19:03 Эксцентрические упражнения: влияние на нервную и физиологическую адаптацию | |
В реабилитации выбор метода подкрепления часто является недооцененной проблемой. Действительно, вызванные нервно-мышечные и функциональные изменения специфичны для выбранного режима укрепления. Степень механического напряжения, клеточного повреждения и метаболического стресса могут играть роль в мышечной адаптации, вызванной предлагаемыми нами упражнениями. Из трех типов мышечных сокращений, которые можно использовать (концентрическое, изометрическое и эксцентрическое), эксцентрическое сокращение вызывает «удлинение мышцы под напряжением». В частности, нагрузка на мышцу больше, чем сила, развиваемая мышцей в то же время, когда она растягивается, тем самым вызывая удлиняющее сокращение. Эксцентрические упражнения характеризуются микротравмами мышц и большим механическим напряжением по сравнению с концентрическими/изометрическими сокращениями и, следовательно, могут приводить к большей мышечной адаптации. Хотя все формы упражнений могут вызывать значительную мышечную адаптацию, не всегда ясно, какой метод лучше всего подходит для максимального улучшения адаптации. Интерес к нейромоторному контролю в реабилитации Правильный нервно-мышечный контроль поддерживается сложной физиологической системой. Все чаще описывается, что недостатки или изменения этой системы (проблема коактивации двигательных нейронов, механорецепторов или даже корковых и спинальных рефлекторных механизмов) могут способствовать возникновению повреждений опорно-двигательного аппарата. Недавно был достигнут консенсус, объясняющий, что анализ только силы не может предсказать возникновение первичной травмы. Напротив, недостаточный нервно-мышечный контроль, по-видимому, является существенным причинным фактором риска. Например, такие инструменты оценки на поле, как Система оценки ошибок приземления (LESS), продемонстрировали свою эффективность в перспективном прогнозировании риска первичной травмы передней крестообразной связки (ПКС) у юных футболистов с аномальными характеристиками приземления. Нарушение механики тазобедренного и коленного суставов, а также постурального контроля во время фазы опоры являются наиболее важными прогностическими факторами риска у лиц, у которых также развивается синдром пателлофеморальной боли. Поэтому существует необходимость в поиске методов лечения, способных оптимизировать нервно-мышечный контроль при профилактике или лечении травм опорно-двигательного аппарата. Необходимость выявления вмешательств, способных улучшить нервно-мышечный контроль для предотвращения травм, вероятно, становится более актуальной после первоначальной травмы , в период реабилитации, поскольку пациенты часто возвращаются к активности со значительным нервно-мышечным дефицитом, который предрасполагает спортсмена к потенциальному рецидиву. Например, у пациентов, перенесших реконструкцию передней крестообразной связки, измененные паттерны активации мышц и возбудимость спинальных рефлексов сохраняются в течение месяцев или даже лет после операции. Эти хронические неврологические дефициты не только повышают риск вторичной травмы, но и препятствуют эффективному укреплению, что еще больше увеличивает риск возникновения дополнительных проблем (ранний остеоартрит и т. д.). Влияние эксцентрических упражнений на нервную систему
Во время сокращения мышц центральная нервная система контролирует производство увеличенной мышечной силы путем увеличения скорости возбуждения двигательных единиц и/или привлечения дополнительных двигательных единиц. Изменение частоты стимуляции двигательных единиц зависит от типа сокращения мышц. Кроме того, двигательные единицы становятся все более возбужденными при добавлении растягивающей и динамической силы. Таким образом, мы понимаем, что двигательные единицы активизируются меньше в изометрическом и больше в концентрическом, и еще больше в эксцентрическом движении. Потенциальный механизм, ответственный за эту активацию, можно отнести к нейрональным регуляторным путям, участвующим в процессе возбуждения и торможения. Блокирование определенных тормозных путей увеличит потенциалы активации двигательных нейронов и, следовательно, увеличит выработку силы после эксцентрической тренировки с отягощениями.
Поскольку во время максимальных эксцентрических мышечных сокращений можно развить большую максимальную силу по сравнению с концентрическими или изометрическими мышечными сокращениями, силовые тренировки с большим сопротивлением, использующие эксцентрические мышечные сокращения, могут быть более эффективными для увеличения мышечной силы. Эксцентрические упражнения могут преимущественно задействовать быстро сокращающиеся мышечные волокна и задействовать ранее неактивные двигательные единицы. Это привело бы к увеличению механического напряжения и, следовательно, к еще большему производству силы.
Как правило, механотрансдукция (механические стимулы, вызванные физическими упражнениями) является одним из механизмов, связанных с гипертрофией здоровых мышц. Скелетные мышцы воспринимают механическую информацию и преобразуют этот стимул в биохимические события, которые регулируют скорость синтеза белка. При механической перегрузке мышцы происходит разрушение миофибрилл и внеклеточного матрикса, что в свою очередь стимулирует процесс синтеза белка. Во время эксцентрических упражнений мышца подвергается как растяжению, так и перегрузке, что вызывает субклеточные повреждения сократительных и структурных компонентов мышечных элементов. Это повреждение клеток вызывает ряд физиологических событий, включая активацию ключевых сигнальных путей для экспрессии определенных генов и способствует гипертрофии мышц. Однако поскольку эксцентрические сокращения вызывают большее механическое напряжение в мышечных волокнах, чем концентрические упражнения, эта форма упражнений вызывает более быстрое последовательное и параллельное добавление саркомеров и, следовательно, более быструю гипертрофию. Механическое напряжение, возникающее при создании силы и растяжении, способствует мышечной ишемии, которая может привести к метаболическим адаптациям в скелетных мышцах. Многочисленные исследования показывают, что метаболический стресс, вызванный анаболическими упражнениями, может иметь значительный гипертрофический эффект. Во время эксцентрических сокращений развивается пассивное напряжение мышц за счет удлинения экстрамиофибриллярных элементов, в частности коллагенового содержимого внеклеточного матрикса, что может способствовать повышению кислотности среды. Такая среда способствует деградации волокон и приводит к повышению активности симпатических нервов, тем самым способствуя адаптивной гипертрофической реакции.
В особых случаях, когда эксцентрические упражнения для пораженной конечности противопоказаны (например, острые послеоперационные фазы), врачи могут рассмотреть возможность использования перекрестных эксцентрических упражнений. Перекрестное упражнение определяется как назначение упражнения для здоровой контралатеральной конечности (в отличие от травмированной), воздействующее на пораженную конечность. Этот режим упражнений способен улучшить нервно-мышечный контроль путем избирательного воздействия на нейронные пути, связанные с дисфункциональными моделями движения. По сравнению с концентрическими перекрестными упражнениями, эксцентрические перекрестные упражнения обеспечивают немедленный и устойчивый прирост силы и электромиографической активности . Увеличение силы, достигаемое путем перекрестной тренировки нетренированной конечности, является результатом повышения активности корковых и спинальных нейронов. На уровне коры головного мозга преимущества перекрестных упражнений обусловлены усилением межполушарной активности мозга, спинномозговые рефлекторные пути, включающие взаимное торможение (рефлекс Гофмана), сокращаются и способствуют повышению силы в нетренированной конечности. Заключение Эксцентрические сокращения важно учитывать в программах тренировок и реабилитации, поскольку они способны производить значительную силу при низких метаболических затратах. Данные нескольких исследований показывают, что растяжка в сочетании с перегрузкой, например, при эксцентрических сокращениях, является наиболее эффективным стимулом для стимуляции роста мышц и улучшения нервной стимуляции мышц. Это приводит к увеличению мышечной гипертрофии, большей нейронной активности и большей выработке силы после эксцентрических упражнений по сравнению с концентрическими или изометрическими упражнениями. Этот режим сокращения очень интересен, особенно в контексте конкретных необъяснимых ситуаций: отсутствие быстрого развития силы или «скорость развития силы», дефицит нейромоторного контроля над простыми движениями | |
|
| |
Во время эксцентрического сокращения мышц центральная нервная система использует иную нейронную стратегию для управления скелетными мышцами по сравнению с изометрическим или концентрическим сокращением мышц. Об этом свидетельствует, например, преимущественное вовлечение быстро сокращающихся двигательных единиц и различные уровни активации среди синергических мышц (мышц, активирующихся скоординированно для одного и того же движения) во время этих типов сокращения. Исследования показали, что активность коры головного мозга при подготовке и выполнении движений была выше во время эксцентрических, чем концентрических задач. Таким образом, мозг, вероятно, планирует и программирует эксцентрические движения иначе, чем концентрические мышечные задачи. Наконец, можно наблюдать более раннюю активацию коры головного мозга, вероятно, потому, что при эксцентрическом движении включается планирование мозгом более сложных движений или реализация другой стратегии управления. Таким образом, эксцентрическая мышечная активность приводит к «усилению» активации коры головного мозга и позволяет более активно использовать центральные пути планирования движения.
