Розділ 4. Методи оцінки функціонального стану

НЕРВОВО-МʼЯЗОВОГО АПАРАТУ

 

Одним із найактуальніших питань діагностики функціонального стану осіб, які систематично займаються фізичною культурою і спортом, є оцінка стану їхнього нервово-м’язового апарату, який бере безпосередню участь у рухових реакціях під час виконання різних за своїм змістом видів фізичних вправ. Під час проведення комплексних обстежень, спрямованих на вивчення поточного функціонального стану нервово-м’язового апарату, основну увагу дослідники приділяють реєстрації як його інтегральних функцій (динамічна сила і статична витривалість тощо), так і оцінці складніших, але не менш важливих, функціональних складових (електрична активність окремих м’язових волокон або їх груп, латентний час скорочення і розслаблення м’яза тощо). Не претендуючи на абсолютну всеосяжність, спробуємо висвітлити найпоширеніші і ті, що широко застосовуються методичні підходи до оцінки функціонального стану нервово-м’язового апарату.

Одним із найбільш відомих методів оцінки електричної активності даного елемента цілісного організму є методика електроміографії, яка дозволяє реєструвати електричні біопотенціали скелетних м’язів. Елементарна електроміограма (ЕМГ) є графічним записом активності біострумів м’язів певної частоти, тривалості й амплітуди, що скорочуються і розслабляються. Відомо, що за даними ЕМГ можна визначити функціональний стан м’язових волокон і рухових одиниць, спостерігати певні порушення функціонального стану і стомлення нервово-м’язового апарату.

Для відведення м’язових біопотенціалів застосуються два основні види електродів: різні види підшкірних (голчатих) електродів і різноманітні типи поверхневих (нашкірних) електродів. Не вдаючись в подробиці реєстрації ЕМГ при використанні вказаних типів електродів, необхідно з’ясувати їх переваги і недоліки.

Підшкірні електроди дозволяють отримати більш тонку інформацію про стан нервово-м’язового апарату, оскільки за їх допомогою можливою є реєстрація потенціалів безпосередньо від м’язових волокон або їх груп і виключено опір шкіри і з’єднувально тканих оболонок, що покривають м’яз. Проте застосування цих електродів пов’язано з необхідністю проколювання шкіри і занурення їх в м’яз, що призводить до неприємних больових відчуттів. Цей факт ставить під сумнів застосування підшкірних електродів серед дітей, осіб з підвищеною больовою чутливістю, а також при динамічному обстеженні спортсменів упродовж обмеженого періоду часу.

У зв’язку з вищезазначеним, більш розповсюдженими є нашкірні електроди, у вигляді невеликих (0,5 см в діаметрі) срібних дисків або чашок. Незалежно від виду реєстрації ЕМГ (біполярне або монополярне), активні електроди накладаються над проекцією “рухової крапки”.

Під час аналізу ЕМГ основна увага приділяється сумарній величині амплітуд, зареєстрованих на ній коливань. Згідно із загальноприйнятою класифікацією Ю.С. Юсевич, усі електроміограми можна розділити на чотири основні типи:

1 тип. Характеризується частими (від 50 до 100 Гц і вище) і швидкими (до 10 мс) двух- і монофазними коливаннями. Амплітуда коливань може досягати декількох сотен мікровольтів.

2 тип. Реєструються рідкісної частоти (6–20 Гц) двофазні коливання, які швидко розгортаються (до 10 мс), з амплітудою не більше100 мкВ;

3 тип. На ЕМГ спостерігаються також рідкісні (до 20 Гц), але більш тривалі (до 20 мс) спотворені формою моно- і поліфазні осциляції з амплітудою не більше 100 мкВ;

4 тип. Характеризується хвилями частих осциляцій і особливими повільними коливаннями з тривалістю кожного до 80-100 мс і порівняно невеликою частотою (4-10 Гц).

В нормі зазвичай, реєструється ЕМГ 1-го типу, що свідчить про оптимальний функціональний стан конкретного елемента нервово-м’язового апарату. Для спортсменів досить частим є характерне підвищення амплітуди м’язових осциляцій і зниження їх тривалості, що свідчить про високий рівень тренованості їх м’язових груп і високий ступінь адаптованості до тих або інших фізичних навантажень. Відхилення ж у функціональному стані нервово-м’язового апарату (модифіковані ЕМГ 1-го типу, а також ЕМГ 2-го, 3-го і 4-го типів) зустрічаються при різних порушеннях периферичного характеру. Так, наприклад, при різних формах прогресивної м’язової дистрофії, міозитах (порушенні трофіки м’язів), міастеніях тощо електроміограма часто істотно не відрізняється від ЕМГ 1-го типу, але має понижену амплітуду й іноді велику тривалість (до 15 мс) окремих потенціалів.

Електроміограми 2-го типу найбільш часто спостерігаються при поразках рухових нервів, парезах мускулатури, поліомієлітах, аміотрофічних склерозах тощо. Необхідно відзначити, що в даних випадках зміни ЕМГ пов’язані не з поразкою самого нервово-м’язового апарату, а, головним чином, з порушенням діяльності центрів спинного мозку.

Електроміограми 3-го і 4-го типів реєструються при центральних рухових порушеннях, тобто екстрапірамідних розладах (паркінсонізм, тремтливий гиперкінез, зокрема, алкогольний, хореоатетоз тощо). Сюди ж належать різні пірамідальні розлади (крововилив у мозок, паралічі, неврозоподібні порушення при істерії тощо).

Крім реєстрації амплітудно-частотних характеристик нервово-м’язового апарату метод електроміографії дозволяє оцінити і такі важливі його функції, як латентний час напруги (ЛЧН) і латентний час розслаблення (ЛЧР) м’яза, тобто загальний час від початку дії того або іншого подразника у відповідь до реакції м’яза. Дуже важливо відзначити, що у процесі поліпшення функціональної підготовленості організму спостерігається виражене зниження ЛЧН і ЛЧР, особливо у висококваліфікованих спортсменів. Підвищення ж значень ЛЧН і ЛЧР є показником наростання в організму спортсменів ознак стомлення і перевтоми. Отже, визначення латентного часу напруги і розслаблення м’язових груп має істотне значення в системі функціональної діагностики фізкультурників і, особливо, спортсменів різної спеціалізації і кваліфікації.

Подібною до методу електроміографії є методика хронаксиметрії, призначена для дослідження електричної збудливості нервово-м’язової системи. В рамках даної методики у реципієнта за допомогою спеціального приладу (хронаксиметра) визначають мінімальну силу подразника, здатного викликати м’язове скорочення (реобаза) і час, необхідний у відповідь для реакції м’яза, рівний двом реобазам (хронаксія).

Хронаксіметрія в системі функціональної діагностики осіб, які систематично займаються фізичною культурою і спортом, використується для оцінки ступеня своєрідної готовності нервово-м’язового апарату до виконання значних за об’ємом і інтенсивністю фізичних навантажень.

Загальновизнано, що у процесі наростанні рівня тренованості того або іншого реципієнта, спостерігається істотне зниження величин реобази і хронаксії і, навпаки. Застосування методу хронаксіметрії є не тільки ефективним засобом контролю за ходом навчально-тренувального процесу, але і методом спостереження за процесами відновлення нервово-м’язової системи у спортсменів після перенесених захворювань і травм опорно-рухового апарату.

Крім методів електроміографії і хронаксиметрії велике значення під час оцінки стану нервово-м’язового апарату має методика міотонометрії, за допомогою якої можливо провести оцінку тонусу м’язів, які знаходяться у стадії напруги і розслаблення.

Для практичної реалізації цього методу необхідна наявність спеціального приладу, міотонометру, основними елементами якого є спеціальний щуп і манометр з градуйованою в міотонах шкалою. Вимірювання тонусу м’язів проводять в симетрично розташованих точках обраного м’яза спочатку в стані його максимального розслаблення, а потім – у стані максимального скорочення. Критерієм загального тонусу м’яза є амплітуда м’язового тонусу, яка обчислюється як різниця між тонусом скорочення і тонусом розслаблення.

Доведено, що з підвищенням рівня тренованості спостерігається збільшення тонусу скорочення, зниження тонусу розслаблення і, як наслідок, істотне зростання амплітуди м’язового тонусу. В нормі, коли спостерігається оптимальний функціональний стан нервово-м’язового апарату, тонус скорочення складає 65-70, а амплітуда – 35-40 міотонів.

Ознаками перевтоми і перенапруження нервово-м’язової системи є зниження тонусу скорочення м’яза і підвищення амплітуди м’язового тонусу.

Крім методу міотонометрії, який вимагає застосування спеціального приладу, для вивчення скоротності м’язів, зазвичай, використовують метод динамометрії в його різних модифікаціях. За допомогою даного методу можна оцінити абсолютну і відносну силу м’язів кисті і спини (станова сила) реципієнта, рівень працездатності м’язів і статичну витривалість.

У процесі визначення абсолютної сили м’язів (F_A, кгм або дин) реципієнт максимально стискає рукою платформу спеціального приладу (динамометра), обладнаного шкалою. Стиснення динамометра проводять плавно з максимальним зусиллям (різкі помахи передпліччя при цьому неприпустимі).

Зазвичай, реєструють абсолютну силу правої і лівої рук, проводять дві спроби, а силу м’язів оцінюють за кращим результатом. Для розрахунку величини відносної сили м’язів (F_R, кгм/кг або дин/кг) її абсолютне значення ділять на масу тіла.

В системі функціональної діагностики стану нервово-м’язового апарату досить відомим є також метод полідинамометрії.

Спеціально сконструйований прилад (полідинамометр) це – стіл особливої конструкції, що дозволяє створювати такі положення, які необхідні для дослідження певних м’язових груп: при згинальних і розгинальних рухах кисті, передпліччя, плеча, шиї, тулуба, стегна, гомілки; відведенні і приведенні плеча; тильному і підошовному згинанні стопи.

Метод полідинамометрії сприяє одержанню дослідником цінної комплексної інформації про функціональний стан окремих м’язових груп, ступені скоординованості їх розвитку. Безперечно цей факт має величезне значення для раціональної побудови навчально-тренувального процесу, а також корекції окремих елементів в рамках тренувальних мікро- і макроциклів.

Для визначення статичної витривалості м’язів застосовується також динамометричний метод в традиційній модифікації. В цьому випадку реципієнт витискує на ртутному або водяному динамометрі величину, рівну 75% від абсолютної м’язової сили, і утримує її максимально можливий час. В нормі величина статичної витривалості складає у здорових нетренованих чоловіків 45 с, а у жінок – 30 с. При зниженні даних величин відповідно нижче 30 с і 20 с говорять про незадовільний характер статичної м’язової витривалості даних реципієнтів. Часто, в цілях оцінки статичної витривалості черевного пресу, застосовують функціональну пробу у вигляді реєстрації максимального часу утримання гімнастичного “кута”. В нормі воно складає у здорових нетренованих чоловіків і жінок відповідно 15 і 10 с, а зниження його значень менше 10 і 5 с свідчить про низький рівень статичної витривалості м’язів черевного пресу.

Під час проведення діагностики функціонального стану нервово-м’язового апарату часто реєструють додатково такі параметри, як рівень працездатності м’язів (Р) і показник зниження працездатності (S). Для визначення даних показників реципієнту пропонується стиснути динамометр послідовно 10-15 разів з частотою 1 разів в 5 секунд.

Отримані результати фіксуються і розраховують рівень працездатності м’язів за такою формулою:

Р = (f₁ + f₂ +.+f_n) · n

де Р – рівень працездатності, у.о.; f – показник динамометрії, кгм; n – кількість спроб.

Окрім цього, розраховується також показник зниження працездатності за формулою:

S = [(f₁ – fmin) · fmax] · 100

де S – показник зниження працездатності, %.; f₁ – величина початкового м’язового зусилля, кгм; fmin – величина мінімального м’язового зусилля, кгм; fmax – величина максимального м’язового зусилля, кгм.

Слід зазначити, що абсолютні значення рівня м’язової працездатності і ступеня її зниження достатньо індивідуальні і мають важливе значення під час проведення динамічних спостережень.

В цьому випадку можливий контроль за швидкістю опрацьовування нервово-м’язового апарату конкретного реципієнта і часом розвитку стомлення. Вочевидь, що знання динаміки цих параметрів необхідні не тільки для оцінки загального функціонального стану нервово-м’язового апарату, але і для визначення ефективності всього навчально-тренувального процесу в цілому з метою його корекції й оптимізації.

На закінчення розмови про основні методи вимірювання абсолютної сили хочеться відзначити, що наведені вище методи є загальноприйнятими і традиційними. Разом із тим, необхідно вказати на те, що сьогодні, у зв’язку з розвитком і вдосконаленням тренажерної техніки, з’явилась велика кількість способів визначення сили різних м’язових груп і частин тіла за допомогою спеціальних тренажерів.