Актуальность
Составной частью сложноорганизованной системы управления движениями являются возбуждающие и тормозные нейронные связи на спинальном и супраспинальном уровнях [5]. На сегодняшний день в возрастной физиологии накоплен большой фактический материал об особенностях формирования и становления пресинаптического, возвратного, нереципрокного, реципрокного торможения в состоянии относительного мышечного покоя и при реализации произвольных движений у человека на разных этапах онтогенеза [4, 3, 2, 6, 7]. Тем не менее, исследования возрастных особенностей восстановления спинальных тормозных процессов после выполнения произвольной двигательной активности мышц голени не проводились. Изучение и анализ рассматриваемой проблемы может служить одним из критериев при оценки физической работы детей разного возраста и быть использованы для нормирования нагрузок и интервалов отдыха между ними в практике физической культуры и спорта.
Цель исследования заключалась в изучении возрастных особенностей восстановления пресинаптического торможения Ia афферентов, нереципрокного и реципрокного торможения α-мотонейронов m. soleus после осуществления произвольных движений человека.
Материалы и методы исследования
В исследовании принимали участия 60 здоровых испытуемых мужского пола в возрасте от 9 до 27 лет. Контингент дифференцировали на четыре возрастные группы: мальчики 9-12 лет, мальчики 14-15 лет, юноши 17-18 лет, мужчины 22-27 лет. Испытуемые выполняли изометрическое сокращение мышц (подошвенное сгибание стопы) в течение 30 секунд с усилием 25% от индивидуального максимального произвольного сокращения в положении сидя на мультисуставном лечебно-диагностическом комплексе «Biodex Multi-Joint System Pro-3» (USA, 2006). Выраженность пресинаптического торможения Ia афферентов m. soleus оценивалась по методике Y. Mizuno et al. [8], нереципрокное торможение α-мотонейронов m. soleus — E. Pierrot-Deseilligny et al. [9] и реципрокное торможение α-мотонейронов m. soleus — C. Crone et al. [10]. Тормозной эффект оценивали, как процентное соотношение амплитуды тестирующего Н-рефлекса m. soleus, полученного в условиях кондиционирующей стимуляции периферических нервов к контрольному значению. Постулировалось, чем больше подавление амплитуды тестирующего Н-рефлекса m. soleus по отношению к амплитуде контрольного Н-рефлекса, тем более выражен изучаемый вид спинального торможения. У всех возрастных групп проводили измерение амплитуды Н-рефлекса m. soleus в условиях кондиционирующей стимуляции после окончания произвольного изометрического усилия на 1-ой, 15-ой, 30-ой секундах восстановления и сопоставляли с фоновыми (покой) значениями. Восстановление тормозных процессов на спинальном уровне у разных возрастных групп определяли по отсутствию достоверных отличий (P>0,05) в значениях амплитуды тестирующего Н-рефлекса после статического усилия по отношению к фону. Статистическую обработку данных осуществляли с помощью параметрического метода One-way Anova с post-hoc анализом Newman-Keuls и непараметрического метода Kruskal-Wallis Anova в программе Statistica 10.0.
Результаты и их обсуждение
Результаты исследования восстановления пресинаптического, нереципрокного и реципрокного торможения спинальных α-мотонейронов m. soleus после окончания произвольного изометрического усилия протекают неравномерно на разных этапах возрастного развития человека (рис. 1). У мальчиков 9-12 лет и подростков 14-15 лет не происходит полного восстановления пресинаптического и нереципрокного торможения после выполнения двигательного задания (рис. 1А,Б). В возрасте 9-12 лет не происходит полного восстановление реципрокного торможения, а у мальчиков-подростков 14-15 лет восстановление этого вида торможения протекает более длительно — к 30-ой секунде после изометрического сокращения мышц голени (рис. 1В).
У юношей 17-18 лет восстановление нереципрокного торможения наступает быстрее на 30-ой секунде, чем у мальчиков 9-12 лет и 14-15 лет, но медленнее — по сравнению с мужчинами 22-27 лет (рис. 1Б). У юношей 17-18 лет восстановление пресинаптического и реципрокного торможения после произвольного сокращения мышц соответствует восстановлению этих тормозных процессов взрослого человека (рис. 1А,В).
Изложенные выше собственные результаты о медленном восстановлении нервных процессов на спинальном уровне после выполнения двигательного задания у детей и подростков в определённой мере согласуются с исследованиями Е.Г. Гравицкой [1]. Согласно её результатам исследования, восстановление активности спинальных α-мотонейронов m. soleus после статической нагрузки протекает медленно, чем после динамических нагрузок разного характера и мощности, особенно у подростков, вступивших в стадию активации гонад, у которых, в течении 10-ти минут после предельной статической работы не наблюдалось достоверного восстановления Н-рефлекса. Амплитуда Н-рефлекса у мальчиков препубертатной стадии полового созревания восстанавливается к 5-й минуте, а у испытуемых на гипофизарно-гипоталамической стадии на 8-й минуте после прекращения работы. Таким образом, выявленное более быстрое с возрастом восстановление пресинаптических и реципрокных тормозных процессов на спинальном уровне после выполнения статического усилия свидетельствует, что уже к юношескому возрасту протекание восстановления нервных процессов свойственно дефинитивному уровню.
Заключение
Восстановление разных видов спинального торможения скелетных мышц голени после прекращения произвольного движения в возрасте 9-18 лет протекает неравномерно с различной скоростью. У мальчиков 9-12 и 14-15 лет не происходит полного восстановления пресинаптического торможения Ia афферентов и нереципрокного торможения α-мотонейронов мышц голени. Реципрокное торможение α-мотонейронов мышц голени у мальчиков в возрасте 9-12 лет не восстанавливается в исследуемый период времени, а у 14-15-летних подростков протекает более длительно. У юношей 17-18 лет восстановление нереципрокного торможения происходит быстрее, чем у мальчиков 9-12 лет и 14-15 лет, но медленнее — по сравнению с мужчинами 22-27 лет. Дефинитивный уровень восстановления пресинаптического и реципрокного торможения после произвольного сокращения мышц устанавливается в возрасте 17-18 лет.