Влияние применения ритмической периферической магнитной стимуляции на функциональные возможности опорно-двигательного аппарата спортсменов-мужчин

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время магнитная стимуляция является высокоэффективным методом лечения, широко применяемым в клинической практике при терапии и реабилитации пациентов с патологией центральной и периферической нервной системы, опорно-двигательного аппарата (ОДА), урологическими заболеваниями [1–3]. В последние годы публикуется все больше работ, посвященных изучению влияния транскраниального и периферического воздействия ритмического магнитного поля на функциональное состояние органов и систем спортсменов [4][5]. Исследования, проведенные специалистами, показали высокую эффективность применения метода периферической магнитной стимуляции (ПМС) в послеоперационном периоде для повышения силы и гипертрофии мышечной ткани у спортсменов [6]. Опубликованы данные о повышении силовых показателей мышц под воздействием курса ПМС [7][8]. Более того, при регуляции частотных характеристик магнитного поля можно не только увеличить силовые показатели, но и потенцировать аэробные возможности мышечного аппарата спортсменов [9]. Следовательно, актуальным является научно-экспериментальное обоснование применения ПМС в системе медико-биологического обеспечения спорта высших достижений для повышения функцио­нальных возможностей ОДА здоровых спортсменов.

Цель работы — изучение влияния ритмической ПМС на функциональные возможности ОДА у спорт­сменов-мужчин.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследование проведено на базе реабилитационно-восстановительного центра для спортсменов сборных команд России, расположенного на территории ФГБУ «Юг Спорт» (г. Кисловодск). В исследовании приняли участие 38 спортсменов мужского пола высокой квалификации, занимающихся легкой атлетикой, бейсболом, лыжными гонками, шорт-треком, гиревым спортом, бадминтоном, средний возраст — 22 [ 19; 25] года. Спортсмены были разделены на три группы: основную группу 1 (ОГ1) — 15 чел., основную группу 2 (ОГ2) — 8 чел. и контрольную (КГ) — 15 чел. В ОГ1 применяли предустановленный протокол аппарата (А-1012) «Подготовка перед реабилитацией» (табл. 1). В ОГ2 применяли предустановленный протокол аппарата (А-0012) «Укрепление мышц». В КГ ПМС не применяли, все показатели изучали до и после учебно-тренировочных сборов. Критерии включения в исследование: спортсмены высокой квалификации, интенсивные тренировочные нагрузки. Критерии исключения: отказ от участия в исследовании, острые заболевания и травмы, наличие противопоказаний к ПМС (общие противопоказания к физиотерапии, артериальная гипотензия, клинически выраженные эндокринопатии (особенно гипертиреоз), беременность (первый триместр), склонность к кровотечениям, кровоточивость, наличие вживленного кардиостимулятора).

Перифрическую магнитную стимуляцию проводили с помощью системы высокоинтенсивной магнитотерапии BTL-6000 Super Inductive System, вариант исполнения — BTL-6000 Super Inductive System Elite (BTL Industries Ltd., Великобритания). Процедура проводилась в положении лежа на животе, центр аппликатора располагался на минимальном расстоянии от кожных покровов. Область стимуляции — задняя поверхность левого и правого бедра (проекция длинной головки двуглавой мышцы бедра, полуперепончатой мышцы). Интенсивность стимула подбиралась индивидуально и была выше порога моторного ответа (25–80%), количество сеансов — 8, проводились ежедневно.

До и после первого сеанса, а также после курса из 8 процедур ПМС регистрировали параметры моторных ответов c помощью стимуляционной электронейромиографии (ЭНМГ) на четырехканальном комплексе Нейро-МВП («Нейрософт», Россия), периферической гемодинамики по реовазографии (РВГ) — на реографе Валента и силовых параметров мышц бедра по динамометрии — на роботизированном комплексе CON-TREX LP «Physiomed Elektromedizin AG». При измерении использовался шаблон движений (билатеральный: разгибание/сгибание, положение сидя).

Статистическая обработка данных проводилась с помощью компьютерной программы Statistica 13.0. Рассчитывали стандартные показатели описательной статистики (медианы M_e и верхнего (Q₁) и нижнего (Q₃) квартилей). Сравнение показателей осуществляли с помощью непараметрических критериев Вилкоксона (для анализа динамики данных в зависимых группах), Данна (для оценки различий между двумя независимыми группами), критерия Краскела – Уоллиса между тремя независимыми группами.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В ходе исследования при сравнении показателей нервно-мышечного аппарата (НМА) по данным ЭНМГ до применения ПМС у спортсменов ОГ1, ОГ2 и КГ по критерию Краскела — Уоллиса и Данна выявлены статистически значимые различия только по показателям длительности и латентности М-ответа, которые были выше у спортсменов КГ (p < 0,05).

Анализ динамики показателей моторного ответа в ходе ПМС у спортсменов ОГ1 показал статистически значимое увеличение скорости моторного ответа в точке стимуляции «головка малоберцовой кости» (ГМК) справа после курса ПМС (в динамике до ПМС 49,3 [ 47,7; 50,5] м/с, после первого сеанса 50,3 [ 48,3; 51,4] м/с, после курса ПМС 50 [ 48,7; 52] м/с (p < 0,03), «подколенная ямка» слева (p < 0,02) и амплитуды М-ответа в точках стимуляции ГМК (p < 0,05) и «подколенная ямка» слева (p < 0,03), а также снижение латентности в точке стимуляции «предплюсна» слева (p < 0,02) (табл. 2). Была отмечена тенденция к увеличению площади М-ответа во всех точках стимуляции, как справа, так и слева.

Анализ результатов применения ПМС у спортсменов ОГ2 показал статистически значимое увеличение показателей амплитуды М-ответа в точках стимуляции «предплюсна» (p < 0,03), ГМК (p < 0,04) и «подколенная ямка» (p < 0,04) справа (рис. 1А). Также у спортсменов ОГ2 выявлено статистически значимое увеличение показателей площади М-ответа в точках стимуляции «предплюсна» (p < 0,03), ГМК (p < 0,01) и «подколенная ямка» (p < 0,03) справа (рис. 1Б). Аналогичные увеличения параметров амплитуды и площади М-ответов наблюдали у спортсменов ОГ2 слева во всех точках стимуляции. В КГ снижалась скорость моторного проведения в точке стимуляции «подколенная ямка» слева (до учебно-тренировочных сборов — 54 [ 51,2; 57,8] м/с, после — 48,1 [ 44,7; 52,8] м/с; p < 0,02).

Сравнение показателей РВГ до применения ПМС у спортсменов ОГ1, ОГ2 и КГ выявило статистически значимые различия только по показателям модуля упругости (МУ), которые были выше в КГ (p < 0,04). Анализ параметров гемодинамики нижних конечностей у спортсменов ОГ1 показал после первого сеанса статистически значимое повышение в сегменте «левая стопа» показателей: реографического индекса 1,4 [ 0,97; 1,71] усл. ед. (p < 0,05) по сравнению со значениями до ПМС — 1,13 [ 0,93; 1,29] усл. ед. и после курса ПМС — 1,32 [ 1,07; 1,49] усл. ед., времени распространения реографических волн (до — 0,3 [ 0,28; 0,3] c; после первого сеанса — 0,32 [ 0,3; 0,32] c, p < 0,006; после курса — 0,3 [ 0,29; 0,31] c).

В сегменте «стопа правая» увеличивалось время максимального систолического наполнения сосудов (до — 0,13 [ 0,115; 0,142] c; после первого сеанса — 0,142 [ 0,132; 0,154] c, p < 0,05; после курса — 0,119 [ 0,107; 0,150] c).

В сегменте «голень левая» после первого сеанса увеличивалось время распространения реографических волн до уровня 0,28 [ 0,26; 0,29] c (p < 0,05) на фоне значений до воздействия ПМС 0,27 [ 0,26; 0,28] c и после курса терапии 0,27 [ 0,26; 0,29] c.

В сегменте «голень правая» как после первого сеанса, так и после всего курса был выше диастолический индекс (до — 0,43 [ 0,31; 0,46] усл. ед.; после первого сеанса — 0,52 [ 0,44; 0,61] усл. ед., p < 0,04; после курса — 0,50 [ 0,36; 0,59] усл. ед., p < 0,04). После всего курса ПМС в 3 раза снижался коэффициент асимметрии кровотока в стопах (до — 34 [ 12; 56]; после первого сеанса — 13 [ 7; 27]; после курса — 11 [ 4; 24], p < 0,03). У спортсменов КГ статистически значимо снизился диастолический индекс в сегментах «стопа слева» (до учебно-тренировочных сборов — 0,47 [ 0,39; 0,53] усл. ед. и после — 0,38 [ 0,32; 0,44] усл. ед., p < 0,02) и «стопа справа» (до учебно-тренировочных сборов — 0,46 [ 0,41; 0,56] усл. ед. и после — 0,38 [ 0,36; 0,45] усл. ед., p < 0,05).

Сравнение показателей динамометрии у спорт­сменов ОГ1 и КГ до применения ПМС статистически значимых различий не выявило. Анализ динамики силы мышц бедра у мужчин ОГ1 показал после прохождения всего курса статистически значимое повышение показателей силы мышц-разгибателей и сгибателей бедра. В частности, для мышц-разгибателей увеличились показатели максимального крутящего момента силы (до — 1475 [ 1277; 1714]) Н; после первого сеанса — 1442,5 [ 1034; 1629] Н; после курса — 1610 [ 1277; 2018] Н, p < 0,05) и среднего значения максимального крутящего момента силы, разделенного на вес тела испытуемого (до — 14,45 [ 12,40; 20,52] Н; после первого сеанса — 16,01 [ 10,39; 19,53] Н; после курса — 17,97 [ 13,84; 22,56] Н, p < 0,03) (рис. 2А).

Для мышц-сгибателей статистически значимо увеличились показатели среднего значения максимальной мощности в каждом цикле движения до ПМС на уровне 128,3 [ 91,0; 163,0] Н; после первого сеанса — 116,2 [ 83,2; 170,9] Н; после курса — 140,1 [ 117,1; 175,5] Н, p < 0,04), средней работы, выполненной за цикл в каждом направлении движения, разделенной на вес тела испытуемого, до ПМС 226,0 [ 150,5; 293,0] Н; после первого сеанса — 221,95 [ 144,7; 284,3] Н; после курса — 252,2 [ 199,6; 294,2] Н, p < 0,05), общей работы за цикл движения (до — 4519,1 [ 3010,4; 5860,6] Н; после первого сеанса — 4438,7 [ 2894,6; 5686,2] Н; после курса — 5044,5 [ 3992,8; 5883,6] Н, p < 0,05) (рис. 2Б). Также после сеанса и курса ПМС у спортсменов ОГ1 отмечали оптимизацию силы мышц-разгибателей и сгибателей, что проявлялось в снижении соотношения данного показателя (до — 109,6 [ 101,0; 123,6]%; после первого сеанса — 105,15 [ 94,6; 107,7]%, p < 0,05; после курса — 103,5 [ 99,3; 112,2]%, p < 0,04). Анализ показателей динамометрии мышц бедра у спортсменов КГ не выявил статистически значимых различий.

ОБСУЖДЕНИЕ

В научной литературе широко описано применение ПМС в клинической практике при лечении миофасциального болевого синдрома и других заболеваний ОДА, а также пациентов с периферической нейропатической болью, острой и хронической болью в спине, постинсультной спастичностью, парезами, плегиями и дисфагиями [10–14]. Применение ритмической ПМС в спортивной практике наиболее часто встречается в работах, посвященных изучению методов повышения работоспособности спортсменов. Так, применение ритмической ПМС у спортсменов во время выполнения упражнений в изокинетическом режиме позволило выявить повышение аэробных возможностей мышц за счет увеличения потребления кислорода при достижении порогов аэробного и анаэробного обмена. Было отмечено повышение силовых показателей исследуемых мышц без прироста мышечной массы [9].

Как показали результаты наших исследований, применение курса из 8 процедур ПМС на область задней поверхности левого и правого бедра с интенсивностью выше порога моторного ответа (25–80%) и модуляцией частоты 1–150 Гц способствовало снижению показателей латентности и увеличению параметров скорости моторного проведения, амплитуды и площади М-ответов при стимуляции малоберцового нерва. Применение курса ПМС на ту же область и с той же интенсивностью с модуляцией частоты 1–50 Гц способствовало увеличению показателей амплитуды и площади М-ответов. Эти изменения свидетельствовали о достижении потенциально бóльших возможностей НМА по активации и синхронизации двигательных единиц, улучшению механизмов внутримышечной координации, что способствовало большему проявлению силовых способностей. И, как показало динамометрическое исследование, у спортсменов значимо увеличились все изучаемые параметры силы мышц-сгибателей и разгибателей бедра, а также улучшилась межмышечная координация их работы.

Полученные результаты дополняют ранее опубликованные данные, показывающие, что применение 10 сеансов ПМС на область икроножной мышцы на фоне ее произвольного сокращения у здоровых мужчин способствовало большему приросту максимального крутящего момента силы мышц и повышению амплитуды Н-рефлекса [15]. Авторы полагают, что одним из механизмов повышения силовых показателей является увеличение рефлекторной возбудимости соответствующего мотонейронного пула спинного мозга. Зафиксированные более высокие параметры силы являются результатом дополнительной активации высокопороговых (быстрых) двигательных единиц [15–17].

В настоящее время в качестве одного из механизмов увеличения мышечной силы ученые отмечают усиление кровообращения в микроциркуляторном звене мышечной ткани, что создает наиболее благоприятные условия для изменения концентрации ионов калия, натрия и кальция на полупроницаемых мембранах клеток, что способствует процессам деполяризации и возникновения потенциала действия [16]. Как показали результаты наших исследований, применение ПМС влияло на усиление кровотока у спортсменов. В целом анализ научных источников позволяет предположить, что применяемые параметры модуляции и частоты ПМС способствуют активации специфических физиологических процессов, таких как усиление метаболических реакций, модуляция нейропластичности и улучшение клеточной проницаемости, что в совокупности улучшает функциональное состояние ОДА спортсменов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение влияния ритмической ПМС на функциональные возможности ОДА спортсменов-мужчин показало, что ее применение с заданными параметрами модуляции и частоты способствует статистически значимым улучшениям параметров нервно-мышечной передачи, периферической гемодинамики и силовых возможностей. Следовательно, данный метод можно рекомендовать в медико-биологическом обеспечении спортсменов для улучшения функционального состояния ОДА и повышения их силовых возможностей.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства критериям ICMJE. Наибольший вклад распределен следующим образом: Ю.В. Корягина — контроль в процессе планирования и проведения исследования, анализ черновика рукописи, внесение замечаний и исправлений, критический анализ работы на предмет научной новизны; Ю.В. Кушнарева — сбор экспериментальных данных применения ПМС у спортсменов и составление исходных таблиц; С.В. Нопин — интерпретация данных, дизайн исследования, окончательное утверждение версии для публикации; С.М. Абуталимова — подготовка черновика рукописи; И.Н. Митин — сбор экспериментальных данных применения ПМС у спортсменов.