Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 8
1.1. Электромеханическое сопряжение в мышце 8
1.2. Влияние методики регистрации ЭМИ на его величину 21
1.3. Влияние различных факторов на величину ЭМИ 27
1.3.1. Зависимость ЭМИ от угла в суставе 27
1.3.2. Влияние скорости и режима мышечного сокращения на ЭМИ 36
1.3.3. Влияние утомления на ЭМИ 42
1.4. ЭМИ как показатель индивидуальных и групповых различий 44
1.5. Использование ЭМИ для обработки ЭМГ 45
1.6. ЭМИ-Р при расслаблении мышцы 47
Глава II. Задачи, методы и организация исследования... 50
2.1. Методика измерения электромеханического интервала 50
2.2. Организация исследования 57
2.3. Методы математической статистики 62
Глава III. Результаты исследования электромеханического сопряжения в мышце и их обсуждение ... 64
3.1. Зависимость ЭМИ от скорости движения и угла в суставе 64
3.2. Влияние охлаждения пяточного сухожилия на сократительные свойства икроножной мышцы 70
3.3. Влияние утомления на величину ЭМИ 73
3.4. ЭМИ-Р при расслаблении икроножной мышцы 78
3.4.1. Зависимость ЭМИ-Р икроножной мышцы от момента силы в голеностопном суставе 80
3.4.2. Зависимость ЭМИ-Р икроножной мышцы от угла в голеностопном суставе 85
Выводы 91
Список литературы 95
- Влияние методики регистрации ЭМИ на его величину
- Использование ЭМИ для обработки ЭМГ
- Влияние охлаждения пяточного сухожилия на сократительные свойства икроножной мышцы
- Зависимость ЭМИ-Р икроножной мышцы от момента силы в голеностопном суставе
Введение к работе
Актуальность. Эффективность управления тренировочным процессом и рост спортивных результатов во многом зависят от того насколько изучены механизмы, лежащие в основе функционирования исполнительной части двигательного аппарата человека - скелетных мышц. Особый интерес здесь представляют процессы управления мышечной активностью со стороны ЦНС, и процессы электромеханического сопряжения в мышцах.
Под термином электромеханическое сопряжение обычно понимают совокупность электрических и механических процессов, которые происходят в мышце во время ее сокращения и расслабления [3, 21, 36, 37]. Характер протекания этих процессов с позиций биохимии, физиологии и биомеханики достаточно полно описан во многих работах [2, 5, 10, 11, 13, 14, 17, 18, 19, 20, 30, 31, 38, 42, 44, 48, 55, 62, 64, 73, 90, 99, 102, 110, 116, 124, 125, 131, 139]. Однако в последнее время получены новые факты, которые позволили иначе взглянуть на механические явления в сокращающейся мышце и выдвинуть гипотезу о существовании дополнительного четвертого элемента, входящего в механическую модель мышцы [9, 33]. Традиционно в эту модель включают три компоненты - две упругие и одну контрактильную. Именно такая механическая модель мышцы чаще всего используется для объяснения механических явлений, происходящих во время мышечного сокращения.
Гипотеза о возможности существования четвертой компоненты возникла в результате изучения показателей электрического и механического ответа мышцы, измеренных в начале возбуждения и сокращения икроножных мышц при разных углах в голеностопном суставе, т.е. при разной длине мышц [9, 33]. Основное внимание было сосредоточено на изучении временного интервала между началом
электрической активности и возникновением силы тяги мышцы за кость или началом изменения какой-либо другой механической характеристики движения. Этот показатель, получивший название электромеханический интервал (ЭМИ) или электромеханическая задержка (ЭМЗ), стал предметом исследования отечественных [9, 32, 33, 34, 35, 39] и особенно зарубежных авторов [56, 57, 83, 92, 94, 113, 120,136].
Существование запаздывания механического ответа мышцы по отношению к электрическим процессам происходит не только в начале мышечного сокращения, но и при расслаблении мышцы. Однако его изучению уделено очень мало внимания, а ведь эффективность выполнения многих спортивных упражнений, особенно таких, где нужно поддерживать высокий темп движений, зависит не только от быстроты начала сокращения мышц, но и от быстроты их расслабления.
Научная новизна исследования состоит в следующем:
получены новые данные о зависимости ЭМИ трехглавой мышцы голени от угла в голеностопном суставе при разной скорости мышечного сокращения;
изучено влияние местной анастезии ахиллова сухожилия икроножной мышцы на ЭМИ и другие показатели мышечного сокращения;
исследовано влияние локального утомления, вызванного многократными изометрических сокращениями, на распространение возбуждения и сократительные возможности икроножной мышцы;
впервые получены данные о величинах и характере изменения ЭМИ-Р и показателей механического ответа мышцы при разной силе сокращения и длине икроножной мышцы во время расслабления.
Рабочая гипотеза. Предполагается, что изучение временной задержки между электрическим и механическим ответом мышцы в начале сокращения и во время расслабления позволит:
проверить гипотезу о необходимости введения дополнительной, связующей компоненты в механическую модель мышцы;
оценить возможность использования ЭМИ и ЭМИ-Р для контроля за состоянием нервно-мышечного аппарата у спортсменов;
Объект исследования - процессы электромеханического сопряжения в скелетной мышце.
Предмет исследования — закономерности изменения временной задержки между электрическими процессами и механическим ответом во время сокращения и расслабления икроножной мышцы человека.
Теоретическая значимость работы заключается в том, что ее результаты вносят новый вклад в биомеханику мышечного сокращения, расширяя наши знания о последовательности протекания электрических и механических явлений в мышце во время ее сокращения и расслабления, что является основой для изучения такого двигательного качества спортсменов как быстрота. Знание этих закономерностей дает возможность обосновать логическую информативность различных показателей электромеханического сопряжения с целью их использования в педагогическом контроле за состоянием спортсменов. Кроме того, количественные данные о ЭМИ необходимы для проверки адекватности скелетно-мышечных моделей, используемых в биомеханических исследованиях, поскольку величина ЭМИ является основанием для выбора постоянной времени интегрирования ЭМГ сигнала.
Практическая значимость работы состоит в том, что полученные экспериментальные данные о влиянии локального утомления и местной анастезии мышцы на ЭМИ, ЭМИ-Р и на некоторые показатели механического ответа мышцы могут быть использованы при разработке тестов для текущего контроля за состоянием нервно-мышечного аппарата спортсменов. Данные о зависимости ЭМИ-Р от величины удерживаемого усилия и положения тела позволяют сделать практические рекомендации и
6 требования, которые необходимо соблюдать при разработке соответствующих тестирующих процедур.
Анализ литературных источников и результаты экспериментального исследования показателей электромеханического сопряжения мышц позволили вынести на защиту следующие основные положения:
Уточнение зависимости ЭМИ икроножной мышцы от угла в суставе при разной скорости односуставного движения в начале сокращения и сравнение этой зависимости с аналогичной зависимостью ЭМИ-Р при расслаблении мышцы подтверждает целесообразность введения четвертой (связующей) компоненты в механическую модель мышцы.
ЭМИ и показатели механического ответа икроножной мышцы в начале сокращения не зависят от ее анастезии в области пяточного сухожилия.
Локальное утомление мышцы, вызываемое повторными изометрическими сокращениями, увеличивает ЭМИ мышцы и снижает ее сократительные возможности.
ЭМИ и ЭМИ-Р мышцы существенно зависят от силы сокращения и отражают тип мышечных волокон, обеспечивающих сокращение. Время падения силы тяги мышцы до ее половинного значения при фиксированной длине мышцы во время расслабления не зависит от величины удерживаемого усилия и характеризует состояние последовательной упругой компоненты мышцы.
ЭМИ в начале мышечного сокращения обусловлено состоянием контрактильной и связующей компонент мышцы. ЭМИ-Р во время расслабления отражает состояние только контрактильного компонента мышцы.
Апробация работы. Результаты исследования докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры биомеханики, научно-практических конференциях РГАФК и Международных конференциях.
Объем и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, включающего 139 источников, из которых 100 на иностранных языках. В тексте диссертации имеется 17 рисунков и 14 таблиц.
Влияние методики регистрации ЭМИ на его величину
Среди факторов, которые могут существенным образом повлиять на величину ЭМИ, в первую очередь следует выделить методику регистрации электрической активности мышцы (параметры биоусилителя, размеры электродов, расстояние между электродами, их положение на мышце и т.п.) и точность определения начала ее возникновения, а так же начало механического ответа мышцы. Важна не только чувствительность приборов к изменению той или иной механической величины, по которой фиксируется момент окончания ЭМИ, но и то какая механическая величина (перемещение, скорость, ускорение или сила) выбрана в качестве индикатора начала механического ответа. Существенно так же и то, в каких условиях выполняется двигательное задание (в статике, в динамике, в каком направлении выполняется движение и т.п.).
Методика регистрации электромиограммы требует выбора некоторых параметров регистрирующей аппаратуры, как то: полоса пропускаемых частот и чувствительность биоусилителя, расстояние между электродами и сопротивление кожного покрова, положение электродов на мышце [9, 32, 57, 61]. Необходимо также сказать и о частоте, с которой оцифровывается ЭМГ сигнал при его предварительной обработке, поскольку известно, что спектр частот электромиографического сигнала достаточно широк. Естественно, что необходимо знать степень влияния этих факторов на величину ЭМИ. Достаточно подробный обзор по методике регистрации и обработке ЭМГ можно найти в работе [61].
С. De Luca [61] отмечает, что при определении временных параметров ЭМГ существует некоторый физиологический предел точности, с которой можно оценить появление электрической активности накожными электродами. Этот предел равен 10 мс. К данному выводу автор пришел путем следующих рассуждений. Если электроды будут расположены на расстоянии 4 см от центра иннервационной зоны мышцы, а скорость проведения нервного импульса принять равной 4 м/с, то ЭМГ появится только через 10 мс, т.е. нервному импульсу необходимо потратить 10 мс, чтобы достичь поверхности электродов. Отсюда, разрешающая способность оценки временных параметров ЭМГ не может быть лучше 10 мс, когда сравнивают результаты, полученные для разных мышц и испытуемых.
В работе А.В. Григоренко [9] изучалось влияние положения электродов на величину ЭМИ. Результаты дисперсионного анализа показали, что нет достоверных различий между величинами ЭМИ при рассмотренных вариантах расположения электродов на трехглавой мышце голени. При смещении положения электродов на 2 см вдоль и поперек ее брюшка относительно двигательной точки, влияние изучаемого фактора у разных испытуемых и разных головок трехглавой мышцы колебалось от 4,2 до 9,8% (р 0,05). Исходя из этого автор сделал вывод о том, что изменение положения электродов на мышце в изученных пределах не влияет на величину ЭМИ.
Следующим фактором, который исследовал автор [9], является полоса частот усилителя биопотенциалов. Были выбраны следующие диапазоны частот: 50-2000 гц; 50-10000 гц; 50-20000 гц; 10-10000 гц; 2-10000 гц; 200-10000 гц. Для большинства рассмотренных диапазонов не было обнаружено статистически значимых различий в величинах ЭМИ. Исключение составляет диапазон частот от 200 до 10000 гц. У двух испытуемых из четырех величины ЭМИ при этом диапазоне частот достоверно отличались от других вариантов. Для проведения исследований автор рекомендует использовать полосу частот от 50 до 10000 гц. Выбор нижней границы равной 50 Гц обусловлен трудностью получения качественной ЭМГ из-за влияния так называемых наводок. Последние возникают как при движении проводов и смещении электродов на поверхности кожи, так и в результате отрицательного влияния 50-ти герцовой составляющей сигнала от источника питания. Наиболее простой выход из ситуации фильтрация низких частот. В данном случае этот путь оправдан, поскольку ЭМИ практически не зависит от нижней границы (в пределах от 2 до 50 гц) частотного спектра.
Влияние чувствительности биоусилителя на величину ЭМИ изучали при следующих значениях этого параметра: 20, 50, 100 и 200 мкВ. Показано, что увеличение чувствительности биоусилителя приводит к увеличению ЭМИ трехглавой мышцы голени [9]. Так, например, ЭМИ камбаловидной мышцы увеличилось, соответственно, с 24,5 ( т=2,8) мс до 31,7 (а=4,8) мс (табл. 3). Важно подчеркнуть, что момент возникновения ЭМГ в данной работе определялся автоматически. Для этого во время латентного периода двигательной реакции рассчитывали среднее значение и стандартное отклонение величины выходного сигнала биопотенциалов по каждому каналу. Эти величины в дальнейшем использовали для определения начала появления электрической активности мышц. Пороговым значением считалось отклонение выходного сигнала на две сигмы от средней величины. Так определяли начало ЭМИ, а его окончание соответствовало моменту начала изменения силы, действующей на тензометрированную пластину. Чувствительность, с которой аппаратура позволяла определить момент изменения силы, составляла 0.5 Н.
Большинство исследователей при описании методики измерения ЭМИ указывали чувствительность усилителя биопотенциалов. Так, А. Weiss [135] использовал порог в 50 мкВ, J.T. Viitasalo [127] - в 17 мкВ, А.В. Григоренко [9] - 50 мкВ, Shi Zhou [120] - 15 мкВ. Однако, несмотря на то, что большинство авторов отмечает важность выбора порога определения начала ЭМГ во многих исследованиях эти данные отсутствуют.
Весьма оригинальное исследование, посвященное влиянию измерительной аппаратуры на величину ЭМИ, проведено D.M. Corcos с соавт. [57]. В первом эксперименте у одного испытуемого измеряли ЭМИ двуглавой мышцы плеча при быстром сгибании руки в локтевом суставе. Размах движения в суставе равен 54. Движения выполнялись в горизонтальной плоскости. Начало и окончание ЭМИ определяли визуально по экрану монитора. Сравнивали величины ЭМИ при разной разрешающей способности (чувствительности) аппаратуры для измерения начала изменения угла в локтевом суставе с помощью электрогониометра и датчика ускорения, закрепленного на рычаге с малым моментом инерции (датчик крепился на расстоянии 46,7 см от оси вращения). При малой разрешающей способности аппаратуры (точность измерения угла в суставе - 0,0244/бит) ЭМИ, определенный по началу изменения угла в суставе, составил 64 мс (интервал времени между стрелками 1 и 3 на рис. 2-А), а по изменению ускорения - 36 мс (интервал между стрелками 1 и 2). Графическое представление той же попытки в другом масштабе (рис. 2-В) привело к уменьшению ЭМИ до 52 мс и 21 мс, соответственно.
Использование ЭМИ для обработки ЭМГ
Какие бы движения ни выполнял человек, их источником является сокращение большего или меньшего числа мышц. В настоящее время невозможно измерить силу их тяги прямым путем. Чаще всего косвенной характеристикой их деятельности является электромиография [6, 15, 16, 25]. Исключение составляют уникальные исследования в клинике, проводимые на человеке и животных. Обзор этих исследований можно найти в работе [69]. Для измерения силы вживляют соответствующие датчики в мышечные сухожилия. ЭМИ трехглавой мышцы голени, градиента силы и времени разгрузки у спортсменов разных специализаций (п=25) [по 9] Специализация ЭМИ (мс) Градинтсилы (усл/ед) Времяразгрузки(мс) Латеральная Медиальная Камбало-видная Спринт (п=11) 27,0 ±4,1 25,3 ±5,5 23,5 ±5,7 20,1 ±8,7 51,7 ±16,2 Борьба (п=6) 23,5 ±4,5 21,4 5,0 21,7 3,3 23,0 ±10,1 63,8 ±7,1 Сп. игры (п=8) 26,4 ±4,9 25,2 ±6,4 23,9 ±7,2 17,8±5,7 54,3 ±16,5 Все испытуемые 25,7 ±4,5 24,0 ±5,7 23,1 ±7,5 20,4 ±8,3 56,8 ±14,0
Одной из первых работ этого направления, в которой обратили внимание на запаздывание механического ответа мышцы по отношению к ее электрической активности, является исследование М.Н. Sherif с соавторами [119]. Авторы регистрировали внутримышечную ЭМГ медиальной икроножной мышцы кошки с помощью игольчатых электродов и силу тяги этой мышцы с помощью датчика, вживляемого в мышечное сухожилие. Эти характеристики регистрировали во время бега животного на третбане. Авторы отмечают, что наиболее важным обстоятельством является не сам факт существования этой задержки, а то что она может варьировать в очень широких пределах - от 5 до 120 мс. Кроме того, величина ЭМИ зависит от характера и скорости движения животного и поэтому при интегрировании ЭМГ неправомерно принимать постоянную времени интегрирования сигнала постоянной, как это делают большинство исследователей.
В спорте прямую регистрацию силы тяги мышц впервые выполнили финские биомеханики под руководством P.V. Komi [93]. Спортсменам вживляли датчик для измерения силы тяги трехглавой мышцы голени. Датчик, хирургическим путем, прикрепляли к пяточному сухожилию и спустя некоторое время, необходимое для заживления раны, спортсмены выполняли различные упражнения. Были исследованы бег, прыжки в длину, педалирование на велоэргометре и другие упражнения.
Несмотря на уникальность и фундаментальность таких исследований для биомеханики, они являются скорее исключением, чем правилом. Поэтому используют косвенные методы определения динамических характеристик мышечного сокращения. Таковым является метод механико-математического моделирования, осуществляемый в два этапа: 1. На первом этапе решается обратная задача динамики, в результате чего по известному движению модели рассчитываются моменты сил в суставах. 2. На втором этапе, используя методы оптимизации, получают оценки величин сил тяги мышц. Не вдаваясь в подробности этого метода, отметим, что его адекватность и возможность дальнейшего использования для решения теоретических и практических задач оценивается с помощью метода электромиографии. Т.е., рассчитанные с помощью модели силы мышечной тяги сравнивают с интегрированной ЭМГ соответствующих мышц. Но для получения интегрированной ЭМГ необходимо выбрать постоянную времени интегрирования. Величина этой постоянной и выбирается на основе электромеханического интервала.
В большинстве работ постоянная интегрирования выбирается постоянной [25, 26,]. В действительности, как это следует из рассмотренных выше результатов исследования ЭМИ, эта величина для разных мышц и степени их сокращения будет разной.
Влияние охлаждения пяточного сухожилия на сократительные свойства икроножной мышцы
Результаты первого эксперимента и данные предыдущих исследований [9, 33] свидетельствуют о том, что состояние последовательной упругой компоненты, особенно ее жесткость, должно оказывать влияние на показатели механического ответа мышцы и не оказывать влияние на величину ЭМИ. Для проверки этого предположения был проведен второй эксперимент, задача которого состояла в том, чтобы изучить влияние охлаждения пяточного сухожилия на ЭМИ и некоторые показатели механического ответа икроножной мышцы.
Влияние местной анастезии интересно и с практической точки зрения. Известно, что в спортивной практике, особенно в футболе, для оказания первой медицинской помощи при ушибах и растяжениях мышц широко применяется охлаждение поврежденных областей либо с помощью грелки со льдом, либо орошением хлорэтилом. Эта процедура приводит не только к снижению болевого эффекта, но и влияет на деятельность рецепторного аппарата мышц и сухожилий, а значит может оказывать влияние на сократительные свойства мышц.
В таблицах 9 и 10 приведены средние значения показателей мышечного сокращения при быстром разгибании стопы из двух исходных положений - угол в голеностопном суставе равен 120 и 140. По данным дисперсионного анализа не обнаружено статистически значимого изменения градиента силы, ЭМИ и половинного времени разгрузки до и после анастезии и во время отдыха в течении 10 минут. Например, градиент силы до анастезии равен 1398 (ст= 198,9) Н/с, а сразу после анастезии - 1418 (сг=225,2) Н/с (Р 0,05).
Полученные факты говорят о том, что процессы активации и развития напряжения в мышце не зависят от блокады пяточного сухожилия хлорэтилом и его применение не оказывает отрицательного воздействия на сократительные свойства мышцы. Аналогичные результаты получены при обработке данных каждого испытуемого в отдельности, т.е. внутрииндивидуальные закономерности совпадают с межиндивидуальными. Во-первых, это имеет большое теоретическое значение, поскольку дает возможность проверить правильность наших представлений о механизмах энергообеспечения мышечной деятельности и тех изменениях в состоянии исполнительной части двигательного аппарата человека, которые эта деятельность вызывает. Во-вторых, практическое значение таких исследований. До сих пор практика спорта испытывает недостаток в информативных показателях функционирования нервно-мышечного аппарата человека с целью правильного дозирования тренировочных нагрузок и контроля за изменениями, которые они вызывают. В особенности это касается организации оперативного и текущего контроля. При этом речь идет не об оценке реакции организма в целом, а об оценке состояния конкретных мышечных групп, на которые нацелено воздействие. В настоящем исследовании поставлена задача изучить влияние локального утомления на ЭМИ и показатели механического ответа трехглавой мышцы голени, вызванного повторными максимальными изометрическими сокращениями.
В период восстановления происходит постепенное снижение величин ЭМИ. При этом достоверная разница между средним ЭМИ до и после нагрузки сохраняется до пятнадцатой минуты и лишь к двадцатой минуте различия между ЭМИ становятся статистически не достоверными. Данный факт говорит о том, что скорость распространения возбуждения по мышце и развитие силы тяги в контрактильном элементе приходят к исходному состоянию к 20-той минуте отдыха. Данная закономерность характерна и для отдельных головок икроножной мышцы кроме латеральной. ЭМИ латеральной икроножной мышцы до нагрузки равно 34,9 мс, а на двадцатой минуте отдыха оно еще достоверно больше исходного значения - 38,1 мс (Р 0,05). Сократительная способность мышцы к 20-той минуте еще не восстанавливается. Об этом свидетельствуют величины градиента силы, значение которых за рассматриваемый период отдыха не достигают исходных величин. Градиент силы до нагрузки в среднем был равен 1537 И/с, а на 20-той минуте периода восстановления его величина оставалась статистически значимо меньше - 1187 Н/с (Р 0,05).
Зависимость ЭМИ-Р икроножной мышцы от момента силы в голеностопном суставе
Прежде всего необходимо выяснить как изменяются показатели электромеханического сопряжения в мышце при ее расслаблении из различных начальных значений силы сокращения. Для этого у каждого испытуемого измеряли максимальный момент силы при разгибании стопы в изометричесчких условиях. Угол в голеностопном суставе равен 120. Затем спортсмен развивал заданное значение момента силы и по команде полностью расслаблял мышцы. Средняя максимальная величина момента силы для всей группы испытуемых равна 239,6 (ст=67,7) Нм. В таблице 13 представлены временные и силовые показатели трехглавой мышцы голени во время расслабления при удержании силы равной 40%, 60%, 80% и 100% от максимума. С увеличением удерживаемого усилия достоверно (Р 0,01) увеличиваются градиенты силы. Например, градиент половинной силы изменяется в пределах от 3165 ( т=1195) Н/с до 9765 (ст=1691) Н/с. Поскольку речь идет о быстроте уменьшения силы, то градиент силы имеет отрицательное значение. Однако в целях удобства изложения материала значение этого показателя берется по абсолютной величине. По данным дисперсионного анализа степень влияния фактора (развиваемого момента силы) на величину градиента половинной силы и максимального градиента силы составляет, соответственно, 71,2% и 69,4%.
Время падения силы до половинного значения статистически значимо не изменяется и не зависит от величины удерживаемого усилия (рис 14). Его величина в среднем изменяется от 44,4 (о=5,6) до 47,0 (ст=5,6) мс. Если учесть, что сила уменьшается нелинейно, то полное расслабление мышцы происходит значительно позже, превышая время падения силы до половинного значения более чем в два раза. Таким образом, отсутствие электрической активности в мышце после сокращения не говорит о том, что исчезает ее сила тяги. Действие мышцы на костный рычаг с момента падения силы сохраняется достаточно долго и к этому интервалу времени следует еще добавить электромеханический интервал, величина которого зависит от момента силы в суставе.
Среднее значение ЭМИ-Р трехглавой мышцы голени достоверно (Р 0,01) уменьшается с увеличением момента силы (рис. 14). Так, при силе равной 40% от максимума среднее значение ЭМИ-Р навно 55,3 (а=12,0) мс, а при 100% оно значительно меньше - 29,5 (а=10,3) мс. Влияние фактора составляет 48,1%. По-видимому, это связано с тем, что по мере увеличения силы сокращения мышцы возрастает доля участия быстрых мышечных волокон, процессы активации и расслабления в которых происходят быстрее. Поскольку процесс расслабления мышцы не является пассивным, а требует затрат энергии и времени для возврата ионов Са из клеточного пространства в саркоплазматический ретикулум, то можно предположить, что величина ЭМИ-Р отражает интенсивность работы кальциевого насоса и тип мышечных волокон, обеспечивающих силу сокращения мышцы.
Таким образом, полученные результаты дают возможность предполагать, что ЭМИ-Р и время падения силы до ее половинного значения могут использоваться для оценки интенсивности процессов электромеханического сопряжения при расслаблении мышц. ЭМИ-Р является показателем быстроты расслабления контрактильного элемента, а половинное время падения силы должно отражать свойства последовательной упругой компоненты. На рис. 15 схематически показано изменение обсуждаемых показателей в зависимости от силы мышечного сокращения. Обращает на себя внимание тот факт, что величина ЭМИ-Р нелинейно увеличивается с уменьшением силы, что согласуется с результатами исследований А.В. Григоренко [9].
Поскольку ЭМИ-Р зависит от величины удерживаемого усилия, то с нашей точки зрения целесообразно измерять его величину при двух значениях силы - 40% и 80% от максимального. ЭМИ-Р при первом значении силы будет характеризовать преимущественно состояние контрактильного компонента медленных мышечных волокон, а ЭМИ-Р при втором значении - быстрых.
Следующий эксперимент проведен для изучения изменения показателей электромеханического сопряжения от изменения исходной длины трехглавой мышцы голени во время ее расслабления.
Схематическое изображение зависимости ЭМИ-Р икроножной мышцы от величины удерживаемого усилия во время расслабления (t-0,5F - время падения силы до ее половинного значения) Необходимо еще раз проверить предположение о целесообразности введения связующей компоненты в механическую модель мышцы на основе сопоставления зависимостей ЭМИ и ЭМИ-Р от длины мышцы (угла в суставе). Поскольку оба электромеханических интервала отражают одни и те же процессы, происходящие в начале сокращения и расслабления мышцы, а именно, действие кальциевого насоса и образование (или разрыв) поперечных мостиков между актином и миозином, то характер изменения ЭМИ-Р в зависимости от угла в голеностопном суставе должен существенно отличаться от аналогичной зависимости для ЭМИ в начале сокращения. Независимо от длины мышцы при ее расслаблении связующая компонента не может влиять на величину ЭМИ-Р, так как во время сокращения мышцы она всегда растянута до своей наибольшей длины.
Прежде всего у всех испытуемых были измерены максимальные значения момента силы мышц разгибателей стопы в пяти углах (100 110 120 130 и 140). На рис. 16 представлена зависимость максимального момента силы от угла в голеностопном суставе, построенная по средним данным для всей группы испытуемых. Видно, что с увеличением угла в суставе силовые возможности спортсменов уменьшаются. Наибольший момент силы спортсмены проявляют при угле 110 - 214,1 (а=47,8) Нм, a при угле 140 его величина уменьшается почти в два раза.
