиденко