Потребление кислорода и некоторые реакции сердечнососудистой системы при многоканальной электростимуляции

Исследования газообмена и затрат энергии при решении многих вопросов физиологии в норме и патологии, в покое и при мышечной деятельности человека и животных имеет большое теоретическое и практическое значение, так как все формы проявления жизни всегда неразрывно связаны с превращением энергии.

Поэтому исследование энергетики в клинике, физиологии труда, спорта, космической физиологии занимают значительное место.

Многие явления, связанные с мышечной работой, регулируются еще не до конца выясненными физиологическими и биохимическими механизмами.

Но можно с уверенностью сказать, что малая способность организма к накоплению кислорода требует, чтобы этот элемент, необходимый для аэробных процессов в организме, поступал из атмосферы и что основным источником всей расходуемой энергии, независимо от интенсивности или длительности работы, является окисление горючего материала.

При всех видах работы энергия затрачивается со скоростью, которая пропорциональна ее интенсивности. Однако, потребность организма в кислороде может опережать расход энергии во время работы, в связи с чем возникает "кислородная задолженность", которая должна быть возмещена в период восстановления.

Величина энергозатрат в покое зависит от степени развития мускулатуры, а сокращения   мышц оказывают влияние на энергозатраты даже тогда, когда мышцы не производят серьезной работы. Например, наблюдалось повышение энергетического обмена при раздражении двуглавой мышцы плеча электрическим током без всякой нагрузки. При электротерапии импульсными токами низкой частоты отмечены колебания величины энергозатрат во время сеансов и снижение ее после стимуляции.

Gogswell, Browner установили, что при стимуляции 6-7 групп мышц потребление кислорода, частота сердечных сокращений и артериальное давление увеличиваются незначительно, а на 5-й минуте после прекращения стимуляции приходят к норме. Других работ, где бы изучался энергообмен и реакции сердечно-сосудистой системы при электростимуляции нам обнаружить не удалось. Между тем, исследования реакции целостного организма по наиболее интегративным и информативным показателям, какими являются потребление кислорода и реакции сердечно-сосудистой системы, при электростимуляции больших мышечных групп представляют значительный теоретический и практический интерес.

Для изучения изменения потребления кислорода (О2) , частоты сердечных сокращений (ЧСС) и артериального давления (АД) при стимуляции основных мышц нижней половины тела было проведено 60 исследований на практически здоровых мужчинах в возрасте 28-30 лет. У испытуемых в условиях стандартного обмена (по Гаррисону-Бенедикту), определялись исходные данные поглощения О2 на оксиспирографе "Мета 1-25Б", частота сердечных сокращений по ЭКГ, АД по Короткову.

Затем на сгибатели и разгибатели туловища, бедер и голеней накладывались электроды по схеме, приведенной ранее. Электростимуляция проводилась при помощи многоканального электростимулятора ПСМ-2М.

Параметры импульсов подбирались индивидуально для каждого испытуемого и для каждой группы мышц и были такими, что позволяли вызывать сокращения мышц, составляющие примерно 90-100% ± 10% от максимального волевого. Частота сокращений равна 20 в минуту, длительность пачек импульсов - 1,5 сек., то есть, фаза напряжения мышцы была равна времени ее расслабления. ЭС сгибателей и разгибателей производилась в последовательности, характерной для естественных движений конечностей.



Сеанс ЭС длился 40 минут. Потребление О2 регистрировали через каждые 10 минут, а ЧСС и АД через 5 минут на протяжении всего сеанса ЭС и с первой по пятую, а также с десятой по пятнадцатую минуту в восстановительном периоде. Кроме того, была проведена серия экспериментов с длительным исследованием этих показателей в восстановительном периоде. В этой серии испытуемые при строгом соблюдении условий стандартного обмена исследовались в течение 2-х часов до и после ЭС.

Результаты исследований показывают, что многоканальная ЭС основных групп мышц нижней половины тела вызывает повышение потребления О2 от 10 до 150 мл/мин., (в среднем 70 мл./мин.) ЧСС от 2 до 9 в минуту (в среднем -3), АД от 5 до 15 мм рт.ст. (в среднем 7 мм рт.ст.) по сравнению с покоем. Средние данные представлены на рисунке 6.1.




Необходимо отметить, что у лиц, впервые подвергавшихся ЭС, эти показатели бывают обычно гораздо выше приведенных. Это, по-видимому, связано с проявлениями ориентировочного рефлекса, ("Что такое?" по И.П.Павлову), сопровождаемого, как известно, усилением дыхания, учащением сердцебиения, повышением мышечного тонуса и др. В наших исследованиях первый сеанс считался "ознакомительным" и его показатели не учитывались.

Как видно из приведенных на рисунке 6.1. данных, потребление О2 на 1020 минутах МЭСМ превышает исходный уровень на 20%. В дальнейшем наблюдалась тенденция к понижению - на 30 минуте это составляло 18,7%, на 40 - 16.4% (снижение статически недостоверно, (t<95%). Характер индивидуальной кривой потребления О2 бывает различным, что, в частности, показано на рисунке 6.2. В большинстве случаев после начала ЭС этот показатель достигает максимума и держится на этом уровне до конца сеанса. У некоторых испытуемых максимум достигался на 18-20 минутах, после чего этот показатель несколько снижался к 40 минуте, то есть к моменту окончания ЭС. В отдельных случаях максимум потребления О2 достигался лишь к концу сеанса.

Изменение ЧСС было во всех случаях однотипно, его увеличение зависило от числа ударов в покое и в среднем составляло 5%.

Исследования характера сдвигов в циркуляторном аппарате при воздействии МЭСМ в условиях 30-суточной гипоконезии выявили, что величина сдвигов зависит от количества стимулируемых мышц. Характер изменений и их величины совпадают с нашими данными, полученными при МЭСМ в условиях нормальной двигательной активности.

Но авторы пришли к выводу, что по мере увеличения сроков ЭС величина прироста ЧСС в момент ее проведения увеличивалась. Так в момент проведения первого сеанса МЭСМ максимальный прирост частоты пульса у одних испытуемых составлял 2 уд/мин, а через две недели 14 уд/мин. По-видимому, здесь большую роль играет увеличение сроков гипокинезии, а, возможно, и то и другое.

АД в среднем увеличивалось на 4-5% в начале сеанса и достигало 8-7% к 40 минуте ЭС.

АД под воздействием МЭСМ во время длительной гипокинезии изменялось несколько иначе. В начале гипокинезии максимальный прирост систолического давления оказывался выше, чем на последующих этапах с проведением такой же процедуры. У того же испытуемого С-на, к примеру, в первый день максимальный прирост систолического и диастолического АД составлял соответственно 20 и 12,5, через две недели - 11 и 8, а к концу эксперимента - 9 и 5 мм рт.ст.

Восстановительный период протекал по-иному, не так, как обычно это имеет место после волевых мышечных сокращений. У всех испытуемых потребление О2 после электрического воздействия к 5 минуте возвращалось к исходным величинам. В 85 % случаев его потребление уже на 10-й минуте после окончания МЭСМ было ниже исходного уровня на 15-115 мл/мин, то есть снижение составляло в среднем 15 %, а к концу двухчасового наблюдения - до 25 %.

Вентиляция легких при МЭСМ увеличивается незначительно. Наблюдается линейная зависимость между минутным объемом дыхания и количеством потребляемого О2 за 1 минуту. Под воздействием МЭСМ частота дыхания увеличивается незначительно (на 1-3 вдоха). При навязывании ритма брюшному прессу с помощью ЭС, несмотря на измененную частоту дыхания, минутный объем дыхания и потребление О2 остаются такими же, как и при произвольном дыхании во время ЭС.

Это достигается за счет уменьшения дыхательного объема. На рисунке 6.2 приведены характерные кривые изменения минутного объема дыхания четырех испытуемых при ЭС 10-и групп мышц нижней половины тела. Изменение потребления О2 при этом у них по характеру повторяет приведенные кривые. На рисунке 6.3 приводятся спирограммы испытуемых Ш. и П. Эти данные говорят о возможности использования ЭС в отдельных случаях для управления дыхательными функциями.



В. Ю. Давиденко