WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |
-- [ Страница 1 ] --

АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛОРУССКОЙ ССР ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ Н. И. АРИНЧИН, Г. Ф. БОРИСЕВИЧ МИКРОНАСОСНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ПРИ ИХ РАСТЯЖЕНИИ МИНСК «НАУКА И ТЕХНИКА» 1986 УДК 612.741.61-06:

612.766.1 Аринчин Н. И., Борисевич Г. Ф. Микронасосная деятель­ ность скелетных мышц при их растяжении.— Мн.: Наука и техника, 1986 —112 с.

Скелетные мышцы — не только потребители крови, доставляемой сердцем, они обладают самостоятельным присасывающе-нагнетатель ным свойством,, которое проявляется как при различных видах сокра­ щения и массажа, -так и при их растяжении. Обращается внимание на то, что.в повседневной трудовой.деятельности, и. спорте должны совершенствоваться не только сила, скорость и выносливость скелет­ ных мышц, но и их микронасосная деятельность с целью облегчения работы сердца, повышения его надежности, укрепления здоровья и работоспособности человека.

Книга предназначена для физиологов, патофизиологов, врачей, специалистов по физической культуре и спорту, а также студентов биологического и медицинского профиля.

Табл. 13. Ил. 20. Библиогр.: с. 97—111.

Научный редактор И. Р. Воронович, д-р мед. наук Рецензенты:

В. В. Горбачев, д-р мед. наук, В. Н. Калюнов, д-р биол. наук 2007020000— А 50— М316- © Издательство Г.-QU ' "-» • ~ •••'•••. «Наука и техника», 1986.

ВВЕДЕНИЕ Несмотря на то что в последнее время все углублен­ нее и разностороннее становится изучение этиопатогенеза заболеваний сердечно-сосудистой системы, они, к сожа­ лению, продолжают оставаться главной проблемой со­ временной медицины и занимают среди других заболе­ ваний первое место в мире. В связи с этим вопросы их профилактики и лечения привлекают внимание многих исследователей. Одна из многочисленных причин широ­ кого распространения сердечно-сосудистых заболеваний— значительное понижение двигательной активности чело­ века. Предпринятые в этом аспекте исследования с пози­ ций вибрационной гипотезы кровоснабжения скелетных мышц (Аринчин, 1960, 1961, 1966) привели к обнаруже­ нию их активной внутриорганной присасывающе-нагне тательной микронасосной функции (Аринчин, Недвец кая, 1973). На основании этого скелетная мышца рас­ сматривается как сложный сократительно-насосный орган, совмещающий в себе одновременно выполнение^ не только физической работы, генерации тепла и т. д., но и активное однонаправленное перекачивание крови из ар­ териального русла по внутримышечным капиллярам в венозное. Будучи полностью изолированной, скелетная мышца способна осуществлять замкнутую циркуляцию крови по искусственному кругу кровообращения, вслед­ ствие чего она получила название внутримышечного пе­ риферического «сердца».

Установлено, что скелетные мышцы функционируют как присасывающе-нагнетательные микронасосы при ритмических, тетанических сокращениях и даже в усло­ виях физиологического покоя (Аринчин, Недвецкая, 1974).

Общеизвестно, что скелетные мышцы в организме че­ ловека и животных работают координированно: в то.вре­ мя как одни мышцы сокращаются, другие растягиваются, з и наоборот, т. е. растяжение и сокращение — элементы движения, протекающие параллельно, согласованно, со­ вокупность которых ведет к нормальному двигательному эффекту. Представляло интерес выяснить, какую роль.в гемодинамике играют скелетные мышцы при ритмиче­ ском их растяжении, а также, как влияет физическая тренировка на взаимосвязь между сердечно-сосудистой системой и деятельностью скелетных мышц в условиях растяжения с точки зрения их присасывающе-нагнета тельной способности.

В работе представлены данные о том, что и в услови­ ях растяжения изолированная скелетная мышца функ­ ционирует как внутримышечное периферическое «сердце».

С этой целью использовались три методических подхода:

1. Выявление нагнетательной способности скелетной мышцы и миокарда в условиях растяжения. 2. Обнару­ жение присасывающего эффекта скелетной мышцы при ритмическом растяжении. 3. Исследование способности ритмически растягиваемой изолированной скелетной мышцы к самостоятельному проталкиванию крови по ис­ кусственному кругу кровообращения.

Полученные результаты подтверждают существова­ ние присасывающе-нагнетательной микронасосной функ­ ции в условиях ритмического растяжения изолированных скелетных мышц, причем обнаружена ярко выраженная зависимость их способности к насосной деятельности от силы растяжения, тонуса мышц, физической тренировки и ряда других условий.

Глава I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Физиология кровообращения, включающая цент­ ральное, регионарное, зональное и другие разделы, оста­ ется еще мало разработанной. Эта проблема привлекает внимание многих ученых: физиологов, патофизиологов, морфологов, клиницистов и др. Литература по кровооб­ ращению настолько велика, что охватить ее практически невозможно, поэтому ограничимся рассмотрением только той, которая непосредственно относится к интересующему нас вопросу.

ВНУТРИМЫШЕЧНОЕ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЕ «СЕРДЦЕ», ЕГО ОБНАРУЖЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА Долгое время считалось, что сердце — единствен­ ный гемодинамический насос, функция которого заклю­ чается в активном проталкивании крови по большому и малому кругу кровообращения.

Однако прямые опыты измерения кровяного давления показали, что энергия сердца почти целиком теряется в капиллярной сети. Эта энергия (99%) направлена на преодоление сил трения и инерции, а также придание скорости току крови в сосудистой системе, зависящих от числа форменных элементов, вязкости крови, ангиоархи тектоники и скорости кровотока в сосудах (Schmid Schonbein, 1975).

По данным ряда авторов (Litter, Wood, 1954;

Piper, 1958;

Wiedeman, 1963;

Folkow, Mellander, 1964;

Wood, 1965), основная масса крови содержится в области низ­ кого давления (70—80%): в капиллярах — 5% крови, в мелких артериях — около 36% и наибольшее количество крови — в венулах и других мелких венах органов. Со­ противление току крови в венах невелико. Наибольшее сопротивление (80%) приходится на долю мелких сосу­ дов: артериол, прекапилляров, капилляров, артериове нозных анастомозов. Лишь 20% общего сопротивления составляет сопротивление в крупных артериях (Langen, 1961).

Для возврата венозной крови к правому сердцу у че­ ловека в положении стоя требуется давление, равное при­ мерно 100 мм рт. ст., а энергии сердца для этого явно недостаточно. Кроме того, при выполнении физической работы мышечный, кровоток у среднего человека повы­ шается с 800—1000 мл/мин до 15/20 л/мин при минут­ ном объеме около 20—25 л/мин (Фолков, Нил, 1976), что еще более остро ставит вопрос о трудностях веноз­ ного возврата к сердцу. В связи с этим возникает пред­ положение о том, что наряду с сердцем в организме должны существовать какие-то дополнительные его по­ мощники.

В качестве дополнительных механизмов, обеспечиваю­ щих продвижение крови к правому сердцу, обнаружен ряд экстракардиальных факторов: «респираторный насос Гендерсона», или присасывающая функция грудной клет­ ки (Fleisch, 1930;

Прессман, 1952;

Brecher, 1956;

Knebel, Wick, 1958;

Nordenstrom, Norhagen, 1965;

Schorer, 1966);

дыхательные напряжения брюшного пресса и диафрагмы (Alexander, 1951, 1963;

Krug, Schlicher, 1960);

присасы­ вающее действие желудочков сердца (Brecher, 1956;

Bloom, 1956);

тонические сокращения вен (венопрессор ный механизм), которые переводят кинетическую энер­ гию сердца в движение крови по сосудам и тем самым в известной степени способствуют продвижению крови к сердцу (Кравков, 1916;

Fleisch, 1920;

Разенков, Иордан­ ский, 1927;

Golwitzer-Meiyer, 1932;

Савицкий, 1936;

Вальдман, 1940;

Долго-Сабуров, 1958;

Данилов, и др.);

селезенка (Шор, 1925;

Barcroft, 1926, 1932;

Поло­ сухин, 1957;

Кричевская, Полосухин, 1966);

венозная помпа или мышечный насос, который благодаря сдавли­ ванию сокращающимися скелетными мышцами располо­ женных между ними венозных сосудов с клапанами на­ правляет кровь к сердцу (Hooker, 1911;

Kjogh, 1922, 1970;

Tiegerstedt, 1922: Beecher, Field, Krogh, 1936;

Seiro, 1938;

Adams, John, 1939;

Barcroft, Dornhorst, 1949;

Pollack, Wood, 1949;

Warren, White, Belcher, 1949;

White, Warren, 1949;

Аденский, 1953;

Alexander, 1963;

Guyton, 1963;

Folkow, Mellander, 1964;

Gauer, Thron, 1965;

Бабский и др., 1966;

. Фолков, Нил, 1976 и др.).

Однако многочисленными исследованиями доказано, что экстракардиальные факторы кровообращения явля­ ются малоэффективными помощниками сердца, а учас­ тие некоторых из них до сих пор оспаривается и даже отрицается. Это относится к представлениям М. В. Янов­ ского (1909, 1922) о периферическом артериальном серд­ це, которое не нашло подтверждения в физиологии и клинике (Френкель, 1935).

В связи с этим вопрос о дополнительных помощниках сердца и в настоящее время продолжает оставаться в центре внимания многих исследователей.

В свете вибрационной гипотезы (Аринчин, 1960, 1966) было обращено внимание на то, что скелетные мышцы в организме обладают присасывающе-нагнетательной функцией, т. е. активно помогают сердцу в продвижении крови по большому кругу кровообращения.

Насосная функция скелетных мышц была обнаруже­ на в опытах с искусственным преграждением венозного оттока крови из сосудов икроножной мышцы собаки. При раздражении мышцы ритмическими или тетаническими импульсами застойное венозное давление не только до­ стигало, но и достоверно превышало уровень максималь­ ного артериального давления, развиваемого сердцем (Аринчин, Недвецкая, 1973). Данные эксперименты про­ водились при сохраненном артериальном притоке, т. е.

кровь поступала в скелетную мышцу под давлением, создаваемом сердцем и действием сил vis a tergo. При от­ ключении сил vis a tergo путем одновременного преграж­ дения как артериального притока, так и венозного отто­ ка крови из сосудов мышцы и ее сокращении (ритмиче­ ском или тетаническом) артериальное давление падало вплоть до нуля, а венозное повышалось до 70—100 мм рт. ст. и более.

Наиболее убедительные доказательства в пользу того, что скелетная мышца представляет собой активный гемо динамический насос, действующий в помощь сердцу, бы­ ли получены на полностью изолированной икроножной мышце (Аринчин, Недвецкая, 1974, 1976;

Аринчин, Нед­ вецкая, Кабуш, 1975). Показано, что при подключении изолированной икроножной мышцы к искусственному кругу кровообращения и одновременном ее раздражении импульсами различной частоты кровь продвигалась из внутримышечных капилляров в бедренную вену, а из нее по искусственному кругу в бедренную артерию и возвра­ щалась в капилляры. Следовательно, мышца обладает способностью самостоятельно осуществлять замкнутую циркуляцию заключенной в ней крови по образу и подо­ бию сердца, вследствие чего получила название перифе­ рического «сердца».

При создании ретроградного кровотока путем соеди­ нения Т-образными стеклянными канюлями артерии с веной, а вены с артерией (в результате чего артериаль­ ная кровь направлялась в вену) обнаружено, что насос­ ная функция скелетных мышц отсутствует, т. е. кровоток может осуществляться только однонаправленно — из ар­ терий по капиллярам в вены. Вероятно, однонаправлен­ ность движения крови связана не только с наличием кла­ панов в венах, но и в большей мере с однонаправленной нагнетательной микронасосной деятельностью скелетных мышц.

Электронномикроскопическими исследованиями уста­ новлено, что клапаны находятся в тончайших венах и даже посткапиллярных венулах диаметром меньше 0,05—10 мкм (Miani, Ruberti, 1958;

Staubesand, Rulffs, 1958;

Куприянов, 1969 и др.). Вопрос об участии клапа­ нов в венозном кровообращении решается многими ав­ торами противоречиво. Одни авторы придавали большое значение роли клапанов в движении крови по венам (Hooker, 1911;

Seiro, 1938;

Adams, 1939;

Guyton, 1963;

Folkow, Mellander, 1964;

Бабский и др., 1966;

Kxogh, 1970). Другие же считали, что венозные клапаны в дея­ тельности венозной помпы играют очень незначительную роль, а некоторые из них полагали, что даже при отсут­ ствии клапанов может быть улучшение венозного возвра­ та крови во время ритмических мышечных движений (Alexander, 1951;

Brechei, 1956).

Все это относится к крупным венам, расположенным между мышцами, а функциональное значение микрокла­ панов в венозной системе самих скелетных мышц до сих пор не изучено. По мнению В. В. Куприянова (1969), микроклапаны вряд ли могут так же, как и клапаны крупных вен, удерживать кровь, перемещающуюся про­ тив силы тяжести, поскольку разница в венозном давле­ нии здесь ничтожна, а число самих микроклапанов не­ велико.

Одним из факторов, влияющих на приток крови к сердцу из вен, является деятельность скелетных мышц, так называемая венозная помпа. Еще У. Гарвей (1628) заметил, что сокращающиеся скелетные мышцы сдавли в а ют тонкостенные вены с клапанами, проходящие меж­ ду мышцами и тем самым способствуют выталкиванию крови в сторону сердца. Но данный факт может иметь место только при мышечных сокращениях, чередующих ся с расслаблением. При длительном тетаническом сокра­ щении мышц, не прерываемом расслаблениями, мышеч­ ные волокна надолго пережимают сосуды, и тогда ске­ летные мышцы не играют роль мышечного насоса. В этом заключается одно из различий между венозной помпой (или мышечным насосом) и внутримышечным перифери­ ческим «сердцем». Если даже венозная помпа функцио­ нирует в самой мышце, то, как показано исследователя­ ми, занимающимися ею, она проявляется только при ритмических сокращениях. Но из данных литературы из­ вестно, что при длительном статическом напряжении мышцы кровоток через нее может не только не изменять­ ся, а даже возрастать (Тхоревский, 1973 и др.). Это по­ зволяет предположить, что наряду с венозной помпой в мышце имеется какой-то дополнительный механизм, ко­ торый проявляется и при ритмических, и при тетаниче ских сокращениях (наличие клапанов во внутримышеч­ ных сосудах не обязательно, поскольку этот механизм существует в основном на уровне капилляров).

Присасывающий эффект микронасосной деятельности скелетных мышц наиболее ярко проявился в серии экс­ периментов с применением прямого ' ручного массажа мышцы. В данном случае при одновременном пережатии сосудов икроножной мышцы застойное венозное давле­ ние резко возрастало, достигая 300 мм рт. ст., а артери­ альное падало до нуля и даже становилось отрицатель­ ным. Массаж может рассматриваться как своеобразная модель межмышечных взаимоотношений, при которых сокращения близлежащих мышц, взаимодействующих друг с другом, приводят к значительному повышению эффективности их насосной функции.

Поперечно-полосатая мускулатура животных и чело­ века проявляет определенную активность и в сострянии физиологического покоя, за счет чего поддерживается тонус мышечной ткани и выполняется антигравитацион­ ная работа (Верещагин, Жуков, Иванов, 1947;

Gopfert, 1952;

Gopfert, Eiff, Howind, 1953;

Юсевич, 1953, 1963;

Жуков, 1956, 1959, 1964, 1976;

Кесарева, 1960;

Панфилов, 1964;

Buchtal, Rosenfalk, 1966;

Водолазский, 1966 и др.).

Тонус мышцы, по мнению Р. С. Персон (1969), услов но делится на 3 категории явлений: 1—состояние мышцы.(ее твердость, упругость);

2 — некоторый уровень воз­ буждения мышцы, обусловленный тем, что часть а-мото нейронов ритмически разряжается с относительно неболь­ шой частотой;

3 — некоторый уровень возбудимости реф­ лекторных механизмов, регулирующих состояние мышц.

В скелетной мускулатуре позвоночных животных име­ ются 3 типа мышечных волокон: нетонические быстрые, характеризующиеся быстрыми фазными сокращениями и быстрой утомляемостью;

тонические, медленно сокра­ щающиеся, отличающиеся низкой возбудимостью и ма­ лой утомляемостью;

переходные, обладающие промежу­ точными свойствами (Лебедева, 1930;

Kruger, 1952;

Кол лос, 1957;

Жуков, 1964, 1969;

Махмудов, 1969;

Магазаник, Наследова, 1974 и др.).

А. Махмудов (1969) считал, что тонические мышеч­ ные волокна благодаря специфике строения и биохими­ ческим, физиологическим особенностям работают не од­ новременно, а попеременно, сменяя друг друга, что и обеспечивает длительное, без утомления, сокращение мышцы в целом.

Таким образом, тонус — это не сопровождающееся значительным усилением обмена веществ, продолжитель­ ное по времени сокращение мышц, отличающееся боль­ шой экономичностью.

При изучении дрожательного паралича у паркинсони ков была открыта микровибрация тела. Основной причи­ ной микровибрации организма при полном видимом по­ кое является вибрация поперечно-полосатой мускулату­ ры, т. е. сокращения отдельных мышечных волокон или небольших их групп, совершающиеся в определенной по­ следовательности, что свойственно всем теплокровным животным (Rohracher, 1955, 1959).

Н. Rohracher (1959) показал, что между мышечным тонусом и микровибрацией существует связь, вытекаю­ щая из их основных свойств. Эта взаимосвязь заключа­ ется в том, что постоянно совершающиеся сокращения отдельных двигательных единиц (причина микровибра­ ции) лежат в основе мышечного тонуса. Мышечный тонус—это мышечное напряжение, возникающее на осно­ ве такого сокращения. Таким образом, тонус и микровиб­ рация — различные действия одного и того же мышеч­ ного процесса.

Для выяснения роли тонического напряжения скелет ю ных мышц во внутримышечной гемодинамике проведены эксперименты с внутриартериальным введением препара­ та кураре, который блокирует передачу энергии с нерва на мышечное волокно и тем самым значительно снижает тонус мышцы (Аринчин, Недвецкая, 1974).

При преграждении венозного оттока крови из сосудов икроножной мышцы, находящейся при этом в покое, за­ стойное венозное давление повышалось в меньшей степе­ ни вследствие выключения части микронасосов в скелет­ ной мышце. Это говорит о том, что микронасосы работа­ ют и в покое, в некураризированной мышце. Уменьшение повышения застойного венозного давления, а не пол­ ное его отсутствие при кураризации мышцы объясняется тем, что микровибрация при введении кураре снижается, но никогда не исчезает полностью (Иванов, 1965), сохра­ няется и перфузия мышцы.

На микронасосную деятельность скелетных мышц в условиях физиологического покоя указывают также дан­ ные о том, что появление видимой фибрилляции мышеч­ ных волокон способствует дальнейшему повышению за­ стойного венозного давления.

Многие исследователи обращали внимание на участие мышечного тонуса в гемодинамике организма (Beiglbock, Junk, 1937;

Henderson, 1938;

Иванова, 1960;

Новиков,. 1966;

Панфилов, 1968 и др.). Они считали, что внутримы­ шечное давление скелетных мышц является одним из экстракардиальных факторов кровообращения, за счет которого поддерживается более высокое капиллярное давление, увеличиваются скорость кровотока, а также объем крови, протекающей в единицу времени, при сни­ женном периферическом сопротивлении сосудистой сети и артериальном давлении. Следовательно, по их мнению, при высоком тонусе скелетных мышц работа сердца про­ текает в более благоприятных условиях и более эффек­ тивно, чем при пониженном тонусе.

Механизм деятельности скелетных мышц как мощно­ го гемодинамического насоса можно объяснить с пози­ ций вибрационной гипотезы (Аринчин, 1961). Сущность этой гипотезы заключается в том, что мышечные волок- • на, асинхронно сокращаясь, ритмически пережимают кро­ веносные сосуды, расположенные в мышце, и тем самым способствуют продвижению крови в сторону меньшего давления, развивая при этом присасывающе-нагнета тельный эффект. Эта гипотеза основана на многочислен ных, полученных ранее, данных о том, что в основе мы­ шечного сокращения лежат асинхронные сокращения отдельных двигательных единиц (Wachholder, 1931;

Bou man, Rijnberk, 1938;

Brandstater, 1938 и др.).

Среди разнообразных видов двигательной активности животных и человека большую роль играет динамиче­ ская и статическая работа, гармоническое сочетание двух типов сокращения скелетных мышц — тонического и те танического.

Существуют два различных взгляда на природу тону­ са и тетануса поперечно-полосатых мышц. Первая точка зрения предполагает два различных анатомических суб­ страта, один-из которых специализирован на функцию тетануса, а второй — на функцию тонуса (Верещагин, Жуков, Иванов, 1947;

Жуков, Попова, 1957). Тетаниче ский и тонический аппараты могут получать раздельную иннервацию со стороны соматической нервной системы.

Тетанические и тонические нервные волокна отличаются друг от друга по ряду признаков, в частности по месту выхода из спинного мозга. Вторая точка зрения заклю­ чается в том, что один и тот же субстрат в зависимости от потребности организма может функционально пере­ страиваться на тоническую или тетаническую деятель­ ность. Считают, что тонические сокращения скелетной мышцы по своему механизму не что иное, как разновид­ ность слабого тетануса.

Таким образом, в основе динамической или статиче­ ской работы лежит тетаническое сокращение мышцы, образующееся путем пространственной или временной суммации одиночных сокращений, ибо, как правило, нервные импульсы приходят к фазным мышечным волок­ нам не одновременно, а асинхронно. При сокращении мышцы происходят асинхронные сокращения больших или малых групп мотонейронов, т. е. сокращение целой мышцы является суперпозицией актов сокращения со­ ставляющих мышцу двигательных единиц. Двигательные единицы «включаются» асинхронно по программе, зало­ женной в управляющем нервном приборе, и лишь при предельных мышечных усилиях мотонейроны, иннерви рующие мышцу, начинают разряжаться синхронно (Ма газаник, Наследова, 1974).

Взаимосвязь между мышечным усилием и биоэлек­ трической активностью была установлена давно (Вве­ денский, 1951, 1952;

Wachhoider, Altenburger, 1926;

Wachholder, 1931;

Киселев, Маршак, 1935;

Персон, 1969). Но одни авторы (Кожевников и др., 1961) считали] что между электрическим и механическим эффектом мышцы существует линейная зависимость, а другие (Гур финкель, Код, Шик, 1965) отмечали отклонения от пря­ молинейной зависимости при больших нагрузках.

Такая же зависимость существует между частотой звуковых осцилляции и колебаниями мышечных волокон (Bouman, Rijnberk, 1938;

Brandstater, 1938).

Методом синхронной регистрации электромиограм мы, фономиограммы, объемного пульса, объемно-пульсо­ вого кровоснабжения, венозного, артериального давле­ ний и тонуса сосудов методом ангиотензиотонографии, объемной скорости кровотока методом окклюзии, тониче­ ского напряжения мышц и других показателей была вы­ явлена зависимость кровоснабжения мышц предплечья от вибрационных колебаний мышечных волокон при раз­ личных произвольных статических напряжениях (Ермо­ лова, 1970, 1971;

Аринчин, Ермолова, 1971). Показано, что амплитуда осцилляции электромиограммы изменя­ лась пропорционально величине статических усилий, ча­ стота осцилляции фономиограммы в первую половину статической нагрузки изменялась в зависимости от вели­ чины усилий, затем оставалась на повышенном уровне.

Амплитуда электромиограммы линейно зависела от ве­ личины статического усилия. Внутримышечные сосуды даже при максимальном напряжении не пережимались полностью, ибо объемная скорость кровотока в пред­ плечье спортсменов в этих условиях увеличивалась на 20—24% по сравнению с покоем.

Ряд авторов отмечали,, что даже в покоящейся мышце внутримышечное давление выше, чем внутрисосудистое в капиллярах и венах, а в сокращенной — оно еще выше как при динамической, так и при статической работе.

Это превосходящее в несколько раз давление должно было бы перекрыть сосуды, расположенные в мышце, чего на самом деле не происходит (Sylvest, Hvid, 1959;

Аринчин, 1960, 1961).

Многими исследователями показано, что при стати­ ческих нагрузках, когда внутримышечное давление на­ много превышает внутрисосудистое, кровоток в мышце ухудшался, но все же сохранялся, хотя и на более низ­ ком уровне (Меньшикова, 1938;

Могендович, 1957) или незначительно (Clarke, Hellon, Lind, 1958), или довольно существенно увеличивался (Шабунин, 1959, 1965;

Арин чин, 1961;

Humphreys, Lind, 1963;

Титиевская, 1964;

Ве vegard, Shepherd, 1967;

Скардс, Шмульян, 1968;

Тхорев ский, 1968;

Шмульян, 1968;

Озолинь, Порцик, 1970).

P. W. Humphreys, A. R. Lind (1963) методом плетиз­ мографии в сочетании с анализом изменений систоличе­ ского артериального давления и сокращения отдельных мышц предплечья обнаружили, что во время статических сокращений с силой 10—70% максимального произволь­ ного напряжения 3 кровоток в предплечье увеличивался до 10—40 мл/100 см ткани. Они полагали, что увеличиваю­ щееся во время сокращения внутримышечное дав­ ление, хотя и повышает сопротивление кровотоку, но не может перекрыть его, пока сила произвольного напря­ жения не превысит 70% максимального произвольного напряжения.

Принимая во внимание данные, полученные А. С. Ер­ моловой, увеличение внутримышечного кровотока во вре­ мя статических сокращений можно объяснить тем, что кровоснабжение скелетных мышц в этих условиях под­ держивается за счет асинхронных сокращений мышечных волокон, воздействующих на кровеносные сосуды.

Результаты А. С. Ермоловой подтверждены экспери­ ментами с синхронной регистрацией ангиотензиотоно граммы, объемной скорости кровотока, электромиограм мы, фономиограммы, вибромиограммы изолированной икроножной мышцы собаки. Объемная скорость крово­ тока при раздражении мышцы импульсами различной частоты увеличивалась синхронно с повышением ее элек­ трической, звуковой, механической активности (Аринчин, Ермолова, Наймитенко, Недвецкая, 1973). Мышечные волокна,- асинхронно сокращаясь со звуковой частотой, способствуют увеличению кровотока во время статиче­ ских нагрузок (Аринчин, Кулаго, 1969;

Наймитенко, 1970, 1971, 1972;

Аринчин, Ермолова, Наймитенко, Нед­ вецкая, 1972).

Л. В. Наймитенко (1971) провел серию опытов по на­ ливке рентгеноконтрастным веществом сосудов икронож­ ной мышцы собаки, находящейся в состоянии покоя, под воздействием электрической стимуляции, при ее прямом массаже и внешней вибрации. В результате этих иссле­ дований обнаружено, что под влиянием механических воздействий мышечных волокон на сосуды во время со­ кращения, массажа, внешней вибрации частицы раство pa проникали через капилляры в бедренную вену, о чем свидетельствовала более разветвленная и густая сеть со­ судов по сравнению с контролем и заполнением конт­ растным веществом вены.

При изучении методом микрокиносъемки кровотока во внутримышечных сосудах поперечно-полосатых и глад­ ких мышц в динамике получены результаты, подтверж­ дающие основные положения вибрационной гипотезы (Аринчин, Недвецкая, Наймитенко, Новгородцев, 1972;

Наймитенко, 1972). W. Spalteholtz (1888), изучая арте­ рии, вены, капилляры мышц животных и новорожденных детей, первым точно описал расположение кровеносных капилляров в мышцах. A. Kjogh (1927) описал «первич­ ную» и «вторичную» сеть капилляров. Рядом авторов было отмечено, что между числом капилляров в мышеч­ ных пучках и толщиной волокон, а также величиной энер­ гетических затрат мышцы существует прямая зависи­ мость (Жданов, 1964;

Иванова, 1968;

Маркизов, 1969).

Формирование мышечных капилляров происходит парал­ лельно росту животного: при удлинении мышечных воло­ кон увеличивается число капилляров вдоль каждого мы­ шечного волокна и удлиняются уже образовавшиеся капилляры. Согласно данным Lee (1958), капилляры в быстросокращающихся мышцах прямолинейны, а в мед­ ленных извилисты.

В мышцах, состоящих из поперечно-полосатой ткани, сосуды, в том числе и капилляры, располагаются, парал­ лельно мышечным пучкам и волокнам (Привес, 1968, Иванова, 1973;

Шошенко, 1973 и др.).

М. J. Plyiey, А. С. Groone (1975) показали, что одно мышечное волокно окружают от 0 до 9 капилляров.

Среднее количество волокон, приходящихся на 1 капил­ ляр, колебалось от 2 до 3,2.

В мышцах капилляр от капилляра расположен на расстоянии от 11 (Krogh, 1927) до 50 мк (Zweifach, 1959) и проходит в местах схождения двух или нескольких гра­ ней волокон.

Гистологические исследования показали, что нервно мышечный синапс чаще всего находится в центральной части волокна (Desmedt, 1958;

Coers, Woolff, 1959;

Chris tensen, 1959).

На небольшом участке мышечного волокна В. П. Ги лев (1961) обнаружил все стадии сокращения саркоме ров. Оказалось, что миофибриллы, находящиеся дальше от места раздражения, менее сокращены, и наоборот, миофибриллы, расположенные ближе к месту раздраже­ ния, сильно сокращены. Между этими миофибриллами располагаются остальные, на которых можно наблюдать все промежуточные стадии сокращения.

На основании этого было высказано предположение, что при сокращении мышцы длина капилляра и его диа­ метр под возросшим внешним давлением станут меньше, объем капилляра уменьшится и содержащаяся в нем кровь вытолкнется. При расслаблении мышечных волокон объем капилляра увеличивается, и он снова заполнится кровью (Аринчин, Ермолова, Наймитенко, Недвецкая, 1972;

Аринчин, Недвецкая, 1974).

Исследованиями, проведенными в лаборатории крово­ обращения Института физиологии АН БССР, обнаружено, что микронасосная функция скелетных мышц усили­ вается при общей гипотермии организма, в случае воз­ никновения холодовой мышечной дрожи (Аринчин, Нед­ вецкая, Борисевич, 1975, 1977). Это объясняется тем, что мышечная дрожь обусловлена повышением сократитель­ ной способности мышечных волокон или небольших их групп, т. е. сократительной способности мышц (Бартон, Эдхолм, 1957;

Иванов, 1965 и др.).

Таким образом, скелетные мышцы представляют со­ бой своеобразные внутримышечные периферические «сердца», которые функционируют на внутриорганном уровне при любых проявлениях жизнедеятельности орга­ низма как при динамической, так и при статической ра­ боте.

Внутримышечные периферические «сердца» действу­ ют в области прекапилляров, венул, вен, заключенных внутри мышцы, активно перекачивая кровь из артерий по капиллярам в вены.

В последнее время показано, что "и миокард в силу его значительного анатомо-морфологического и функцио­ нального сходства со скелетными мышцами обладает активной внутримиокардиальной насосной функцией, ко­ торая заключается в том, что в условиях прямого масса­ жа, ритмического растяжения и естественных сокраще­ ний сердца, кровь благодаря сократительной способно­ сти миокарда перекачивается из коронарных артерий по капиллярам в венозные коллекторы сердца (Аринчин, Недвецкая, 1976).

Значение внутриорганной микронасосной способности скелетных мышц становится еще более очевидным, если лринять во внимание то, что на долю скелетных мышц приходится до 50% массы тела человека (Васильева, Степочкина, 1968) и они обильно (2000—3000 капилля­ ров в 1 мм2) кровсснабжаются (Krogh, 1927).

Следовательно, в аппарате кровообращения сущест­ вует не один, а несколько насосов, составляющих систему гемодинамических насосов организма: среди них первый уровень принадлежит сердцу, второй — внутримышечным периферическим «сердцам», третий — венозным помпам.

Первый и третий уровни изучены достаточно хорошо, тог­ да как второй до недавнего времени оставался неизвест­ ным.

Ранее проведенными исследованиями установлено, что скелетные мышцы обладают присасывающе-нагнета тельным свойством при различных видах сокращения, массажа, холодовой мышечной дрожи, но как ведет себя мышца при растяжении в условиях реципрокной деятель­ ности мышц-антагонистов предстояло всесторонне изу­ чить.

РАСТЯЖЕНИЕ КАК ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ Двигательная деятельность в естественных услови­ ях представляет собой сочетание статической и динами­ ческой работы, которая осуществляется на фоне тониче­ ского напряжения скелетных мышц.

Элементарная координация работы скелетных мышц антагонистов имеет в своей основе механизм реципрок­ ной их иннервации.

Однако типичных мышц-антагонистов мало, обычно мышцы являются антагонистами для конкретной ситуа­ ции, при ее же изменении они находятся в других соот­ ношениях. Изучение биотоков антагонистических мышц у человека при волевых движениях показало, что воз­ можны как реципрокные отношения этих мышц, так и их одновременное сокращение или расслабление (Wagner, 1925;

Wachholder, 1928;

Персон, 1965 и др.).

Вопросами взаимоотношений мышц-антагонистов за­ нимались многие исследователи (Введенский, 1951, 1952;

Scherrington, Hering, 1897;

Введенский, Ухтомский, 1952;

Кекчеев, 1946;

Уфлянд, 1952, 1956;

Гурфинкель, 1953;

Донская, 1956;

Границ, 1957;

Фарфель, 1960;

Захарьянц, 1963;

Беккер, 1965;

Персон, 1965;

Костюк, 1968 и др.).

2. Зак. В основе реципрокных отношений лежат ироприоцеп тивные рефлексы, принимающие участие как в поддер­ жании мышечного тонуса, так и в обеспечении координа­ ции движений. Проприоцептивные рефлексы — рефлексы с обратной связью по функциональной структуре и реф­ лексы растяжения по происхождению.

Функцию собственно' проприорецепторов, восприни­ мающих растяжение и сокращение мышцы, выполняют веретенообразные клетки, расположенные в ней, что бы­ ло экспериментально доказано путем перерезки спинно­ мозговых корешков у кошек, обезьян, лягушек.

В настоящее время выделены а-, у-мотонейроны, воз­ действующие на возбудимость проприорецепторов. Им­ пульсы, идущие к мышечным веретенам по у-эфферен там, сказываются на степени их напряжения, в резуль­ тате чего изменяется их чувствительность к напряжению мышцы (Tiegs, 1953). На проприорецепторы оказывают непрерывное влияние надсегментарные отделы мозга.

Они также тонко реагируют на различные адекватные воздействия со стороны скелетных мышц. Это проявля­ ется в рефлекторном повышении тонуса и в колебании возбудимости мышц как на стороне раздражения, так и на симметричных мышцах противоположной сто­ роны.

Таким образом, реципрокные отношения складыва­ ются еще в спинном мозгу, а контролируются высшими отделами центральной нервной системы.

Следовательно, элементы движения представляют со­ бой совокупность процессов растяжения и сокращения, которые осуществляются параллельно, координированно и при своем взаимодействии ведут к нормальному био­ логическому двигательному акту.

Большое участие растяжение принимает при выпол­ нении циклических движений, которые являются основой наиболее распространенных видов локомоций.

Известно, что скелетные мышцы обладают упругими и эластичными свойствами, в значительной мере способ­ ствующими растяжению и сокращению мышцы в естест­ венных условиях. Однако упругость мышц несовершенна.

Е. К- Жуков (1959) считал, что при растяжении выделя­ ются две фазы: 1 — быстрое растяжение мышцы, которое отражает деформацию, упругих компонентов;

2 — медлен­ ное ее растяжение, свидетельствующее о наличии в мыш­ це внутреннего трения или вязкости. Значит, в начале растяжения мышца оказывает незначительное сопротив­ ление растягиваемой силе, при дальнейшем растяжении сопротивление мышцы растягиваемой силе растет.

A. Haman et al. (1974) также обратили внимание на нелинейность растяжения мышцы, так как изменение ее длины не пропорционально напряжению. По полученным ими данным, мышца может растянуться свыше 150% своей длины в покое.

Нелинейность растяжения мышцы, по всей вероятно­ сти, зависит от того, что в самой мышце одни ее участки сокращаются, в то время как другие, находящиеся еще в покое, растягиваются. Следовательно, мышцы наряду с сократимостью обладают и свойством растяжимости.

Это свойство можно наблюдать на изолированной мыш­ це, находящейся в покое, если растягивать ее грузом.

S. Gollaunaugh, M. Brookes (1974), исследуя влияние натяжения т. tibialis anterior при нагрузке от 0 до 200 г на длину мышечных волокон, обнаружили, что кривая зависимости логарифма среднего процента изменения длины от величины натяжения имеет экспоненциальный характер с тремя перегибами, соответствующими трем фазам состояния мышцы. Во время первой фазы наблю­ дается скольжение мышечных пучков, обусловленное на­ личием эластичных волокон в перимизиуме. Во время второй фазы филаменты актина и миозина разделены, скорость удлинения снижается, хотя сила растяжения продолжает возрастать. Это происходит до тех пор, пока не наступит третья фаза, когда тонкие спиральные колла геновые волокна, расположенные в эндомизиуме, не вы­ тянутся параллельно миофибриллам. Такую зависимость авторы нашли как для напряженной, так и для расслаб­ ленной мышцы.

Общепринятым считалось, что дальше миофибриллы не могут удлиняться без разрушения, ссылаясь на тео­ рию скольжения, согласно которой перерастяжение мыш­ цы приводит к потере миофибриллярной способности со­ кращаться. Однако исследованиями Н, В. Самосудовой, Г. М. Фра нка (1962), Г. М. Франка (1970) показано, что сокращение все же имеет место.

Как для сокращения, так и для растяжения прото фибрилл необходима АТФ. Под влиянием ее резко воз­ растает пластичность актомиозиновых нитей: под нагруз­ кой они сильно растягиваются, а в свободном состоянии сокращаются.

Н. Е. Huxley, J. Hanson (1954) с помощью электрон­ ного микроскопа установили, что при растяжении мы­ шечных волокон удлинение саркомера происходит за счет «вытягивания» тонких протофибрилл из промежутков между толстыми, а при сокращении, наоборот, происхо­ дит их «вдвигание».

По современным представлениям, при растяжении мышцы увеличивается степень взаимодействия актино вых и миозиновых нитей, а так как взаиморасположение актиновых и миозиновых нитей при растяжении опреде­ ляет их взаимодействие при сокращении, то сила сокра­ щения мышцы увеличивается.

Таким.образом, растяжение представляет собой про­ цесс, противоположный сокращению, и является необхо­ димым условием для нормального сокращения и в целом функционирования всей мышечной ткани.

Многочисленными работами показано, что растяже­ ние влияет на функциональные свойства скелетной мыш­ цы (Бауэр, Барздыко, 1936;

Стома, 1956, 1958;

Кондраев, Чуваев, Чуваева, 1962;

Гоциридзе, 1968;

Глазырина, 1969;

Ковшова, 1972 и др.).

Установлено, что умеренное натяжение мышцы, как •изолированной, так и в условиях целостного организма, меняет ряд ее свойств: увеличивается высота одиночного сокращения, укорачивается скрытый период сокращения (Мужеев, 1935), уменьшается реобаза (Стома, 1956, 1958), увеличивается скорость возникновения возбужде­ ния (Стома, 1956, 1958;

Гоциридзе, 1968).

По данным ряда авторов, реакция на растяжение яв­ ляется частным случаем парабиотического процесса (Га нелина, 1962;

Глазырина, 1969).

П. В. Глазырина (1969) обнаружила, что при умерен­ ном растяжении мышцы возбудимость и сократительная способность мышечного волокна повышаются, а чувстви­ тельность к избытку ионов калия понижается;

при силь­ ном растяжении, наоборот, происходит падение возбуди­ мости и сократительной способности, в мышце нарастают паранекротические изменения. Имеются данные, сви­ детельствующие о том, что при средней силе растяжения в мышце усиливаются обменные процессы (Ганелина, 1962).

Реобаза и хронаксия растягиваемой мышцы изменя­ ются в зависимости от величины нагрузки, а при длитель­ ном растяжении М. Ф. Стома (1956) наблюдал трехфаз ность изменения функционального- состояния мышцы: во время первой фазы происходит кратковременное увели­ чение хронаксии, во время второй — укорочение хронак сии и увеличение реобазы, а в третьей фазе — удлинение хронаксии и увеличение реобазы. Прекращение' растяже­ ния вызывает постепенное повышение лабильности и воз­ будимости мышцы до исходных величин, которое сменя­ ется вторичной волной понижения тех же показателей.

Характеризуя работоспособность утомленной мышцы, Ф. Е. Тур (1938), М. В. Кирзон (1959), Н. Н. Лебедева (1956) обнаружили, что при дополнительном растяжении работоспособность мышцы увеличивается. Это, по мне­ нию М. В. Кирзон (1959), объясняется тем, что добавоч­ ное растяжение дополнительно включает в работу новые • нейромоторные единицы.

Однако по вопросу о механизме действия растяжения на скелетные мышцы нет единого мнения. Одни авторы считают, что растяжение непосредственно действует на мышечное волокно, изменяя его динамические свойства (Введенский, 1893 и др.). Другие предполагают, "что рас­ тяжение воздействует на нервно-мышечный аппарат и тем самым улучшает передачу возбуждения с нерва на мышечное волокно (Кирзон, 1959;

Сагдеев, 1971).

При раздражении мышцы ускорение нервно-мышеч­ ной передачи возбуждения вызывается за счет увеличе­ ния освобождения ацетилхолина из нервных окончаний, что ведет к возрастанию амплитуды потенциалов конце­ вых пластинок. Вовлечению новых волокон в активность отчасти способствует и повышение их возбудимости (Саг­ деев, 1971).

Экспериментально на кураризированном нервно-мы­ шечном препарате лягушки Т. Н. Ониани, А. А. Унгиадзе (1964) показали, что растяжение мышцы вызывает уве­ личение амплитуды потенциала концевых пластинок, а также повышение возбудимости, мышечных волокон, что облегчает передачу возбуждения с нерва на мышцу.

Третьи, составляющие большинство исследователей, получили многочисленные доказательства о том, что рас­ тяжение в условиях целостного организма является спе­ цифическим раздражителем проприорецепторов и тем са­ мым воздействует на центральную нервную систему с по­ следующим рефлекторным влиянием на нервно-мышеч­ ный аппарат (Стома, 1956;

Уфлянд, 1956;

Гранит, 1957;

Стома, Барвитенко, 1964;

Григорьев, 1972 и др.).

2Е Еще с конца прошлого века известно, что всякое из­ менение длины или напряжения мышцы раздражает за­ ключенные в ней проприорецепторы. В ее 'экстрафузаль ных волокнах появляются рефлекторные токи действия.

Детальное изучение этого вида мышечных рефлексов бы­ ло проведено Ч. Шеррингтоном с сотр. (1935).

Раздражение мышечных рецепторов при растяжении ведет к рефлекторному повышению сократимости мышц.

При изучении электрической импульсации, возникающей в чувствительных окончаниях мышечного веретена ля­ гушки в условиях растяжения, обнаружены линейная за­ висимость между частотой импульсов и величиной абсо­ лютного удлинения мышцы и логарифмическая зависи­ мость между растягивающей силой и абсолютным ее удлинением (Заранов, Метревели, Лежава, 1966).

При ритмическом механическом раздражении про приорецепторов в них появляются рефлекторные биотоки или пачки биотоков, синхронные с частотой раздражения.

Вследствие неоднородности нейромоторных единиц и соответственно неодинаковой скорости проведения им­ пульсов по афферентной и эфферентной части проприо цептивной дуги в ответ на раздражение возникают не отдельные биотоки, а пачки биотоков (Григорьев, 1972).

Обнаружено, что ступенчатое растяжение икронож­ ной мышцы крыс приводит к возбуждению сначала еди­ ниц с малой амплитудой разрядов, а по мере усиления растяжения увеличивается общее количество работаю­ щих одновременно единиц, среди которых увеличивается число единиц, генерирующих разряды большой частоты (Бурсиан, 1972).

А. С. Степанов, Б. М. Дементьев (1967) установили, что растяжение или сокращение оказывает влияние не только на проприорецепторы мышц, но и непосредствен­ но на мышечные волокна. Причем насильственное растя­ жение развивает в мышце напряжение примерно на 1/ часть больше по сравнению с изометрическим сокраще­ нием, вызванным электрическим раздражением мышцы.

- Полезная работа, выполняемая непосредственно после растяжения, может быть значительно больше, чем ра­ бота той же мышцы при укорочении в аналогичных про­ чих условиях, но из состояния изометрического сокраще­ ния, т. е. без растяжения. Это связано как с большей со­ кратительной способностью мышцы, развиваемой после растяжения (Стома, 1956;

Кирзон, 1959;

Глазырина, др.), так и накоплением эластической энергии (Cavag и па, 1973).

В основном механическое растяжение мышцы исполь­ зовалось как адекватный раздражитель проприорецепто ров мышечной ткани и с этой целью применялось при изучении проблемы рецепции и рефлекторной деятельно­ сти. Однако многочисленные данные свидетельствуют о том, что раздражение проприорецепторов оказывает не только координирующее влияние на локомоторный аппа­ рат, но и весьма существенно влияет на сердечно-сосуди­ стую систему по механизму моторно-висцеральных реф­ лексов (Вазилло, Могендович, 1961;

Могендович, 1957, 1962, 1968, 1971, 1972).

Ряд авторов, занимаясь этим вопросом, обнаружили, что растяжение, сокращение и даже незначительное из­ менение тонуса скелетных мышц, воздействуя на про приорецепторы, приводят у животных к различным эф­ фектам как со стороны работы сердца, так и сопротивле­ ния сосудов различных частей тела.

В острых опытах на кошках Е. А. Квасова, П. А. Не­ красов (1951) получили прессорный эффект при раздра­ жении четырехглавой мышцы бедра, который исчезал после перерезки задних корешков спинного мозга. Анало­ гичные результаты получил В. П. Колычев (1959), кото­ рый в качестве экспериментального объекта использовал бульбоспинальных лягушек. ;

Депрессорные реакции кровяного давления с после­ дующей гипертензией при растяжении мышцы кошки грузом были описаны S. Scoglung (1960).

Показано,- что при раздражении проприорецепторов путем растяжения происходит рефлекторное сужение кро­ веносных сосудов, в связи с чем повышается общее кро­ вяное давление. Особенно большая роль в повышении ар­ териального давления приписывается рефлекторным изменениям просвета кровеносных сосудов внутренних органов (Георгиев, 1961).

При изучении рефлекторного влияния раздражения проприорецепторов на деятельность сердца получены про­ тиворечивые результаты. У холоднокровных животных наблюдалось рефлекторное увеличение амплитуды и час­ тоты сердцебиений (Бельтюков, Могендович, 1947;

Гле­ бовский, 1949), а у теплокровных при раздражении про­ приорецепторов путем растяжения не было обнаружено изменений в деятельности сердца (Квасов, Науменко,' 1951;

Георгиев, 1961).

По мнению М. Р. Могендовича (1957), главная роль кинестезии для кровообращения заключается в осущест­ влении моторно-виснеральных рефлексов. При изучении последних использовали в качестве раздражителя растя­ жение проприорецепторов скелетных мышц. При этом имелось в виду, что растяжение скелетных мышц явля­ ется более адекватным раздражителем проприорецепто­ ров по сравнению с сокращением, заключающимся в том, что оно, якобы, исключает влияние на кровообращение..

Следует заметить, что скелетная мышца в литературе не рассматривалась как самостоятельный присасывающе нагнетательный насос, а принималась в качестве рабоче­ го органа, перфузируемого кровью. В последнее время стало известно, что она наряду с этим является насосом,, который, как сказано выше, функционирует не только при сокращении, но и в физиологическом покое. В связи с этим представляло интерес изучить вопрос о том, функ­ ционирует ли скелетная мышца и в процессе -ритмиче­ ского растяжения как присасывающе-нагнетательный насос;

принимает ли растяжение наряду с сокращением активное участие как в самообеспечении скелетных мышц, так и в кровообращении организма в целом или только служит раздражителем проприорецепторов в осу­ ществлении моторно-висцеральных рефлексов.

ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКИ НА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТУЮ И МЫШЕЧНУЮ СИСТЕМЫ В связи с прогрессирующей заменой в труде и в бы­ ту мышечной деятельности человека работой машин про­ исходит ограничение двигательной активности, что при­ водит к гипокинезии организма. Как известно, понижен­ ная двигательная активность ухудшает состояние не только мышечной системы в виде атрофических измене­ ний двигательного аппарата (Панов и др., 1969;

Порту галов и др., 1969), но и сердечно-сосудистой, а также многих других систем организма.

Физическая же культура и спорт являются одним из эффективных средств профилактики и лечения как опор­ но-двигательного аппарата, так и сердечно-сосудистых заболеваний. В последнее время при лечении инфаркта миокарда все шире применяется не охранительный, пос­ тельный режим покоя, а активный двигательный режим и физические упражнения в виде лечебной гимнастики.

Лечебная гимнастика, проводившаяся методом интер­ вальных тренировок, вызывала у больных инфарктом миокарда существенные сдвиги гемодинамики: урежение пульса, снижение минимального и среднего артериаль­ ного давлений, увеличение ударного объема крови и адекватное уменьшение удельного сопротивления сосу­ дов, что свидетельствует о благоприятном влиянии лечеб­ ной гимнастики на сердечно-сосудистую систему (Танеев, 1977).

Все органы и системы по структуре и функциям рас­ считаны на оптимальную активность, а не на покой, и могут достигать полного развития лишь в условиях до­ статочно интенсивной деятельности. Активная физиче­ ская деятельность, совершаемая в оптимальном объеме и интенсивности в течение всей жизни человека, способст­ вует повышению экономичности и надежности сердечно­ сосудистой системы и всего организма в целом (Чебота­ рев, Коркушко, Калиновская, 1969).

Применение максимальных физических нагрузок не всегда может быть полезным. По некоторым данным ин­ тенсивная физическая нагрузка приводит к неполноцен­ ному кровоснабжению миокарда, недостаточному поступ­ лению нуклеиновых кислот, в мышце наблюдаются рез­ кие сдвиги ангиоархитектоники, особенно со стороны капилляров (Алашеева, 1975).

Показано, что ступенчатое увеличение мышечных на­ грузок при систематическом их применении имеет суще­ ственное преимущество перед равномерным и значитель­ но повышает степень адаптации к ней (Пыжова, 1972, 1973), а эффективность адаптации в свою очередь может изменяться в зависимости от распределения одной и той же нагрузки в течение дня (Яковлев, Яковлева, 1971).

А. П. Сорокин и др. (1973), занимаясь изучением до­ зировки физической нагрузки в эксперименте, обратили внимание на то, что время выполнения нагрузки при одинаковой интенсивности не точно отражает ее величи­ ну и вызывает различные по степени ответные реакции сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем орга­ низма. Они экспериментально показали, что желательно выбирать время действия нагрузки при постоянной ин­ тенсивности и контролировать ее дозировку с учетом ди 25.

намики параметров сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

Изучению влияния физической нагрузки на сердечно­ сосудистую систему посвящено большое количество ра^ бо* (Духовичный, 1964;

Озолинь, Порцик, 1970;

Пирого- ' ва, 1970;

Сорокин и др., 1973 и др.).

Физическая тренированность, как считают В. В. Па­ рии, Ф. 3. Меерсон'(1965), обеспечивает экономное осу­ ществление обменных процессов, быструю и полную мо­ билизацию функции кровообращения.

Адаптация сердца к повторным физическим нагруз­ кам осуществляется за счет, во-первых, функционального расширения полостей сердца, во-вторых, физиологиче­ ской гипертрофии миокарда в результате увеличения толщины его мышечных волокон (Reindell et al., 1960;

Комадел, Барта, 1968 и др.).

Под влиянием тренировки поддержание минутного объема кровообращения может происходить как за счет увеличения систолического объема, так и вследствие по­ вышения частоты ритма сердечной деятельности (Абер берг-Ауешканпе, 1977).

D. J. McCloskey (1976) показано, что при динамиче­ ской физической нагрузке происходит увеличение ми­ нутного объема сердца, ударного объема, пульса, повы­ шается систолическое давление, т. е. отмечается нагрузка на сердце. При статической физической нагрузке ми­ нутный объем сердца и пульс повышались незначитель­ но, а системное и диастолическое давления существенно увеличивались.

Физическая тренировка вызывает повышение уровня артериального давления в среднем на 10—20%. Повыше­ ние артериального давления при мышечной работе может объясняться рефлекторными влияниями, возника­ ющими в самой работающей скелетной мышце. В ре зультате. физической тренировки возрастает функцио­ t нальная зависимость между локомоторной системой, с одной стороны, центральной нервной и сердечно-сосу­ дистой системами с другой (Могендович, 1972).

По данным М. И. Гуревича, С. А. Бернштейна, Н. В.

Ильчевича (1970), при умеренной физической нагрузке увеличение минутного объема сердца достигалось пре­ имущественно за счет ритма сердечных сокращений;

при повышенной же — вследствие увеличения ударного объе­ ма. Они считают, что сдвиги гемодинамики достигают максимального уровня в процессе выполнения самой физической работы. Важнейшая роль в повышении сис­ темного артериального давления принадлежит увеличе­ нию минутного объема сердца, изменение которого свя­ зано в основном с возрастанием ударного объема, а не ритма сердечных сокращений.

В состоянии покоя частота сердечных сокращений у тренированных животных меньше, а масса сердца боль­ ше, чем у нетренированных. Эти изменения зависят как от возраста животных, так и от интенсивности трениров­ ки (Ракочи, 1971). У хорошо тренированных спортсме­ нов в состоянии покоя обнаружено снижение минутного объема кровообращения (Кузьмина, 1955;

Mellerowicz, 1960).

Под влиянием адаптации к физическим нагрузкам возрастает максимальная насосная функция изолирован­ ного сердца (Капелько, Меерсон, Шагинова, 1973;

Ка лелько, Гибер, 1977).

Ф. 3. Меерсон, В. И. Капелько, К- Пфайффер (1976) обнаружили, что при физической тренировке происходит увеличение левого желудочка, амплитуды сокращений папиллярных мышц. Они полагают, что повышение функ­ циональной возможности сердечной мышцы под влияни­ ем адаптации обеспечивается увеличением АТФ-азной активности миозина и активации систем ионного и кис­ лородного транспорта. Ими было показано, что после регулярной физической тренировки растяжимость мио­ карда значительно возрастает и максимальная амплиту­ да сокращений достигается при меньшей растягивающей силе.

Систематическая физическая тренировка наряду с функциональными изменениями в деятельности сердца лриводит и к морфологической перестройке миокарда, которая выражается в повышении соотношения числа капилляров к числу мышечных волокон в сердечной мышце (Bell, Rassmussen, 1974).

Таким образом, под влиянием физической тренировки в функциях сердечно-сосудистой системы наблюдаются значительные изменения. Тренированность оказывает и непосредственное влияние на мышечный кровоток. Одна­ ко данные, полученные при изучении кровотока в мыш­ цах, весьма противоречивы. Если одни авторы нашли, что физическая работа вызывает большее усиление мы­ шечного кровотока у малотренированных лиц, чем у спортсменов (Mellerowicz, I960), то, по мнению других, кровообращение интенсивнее в более тренированных мышцах (Абросимова, 1968). В условиях покоя кровоток в конечностях у более тренированных спортсменов умень­ шается (Озолинь, Порцик, 1970).

Систематическая физическая тренировка уменьшает приток крови к неработающим мышцам, что приводит к более экономному-использованию минутного объема кро­ вообращения. Наряду с этим установлено, что кровоснаб­ жение поперечно-полосатой мышечной ткани может меняться в зависимости от вида физической нагрузки (Petren et al., 1936;

Катинас, 1957). При физической тре­ нировке существенно изменяется тонус скелетных мышц.

Последний в большей степени зависит от длительности и интенсивности тренировочного процесса. При произ­ вольном напряжении наблюдается увеличение тонуса мышц, а при произвольном расслаблении — его умень­ шение, благодаря чему увеличивается амплитуда твер­ дости мышц, т. е. повышаются функциональные возмож­ ности мышечной системы (Ефимов, 1947;

Кесарева, 1960).

Одновременно с функциональными изменениями в кровоснабжении мышечной ткани после адаптации к фи­ зическим нагрузкам происходит и морфологическая пере­ стройка скелетных мышц, увеличение мышечной массы.

Н. А. Бодрова (1965) обнаружила у молодых щенков, в течение 2—8 мес тренировавшихся на третбане, изме­ нения в скелетных мышцах конечностей, которые харак­ теризовались удлинением отдельных мышечных пучков различного порядка. При этом мелкие и более короткие пучки растут интенсивнее, чем крупные, а также изме­ няются группировки волокон в пучки, что приводит к большому единообразию их по толщине, увеличению ко­ личества соединений между пучками и т. д. Применение нагрузок до 3-й стадии утомления ведет при неизменной:

массе и объеме мышцы к увеличению толщины мышеч­ ных волокон (Денисов, 1973).

После адаптации к физической нагрузке происходит снижение относительного количества красных и нараста­ ние белых волокон без изменения количества промежу­ точных волокон, особенно в мышцах, на которые прихо­ дится основная двигательная нагрузка. При этом досто­ верно увеличивается площадь поперечного сечения промежуточных и белых мышечных волокон, располо­ женных в наружных областях мышцы (Дерибас, Филип / ченко, 1974). В функциональном отношении с деятель­ ностью красных волокон связывают функцию поддер­ жания тонуса, а с деятельностью белых — фазных сокращений.

Таким образом, после адаптации к мышечным нагруз­ кам повышается функциональная активность мышечных волокон, связанных с фазными сокращениями.

П. 3. Гудзь (1968, 1973), изучая морфологическую перестройку скелетных мышц у животных (белых крыс, собак), обнаружил, что малые физические нагрузки не вызывают заметных изменений гистоструктуры, а при повышенных нагрузках происходит гипертрофия и гипер­ плазия мышечных волокон с их продольным расщепле­ нием. Перестраивается также и капиллярная сеть мыш­ цы. Петли капилляров прорастают между вновь обра­ зовавшимися мышечными волокнами. Уже при малых физических нагрузках происходят увеличение капилляр­ ного русла поперечно-полосатых мышц и возрастание числа функционирующих капилляров (Brodal, Ingjer, Hermansen, 1977).

Из приведенных данных литературы следует, что фи­ зическая тренировка ведет к изменениям гистоструктуры скелетных мышц и создает ряд предпосылок для воспита­ ния, особенно у спортсменов, качеств силы, скорости и выносливости.

Исходя из тесной функциональной взаимосвязи и вза­ имозависимости, существующих между сердечно-сосу­ дистой и мышечной системами, выяснение роли скелет­ ных мышц в гемодинамике представляет значительный теоретический и практический интерес.

Итак, в организме человека и животных наряду с центральным гемодинамическим насосом — сердцем — в кровообращении принимают активное участие много­ численные его помощники — внутримышечные перифери­ ческие «сердца». В результате присущей им присасыва­ ющей способности они снижают периферическое сопротивление, а благодаря нагнетательной функции, проявляющейся при разных видах сокращения, протал­ кивают кровь из артерий по внутримышечным капилля­ рам в вены с силой, превышающей даже максимальное артериальное давление, увеличивая и ускоряя возврат _, венозной крови к сердцу, его наполнение, что приводит к значительному облегчению его работы. В основе микро­ насосной деятельности скелетных мышц лежит вибра ционный механизм, заключающийся в том, что асинхрон­ но сокращающиеся мышечные волокна, воздействуя на внутримышечные сосуды, способствуют продвижению за­ ключенной в них крови. Описанная выше деятельность внутримышечных периферических «сердец» изучалась в условиях физиологического покоя, ритмического, тетани ческого сокращения мышцы, ее массаже и при гипотер­ мии, сопровождающейся возникновением холодовой мы­ шечной дрожи.

Но для более полной характеристики внутримышеч­ ных периферических «сердец» необходимо изучение роли скелетных мышц в гемодинамике организма не только при различных видах сокращения, но и растяжения.

В лаборатории кровообращения Института физиологии АН БССР исследовалось участие ритмического растяже­ ния изолированной икроножной мышцы в проявлении функции внутримышечного периферического «сердца», а также влияние физической тренировки на эффектив­ ность внутримышечного периферического «сердца» в ус­ ловиях ритмического растяжения скелетных мышц. Ре­ шались следующие вопросы: 1. Обладает ли скелетная мышца при ритмическом растяжении нагнетательной функцией и как влияет различная нагрузка (от 1 до 10 кг) на нагнетательный эффект? 2. Если скелетная мышца при растяжении есть насос, то проявляет ли она присасывающий эффект? 3. Способна ли скелетная мышца в условиях ритмического растяжения осущест­ влять замкнутую циркуляцию крови по искусственному кругу кровообращения и какова объемная скорость кро­ вотока при этом? 4. Каков механизм проявления приса сывающе-нагнетательной функции при ритмическом рас­ тяжении скелетных мышц, изучаемый с помощью электро­ миографии, электротономиографии и других фрагментов исследований? 5. Влияет ли физическая тренировка на присасывающе-нагнетательную микронасосную способ­ ность скелетных мышц при их растяжении? :

Глава II МЕТОДИКИ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Вся экспериментальная часть работы основана на проведении острых опытов, выполненных на изолирован­ ной икроножной мышце собак при сохранении нервных и сосудистых связей с организмом, а также на пол­ ностью изолированных икроножных мышцах животных.

Наряду с острыми опытами проведены хронические ис­ следования на собаках, подвергавшихся систематиче­ ской физической тренировке, с целью изучения возмож­ ности повышения эффективности микронасосной способ­ ности скелетных мышц в условиях их растяжения и влияния последних на показатели сердечно-сосудистой системы у собак в целом.

ИЗОЛИРОВАНИЕ ИКРОНОЖНОЙ МЫШЦЫ Работа выполнена на 89 беспородных собаках, находившихся под морфинно-гексеналовым наркозом.

Перед опытом на 30—40 мин собакам вводился подкож­ но 2%-ный раствор соляно-кислого морфина из расчета 0,5 мл на 1 кг массы животного, затем в процессе опыта внутрибрюшинно вводился 5%-ный раствор гексенала.

Подготовка животного к исследованию проводилась следующим образом: животное с помощью лямок укреп­ ляли на операционном столе в горизонтальном положе­ нии на спине. Шерсть с задней конечности тщательно состригали, и операционное поле обрабатывали настой­ кой йода. Скальпелем производили послойный разрез подкожно-жировой клетчатки по медиальной поверх­ ности. На мышцу gastrocnemius попарно накладывали жгуты, между которыми осуществляли полное пересече­ ние тканей. Тупым способом вычленяли икроножную мышцу из окружающих тканей, перевязывали все при­ ходящие и отходящие от мышцы сосуды, за исключением бедренных артерии и вены. Бедренные артерия и вена в условиях физиологического покоя необходима в каче­ стве контроля при применении препаратов кураре (ди плацина). По ее исчезновению можно судить о начале действия диплацина на нервно-мышечные синапсы ске­ летных мышц.

Возникающие в мышце потенциалы действия отводи­ лись при помощи игольчатых электродов, расположен­ ных на расстоянии 1.см друг от друга, и подавались на усилитель переменного тока БПУ 4-01. Запись электро миограммы осуществлялась с помощью чернильнопи шушего прибора УСЧ 8-03 со скоростью движения бума­ ги 50, 100 мм/с. Количественный анализ электромиограм мы проводился визуально по методу, описанному Р. В.

Персон (1969)'.

Данные электромиограммы в известной степени от­ ражают тонические напряжения скелетных мышц. В до­ полнение к этому методу был применен также способ измерения тонуса икроножной мышцы как в состоянии «видимого» покоя, так и при различной силе растяжения с помощью электромиотонометра ЭМ-3. Щуп устанавли­ вали на область икроножной мышцы, а показания шка­ лы с помощью графика переводились в г/см2.

Приведенный комплекс методик использовался для исследования гемодинамики изолированной икроножной мышцы в условиях ее растяжения и изучения некоторых вопросов механизма влияния растягивающихся скелет­ ных мышц на внутриорганный кровоток.

Глава III НАГНЕТАТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ ВНУТРИМЫШЕЧНОГО ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО «СЕРДЦА» В УСЛОВИЯХ РИТМИЧЕСКОГО РАСТЯЖЕНИЯ ИЗОЛИРОВАННОЙ СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЫ С помощью описанных выше методов исследования получены факты, которые дают возможность в количе­ ственных показателях давления и объема перекачивае­ мой крови изучать деятельность внутримышечных пери­ ферических «сердец» не только при различных видах сокращения, но и растяжении.

ДИНАМИКА ЗАСТОЙНОГО ВЕНОЗНОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ ПРЕГРАЖДЕНИИ ВЕНОЗНОГО ОТТОКА ИЗ СОСУДОВ ИЗОЛИРОВАННОЙ ИКРОНОЖНОЙ МЫШЦЫ, НАХОДЯЩЕЙСЯ В УСЛОВИЯХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ПОКОЯ Прежде всего было проведено изучение особеннос­ тей гемодинамики в изолированной икроножной мышце собаки при сохранении нервных и сосудистых связей с организмом в условиях покоя без отягощения ее грузами.

С этой целью в острых опытах наблюдали динамику застойного венозного давления при пережатии бедрен­ ной вены икроножной мышцы, находящейся в условиях физиологического покоя. Эти опыты служили контролем для сопоставления их с гемодинамикой в условиях рас­ тяжения икроножной мышцы.

Как показали результаты исследований, застойное венозное давление в условиях физиологического покоя мышцы медленно повышалось (рис. 3), но, как правило, не достигало уровня максимального артериального дав­ ления.

Законы гемодинамики, учение о движении крови по сосудистой системе являются общими с законами гидро­ динамики— учением о движении жидкости. Вследствие этого по закону сообщающихся сосудов застойное веноз­ ное давление при преграждении венозного оттока долж­ но было бы достичь уровня максимального артериально гг го давления. Однако периферическое сопротивление в артериолах и капиллярах, эластические и упругие свой­ ства сосудистой стенки, вязкость крови и другие особен­ ности крови й сосудов мышцы создают значительное, сопротивление току крови, на преодоление которого рас­ ходуется основное (85%) количество энергии сердца (Бабский и др., 1966). Поэтому в наших экспериментах не наблюдалось выравнивания уровней застойного веноз­ ного и максимального артериального давлений (табл. 1).

Рис. 3. Динамика застойного венозного давления в условиях физио­ логического покоя изолированной икроножной мышцы собаки: 1 — кимограмма артериального давления;

2 — кимограмма застойного венозного давления, 3 — нулевая линия, 4 — отметка наложения сосудистого зажима на бедренную вену, 5 — отметка времени С другой стороны, для выравнивания уровней застой­ ного венозного и максимального артериального давле­ ний большую роль играет фактор времени. Возможно, что при более продолжительном преграждении веноз­ ного оттока по сравнению со временем, применяемым в наших экспериментах (10 мин), и произошло бы;

вырав^.

нивание. Но мы имеем дело с живым организмом, а, как известно, длительный венозный застой крови ведет к на­ рушению обмена веществ в тканях, что в свою очередь вызывает отек тканей, их набухание, в том числе и набу­ хание стенок кровеносных сосудов, которое приводит к сужению их просвета. Такое состояние не является фи­ зиологическим, и поэтому длительное преграждение ве­ нозного оттока из мышцы не может использоваться для решения поставленных перед данной работой задач.

Как следует из табл. 1, максимальное артериальное давление (АД) у собак разного возраста в среднем бы­ ло 114+3,177 мм рт.ст., венозное давление (ВД) перед за Таблица Данамика застойного венозного давления при преграждении венозного оттока крови из сосудов икроножной мышцы, находящейся в условиях физиологического покоя опытом равнялось 3,2+0,519 мм рт. ст. При прегражде­ нии венозного оттока застойное венозное давление не­ уклонно повышалось и к 10-й минуте достигало 84,4+ +4,043 мм рт. ст., т. е. не превышало максимального артериального давления. Причем в одних опытах (3, 4, 10) застойное венозное давление повышалось довольно быстро и приближалось по своему значению к макси­ мальному артериальному давлению, а в других (13, 14, 15, 18) повышалось очень медленно и к концу экспери­ мента было значительно ниже максимального артериаль­ ного давления.

Таким образом, диапазон повышения застойного ве­ нозного давления мышцы, находящейся в условиях фи­ зиологического покоя, был довольно значительным и ко­ лебался у разных животных от 55 мм рт. ст. до 120— 125 мм рт. ст. (см. табл. 1).

По всей вероятности, такой большой диапазон повы (пения застойного венозного давления.у..собак обуслов­ лен разным функциональным состоянием скелетных мышц, степенью их тренированности, неодинаковым то­ нусом, который объясняется большинством авторов (Юсевич, 1963;

Махмудов, 1965;

Водолазский, 1966;

Жуков, 1969 и др.) как проявление активного состояния мышцы, разным исходным уровнем артериального дав­ ления и рядом других причин.

У собак с хорошо выраженным тонусом скелетной мышцы (см. табл. 1) (6, 10, 12, 17) застойное венозное давление повышалось более стремительно и достигало больших величин, чем у собак-со слабо выраженным мышечным тонусом.

Дальнейшие исследования были продолжены на со­ баках, у которых изучались изменения застойного ве­ нозного давления под влиянием растяжения икроножных мышц путем отягощения их различными грузами.

ПРЕВЫШЕНИЕ ЗАСТОЙНЫМ ВЕНОЗНЫМ ДАВЛЕНИЕМ МАКСИМАЛЬНОГО АРТЕРИАЛЬНОГО ПРИ РИТМИЧЕСКОМ РАСТЯЖЕНИИ ИЗОЛИРОВАННОЙ СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЫ Для выяснения специфики гемодинамики в икро­ ножной мышце, подвергавшейся ритмическому растя­ жению с частотой 1 растяжение в секунду, был взят груз 6 кг.

Изолированная икроножная мышца при сохранении нервных и сосудистых связей с организмом при ее растя­ жении проявила себя как мощный нагнетательный на­ сос. В данных условиях работы мышцы застойное веноз­ ное давление росло более стремительно, чем при прегра­ ждении венозного оттока из скелетной мышцы в условиях ее физиологического покоя. Оно не только достигало максимального артериального давления, но и способно было превышать его на значительную величину (рис. 4).

Как видно из табл. 2, максимальное артериальное дав­ ление в этом, случае составляло 106,8+3,104 мм рт. ст., а застойное венозное увеличивалось до 158,6+4,222 мм рт. ст. с превышением максимального артериального дав­ ления на 52,2 мм рт. ст., т.е. на 48,9%.

Это свидетельствует о том, что не только при различ­ ных видах сокращения, массаже, но и при ритмическом растяжении скелетная мышца работает как эффективный нагнетательный насос. Этот факт не является какой-то редкой случайностью. Он наблюдался во всех без исклю­ чения проводившихся экспериментах, где растяжение икроножной мышцы осуществлялось грузом 6 кг (см.

табл. 2).

При уровне максимального артериального давления 106,8+3,104 мм рт. ст. и исходном венозном давлении 4,6+1,118 мм рт. ст. застойное венозное давление уже через 30 С после наложения, сосудистого зажима на бед 1мин Змии 5мцн РИС. 4. Динамика застойного венозного давления при ритмическом растяжении икроножной мышцы грузом 6 кг: ) — кодограмма артериального давления, 2 — кимограмма застойного венозного давле­ ния, 3 — нулевая линия, 4 — отметка наложения сосудистого зажима на бедренную вену, 5 — отметка времени ренную вену достигало максимального артериального уровня, к 1-й минуте превысило его на 23 мм рт. ст., к 3-й — на 40, а к концу 5-й минуты — на 52 мм рт. ст.

Таким образом, уже через 3 мин застойное венозное дав­ ление достоверно (Р<0,001) превышало уровень макси­ мального артериального.

Следовательно, не только при сокращении, но и рас­ тяжении, при котором сокращение исключалось, прояв­ ляется нагнетательная способность скелетной мышцы.

Образно говоря, в работе скелетных мышц как микрона­ сосов нет «холостого хода». Нагнетательная функция осуществляется и в фазу сокращения и в фазу растя­ жения.

Как в условиях физиологического покоя, так и в ис­ следованиях с применением растяжения скелетных мышц обнаруживаются индивидуальные различия в эф Таблиц Динамика застойного венозного давления при ритмическом растяжении икроножной мышцы грузом 6 кг й частотой растяжение в секунду, мм рт. ст.

фективности деятельности икроножных мышц как мик­ ронасосов. Так, более дряблые, с меньшим тонусом икро­ ножные мышцы (3, 8) в процессе своей деятельности при растяжении вызывали превышение застойным веноз­ ным давлением уровня максимального артериального на 36—37 мм рт. ст., в то время как другие, более плот­ ные, с высоким исходным тонусом (6, 7) — на 65 мм рт. ст., т.е. в два раза больше. Эти данные еще раз сви­ детельствуют о зависимости насосной деятельности скелетных мышц от их исходного функционального со­ стояния и, вероятно, тренированности, что в свою оче­ редь говорит о возможности внешнего воздействия на насосную способность скелетных мышц и управления их деятельностью.

Наряду с этими наблюдениями возник вопрос о том, как-влияет различная сила растяжения скелетных мышц на их насосную эффективность, так как.взятый перво­ начально груз в 6 кг для растяжения скелетных мышц способствовал лишь выявлению самого феномена — на­ сосной деятельности в этих условиях. Представляло интерес выяснить, будет ли проявляться насосная спо собность скелетных мышц при растяжении различными грузами и какова ее эффективность. - Для выяснения этих вопросов были проведены дальнейшие исследования.

ЗАВИСИМОСТЬ ВЕЛИЧИНЫ ЗАСТОЙНОГО ВЕНОЗНОГО ДАВЛЕНИЯ ОТ СИЛЫ РИТМИЧЕСКОГО РАСТЯЖЕНИЯ ИЗОЛИРОВАННОЙ ИКРОНОЖНОЙ МЫШЦЫ Изучение закономерности повышения уровня за­ стойного венозного давления от нагрузки проводилось в диапазоне 1 —10 кг с частотой 1 растяжение в секунду.

Обнаружено, что ритмическое растяжение мышцы грузом 1—2 кг повышало застойное венозное давление, однако оно не достигало уровня максимального арте­ риального (табл. 3). Динамика повышения застойного венозного давления при растяжении указанным грузом близка к характеру повышения такового в условиях фи­ зиологического покоя.

При растяжении икроножной мышцы нагрузкой 3, 4 кг застойное венозное давление повышалось более стремительно и к концу 5-й минуты начинало, хотя и не­ значительно, но все же превышать уровень максималь­ ного артериального давления (табл. 4, 5).

Таблица Застойное венозное давление при ритмическом растяжении икроножной мышцы грузом 1—2 кг и частотой 1 растяжение в секунду, мм рт. ст.

Таблица Застойное венозное давление при ритмическом растяжении икроножной мышцы грузом 3 кг и частотой 1 растяжение в секунду, мм рт. ст.

Таблица Застойное венозное давление крови при ритмическом растяжении мышцы грузом 4 кг И частотой I растяжение в секунду, мм рт. ст.

Сопоставляя уровни застойного венозного давления при растяжении грузами 1 и 2 кг, мы не обнаружили между ними различий, поэтому полученные данные, сведены в одну таблицу (см. табл. 3). Вероятно, растя­ жение порядка 1—2 кг является под пороговой величиной.

Пороговая величина обнаруживается в условиях растя­ жения мышцы грузом 3 кг, когда застойное венозное Таблица Застойное венозное давление при ритмическом растяжении икроножной мышцы грузом 7 кг и частотой 1 растяжение в секунду, мм рт, ст.

давление достоверно выше такового при 1—2 кг (см.

табл. 4). Растяжение икроножной мышцы, грузом 4 кг приводило к еще большему превышению застойным ве­ нозным давлением максимального артериального (см.

табл. 5).

Дальнейшее увеличение нагрузки до 6 кг давало, как рассмотрено ранее (см. табл. 2), достоверное превыше Рис. 5. Повышение застойного венозного давления при ритмическом растяжении икроножной мышцы грузом 10 кг: / — артериальное давление, 2 — застойное венозное давление, 3 — нулевая линия, 4 — отметка наложения сосудистого зажима на бедренную вену, 5 — отметка времени Таблица Динамика застойного венозного давления при ритмическом растяжений икроножной мышцы грузом 10 кг и частотой 1 растяжение в секунду, мм рт. ст ние застойным венозным давлением максимального арте­ риального. Оно было еще больше при 7 кг растяжения икроножной мышцы (табл. 6). А растяжение скелетных мышц грузом.10 кг приводило к стремительному нара­ станию застойного венозного давления, которое уже че­ рез 30 с от начала растяжения достоверно (Р<0,01) пре­ вышало уровень максимального артериального давления.

Рис. 6. Зависимость повышения застойного венозного давления от Силы растяжения I К концу 1-й минуты растяжения оно было достоверно выше по сравнению с его значением в состоянии физио­ логического покоя мышцы через, 10 мин венозной окклю­ зии (рис. 5, табл. 7).

Итак, предел повышения застойного венозного дав­ ления икроножной мышцы, находящейся под воздейст­ вием ритмического растяжения нагрузками в диапазоне от 1 до 10 кг, зависит от силы растяжения. Эта зависи­ мость представлена на рис.

6. Возможно, что при даль­ нейшем увеличении силы застойное венозное давле­ ние будет продолжать воз­ растать, однако наши ис­ следования проводились Рис. 7. Динамика изменения тону­ са икроножной мышцы в условиях ее ритмического растяжения раз­ личной силой лишь в данном диапазоне. Изучение динамики измене­ ния застойного венозного давления при больших силах растяжения является предметом дальнейшего специаль­ ного изучения.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что в условиях данных экспериментов при ритмическом рас­ тяжении икроножной мышцы собаки грузом 1—2 кг насосную деятельность скелетных мышц обнаружить не удалось. По-видимому, при незначительном растяжении в работе принимает участие незначительное количество двигательных единиц, поэтому в мышце недостаточно реализуется заключенный в ней микронасосный меха­ низм, т. е. в данном случае создаются условия, близкие к состоянию гипокинезии, губительной для организма (Коваленко, Гуровский, 1980;

Коваленко (ред.), 1983).

Начиная с 3 и до 10 кг нагрузки, скелетная мышца (см.

рис. 6) проявляет явно выраженный нагнетательный эф­ фект, заключающийся в активном однонаправленной перекачивании крови через обширную внутримышечную сосудистую сеть.

Зависимость насосного эффекта от нагрузки, по всей вероятности, объясняется тем, что при увеличении тако­ вой в работу включается все большее число одновремен­ но действующих нейромоторных единиц (Кирзон, 1959;

Бурсиан, 1972 и др.). в связи с чем усиливается внешнее давление на капилляры и другие мелкие внутримышеч­ ные сосуды. Об усилении внешнего давления на капил­ ляры могут свидетельствовать и результаты измерения тонуса изолированной икроножной мышцы, находящейся под влиянием ритмического растяжения (рис. 7), кото­ рые хорошо согласуются с данными литературы (Стома, 1956, 1958;

Степанов, Дементьев, 1967 и др.).

Механизм нагнетательного эффекта в условиях рит­ мического растяжения мышцы довольно сложный. Влия­ ние мышечных волокон на сосуды в этих условиях опре­ деляется многими факторами, среди которых можно выделить скорость растяжения, функциональное состоя­ ние мышцы, ее тип (преобладание в мышце быстрых или медленных мышечных волокон), силу растяжения и ряд других.

Таким образом, изложенными в этой главе исследо­ ваниями показано, что скелетная мышца и при ритмиче­ ском- растяжении, осуществляемом с достаточно сверхпо­ роговой силой, работает как мощный нагнетательный насос. При каждом растяжении она проталкивает кровь по внутримышечным сосудам и нагнетает ее на выходе в вену с силой, превышающей максимальное артериаль­ ное давление.

Глава IV ПРИСАСЫВАЮЩАЯ ФУНКЦИЯ ВНУТРИМЫШЕЧНОГО ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО «СЕРДЦА» В УСЛОВИЯХ РИТМИЧЕСКОГО РАСТЯЖЕНИЯ ИЗОЛИРОВАННОЙ СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЫ В предыдущей главе описан суммарный нагнета­ тельный эффект изучаемого внутримышечного перифери­ ческого «сердца», осуществлявшийся с учетом деятель­ ности центрального насоса — сердца, т. е. сил vis a tergo.

При преграждении венозного оттока застойное венозное давление повышалось в условиях поступления под высо­ ким давлением артериальной крови,.нагнетаемой серд­ цем. И лишь факт превышения застойным венозным дав­ лением уровня максимального артериального давал полное и несомненно объективное основание говорить о том, что на пути от сердца находится дополнительный самостоятельный насос. Он способен значительно прибав­ лять давление венозной крови к тому, которое получает от сердца.

Для исключения сил vis a tergo в условиях острого опыта на изолированной икроножной мышце собак про­ ведена серия экспериментов с одновременным преграж­ дением как артериального притока, так и венозного отто­ ка крови из сосудов икроножной мышцы, находящейся в условиях физиологического покоя и при ее ритмиче­ ском растяжении грузами 7, 10 кг.

Как показали результаты исследований, наблюдались два варианта динамики изменения артериального и ве­ нозного давлений при физиологическом покое мышцы.

В первом случае артериальное давление резко снижа­ лось, а венозное оставалось на исходном уровне или по­ вышалось на несколько мм рт. ст. (рис. 8, а);

во втором случае артериальное давление падало, а венозное повы­ шалось так, что образовывался небольшой перекрест (рис. 8, б). Такая вариабельность в экспериментах с пре­ граждением как артериального притока, так и венозного оттока крови из икроножной мышцы объясняется разным исходным тонусом мышц.

При ритмическом растяжении икроножной мышцы i. Зак. грузом 7 кг артериальное давление значительно понижа­ лось и через 5 мин равнялось 15—20 мм рт.ст., а венозное повышалось, достигая 70—80 мм рт.ст., превышая тем самым давление крови, содержащейся в артерии (табл. 8).

Одновременное преграждение как артериального притока крови в мышце, так и венозного оттока крови из ее сосудов при ритмическом растяжении грузом 10 кг приводило к стремительному повышению застойного ве РИС. 8. Изменения застойного венозного и максимального артериаль­ ного давления при физиологическом покое икроножной мышцы: 1 — застойное венозное давление, 2 — артериальное давление, 3 — нуле­ вая линия, 4 — отметка наложения и снятия сосудистых зажимов с бедренных артерии и вены, 5 — отметка времени нозного давления, которое уже через 30 с от начала эксперимента достигало 120—210 мм рт. ст., и падению давления в бедренной артерии вплоть до отрицательных величин (рис. 9, см. табл. 8).

Из табл. 8 следует, что и в этих условиях эксперимен­ та как нагнетательная, так и присасывающая функция икроножных мышц собак различна. Одни мышцы (7, 2, 3, 6) обладали присасывающей способностью, у других она была равна 0, а у третьих (7, 8, 9, 10) присасыва­ ющий эффект не проявлялся. Нагнетательная функция также была различной, но во всех случаях застойное Таблица Динамика артериального и венозного давлений при одновременном преграждении притока и оттока крови из ритмически растягиваемой икроножной мышцы собак, мм рт, ст.

венозное давление превышало давление крови в арте­ риальном сосуде, отключенном от общего круга крово­ обращения, а у некоторых животных оно было больше максимального артериального давления (4, 8). Все это свидетельствует о значительных индивидуальных осо-' бенностях проявления присасывающе-нагнетательнои микронасосной способности скелетными мышцами. " Таким образом, в данной серии экспериментов полу-:

чены результаты, однонаправленные с данными преды­ дущей серии и свидетельствующие о наличии нагнета­ тельного эффекта, который возрастал при увеличении силы растяжения. Вместе с тем эти данные позволяют говорить о том, что наряду с нагнетательным эффектом скелетная мышца при растяжении обладает и присасы­ вающей функцией, особенно хорошо проявляющейся при нагрузке 10 кг, когда артериальное давление пони­ жалось до —11 мм рт. ст. (см. рис. 9).

Общеизвестно, что основную роль в продвижении крови по большому и малому кругу кровообращения выполняет сердце, которое является основным гемодина мическим насосом, обладающим большой нагнетательной функцией, активной систолой, но пассивной диастолой, 4' 5 Г поскольку окончательно не выяснено, проявляет ли серд­ це присасывающую способность. А вот скелетная мышца, как удалось экспериментально показать, при ритмиче­ ском растяжении обладает не только нагнетательным, но и присасывающим эффектом, активно проталкивает кровь к сердцу, что делает ее по основным признакам участия в гемодинамике периферическим «сердцем».

Следовательно, скелетная мышца и в процессе рит­ мического растяжения является гемодинамическим при 1MUH 3MUH - 5MUH Рис. 9. Кимограмма изменений застойного венозного и максимально­ го артериального давлений при ритмическом растяжении икроножной мышцы грузом 10 кг: 1— артериальное давление, 2 — застойное ве­ нозное давление, 3 — нулевая линия, 4 — отметка наложения и сня­ тия сосудистых зажимов на бедренные артерию и вену, 5 — отметка времени сасывающе-нагнетательным насосом, действующим в помощь сердцу, особенно при выполнении интенсивной мышечной работы, требующей значительных мышечных усилий. Таким образом, ритмическое растяжение, явля­ ющееся пассивным элементом двигательных актов, ак­ тивно участвует в кровообращении организма.

Скелетная мышца не только при сокращении, но и ритмическом растяжении выполняет функцию гемодина мического насоса. Она не остается простым перфузируе мым органом, как все другие органы тела человека, а в современном понимании представляет собой самостоя­ тельный присасывающе-нагнетательный насос, орган, самообеспечивающийся и помогающий сердцу.

На основании проведенных исследований выявлен факт существования нагнетательно-присасывающей спо­ собности скелетных мышц в условиях их растяжения.

Однако эффективность микронасосной деятельности изу­ чалась по показателям давления. Представлялось инте ресным выяснить насосную эффективность скелетной мышцы при различной силе растяжения по количеству проталкиваемой полностью изолированной икроножной мышцей крови, т. е. по объему крови, проходящей через мышцу в единицу времени.

Изучение этого вопроса необходимо в связи с тем, что деятельность периферических «сердец» направлена не только на создание градиента давления крови, но и на присасывание и нагнетание надлежащего ее количе­ ства, необходимого как для использования самой мыш­ цей, так и для доставки ее по назначению, т. е. для воз­ врата венозной крови к сердцу с целью его наполнения.

Глава V ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБЪЕМНОЙ НАСОСНОЙ ФУНКЦИИ ВНУТРИМЫШЕЧНОГО ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО «СЕРДЦА» ПРИ РИТМИЧЕСКОМ РАСТЯЖЕНИИ ИЗОЛИРОВАННОЙ СКЕЛЕТНОЙ МЫШЦЫ Обнаруженная присасывающе-нагнетательная функ­ ция скелетных мышц при их ритмическом растяжении различными грузами весьма эффективна по показателям отрицательного (присасывающего) и положительного (нагнетательного) давлений. Последнее превышает даже исходное артериальное давление.

Эффективность деятельности внутримышечного пери­ ферического «сердца» при растяжении можно выражать не только в показателях присасывающего артериального и нагнетательного застойного венозного давлений (мм рт. ст.), но и в единицах объема перекачиваемой крови (мл), что характеризует величину объемной скорости кровотока через внутримышечное периферическое «серд­ це» при растяжении скелетных мышц.

Для этого икроножную мышцу полностью изолирова­ ли и подключали к искусственно созданному замкнутому кругу кровообращения (см. рис. 2). Как только икро­ ножную мышцу отключали от большого круга кровооб­ ращения и подключали к искусственному кругу с одно­ временным ее растяжением различными грузами — 6, 8, 10 кг и частотой 1 растяжение в секунду, кровь, содер­ жащаяся в сосудах мышцы, устремлялась через венозную канюлю по искусственному кругу кровообращения в сто­ рону артерии. В момент, когда кровь проходила через мерную трубку емкостью 0,5 см3, отмечали время, за которое мышца прогоняла кровь по этой трубке. По фор­ муле (см. гл. II) высчитывали объемную скорость крово­ тока.

В результате обнаружено, что скелетная мышца и по показателям объема перекачиваемой крови в процессе ритмического растяжения функционирует как самостоя­ тельное периферическое «сердце». Ритмически растяги­ ваемая скелетная мышца в процессе своей деятельности, воздействуя на капилляры, продвигает кровь из бедрен ной вены по искусственному кругу в бедренную артерию.

Таким образом, мышца, отключенная от нагнетательной системы — сердца, не только при сокращении, но и при растяжении сама себя снабжает кровью. Это еще раз подтверждает факт о том, что растяжение скелетной мышцы есть активный процесс, способствующий продви­ жению крови и помогающий работе сердца.

Доказано, что интенсивность кровотока в мышцах зависит от морфологической структуры мышечной ткани, от функциональных и биохимических особенностей их волокон. Известно, что особенностями метаболизма воло­ кон двух типов определяется число кровеносных сосу­ дов в них, а следовательно, и интенсивность кровотока как в покое, так и при мышечных сокращениях. Установ­ лено, что в красных мышцах кровоток в покое сильнее, чем в белых (Folkov, Halicka, 1968;

Hilton et al., 1970).

Помимо этого, объемная скорость кровотока, зависит от упруговязких свойств сосудистой стенки (тонус, эластич­ ность, величина просвета), количества циркулирующей крови, физических и химических свойств крови и др.

По данным Б. Фолкова, Е. Нила, кровоток в скелет­ ных мышцах в состоянии покоя составляет около 20%, минутного объема кровообращения, а при тяжелой физи­ ческой работе может повышаться до 88%. Объем проте­ кающей через мышцу крови увеличивается с 0,02— 0,06% от общего объема мышцы в покое до 5,5—15% при работе. При интенсивной мышечной деятельности кровоток в них может увеличиваться в 12—17 раз по сравнению с покоем (Barkroft, Swan, 1953;

Amery, Bos saert, Werstraete, 1969).

P. Л. Титиевская (1964) показала, что объемная ско­ рость кровотока предплечья человека в покое равна 2,84+0,19 мл/мин-100 см3 ткани. В. И. Тхоревский (1968), измеряя объемную скорость кровотока пред­ плечья методом венозной окклюзионной плетизмографии, нашел, что в покое она составляет 4,5±0,23 мл/мин- см3 ткани. Считают, что в расчете на 100 г мышц пред­ плечья в покое протекает в минуту 1,8—9,6 мл крови, а при работе количество крови увеличивается более чем на 100 мл.

По некоторым литературным данным, при динамиче­ ской работе объемная скорость кровотока в мышце рав­ на 20—50 мл/мин-100 см3 ткани (Black, 1959), а при ста­ тической (с силой 10—70% от максимальной произволь ной) кровоток в предплечье составляет 10—40 мл/мин X Х100 см3 ткани (Humphreys, Lind, 1963;

Озолинь, Пор цик, 1970).

Однако эти,данные не могут быть использованы для сравнения с результатами, полученными нами, посколь­ ку интенсивность кровотока как в покое, так и при мы­ шечной работе измерялась при сохранении связи с основ­ ным насосом — сердцем, постоянно нагнетающим кровь в мышцы, а последние рассматривались просто как пер фузируемые органы, рабочая гиперемия в которых раз­ вивается в силу падения тонуса и расширения сосудов.

В наших исследованиях измерялась объемная скорость кровотока в мышце, полностью изолированной от боль­ шого круга кровообращения, т. е. измерялась та скорость тока крови, которую она развивает сама в процессе своей деятельности, без какой-либо посторонней помощи. При этом сокращение исключалось, а объемная скорость кро­ вотока изучалась только в условиях ритмического рас­ тяжения. В этих условиях она оказалась зависимой от нагрузки: при грузе 6 кг она равнялась 2,2 мл/мин- см3 ткани, при нагрузке 8 кг — 2,96, при грузе 10 — 3,25 мл/мин-100 см3 ткани.

Ранее проведенными исследованиями (Аринчин, Нед вецкая, Кабуш, 1975) показано, что полностью изолиро­ ванная икроножная мышца, замкнутая на искусственный круг кровообращения, способна самостоятельно обеспе­ чивать однонаправленную циркуляцию крови при ритми­ ческих, а также тетанических сокращениях. Объемная скорость кровотока при ритмических сокращениях была 1,94±0,368 мл/мин-100 см3, а при тетанических мень­ ше— 0,637+0,193 мл/мин-100 см3 ткани. Следовательно, эффективность насосной функции скелетных мышц при ритмическом растяжении оказалась значительно выше, чем при различного рода сокращениях.

Данные исследования еще раз подтверждают сущест­ вование активной микронасосной функции скелетных мышц, которая проявляется не только в виде развивае­ мого им высокого венозного давления, превышающего максимальное артериальное, но и в продвижении опре­ деленного объема кро'ви по искусственному замкнутому кругу кровообращения.

Глава VI К ВОПРОСУ О МЕХАНИЗМЕ ПРИСАСЫВАЮЩЕ-НАГНЕТАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВНУТРИМЫШЕЧНЫХ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ «СЕРДЕЦ» В УСЛОВИЯХ РИТМИЧЕСКОГО РАСТЯЖЕНИЯ ИЗОЛИРОВАННЫХ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ Механизм функционирования внутримышечных пе­ риферических «сердец» довольно сложен и многогранен.

Одним из представлений, в некоторой степени объясня­ ющим его, является вибрационная гипотеза (Аринчин, 1961 —1978). Она основана на уже известном факте об асинхронном сокращении мышечных волокон в условиях физиологического покоя (состояние тонуса), а особенно во время ритмических и тетанических сокращений. Со­ гласно этой гипотезе, микронасосная функция осущест­ вляется скелетными мышцами в результате асинхронных вибрационных воздействий мышечных волокон на капил­ ляры с образованием механических движений различно­ го типа: в виде бегущих волн, за счет которых кровь нагнетается из капилляров в венозную систему;

приса­ сывающих, доящих движений и ряда других факторов.

Основные положения вибрационной гипотезы изуча­ лись и нашли подтверждение в условиях сокращения и покоя скелетных мышц (Ермолова, Наймитенко, 1970;

Наймитенко, 1971;

Аринчин, Ермолова, Наймитенко, Недвецкая, 1973;

Аринчин, Володько, 1979 и др.). Возни­ кает вопрос о том, можно ли объяснить с ее позиций механизм микронасосной функции скелетных мышц при их ритмическом растяжении?

О МЕХАНИЗМЕ ПРИСАСЫВАЮЩЕ-НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ПРИ РИТМИЧЕСКОМ РАСТЯЖЕНИИ В УСЛОВИЯХ ИХ ДЕНЕРВАЦИИ И КУРАРИЗАЦИИ Для выяснения некоторых вопросов, касающихся механизма функционирования внутримышечных перифе­ рических «сердец», поставлены эксперименты на изоли­ рованной икроножной мышце после ее денервации и ку раризации.

Опыты с перерезкой седалищного нерва проводились для того, чтобы изучить, какое влияние оказывает цент­ ральная нервная система на микронасосное свойство ске­ летных мышц. Оно оценивалось с помощью метода пре­ граждения венозного оттока крови из ритмически рас­ тягиваемой икроножной мышцы. Известно, что при растяжении мышцы благодаря осуществлению моторно висцеральных рефлексов происходит повышение арте­ риального давления (Квасова, Некрасов, 1951;

Колычев, 1959;

Георгиев, 1961 и др.), а вероятно, и рефлекторное сужение сосудов в самой скелетной мышце, что может оказывать непосредственное влияние на величину застой­ ного венозного давления. Эффект повышения артериаль­ ного давления исчезает после перерезки задних корешков спинного мозга или денервации мышцы (Квасова, Некра­ сов, 1951).

Из данных литературы следует также, что растяже­ ние, воздействуя на проприорецепторы, оказывает влия­ ние и непосредственно на тонус мышцы, повышая его (Уфлянд, 1956;

Гранит, 1957;

Степанов, Дементьева, 1967), который сам по себе может явиться дополнитель­ ным фактором более значительного увеличения застой­ ного давления.

В связи с этим применялась перерезка седалищного нерва с целью исключения рефлекторных влияний как на сосуды мышцы, от изменения которых может повы­ шаться общее кровяное давление, так и на тонус мышцы, т. е. по возможности исключались все рефлекторные влияния и оставался лишь механический компонент — ритмическое растяжение.

Как следует из табл. 9, застойное венозное давление после денервации икроножной мышцы собаки и при рит­ мическом ее растяжении грузом 10 кг повышалось так же стремительно, достоверно превышая уровень макси­ мального артериального давления (Р<0,001), как и с сохраненной иннервацией.

Как известно, препараты кураре блокируют нервно мышечную передачу и тем самым вызывают падение мышечного тонуса (Иванов, 1965).

При проведении экспериментов с преграждением от­ тока крови из ритмически растягиваемой кураризиро ванной мышцы действие препаратов кураре контроли­ ровалось с помощью регистрации электромиограммы, которая в состоянии покоя выражалась в виде редких Та блица Повышение застойного венозного давления при ритмическом растяжении грузом 10 кг денервированной икроножной мышцы осцилляции (18—20 кол/с) с небольшой амплитудой (61,9 мкв) (рис. 10, с).

После введения кураре электромиограмма стала еще более сниженной по частоте амплитуды (рис. 10, б).

При растяжении икроножной мышцы грузом 3 кг пос­ ле ее кураризации застойное венозное давление по срав­ нению с контрольными исследованиями существенно снизилось (табл. 10). Опыты на кураризированной мыш­ це явились дополнительным доказательством в пользу участия активного механического фактора в микронасос­ ной деятельности скелетных мышц.

Следовательно, нагнетательный эффект в данных вариантах исследований обусловлен не столько рефлек Рис. 10. Электромиограмма покоящейся икроножной мышцы собаки:

а — ЭМГ до введения диплацина, б — ЭМГ через 20 мин после вве­ дения диплацина торным влиянием центральной нервной системы на про­ свет сосудов и тонус мышц, сколько механическим воз действие'м растягивающихся мышечных волокон на вну­ тримышечные сосуды.

Это заключение еще более подтверждается тем, что объемная скорость кровотока при ритмическом растя­ жении грузом 10 кг после денервации икроножной мыш­ цы собаки была даже большей по сравнению с объемной скоростью кровотока иннервированной мышцы.

Таким образом, можно предположить, что при ритми­ ческом растяжении (как и при сокращении) механизм насосной функции имеет вибрационную природу, т. е.

при растяжении мышечные волокна, асинхронно растя­ гиваясь, оказывают внешнее давление на капилляры и другие мелкие сосуды и проталкивают кровь в сторону сердца. При увеличении силы растяжения, с одной сто­ роны, растет число одновременно растягивающихся еди­ ниц, а с другой, увеличивается давление мышечных во­ локон на сосуды. Предпосылкой для такого предположе­ ния может служить то, что, как известно, сокращение (контракция) мышцы состоит из асинхронных сокраще­ ний отдельных мышечных волокон, которые входят в различные моторные единицы, неоднородные морфоло Таблица Динамика застойного венозного давления при ритмическом растяжении икроножной мышцы грузом 3 кг после ее j кураризации, мм рт. ст.

I гически и функционально и разряжающиеся с различной частотой, а расслабление (дилатация) вызывается раз­ дражением проприорецепторов путем их растяжения вследствие перемещения сустава или сокращения мышц антагонистов. Если исходить из обратного — при сокра­ щении мышц не все проприорецепторы возбуждаются одновременно, то. выходит, что при растяжении не все мышечные волокна растягиваются и ' возбуждаются одновременно.

В организме вся поперечно-полосатая мускулатура находится в состоянии тонуса, который представляет собой асинхронные сокращения мышечных волокон или отдельных их групп. При осуществлении какой-либо мы­ шечной работы и даже в покое скелетные мышцы не­ сколько растянуты, и уже исходя из этого состояния они сокращаются. Но если мышца растянута, то в ней растет напряжение, т. е. повышается тонус, что приводит к уси­ лению асинхронных колебаний мышечных волокон.

Таким образом, не только при ритмическом растяже­ нии, но и в состоянии покоя мышц присутствуют необхо­ димые элементы для реализации вибрационного меха­ низма и, следовательно, проявления микронасосного их свойства.

Кроме этого, в действительности расслабление мыш­ цы почти всегда сопровождается ее растяжением. Рабо­ тами К- Edman, F. Flitney (1977), К- Edman, F. Flitney (1978), F. Flitney, D. Horst (1978) показано, что при рас­ слаблении полусухожильной мышцы лягушки некоторые сегменты мышечного волокна сокращаются, другие удли­ няются, а на некоторых участках имеются группы как укорачивающихся, так и удлиняющихся саркомеров.

Эти же авторы подтвердили зависимость продолжитель­ ности механической активности от длины мышечного во­ локна.

Таким образом, свойство, растяжимости принадлежит не только всей мышце, но и отдельным мышечным во­ локнам. Следовательно, механизм расслабления мышцы, сопровождающегося растяжением как на макро-, так и на микроуровне, весьма сходен с механизмом ее сокра­ щения.

Отсюда вытекает, что, по всей вероятности, в основе механизма присасывающе-нагнетательной функции ске­ летных мышц как при их сокращении, так и растяжении лежат асинхронные вибрирующие действия мышечных волокон, способствующие равномерному их кровоснабже­ нию, а также оказывающие механический эффект на ге­ модинамику организма.

ЭЛЕКТРОМИОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Из данных литературы известно, что пассивное растяжение скелетной мышцы вызывает в ней появле­ ние токов.действия. Их возникновение носит рефлектор­ ный характер и вызывается раздражением проприоре­ цепторов. При ритмическом механическом раздражении проприорецепторов в экстрафузальных волокнах скелет­ ной мышцы появляются рефлекторные биотоки, синхрон­ ные с частотой раздражения. Причем нейромоторные единицы вследствие своей разнородности возбуждаются не все одновременно, и с увеличением силы раздражения число одновременно работающих единиц увеличивается.

Путем ритмического растяжения и раздражения мы­ шечных веретен, воспринимающих продольное растяже­ ние, Григорьев (1969) показал, что соответственно час­ тоте ритмического растяжения по рефлекторной дуге возбуждение с проприорецепторов передается на мышцу и в сокращенных волокнах возникает ритмическая им­ пульсная активность. После перерезки седалищного нерва биоэлектрический эффект при пассивном растяже­ нии исчезает (Уфлянд, 1956). С увеличением напряже­ ния мышцы суммарная биоэлектрическая активность воз­ растает (Персон, 1969 и др.).

Работами С. Hunt, D. Ottoson (1977) установлено, что с увеличением амплитуды синусоидальных растяже­ ний изолированных мышечньгх веретен кошки амплитуда рецепторных потенциалов первичных окончаний при по­ стоянной частоте растяжений возрастает нелинейно.

Для доказательства асинхронизма растяжения мы­ шечных волокон скелетной мышцы использовалась элек­ тромиография.

Регистрация электромиограммы проводилась при на­ грузках 3, 6, 8, 10 кг. Выявлено, что при ритмическом растяжении в мышце возникает импульсация, частота и амплитуда которой зависят от силы растяжения. При увеличении нагрузки на мышцу эти показатели увели­ чиваются. При грузе 3 кг амплитуда 130+2,330 мкв, частота 41—44+2,785 кол/с;

при 6 кг — 210+4,480 мкв, 65+3,537 кол/с;

при 8 кг —330±1,541 мкв, 136+1, кол/с;

при 10 кг амплитуда 440±4,1Ю мкв, частота 87+ ±2,055 кол/с.

При больших силах растяжения наблюдается возра­ стание суммарной биоэлектрической активности (рис.

11), что приводит к усилению присасывающе-нагнета тельной функции скелетных мышц.

Таким образом, электромиографические исследования свидетельствуют о том, что мышечные волокна растя­ гиваются неодновременно, а при увеличении силы рас­ тяжения количество активных мышечных волокон воз­ растает.

На основании полученных данных можно предполо­ жить, что механизм присасывающе-нагнетательной спо­ собности скелетных мышц при растяжении является био­ физическим, заключенным в самой скелетной мышце и совершающемся на уровне микроциркуляции. Он требует Рис. 11. Электромиограмма при различной нагрузке ритмического растяжения: / — ЭМГ при 3 кг ритмического растяжения, 2 — ЭМГ при 6 кг ритмического растяжения, 3 — ЭМГ при 8 кг ритмического растяжения, 4 — ЭМГ при 10 кг ритмического растяжения дальнейшего, более детального изучения. По нашим дан ным, этот микронасосный механизм может найти объяс нение с позиций вибрационной гипотезы, согласно кото рои мышечные волокна асинхронно, в данном случае не сокращаясь, а растягиваясь, периодически давят ня кровеносные сосуды (преимущественно капилляры) чя ключенные в мышце, и тем самым осуществляют актив­ ное проталкивание крови по внутримышечным сосудам Результаты этих исследований могут использовать™ для совершенствования существующих и создания но вых.приборов электростимуляции скелетных мышц и оолее широкого их применения в клинической практике и спортивной медицине с целью улучшения кровоснаб жения организма и предотвращения атро|ических яв" лении скелетных мышц. р^ических яв т Глава VII ЭФФЕКТИВНОСТЬ МИКРОНАСОСНОЙ ФУНКЦИИ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ ПОСЛЕ ОДНО И ТРЕХМЕСЯЧНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКИ Существование микронасосного свойства скелетных мышц при их растяжении поставило вопросы о том, как оно реагирует и в какую сторону изменяется под влияни­ ем различного объема двигательной активности и при гипокинезии.

Изучение микронасосной деятельности скелетных мышц собак, подвергавшихся одно- и трехмесячной тре­ нировке в беге на третбане, проводилось путем преграж­ дения венозного оттока при сохраненном артериальном притоке крови к мышце, находящейся в условиях фи­ зиологического покоя, и при ритмическом растяжении ее различной силой.

Застойное венозное давление икроножной мышцы в условиях покоя у собак, в течение одного месяца трени­ ровавшихся на третбане, повышалось, но к концу 10-й минуты все же не достигало уровня максимального арте­ риального давления (табл. 11). Оно было несколько выше (94±4,9), чем у нетренированных животных (84,3±4,9 мм рт. ст.), однако достоверных различий между ними не выявлено.

После трехмесячной тренировки застойное венозное давление в условиях физиологического покоя икронож­ ной мышцы повышалось более стремительно, достигая 101,4±5,035 мм рт. ст., но и в этом случае оно не превы­ шало уровень максимального артериального давления (табл. 12).

Если сравнить данные, полученные на собаках до, а также после одно- и трехмесячной тренировки, то можно увидеть, что застойное венозное давление имеет тенден­ цию к увеличению: у нетренированных собак оно соста­ вило 84,3±4,96 мм рт. ст., после одномесячной трениров­ ки — 94,0 ±4,932, а после трехмесячной—101,4±5,035 мм рт. ст., причем застойное венозное давление после трех­ месячной тренировки достоверно превышало таковое у '.

нетренированных.

5. Зак. Таблица Влияние одномесячной тренировки на динамику застойного венозного давления при растяжении Икроножной мышцы собак, находящейся в условиях физиологического покоя, мм рт. ст.

Измерение тонуса икроножной мышцы у собак стоя показало, что в процессе тренировки он возрастает с 91,9±4,110 г/см2 до 106,75±3,974 г/см2, а в положении лежа, т. е. при расслаблении, наоборот, снижается с 53,5±4,110 г/см2 до 38,25±3,725 г/см2 (табл. 13). Тонус же изолированной икроножной мышцы у тренирован­ ных животных с высокой достоверностью (Р<0,001) больше, чем у нетренированных.

Следовательно, физическая тренировка приводит к усилению тонуса мышц, т. е. к повышению адаптацион­ ных возможностей мышечной ткани, что хорошо согласу­ ется с данными литературы (Ефимов, 1947;

Кесарева, 1960;

Фарфель, 1960 и др.). По мнению многих авторов (Rohracer, 1949, 1955, 1959;

Махмудов, 1965;

Жуков, и др.), тонус скелетных мышц поддерживается за счет асинхронных сокращений мышечных волокон или их групп, возникающих попеременно в различных местах мышцы. В основе микронасосной деятельности скелетных мышц, по нашим представлениям, также лежат асин­ хронные сокращения мышечных волокон, которые пе­ риодически давят -на цитомембрану эндотелиоцитов ка­ пилляра, в результате чего его просвет то уменьшается, то увеличивается. Эти механические взаимодействия мы Таблица. Влияние трехмесячной физической тренировки на динамику застойного венозного давления при растяжении икроножной мышцы собак,' находящейся в условиях физиологического покоя, мм рт. ст.

Та блица Изменение тонуса икроножной мышцы собак под влиянием трехмесячной тренировки, г/см шечных волокон с капиллярами имеют волнообразный характер и образуют своего рода эндотелиальномышеч ный комплекс, который выполняет функцию микронасосов, проталкивающих.кровь на каждом данном участке мик роциркуляторного русла (Аринчин, Володько, 1979). До­ стоверное увеличение застойного венозного давления у тренированных животных по сравнению с нетренирован­ ными связано с повышением тонуса икроножной мышцы ммрпгст.

300 л Рис. 12. Влияние физической тре­ нировки на зависимость повыше­ ния застойного венозного давления от силы растяжения: / — после трехмесячной тренировки, 2 — после одномесячной тренировки, 3 — у нетренированных собак в процессе тренировки. Усиление микронасосной деятель­ ности скелетных мышц, даже в условиях физиологиче­ ского покоя, после тренировки, по всей вероятности, можно объяснить увеличением количества асинхронно сокращающихся мышечных волокон, а также их взаимо­ действием с внутримышечными сосудами, в основном капиллярами.

Физическая тренировка собак в течение одного месяг ца вызывала усиление присасывающе-нагнетательной функции икроножной мышцы. Застойное венозное давле­ ние при нагрузках 1, 2, 6, 10 кг достоверно увеличивало уровень такового у нетренированных собак. Причем уже при малых растягивающих силах наблюдалось превыше­ ние застойным венозным давлением уровня максималь­ ного артериального (рис. 12).

После физической тренировки в течение трех меся­ цев застойное венозное давление при различных силах растяжения икроножной мышцы достоверно (Р<0,001) превышало таковое как у нетренированных собак, так и после одномесячной тренировки.

По показателям застойного венозного давления в условиях растяжения можно косвенно судить и об изме нении динамического тонуса, который определяется со­ противлением мышцы в продольном направлении (Кеса­ рева, 1960). По нашим данным, он повышается. Это является подтверждением данных о том, что тренировка способствует усилению микронасосной функции при рас­ тяжении, вероятно, в связи еще и с улучшением растя­ жимости самой мышцы.

Следовательно, физическая тренировка есть трени­ ровка и микронасосного механизма не только при сокра­ щении, но и растяжении скелетных мышц. Она приводит к тому, что скелетные мышцы более эффективно помога­ ют сердцу в продвижении крови по большому кругу кро­ вообращения. Однако мы изучали влияние только одно и трехмесячной тренировок на •присасывающе-нагнета тельную способность скелетных мышц. Возможно, что очень длительные тренировки (6,12 мес и больше), осу­ ществляемые с большой интенсивностью, могут привести не к увеличению, а, наоборот, вследствие перетрениро­ ванности к снижению эффективности внутримышечных периферических «сердец». Продолжение исследований в этом направлении чрезвычайно важно для тренеров, ко­ торые готовят спортсменов международного класса, тре­ нирующихся на грани функциональных возможностей организма.

держанию и восстановлению сердечной деятельности (Шушков, 1950). Восстановление сердца с помощью данного метода совершается, по-видимому, вследствие возможного растяжения миокарда и ритмического по механизму гемодинамического удара проталкивания кро­ ви по коронарным сосудам, приводящим к нормализации кровоснабжения миокарда.

Все изложенное проливает свет на весьма противоре­ чивые мнения ученых о том, как влияют сокращения мы­ шечных волокон и слоев миокарда на заключенные в них кровеносные сосуды и кровоснабжение всего работающе­ го сердца в норме и патологии. Вопреки мнению о том, что экстр аваскулярное сжатие внутримиокардиальных сосудов препятствует кровоснабжению сердца, получены данные, подтверждающие, что как при сокращении (си­ столе), так и расслаблении (диастоле) совершается про­ талкивание крови по микрососудам миокарда и вытал­ кивание крови в сторону синуса, что, несомненно, спо­ собствует кровоснабжению ткани сердца. В этом состоит не отрицательная, а положительная роль экстраваску лярного сжатия в кардиогемодинамике.

Если бы этого механизма не существовало, то сердеч­ ная ткань лишалась бы некоторой доли кровоснабжения.

Следует заметить, что выталкиваемая кровь при систоле по объему меньше, чем та, которая протекает по коро­ нарным, сосудам в фазу диастолы и паузы, но она вы­ брасывается с силой, превышающей исходное давление.

Сердце, таким образом, работает на два фронта:

внешний — для кровоснабжения всего организма и внут­ ренний — для кровоснабжения самого себя. Этот внут­ ренний механизм можно образно назвать как «сердце в сердце», «работающий сам на себя». Это и понятно, ибо трудно допустить, чтобы столь мощная энергия миокар­ да тратилась только на внешнюю работу, а по отноше­ нию к самому себе была бы помехой. Природа, создав­ шая все живое, в том числе и человека, не могла исполь­ зовать сократительный механизм миокарда только на внешнюю работу в ущерб внутренней, а стала сочетать,, как легко в этом убедиться, и то и другое с положитель­ ным эффектом. Миокард, как и мышца, «холостого хода» не имеет, ибо проявляет насосную способность как при сокращении, так и расслаблении, растяжении.

Все эти данные целесообразно шире использовать в профилактической и клинической практике.

Глава IX О МЕХАНИЗМАХ АКТИВНОСТИ МИКРОНАСОСОВ ПОПЕРЕЧНО ПОЛОСАТЫХ ТКАНЕЙ В УСЛОВИЯХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ПОКОЯ Присасывающе-нагнетальное свойство присуще микронасосам скелетных мышц и миокарда не только при сокращении, но и растяжении. Это всеобщее свойст­ во всех поперечно-полосатых тканей. Но как скелетные мышцы, так и миокард с точки зрения трехфазной струк­ туры сердечного цикла пребывают не только в состоянии сокращения и расслабления, растяжения, но и в состоя­ нии той или иной степени физиологического покоя.

И если согласиться с тем, что состояние физиологическо­ го покоя в функционировании поперечно-полосатых мы­ шечных тканей (скелетной и сердечной) существует, то возникает вопрос о том, как они в этом состоянии снаб­ жаются кровью. Нельзя отрицать, что это осуществляет­ ся с помощью механизма сужения и расширения, т. е.

изменения просвета и проходимости сосудов, механизмов вазомоторики, регулируемой нервными и гуморальными механизмами.

Но возникает другой вопрос, касающийся обнаружен­ ного микронасосного механизма, который заключен в этих тканях. Вопрос о том, как ведет себя этот микронасос­ ный механизм, когда скелетные мышцы и миокард нахо­ дятся в покое, бездействует он или же как-то себя про­ являет, а если да, то как. Каким образом методически можно приблизиться к изучению этого вопроса, чтобы ответить на него?

Задача чрезвычайно сложная, трудная и на первых порах представляется выполнимой с использованием препаратов, в частности, кураре, блокирующих передачу импульсов с нервов на мышцу. Под влиянием этого пре­ парата снижаются вибрационные колебания мышечных волокон. А при пережатии бедренной вены, идущей от икроножной мышцы, застойное венозное давление при всех прочих равных условиях поднимается значительно медленнее и на меньшую высоту по сравнению с конт рольной мышцей, у которой сохраняется нормальная пе­ редача импульсов с нервов на мышцу.

Блокирование импульсов и снижение скорости и вы­ соты подъема застойного венозного давления — объек­ тивный показатель того, что и в покое микронасосный механизм все же работает, но он проявляет себя в мень­ шей степени по сравнению с сокращением и растяжени­ ем скелетной мышцы и миокарда.

О существовании микронасосной функции скелетных мышц в физиологическом покое убеждают опыты о зави­ симости таковой от тонического напряжения мышечной ткани. В них установлено, что у собак с более выражен­ ным тонусом икроножной мышцы, находящейся в состоя­ нии физиологического покоя, порядка 74—92: г/си2 за­ стойное венозное давление повышалось более стреми­ тельно и достигало больших величин, чем у собак со слабо выраженным тонусом в покое, равным 44—60 г/см2.

В дополнение к этим экспериментам проведены серии исследований с применением метода электромиографии (ЭМГ), которые также подтверждают наличие микро­ насосной функции скелетных мышц в покое. Максималь­ ное артериальное давление в покое составляло 115± ±7,8 мм рт. ст., а застойное венозное — 78±'3,7 мм рт. ст.

После введения диплацина через 20 мин застойное веноз­ ное давление уменьшилось до 62±3,3 мм рт. ст. При рас­ тяжении же скелетной мышцы грузом 3 кг оно увеличи­ лось до 121 ±1,7 мм рт. ст. и стало превышать макси­ мальное артериальное (115±7,8 мм рт. ст.). Следова­ тельно, микронасосы, заключенные в скелетной мышце, работают и в покое, но диплацином угнетаются, растя­ жение же их стимулирует, несмотря на предшествующее.блокирование микронасосного механизма этим препа­ ратом.

Все это убедительные доказательства реальности ра­ боты микронасосов скелетных мышц даже в покое, ибо они не только перфузируются, но и самообеспечиваются кровью. Вибрационный механизм скелетных мышц дей­ ствует и в покое. А если это объективная реальность, то ее можно наблюдать во всех других адекватных усло­ в и я х. •••••< В связи с обнаружением микронасосного свойства скелетных мышц и миокарда, проявляющегося даже в покое, открываются новые, ранее неизвестные возмож­ ности и проблемы изучения структуры и функции ске •летных мышц как самостоятельных- гемодинамических насосов, присасывающе'-нагнетательная деятельность ко­ торых совершается на микроуровне в масштабах двига­ тельных единиц скелетных мышц и миокарда.

Двигательная единица (ДЕ) — это пучок, состоящий из 100 и более мышечных волокон, покрытый соедини­ тельной тканью и пронизанный капиллярами, которые от поперечно расположенного по отношению к мышце арте­ риального сосуда идут параллельно мышечным волок­ нам в обе стороны и образуют своеобразные эндотели •ально-мышечные комплексы — самостоятельные субъ­ единицы (микронасосы), представленные в каждой ДЕ в огромном количестве.

Знать, как устроены эти насосы и как действуют, очень важно для науки и практики, для построения пра­ вильного образа жизни, поддержания деятельности пери­ ферических «сердец» на должном уровне с целью ока­ зания повседневной помощи сердцу и гарантирования его долгой бесперебойной работы. Чрезвычайно важно также правильное развитие всех этих механизмов у де­ тей, начиная от рождения.

: Строение и деятельность микронасосов скелетных мышц и миокарда полезно учитывать при спортивной тренировке с целью достижения наивысших мировых спортивных результатов. Они могут использоваться при прогнозировании и отборе спортсменов для того или иного вида спорта, а также для предупреждения пере­ грузок, перетренировок и их реабилитации.

Эти знания необходимы для профилактической и кли­ нической медицины, для дальнейшей разработки теорий и практики нарушений нейромоторного и микронасосно­ го аппаратов и механизмов скелетных мышц как периг ферических «сердец», активных помощников сердца че­ ловека.

С помощью прикрепляемых к коже (например, руки человека) датчиков гемомиодинамографа, сконструиро­ ванного и созданного в лаборатории кровообращения Института физиологии АН БССР и СКВ Белорусского политехнического института, графически регистрируются электрические биопотенциалы мышц в виде электромио граммы (ЭМГ), вибрационные колебания мышечных во­ локон в виде вибромиограммы (ВМГ) и звуковые коле­ бания этих же мышечных волокон в виде фономиограм мы (ФМГ). •;

..--. '. :.. : : • Оказалось, что при волевом, произвольном напряже­ нии скелетных мышц предплечья человека микронасосная их эффективность находится в прямой зависимости от амплитуды и частоты электрических, звуковых и вибра­ ционных колебаний мышечных волокон и их двигатель­ ных единиц —- мионов (Ермолова, 1971).

Правда, оставался труднообъяснимый факт резкого усиления кровотока из скелетной мышцы после прекра­ щения длительного, тетанического ее напряжения. При этом ЭМГ не регистрировалась и надо было полагать, что биоэлектрическая активность отсутствовала. Следо­ вательно, по этому показателю микронасосы в скелетных мышцах не работали, однако кровь вытекала из мышцы в максимальном количестве.

На первый взгляд это говорит не в пользу вибраци­ онной гипотезы деятельности внутримышечных перифе­ рических «сердец» (ВПС), и усиление их кровоснабже­ ния, в данном случае, совершается якобы по механизму вазодилатации. Но это только на первый взгляд, ибо звуковые (ФМГ) и вибрационные (ВМГ) колебания мы­ шечных волокон продолжали регистрироваться. Они медленно затухали, а вместе с ними снижалась и так называемая постконтракционная гиперемия (Ермолова, 1971), которую некоторые исследователи объясняли только постконтракциоцным расширением сосудов. Но если принимать во внимание зависимость ее от звуковых и вибрационных колебаний мышечных волокон, то следо­ вало бы считать, что и она есть не постконтракционная гиперемия, а наивысшая микронасосная эффективность, проявляющаяся вибронасосным механизмом мышц в условиях снятия напряжения, сокращения мышцы и, сле довально, внешнего давления, затрудняющего нагнета­ тельную функцию в этих условиях самих микронасосов.

При этом, однако, возникают такие очень важные вопросы: почему и как могли звучать и продолжать виб­ рировать мышечные волокна или мионы ДЕ, если им­ пульсы, идущие к мышцам из центральной нервной си­ стемы (из головного мозга) сняты? Могут ли мышцы вибрировать без поступающих к ним импульсов? Способ­ ны ли они к спонтанной вибрации?

Лишь четкие, убедительные ответы на эти вопросы могут служить объяснением данного феномена. Что можно привести в пользу сказанного? Житейские наблю­ дения о том, что у длительно и много физически и напря женно работающих лиц наступает утомление, они стре­ мятся отдохнуть и когда лягут, то говорят, что их мышцы «гудят». Из головного мозга им не поступают приказы работать, однако субъективные ощущения таковы, что скелетные мышцы после таких напряжений продолжают вибрировать, «гудеть». Но это всего лишь субъективные ощущения. А о чем говорят объективные научные дан­ ные?

С помощью селективных электродов, позволяющих отводить биопотенциалы от немногих, например трех ДЕ (Саплинскас, 1970—1980), обнаружено, что в покое ре­ гистрируется спонтанная электрическая активность ДЕ низкого вольтажа, которая выявляется на осциллоскопе при больших усилениях и проявляется в незначительных колебаниях активности. Частота их колеблется от 13 до 25 Гц. Механизм, способствующий спонтанному регуляр­ ному разрешению двигательной концевой пластинки (ДКП), неизвестен и требует специального изучения '(Buchthal, Rosenfalck, 1966).

Любопытно^, что спонтанная электрическая активность регистрируется в двигательных концевых пластинках, в мышечных волокнах (MB) как перед, так и после утоми­ тельных нагрузок. Спонтанная электрическая активность мышечных волокон у человека регистрируется и при их денервации, в частности при повреждении нервов у спортсменов. Эти спонтанные потенциалы низкой ампли­ туды с начальным отрицательным отклонением длитель­ ностью от 0,5 до 3 мс М. Stohr (1977) относит к «миниа­ тюрным потенциалам» ДКП, которые впервые были опи­ саны Ф. Фатом и Б. Катцом (Fatt, Katz, 1952).

Следует подчеркнуть, что электрическую активность ДКП можно отвести двумя игольчатыми электродами с расстоянием между ними не более 0,4 мм, так как с уве­ личением этого расстояния биопотенциалы не регистри­ руются. Следовательно, волна деполяризации и био­ электрической активности распространяется в очень узких пределах и другими методами она не обнаружи­ вается. По-видимому, вот почему на электромиограмме ничего не видно, а ДЕ сокращаются, и, следовательно, микронасосы даже в этом состоянии все же работают.

Усиление спонтанной активности ДКП, разряжаю­ щейся асинхронно с большой вариабельностью межим­ пульсных интервалов, по мнению Ю. С. Саплинскаса (1984), следует рассматривать как физиологическое S явление. Оно в сопоставлении с нашими исследованиями способствует работе микронасосов скелетных мышц даже в покое. Однако по мнению того же автора, одинаковой г длительности последовательные межимпульсные интер­ валы спонтанно разряжающейся ДКП в ряде случаев следует рассматривать как один из критериев перегруз­ ки нервно-мышечной системы, ведущей к патологий. И:с нашей точки зрения, нарушение асинхронности колеба­ ний мышечных волокон свидетельствует о перегрузке, переутомлении, что тоже может привести к патологии.

У спринтеров превалируют мышечные волокна II ти­ па. Вероятно, они предопределены генетически и успеш­ но развиваются при тренировке, под влиянием которой становятся толще, сила их возрастает и сокращаются они быстрее. Эти быстрые волокна богаче гликогеном, но беднее капиллярами, митохондриями по сравнению с медленными волокнами I типа, а условия неутомляемос­ ти и кровотока их совпадают (Замостьян, 1976).

Ю. С. Саплинскас (1980) полагает, что спонтанная электрическая активность мышечных волокон не всегда означает денервацию. В. Салтин (Saltin et al., 1977) считает, что причиной появления спонтанных осцилляции покоя может быть потеря контактов мышечных волокон с двигательным нервом при утомительных физических нагрузках, а затем этот контакт восстанавливается.

Регистрируемые на ЭМГ спонтанные потенциалы с амплитудой 100—150 мкВ и частотой 6—-12 Гц, согласно Ю. С. Саплинскасу (1984), следует отнести не к фибрил­ ляциям, а к фасцикуляциям.

Утомительная физическая работа вызывает спонтан ную электрическую активность ДКП и появление нере­ гулярных, а также регулярных спонтанных осцилляции типа фасцикуляций, а иногда и фибрилляций, что служит предупреждением нарушений функционирования мышеч­ ных волокон и двигательных центров и может носить временный, преходящий характер.

При денервации появляются спонтанные потенциалы в некоторой степени сходные с теми, которые возникают при утомлении от физических нагрузок с сохраненной иннервацией мышечных волокон.

Приведенные фактические данные убедительно свиде­ тельствуют о том, что микронасосный механизм скелет­ ных мышц, а вероятно, и миокарда функционирует и в состоянии их физиологического покоя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Обнаружение микронасосного свойства поперечно­ полосатой ткани, формирующей скелетные и сердечную мышцы, имеет принципиальное значение как с научной, так и с практической точки зрения. На основании этих новых фундаментальных научных данных скелетные мышцы и миокард должны рассматриваться не только как потребители крови, нагнетаемой сердцем, и перфу зируемые органы, величина перфузии которых зависит от изменений тонуса и просвета сосудов, но и как физио­ логические вибраторы и самообеспечивающиеся органы.

Этим они обязаны заключенному в них микронасосному механизму, выполняющему две функции: внутреннюю — самообеспечивание кровью скелетных мышц и миокарда и внешнюю — присасывание артериальной крови, про­ талкивание ее по внутримышечным капиллярным сосу­ дам и нагнетание венозной крови с потенциальной силой, превышающей максимальное артериальное давле­ ние. Скелетные мышцы — это своеобразные перифериче­ ские «сердца», которые вместе с другими экстракарди альными насосами — грудным, брюшным, диафрагмаль ным, а также венозными помпами помогают сердцу человека и животных. Без них оно не в состоянии обеспе­ чить нормальную циркуляцию крови по большому кругу кровообращения и кровоснабжение организма.

На основе этих данных должен быть уточнен взгляд на рабочую гиперемию скелетных мышц, усиление кро­ воснабжения которых при работе объяснялось падением тонуса и расширением сосудов. Следует подчеркнуть, что само явление перфузии, конечно, не исключается, но в работе скелетных мышц оно занимает весьма незначи­ тельное место. В связи с этим становится очевидным тот факт, что ни одной из многих гипотез рабочей гиперемии расширения внутримышечных сосудов, в том числе и ги стомеханической гипотезой вазодилатации В. М. Хаюти на, невозможно объяснить присасывающе-нагнетатель ную способность скелетных мышц.

93.

Если скелетной мышце присуща только перфузия, то по закону сообщающихся сосудов невозможно превыше­ ние давлением на выходе из мышцы давления на ее вхо­ де. Нет ответа на многие другие вопросы, в частности почему при денервации, а также иммобилизации мышц (например, заключенных под гипсом, даже с сохранен­ ной иннервацией) они атрофируются. Сердце по-прежне­ му посылает кровь всем органам в том же количестве, но если работающие мышцы продолжают функционировать нормально, то иммобилизованные почему-то атрофиру­ ются. Как эти, так и многие другие факты непонятны с точки зрения рабочей гиперемии за счет вазодилатации, перфузии, а с позиции вибрационной гипотезы и микро­ насосного механизма они становятся вероятными и объ­ яснимыми. Если микронасосы мышц работают, они могут нагнетать венозную кровь с превышением максимально­ го артериального давления. Но когда микронасосы пере­ стают работать, не снабжают мышечную ткань питатель­ ными веществами и кислородом, то мышцы атрофиру­ ются.

Pages:     || 2 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.