Содержание к диссертации
Введение
Функциональное состояние различных систем организма лиц с ограниченными возможностями (обзор литературы)
Функциональные особенности организма инвалидов различных нозологических групп
Функциональное состояние кардиореспираторной системы спортсменов-инвалидов
Функциональное состояние сенсорных систем и мышечно-суставной чувствительности у спортсменов-инвалидов
Функциональное состояние зрительной сенсорной системы спортсменов-инвалидов
Функциональное состояние проприоцептивной сенсорной системы спортсменов-инвалидов
Организация и методы исследований 39
Характеристика контингента и организация исследований
Методы исследований 42
Оценка кардиореспираторной системы 42
Оценка функционального состояния мышечно-суставной чувствительности и способности к определению пространственных параметров
Определение функциональных особенностей сенсорных систем статистические методы 59
Физиологические критерии функционального состояния кардиореспираторной системы у спортсменов-инвалидов разной квалификации, занимающихся в пауэрлифтинге
Базовые гемодинамические показатели у спортсменов-инвалидов разной квалификации, занимающихся пауэрлифтингом
Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы у спортсменов-инвалидов, занимающихся пауэрлифтингом
Функциональное состояние аппарата внешнего дыхания у спортсменов-инвалидов, занимающихся пауэрлифтингом
Характеристика функциональной мощности системы внешнего дыхания у спортсменов-инвалидов разной квалификации
3.3.2 Особенности функциональной экономизации системы внешнего дыхания у спортсменов-инвалидов
3.3.3 Особенности гипоксической устойчивости спортсменов- инвалидов разной квалификации
3.3.4 Характеристика показателей бронхиальной проходимости воздухоносных путей у спортсменов-инвалидов разной квалификации
ГЛАВА 4. Мышечно-суставная чувствительность и способность к определению пространственных параметров у спортсменов-инвалидов
4.1. Проприоцептивная чувствительность при воспроизведении углов в суставах
4.2. Способность к дифференцированию мышечных усилий у спортсменов-инвалидов
4.3. Способность к точному восприятию пространства
4.3.1 Способность к определению расстояния до объекта 100
4.3.2 Восприятие угловой скорости движения 103
ГЛАВА 5. Сенсомоторные реакции у спортсменов-инвалидов
5.1. Особенности сенсомоторных реакций на внешние раздражители
5.2. Физиологические особенности лабильности в деятельности нервных центров у спортсменов-инвалидов
Заключение 123
Выводы 137
Практические рекомендации 140
Список литературы
- Функциональное состояние сенсорных систем и мышечно-суставной чувствительности у спортсменов-инвалидов
- Оценка функционального состояния мышечно-суставной чувствительности и способности к определению пространственных параметров
- Функциональное состояние аппарата внешнего дыхания у спортсменов-инвалидов, занимающихся пауэрлифтингом
- Способность к точному восприятию пространства
Функциональное состояние сенсорных систем и мышечно-суставной чувствительности у спортсменов-инвалидов
Заболевания, взаимосвязанные с патологическими изменениями функционирования опорно-двигательного аппарата, составляют значительный процент от общей структуры инвалидизации в России (С.С. Кувин с соавт., 2013). Инвалиды с поражением опорно-двигательного аппарата представлены лицами с приобретенными и врожденными нарушениями. К врожденным нарушениям относится большое количество нозологических форм: от детского церебрального паралича (ДЦП), последствий натальных повреждения головного и спинного мозга до достаточно редких, таких как хондродистрофия и артрогрипоз (Э.И. Аухадеев, 2007; В.А. Епифанов, 2008; И.А. Пенкин, 2013; A. Abdelgawad, О. Naga, 2014; В.Т. Darras et al, 2014).
Лица с последствиями детского церебрального паралича (ДЦП), характеризуются множественными двигательными расстройствами: изменение тонуса мышц-антагонистов и агонистов: спастичность, ригидность, гипотония мышц туловища, парезы и параличи, гиперкинезы, синкинезии, тремор пальцев рук и языка, нарушение координации движений и мышечно-суставной чувствительности (Е.Ю. Сергеенко, 2007; И.Ю. Левченко с соавт., 2008; R. Ling, 2013; М. Randall et al, 2013). Также у людей с диагнозом ДЦП возникают изменения функционирования головного и спинного мозга, в нервных и мышечных волокнах, суставах (Л.М. Зельдин, 2012; К.А. Семёнова, В.Д. Левченкова, 2013; Т.Н. Симонова, 2013; Т.Ю. Затравкина, И.А. Норкин, 2014; J. Robin et al, 2008; А.А. Tvardovskaya, 2014). Зачастую двигательные нарушения сочетаются с изменениями зрения, речи, психики и др. (О.Г. Приходько, 209). Нарушения моторной сферы характеризуется нарушением опороспособности, изменением равновесия, нарушением сохранения вертикальной позы, ориентации в пространстве, мелкой моторики, соответствия дыхания и движения, а также низким уровнем работоспособности (К.А. Семёнова, 2007; Н.С. Жукова с соавт., 2011; С. Nieuwenhuijsen et al, 2009; S.O. Vladimirovna, 2012; S. Levitt, 2013; T.A. Alexandravna, 2014). К числу наиболее частых причин приобретенных поражений опорно-двигательного аппарата относят травмы позвоночника с повреждением спинного мозга и ампутации нижних конечностей (А.Е. Митин, 2007, 2011; И.А. Пенкин, 2013; Н. Burger, 2011; А.Т. Hawkins et al., 2014). Так, по данным А.С. Брюховецкого (2010), в Российской Федерации ежегодно более 8000 человек становятся инвалидами вследствие позвоночно-спинномозговой травмы. При этом частота повреждений поясничного отдела позвоночника составляет 43,2%, грудного - 41,4%, шейного - 10,2% (В.А. Епифанов, 2008). У лиц с последствиями травм позвоночника развиваются стойкие двигательные нарушения, резко ограничивающие возможности самостоятельного передвижения пострадавшего, что приводит к глубокой инвалидности (Л.И. Алексеева с соавт., 2009; В.Д. Пекшев, И.В. Скитович, 2014).
Причины ампутаций нижних конечностей различны, вследствие чего лица данной категории отличаются как по соматическому статусу, так и по функциональным реакциям организма (А.Е. Митин, 2007). По данным ряда авторов (Г.В. Попова, 2013; A. Fochtmann et al., 2014; J.G. Penn-Barwell et al., 2014), у лиц молодого и среднего возраста в большинстве случаев причиной ампутаций является травматизация. В основном травматизация, с последующей ампутацией нижних конечностей, характерна для лиц мужского пола 20-40 лет (P.J. O Brien et al., 2013; А.Т. Hawkins et al., 2014).
У лиц с поражением опорно-двигательного аппарата, перенесших ампутацию нижних конечностей, отмечаются нарушения адаптационно-компенсаторных реакций, вегетативных функций, отражающие интеграционные изменения регуляторных систем организма (А.Е. Митин, 2007, 2008; Ю.А. Брискин с соавт., 2010). Также у инвалидов после ампутации нижних конечностей вследствие уменьшения массы тела происходит смещение общего центра тяжести, тесно коррелирующее с уровнем ампутационного дефекта (С.Ф. Курдыбайло с соавт, 2003). Очевидно, что регулярные занятия физической культурой и спортом являются одним из наиболее действенных методов реабилитации инвалидов различных нозологических групп (В.А. Епифанов, 2008; И.И. Ибрагимов с соавт., 2014; N.R. Lundberg et al, 2011). Спорт занимает ведущее место не только в физической реабилитации, но и в социальной адаптации инвалидов. В то же время при работе с инвалидами, особенно в спорте, нужно учитывать, что положительный результат может быть получен только при индивидуальном подходе к каждому. При этом следует учитывать характер инвалидизации и состояние всех систем организма.
Таким образом, для оптимизации тренировочной нагрузки необходимо учитывать функциональные особенности организма лиц с ограниченными возможностями. Результатом тренировок для любой группы спортсменов инвалидов являются адекватная двигательная деятельность, преодолевание ограниченного пространства, сохранение работоспособности, восстановление или компенсация утраченных способностей, реализация физического, интеллектуального и эмоционально-психологического потенциала.
Оценка функционального состояния мышечно-суставной чувствительности и способности к определению пространственных параметров
Одним из условий осуществления спирометрических исследований является стандартизация как процедуры, так и самих измерений, поскольку данным спирометрии, как и всем физиологическим величинам, свойственна некоторая вариабельность, вызванная возможным влиянием ряда факторов: изменение физиологического статуса наблюдаемых, присутствие погрешностей аппаратуры, изменение условий измерения, уровень сотрудничества исследуемого, мотивация и заинтересованность в проведении тестирования. Разумеется, показатель, полученный при единократном измерении, невозможно расценивать как единственную возможную величину, так как объективное значение показателя находится в определенном диапазоне, определяемом разбросом полученных величин показателя при многократных его измерениях.
Для соответствия результатов исследования стандартным условиям: BTPS (body temperature, pressure, saturated - измеряемые объемы и потоки должны соотноситься с условиями в легких: температура, давление, влажность) и ATPS (ambient temperature, pressure, saturated - не соотносится с условиями окружающей среды: температура, давление, влажность) во время калибровки и измерений использовали поправочные коэффициенты, которые учитывали разницу в исходных физических условиях.
В соответствии с требованиями, изложенными в данной методике, для проведения исследования использовались: одноразовые мундштуки; проводили гигиеническую обработку турбинных датчиков и носового зажима (в связи с тем что исследование основано на анализе ротового потока воздуха). Все измерения производили в утренние часы (9.00 - 12.00), натощак. Обследование проводили в положении испытуемого сидя. Уровень расположения мундштука или высота сидения регулировали с учетом сохранения вертикального положения головы и туловища (при выполнении выдоха избегались: наклоны головы, вытягивание шеи, наклоны туловища вперед).
Обязательным условием проведения спирометрических тестов являлось состояние хорошего самочувствия и покоя у испытуемого, а также сотрудничество между испытуемым и исследователем.
До начала тестирования обследуемого инструктировали (в том числе наглядно демонстрировали предстоящее тестирование), особое внимание уделялось контролю за плотным обхватом губ мундштука (мундштук должен был введен в рот так, чтобы его конец оказался за зубами по меньшей мере на 2 см) на протяжении всего исследования, для исключения подтекания воздуха мимо мундштука.
Перед началом тестирования все данные об испытуемом вводили в память прибора. В ходе выполнения спирометрических тестов на экране дисплея в реальном времени отображались кривые поток - объем и объем -время.
Для проведения тестирования «жизненная емкость легких»: в держатель вставляли новый мундштук, на нос испытуемому надевался зажим, мундштук плотно обхватывался губами (рис. 2.2). Тестирование начинали с определения паттерна дыхания (выполнялось несколько спокойных вдохов). Далее испытуемому предлагали сделать максимально возможный глубокий вдох, затем выполнить максимальный выдох. Во время тестирования на дисплее выводится кривая объем - время.
Тестирование «форсированная жизненная емкость»: перед началом регистрации маневра, испытуемому предлагали сделать несколько спокойных вдохов. Когда испытуемый был готов - начинали регистрацию. Задача испытуемого: насколько возможно медленно вдохнуть; после чего максимально быстро выдохнуть весь воздух; затем, не Рис. 2.2. Проведение спирометрического исследования у спортсмена-инвалида с поражением опорно-двигательного аппарата
вынимая мундштука изо рта, тест завершался совершением максимально быстрого вдоха. Эта последовательность повторялась несколько раз (не вынимая мундштука). Программа автоматически выбирала лучшие результаты.
Для выполнения следующего тестирования «максимальная произвольная вентиляция» испытуемому предлагали выполнить несколько максимально глубоких форсированных вдохов и выдохов. Была дана инструкция, что идеальной частотой дыхания в данном случае является 30 дыхательных движений в одну минуту и по истечению 12 секунд тест автоматически прекратится.
По окончании каждого теста прибор производил контроль качества, имеющий своей целью проверить правильность проведения теста.
Для определения функционального состояния дыхательной системы также проводили определение силы мышц вдоха и выдоха и пробы с задержкой дыхания. Пневмоманометрия - определение силы мышц вдоха и выдоха (соответственно FRMin /СДМ вд/ и FRMex /СДМ выд/). Определение силы респираторных мышц (в мм рт. ст.) производили в изометрическом режиме используя пневмоманометр. Обследуемый предварительно инструктировался, далее, после пробных попыток, должен был создать максимальное давление за счет сокращения инспираторных (на вдохе) или экспираторных мышц (на выдохе).
Проба Штанге (TAin, задержка дыхания на вдохе). Испытуемый после спокойного дыхания в положении сидя в течение 3-4 минут, по команде выполнял: обычный вдох, глубокий выдох и затем производил глубокий вдох (до 90% от максимального) и как можно дольше задерживал дыхание (нос фиксирован носовым зажимом). Определяли время задержки дыхания в секундах (И.Н. Солопов, А.П. Герасименко, 1998; B.C. Рохлов, 1999).
Проба Генчи (ТАех, задержка дыхания на выдохе). Последовательность была аналогична, после команды производился вдох, затем глубокий (полный) выдох, и испытуемый задерживал дыхание на максимально возможное время. Регистрировали время задержки дыхания в секундах (B.C. Рохлов, 1999).
Функциональное состояние аппарата внешнего дыхания у спортсменов-инвалидов, занимающихся пауэрлифтингом
Приведенные величины гипоксической устойчивости в пробе Штанге проявляют наибольший прирост своего значения у высококвалифицированных спортсменов-инвалидов в сравнении с менее квалифицированными сверстниками (TAin pi_2 0,01). При повышении тренированности вследствие адаптации к физической гипоксии время задержки дыхания увеличивается, что позволяет расценивать увеличение этого критерия при повторном определении (с учетом других показателей) как улучшение физической подготовленности спортсмена-инвалида. Что касается пробы Генчи, то, как показали полученные данные, различий между параметрами у спортсменов-инвалидов обеих групп не установлено.
Таким образом, вышеизложенное позволяет сделать заключение об адаптационном приспособлении системы внешнего дыхания спортсменов-инвалидов, занимающихся пауэрлифтингом, к специфическим физическим нагрузкам и об увеличении показателей, характеризующих гипоксическую устойчивость, с ростом спортивной квалификации.
Характеристика показателей бронхиальной проходимости воздухоносных путей у спортсменов-инвалидов разной квалификации
Основываясь на имеющихся данных, что во многих видах спорта результат выполнения и экономичность энерготрат зависит от скорости выдоха спортсмена (Е.П. Горбанева, 2011; И.В. Мануйлов, А.Б. Гудков, 2014), с целью анализа ряда скоростных показателей функционирования системы внешнего дыхания у спортсменов-инвалидов была проведена следующая серия исследований.
Полученные в результате наблюдений данные представлены в таблице 3.6. Как показали результаты, наибольшие значения форсированной емкости легких (FVC) зарегистрированы у высококвалифицированных спортсменов-инвалидов: на 937,6 мл больше, чем у менее квалифицированных спортсменов-инвалидов (pi_2 0,001). Более высокие показатели объясняются техникой выполнения базового упражнения: до основного усилия, сопровождающегося эффектом натуживания, спортсмен должен выполнить глубокий вдох.
Согласно данным М.И. Анохина (2012), объем форсированного выдоха за первую секунду (FEV1) при тестировании «форсированная жизненная Таблица 3.6
Показатели бронхиальной проходимости воздухоносных путей у спортсменов-инвалидов разной квалификации (М±т) (п=62) емкость легких» характеризует начальную и большую часть FVC и дает оценку сопротивлению (внутри- и внелегочных) дыхательных путей, а так же величине использованного усилия. На значение показателя FEV1 оказывает влияние жесткость крупных бронхов, т. е. величина FEV1 может снижаться при затруднении бронхиальной проходимости. При оценке полученных данных в результате данной серии исследований у спортсменов-инвалидов отмечается уменьшение показателя FEV1 на 781,6 мл от первой группы ко второй (pi_2 0,001). Наименьшая величина FEV1 зафиксирована у квалифицированных спортсменов-инвалидов.
Для характеристики проходимости бронхов рассчитывался индекс Тиффно (FEV1/FVC). Анализ полученных данных достоверных отличий между показателями исследуемых всех групп не выявил.
С целью объективизации «картины» изменений, которые происходят в дыхательных путях у спортсменов-инвалидов, занимающихся пауэрлифтингом, нами проведен количественный анализ скоростных показателей.
Так, наибольшее значение пиковой объемной скорости (PEF), отражающей максимальную скорость потока воздуха во время форсированного выдоха, зарегистрировано у спортсменов-инвалидов высокой квалификации, что можно объяснить характеристикой соревновательного упражнения: опускание штанги на грудь сопровождается вдохом, далее следует небольшая задержка, поскольку при долгой задержке или длительном выдохе возможна потеря сознания, а, следовательно, выдох должен быть быстрым и резким. Однако, необходимо отметить, что статистически значимых отличий внутри спортивных групп не выявлено (Pi-2X),05).
Таким образом, тенденция к увеличению показателей FVC, FEV1 у спортсменов-инвалидов высокой квалификации, занимающихся пауэрлифтингом, свидетельствует о хорошей бронхиальной проходимости в основном на уровне крупных бронхов.
В спортивной физиологии большой интерес вызывает анализ величин мгновенных объемных скоростей воздушного потока в момент выдоха на определенной доле форсированной жизненной емкости легких: 25, 50 и 75% FVC, которые обозначают соответственно MEF25, MEF50 и MEF75.
При оценке параметров мгновенной объемной скорости (MEF) выявлено, что средние групповые величины спортсменов-инвалидов, занимающихся пауэрлифтингом, на уровне крупных бронхов (MEF 25) находились на верхней границе должных величин (рис. 3.7).
Так, результаты высококвалифицированных спортсменов по данному показателю были на 4,9% больше, чем у менее квалифицированных сверстников (вторая группа), однако статистическая достоверность не установлена (pi_2 0,05).
Способность к точному восприятию пространства
В нашем исследовании в качестве индикатора функциональной подвижности процессов в ЦНС (скорости смены возбуждения и торможения в нервных центрах) был использован теппинг-тест, то есть максимально возможная частота движений кистью в единицу времени. Кроме того, теппинг-показатель является одним из критериев качества быстроты у человека, так как составляет одну из ее форм (Н.Н. Данилова, 2000; Е.П. Ильин, 2005). Многие авторы считают его отражателем силы нервных процессов (Н.Н. Данилова, 1992; В.Н. Кирой, 2003; Е.П. Ильин, 2011 и др.).
В соответствии с учением А.А. Ухтомского, количество движений, осуществляемых живой системой в единицу времени, является индикатором лабильности работы нервных центров, и отражает скорость смены процессов возбуждения и торможения, выражает уровень психомоторной активности (М.В. Бодунов, 1996), характеризует волевой компонент регуляции двигательной функции (Е.П. Ильин, 2001).
По данным исследований ряда авторов, скорость выполнения движений обуславливается центральными нервными процессами и взаимовлиянием нервных центров.
Непосредственное участие в формировании ритмических движений принимает теменная область коры больших полушарий. Помимо этого, установлено, что максимальная частота теппинга является показателем скоростного аспекта психомоторной активности, имеет явную связь с частотой медленных ритмов и когерентностью бета-2-частот ЭЭГ лобных и затылочных отведений, что позволяет использовать этот показатель для оценки общей активности индивида (В.М. Русалов, 1980).
То есть, результат теппинг-теста предоставляет информацию о состоянии лабильности центральных и периферических структур, принимающих участие в реализации данной моторной программы.
По показателям теппинг-теста можно изучать быстроту нервных процессов у спортсменов, их силу, а также подвижность нервной системы (Е.П. Ильин, 2001). Необходимо отметить, что максимальный темп движений, изменяется при возбуждении, торможении и утомлении нервной системы, и может служить показателем функционального состояния центральной нервной системы.
Все выше изложенное послужило основанием для проведения нами исследований, основной целью которых являлось определение функциональной подвижности нервных процессов у спортсменов-инвалидов разной квалификации, занимающихся пауэрлифтингом.
По мнению В.Л. Друшевской, Г.Д. Алексанянца (2011), лабильность нервных процессов можно рассматривать, оценивать и интерпретировать по-разному. Так, результат первых 10 секунд теста в большей мере отражает степень лабильности (функциональной подвижности) нервных процессов. Однако, выполняя этот тест более длительное время, его показатели будут отражать устойчивость нервных процессов во времени.
В настоящем исследовании мы учитывали центральные и периферические компоненты теппинг-теста. Общие сведения, касающиеся показателей теппинг-теста, представлены на рисунке 5.4. Как показали полученные данные, двигательная деятельность спортсменов-инвалидов оказывает неоднородное влияние на качество быстроты. Данные максимального количества движений за первые 10 с теста между наблюдаемыми инвалидами спортивных групп значительно не отличались (pi_2 0,05).
В спортивных группах подсчет процента изменения теппинг-показателя от 1-10 до 51-60 с обнаружил прямую зависимость от уровня спортивной квалификации. Падение теппинг-показателя к концу теста было более значительно в группе квалифицированных спортсменов и составило около 5%. В меньшей степени падение теппинг-показателя в результате утомления в нервных центрах и задействованных мышцах имело место у спортсменов-инвалидов первой группы.
Необходимо отметить, что движения кистью в течение всей минутной работы (как в первые 10 секунд, так и в последующие) в первой группе имели примерно одинаковую частоту с небольшим трендом в меньшую сторону («выпуклый тип», по И.Н. Мангровой, 2008), что свидетельствует о наличии у наблюдаемых данной группы сильной нервной системы.
И последний (возможно самый информативный показатель в этом исследовании) параметр - среднее значение теппинг-теста за 60 с выполнения задания экспериментатора. По максимальному темпу движений спортсмены-инвалиды высокой квалификации (1 группа; Мср - 58,5±1,1) доминировали над коллегами средней квалификации (2 группа; Мср-54,Ш,3;Р1.2 0,05).
Таким образом, квалифицированные спортсмены-инвалиды «проигрывали» в параметрах моторной мобильности своим высоко тренированным сверстникам. Высококвалифицированные спортсмены-инвалиды достигают лучших результатов в теппинг-тестировании за счет повышения спортивного мастерства, более экономичной работы, являющейся проявлением адаптации к физической нагрузке и технического потенциала, что свидетельствует об оптимальном уровне лабильности в деятельности нервных центров.
Для определения взаимосвязей между изучаемыми показателями сенсомоторных реакций нами проведен корреляционный анализ, данные которого представлены в таблице 5.3.
Анализ взаимосвязей полученных данных выявил у высококвалифицированных спортсменов-инвалидов наличие прямой достоверной корреляционной взаимосвязи между следующими показателями: ВПДР свет с ВРВ (г = 0,67; р 0,01), ВПДР звук с помехоустойчивостью (г = 0,63; р 0,01), КЧССМ с коэффициентом устойчивости внимания (г = 0,59; р 0,01), КЧРСМ с РДО (г = 0,55; р 0,01), КЧРСМ с коэффициентом устойчивости внимания (г = 0,59; р 0,01), РДО с оценкой внимания (г = 0,54; р 0,01) и коэффициентом устойчивости внимания (г = 0,40; р 0,05), оценкой внимания с теппинг-тестом (г = 0,52; р 0,01); в то же время у квалифицированных спортсменов-инвалидов (2 группа) прямая взаимосвязь наблюдалась между показателями: ВПДР свет и ВПДР звук (г = 0,67; р 0,01), ВПДР свет и оценка внимания (г = 0,51; р 0,01), КЧРСМ с РДО (г = 0,39; р 0,05).
