Споживання кисню і деякі реакції серцево-судинної системи при багатоканальної електростимуляції

Дослідження газообміну і витрат енергії при вирішенні багатьох питань фізіології в нормі та патології, в спокої і при м`язовій діяльності людини і тварин має велике теоретичне і практичне значення, так як всі форми прояву життя завжди нерозривно пов`язані з перетворенням енергії.

Тому дослідження енергетики в клініці, фізіології праці, спорту, космічної фізіології займають значне місце.

Багато явища, пов`язані з м`язовою роботою, регулюються ще не до кінця з`ясованими фізіологічними і біохімічними механізмами.

Але можна з упевненістю сказати, що мала здатність організму до накопичення кисню вимагає, щоб цей елемент, необхідний для аеробних процесів в організмі, надходив з атмосфери і що основним джерелом всієї енергії, незалежно від інтенсивності або тривалості роботи, є окислення горючого матеріалу.

При всіх видах роботи енергія витрачається зі швидкістю, яка пропорційна її інтенсивності. Однак, потреба організму в кисні може випереджати витрата енергії під час роботи, в зв`язку з чим виникає "киснева заборгованість", Яка повинна бути відшкодована в період відновлення.

Величина енерговитрат в спокої залежить від ступеня розвитку мускулатури, а скорочення м`язів впливають на енерговитрати навіть тоді, коли м`язи не виробляють серйозної роботи. Наприклад, спостерігалося підвищення енергетичного обміну при подразненні двоголового м`яза плеча електричним струмом без всякої навантаження. При електротерапії імпульсними струмами низької частоти відзначені коливання величини енерговитрат під час сеансів і зниження її після стимуляції.

Gogswell, Browner встановили, що при стимуляції 6-7 груп м`язів споживання кисню, частота серцевих скорочень і артеріальний тиск збільшуються незначно, а на 5-й хвилині після припинення стимуляції приходять до норми. Інших робіт, де б вивчався енергообмін і реакції серцево-судинної системи при електростимуляції нам виявити не вдалося. Тим часом, дослідження реакції цілісного організму з найбільш інтегративним і інформативним показниками, якими є споживання кисню і реакції серцево-судинної системи, при електростимуляції великих м`язових груп становлять значний теоретичний і практичний інтерес.

Для вивчення зміни споживання кисню (О2), частоти серцевих скорочень (ЧСС) і артеріального тиску (АТ) при стимуляції основних м`язів нижньої половини тіла було проведено 60 досліджень на практично здорових чоловіків у віці 28-30 років. У випробовуваних в умовах стандартного обміну (по Гаррисону-Бенедикту), визначалися вихідні дані поглинання О2 на оксіспірографе "Мета 1-25Б", Частота серцевих скорочень за ЕКГ, АТ по Короткову.

Потім на згиначі і розгиначі тулуба, стегон і гомілок накладалися електроди за схемою, наведеною раніше. Електростимуляція проводилася за допомогою багатоканального електростимулятора ПСМ-2М.

Параметри імпульсів підбиралися індивідуально для кожного випробуваного і для кожної групи м`язів і були такими, що дозволяли викликати скорочення м`язів, які становлять приблизно 90-100% ± 10% від максимального вольового. Частота скорочень дорівнює 20 в хвилину, тривалість пачок імпульсів - 1,5 сек., Тобто, фаза напруги м`язи дорівнювала часу її розслаблення. ЕС згиначів і розгиначів проводилася в послідовності, характерною для природних рухів кінцівок.

Сеанс ЕС тривав 40 хвилин. Споживання О2 реєстрували через кожні 10 хвилин, а ЧСС і АТ через 5 хвилин протягом усього сеансу ЕС і з першої по п`яту, а також з десятої по п`ятнадцяту хвилину в відновлювальному періоді. Крім того, була проведена серія експериментів з тривалим дослідженням цих показників у відновному періоді. У цій серії випробовувані при строгому дотриманні умов стандартного обміну досліджувалися протягом 2-х годин до і після ЕС.

Результати досліджень показують, що багатоканальна ЕС основних груп м`язів нижньої половини тіла викликає підвищення споживання О2 від 10 до 150 мл / хв., (В середньому 70 мл. / Хв.) ЧСС від 2 до 9 в хвилину (в середньому -3), АТ від 5 до 15 мм рт.ст. (В середньому 7 мм рт.ст.) в порівнянні зі спокоєм. Середні дані представлені на малюнку 6.1.


Необхідно відзначити, що в осіб, вперше піддавалися ЕС, ці показники бувають зазвичай набагато вище наведених. Це, мабуть, пов`язано з проявами орієнтовного рефлексу, ("Що таке?" по І. П. Павлову), супроводжуваного, як відомо, посиленням дихання, почастішанням серцебиття, підвищенням м`язового тонусу і ін. У наших дослідженнях перший сеанс вважався "ознайомчим" і його показники не враховувалися.

Як видно з наведених на малюнку 6.1. даних, споживання О2 на 1020 хвилинах МЕСМ перевищує вихідний рівень на 20%. Надалі спостерігалася тенденція до зниження - на 30 хвилині це становило 18,7%, на 40 - 16.4% (зниження статично недостовірно, (tlt; 95%). Характер індивідуальної кривої споживання О2 буває різним, що, зокрема, показано на малюнку 6.2. У більшості випадків після початку ЕС цей показник досягає максимуму і тримається на цьому рівні до кінця сеансу. У деяких випробовуваних максимум досягався на 18-20 хвилинах, після чого цей показник дещо знижувався до 40 хвилині, тобто до моменту закінчення ЕС. В окремих випадках максимум споживання О2 досягався лише до кінця сеансу.

Зміна ЧСС було у всіх випадках однотипно, його збільшення залежало від числа ударів в спокої і в середньому становило 5%.

Дослідження характеру зрушень в циркуляторном апараті при впливі МЕСМ в умовах 30-добової гіпоконезіі виявили, що величина зрушень залежить від кількості стимульованих м`язів. Характер змін і їх величини збігаються з нашими даними, отриманими при МЕСМ в умовах нормальної рухової активності.

Але автори прийшли до висновку, що в міру збільшення термінів ЕС величина приросту ЧСС в момент її проведення збільшувалася. Так в момент проведення першого сеансу МЕСМ максимальний приріст частоти пульсу у одних випробовуваних складав 2 уд / хв, а через два тижні 14 уд / хв. Мабуть, тут велику роль відіграє збільшення термінів гіпокінезії, а, можливо, і те й інше.

АТ в середньому збільшувалася на 4-5% на початку сеансу і досягало 8-7% до 40 хвилині ЕС.

АТ під впливом МЕСМ під час тривалої гіпокінезії змінювалося кілька інакше. На початку гіпокінезії максимальний приріст систолічного тиску опинявся вище, ніж на наступних етапах з проведенням такої ж процедури. У того ж випробуваного С-на, наприклад, в перший день максимальний приріст систолічного і діастолічного АТ становив відповідно 20 і 12,5, через два тижні - 11 і 8, а до кінця експерименту - 9 і 5 мм рт.ст.

Відновлювальний період протікав по-іншому, не так, як зазвичай це має місце після вольових м`язових скорочень. У всіх випробовуваних споживання О2 після електричного впливу до 5 хвилині поверталося до початкових величин. У 85% випадків його споживання вже на 10-й хвилині після закінчення МЕСМ було нижче вихідного рівня на 15-115 мл / хв, тобто зниження становило в середньому 15%, а до кінця двогодинного спостереження - до 25%.

Вентиляція легенів при МЕСМ збільшується незначно. Спостерігається лінійна залежність між хвилинним об`ємом дихання і кількістю споживаного О2 за 1 хвилину. Під впливом МЕСМ частота дихання збільшується незначно (на 1-3 вдиху). При нав`язуванні ритму черевного преса за допомогою ЕС, незважаючи на змінену частоту дихання, хвилинний обсяг дихання і споживання О2 залишаються такими ж, як і при довільному диханні під час ЕС.

Це досягається за рахунок зменшення дихального об`єму. На малюнку 6.2 наведено характерні криві зміни хвилинного об`єму дихання чотирьох випробуваних при ЕС 10-й груп м`язів нижньої половини тіла. Зміна споживання О2 при цьому у них за характером повторює наведені криві. На малюнку 6.3 наводяться спірограмми випробовуваних Ш. і П. Ці дані говорять про можливість використання ЕС в окремих випадках для управління дихальними функціями.



В. Ю. Давиденко