![Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс]](/i/b/3357/194264.png "Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс]")
![Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс]](/i/d/3939/194264/450/1.png "Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс]")
![Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс]](/i/d/3939/194264/450/2.png "Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс]")
![Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс]](/i/d/3939/194264/450/3.png "Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс]")
![Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс]](/i/d/3939/194264/450/4.png "Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс]")
![Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс]](/i/d/3939/194264/450/5.png "Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс]")
Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы 9
2.1 Системы принятия решений при отборе лиц для участия в длительных космических полетах 9
2.2. Медицинский контроль жидких сред человека в экстремальных условиях 13
2.3 .Оценка состояния здоровья космонавтов в условиях космического полета 20
2.4. Условия спортивной деятельности 22
2.5. Изменения ультраструктурной организации скелетных мышц при адаптации к физическим нагрузкам 23
2.6. Перенапряжения опорно-двигательного аппарата спортсменов..25
2.7. Развитие дистрофических изменений при перенапряжении опорно-двигательного аппрата 28
2.8. Adductor - Rectus - Syndrome - ARS - complex 32
2.9. Изменения функционального состояния организма спортсменов профессионалов 33
2.10 Физиотерапия, как методы медицинской реабилитации костно мышечной системы 35
3. Материалы и методы исследований 39
3.1 Материалы исследования 40
3.2 Методы исследования
3.2.1. Метод биохимического исследования капиллярной крови 40
3.2.2. Методы биохимического анализа мочи 41
3.2.3 Морфологические методы исследования 42
3.2.4 Ультрасонографическая техника исследования 43
3.2.5.Методы физиотерапии 45
3.2.6. Методы статистической обработки 46
4. Результаты исследований
4.1 Анамнез обследуемых 47
4.2 Биохимические показатели крови и мочи, морфологические и
ультразвуковые исследования у практически здоровых лиц 48
4.3 Изменения биохимических показателей крови при ARS- синдроме.50
4.4 Изменение биохимических показателей мочи при ARS-синдроме. 53
4.5 Изменения биохимических показателей крови при надрывах задней поверхности бедра 55
4.6 Изменения биохимических показателей мочи при надрывах задней поверхности бедра 57
4.7 Исследование корреляционной зависимости между биохимическими показателями и гистологическими показателями 59
4.8 Ультразвуковая диагностика патологии поперечно-полосатых мышц73
4.9. Результаты лечения 72
5. Обсуждение результатов 75
Выводы 99
Практические рекомендации 102
Список литературы 105
- Условия спортивной деятельности
- Изменения функционального состояния организма спортсменов профессионалов
- Морфологические методы исследования
- Изменения биохимических показателей мочи при надрывах задней поверхности бедра
Условия спортивной деятельности
Длительные пилотируемые космические полеты последние два десятилетия являлись основным направлением развития Российской космонавтики и сопутствующих ей отраслей знаний. Будущие межпланетные пилотируемые полеты требуют нового осмысления уже имеющегося опыта космической медицины, а также широкого привлечения к решению проблем космической медицины современных и пилотных исследований различных разделов медицинской науки.
Для выбора среди лиц молодого населения, способных перенести длительный космический полет без последствий для костно-мышечной системы целесообразно воспользоваться наиболее простыми методами диагностики и прогноза. Для массовых обследований состояния костно-мышечной системы рекомендованы ВОЗ: антропометрические измерения, исследования крови по определению липидного и энергетического профиля, кодирование ЭКГ по Минесотскому коду [49,105,106,160,214], т.к. поведение сердечной мышцы можно отнести к мышечным реакциям в условиях невесомости.
В настоящее время на этапе углубленных массовых обследований с целью диагностики преморбидных и латентно протекающих костно-мышечных дисфункций нашли применение некоторые специальные методы диагностики: ультразвуковое сканирование мышцы, исследование мышечного волокна in vitro, двухфотонная абсорбциометрия и др.
Десятилетние исследования в данном направлении дают возможность предполагать, что использование комплекса неинвазивньгх методов для углубленного обследования состояния костно-мышечной аппарата претендента для полета к планетам солнечной системы позволяет повысить эффективность скрининга в плане раннего выявления дисфункций или прогноза дисфункций костно-мышечной системы и обеспечить контроль и управляющее воздействие способствующее их предупреждению или лечению. [5,19]. Диапазоны нормальных результатов являются методо- и лабораторно специфическими. На практике они часто представляют собой результаты тестов, полученные у 95% небольшой популяции которая считается здоровой; следовательно, результаты тестирования 5% здоровых пациентов будут положительными (патологическими).
Таким образом, интерпретация анормальных результатов должна быть критичной - они могут быть как истинно патологическими, так и ложно патологическими. Важно знать соответствуют ли публикуемые диапазоны нормы обследуемого пациента, так как они зависят от возраста, пола, массы тела, характера питания, а самое главное от физической активности. Для точности оценки состояния мышечной системы необходимо определить чувствительность и специфичность теста. Чтобы установить чувствительность и специфичность теста применительно к диагностике конкретного состояния, требуется сравнение показателей с так называемым «золотым стандартом»; это рассматривается как процедура, позволяющая более надежно выявить состояние у пациента. Так, например, для определения состояния мышечной системы исследования сравниваются с «золотым стандартом » каковым является оценка мышечной ткани с использованием биопсийных методов. Однако, такого «золотого стандарта» может на существовать, либо как в нашем случае, его проведение связано с методическими трудностями инвазивного вмешательства. Результаты определения чувствительности и специфичности зависят и от характеристики обследуемой популяции. Показатели многих диагностических тестов найдены с использованием группы пациентов, имеющих мышечные поражения (профессиональные спортсмены), а также контрольный, включающий в себя как правило молодых и здоровых людей (ведущих активный образ жизни). В связи с этим, показатели тестов чувствительности и специфичности могут оказаться выше, чем в тех случаях, когда испытания проводятся на общей популяции [162].
На базе крупных консультативно-диагностических центров и диспансеров накоплен опыт, проведения многоэтапных обследований спортсменов различной специализации с использованием на начальном этапе элементарных доврачебных процедур скрининга для экспресс оценки состояния организма, установления индивидуального перечня факторов риска и выявления лиц с вероятным мышечным или костно-мьппечным дисбалансом, а также комплекса функциональных методов исследования на этапе углубленного обследования спортсмена для обеспечения постановки диагноза и рекомендаций по реабилитации или лечению [82].
Последние десять лет доказательная медицина фокусирует внимание на том, что изучение доказательств, полученных при клинических исследованиях, скорее, чем интуиция или клиническое мышление, является основой для принятия диагностического решения. Метаанализ использует статистические методики для комбинирования данных, полученных при различных исследованиях. В медицине широко используются диагностические алгоритмы. Их полезность и действенность зависят от качества тех доказательств на базе которых они основаны, а также правильность их использования [162]. Использование современной вычислительной техники и эффективных устройств получения, ввода и отображения информации позволяет преодолеть препятствия по обработке многочисленных оцениваемых данных, а также проблему занятости значительного числа высококвалифицированных специалистов в профилактических осмотрах контингентов практически здоровых лиц [185].
На всех этапах реализации скрининга лиц молодого возраста для дальнейшего решения вопроса о вхождении молодого человека в команду по подготовке к межпланетному полету, определяющую роль играет разработка критериев качества и методического информационного обеспечения систем мышечного скрининга, и, в частности, построения адекватных моделей диагностического процесса, учитывающих наличие или отсутствие признаков заболевания или течения его в атипичной форме, и, основном, возможность прогнозирования риска его развития [194].
Изменения функционального состояния организма спортсменов профессионалов
Физиотерапевтические воздействия на костно-мышечную систему Использование физических факторов в лечебных и профилактических целях имеет многовековую историю. Физиотерапия, как специализированная область медицины является неотъемлемой частью комплексной медицинской реабилитации молодых лиц занимающихся спортом с дисфункциями мышечной и костно-мышечной систем [97].
Применяемые в реабилитационной практике электротерапевтические методики хорошо изучены. Описание временных характеристик, интенсивности сигнала и спектральных характеристик сигнала для лечения мышечных дисфункций изложено в литературных источниках [80,211].
В последнее время возрос интерес к магнитотерапии, в этом не малую роль сыграло развитие магнито биологии, а также развитие медицинской промышленности, позволившие создать простые и надежные устройства для воздействия магнитными полями с различными физическими параметрами [16]. В организме человека на магнитные поля реагируют все системы, но наиболее активно те которые выполняют регуляторные функции ( нервная, эндокринная и кровеносная). Принимая во внимание, то что до настоящего времени остается некоторая неопределенность наших знаний о взаимодействии магнитных полей с органными и клеточными структурами, а также о том, как происходит трансформация физической энергии магнитного поля в реакцию организма -целостной высокоорганизованной системы, физиотерапия на основе магнитотерапии применяется с осторожностью при строжайшем соблюдении техники безопасности и контролем за пациентом. Магнитотерапия назначается с учетом индивидуальных особенностей пациента, динамики заболевания, данных клинического и функционального обследования.
Лазер - источник когерентного оптического излучения высокой плотности и направленности. Лазерные методы лечения занимают одно из ведущих мест в списке самых перспективных направлений современной медицины.
При наружном применении лечение лазером происходит путем воздействия излучающего терминала на определенные зоны и точки тела. Свет проникает сквозь ткани на большую глубину и стимулирует обмен веществ в пораженных тканях, активизирует заживление и регенерацию, происходит общая стимуляция организма в целом.
При внутривенной лазеротерапии, через тонкий световой проводник, который вводится в вену, лазерный луч воздействует на кровь. Внутрисосудистое действие низкоинтенсивным излучением позволяет воздействовать на всю массу крови. Это приводит к стимуляции кроветворения, усилению иммунитета, повышению транспортной функции крови, а так же способствует усилению метаболизма. Такое лечение совершенно безболезненно и комфортно.
Лазерная терапия широко применяется во многих областях медицины как эффективное лечебное средство. У лазерного излучения достаточно широкий спектр воздействия. Это излучение активизирует многие процессы в организме, повышая энергетический обмен, оказывает противовоспалительное, анальгезирующее действие и другие эффекты. Лазерное воздействие на организм используется в настоящее время не только для лечения больных, но и для профилактики утомления при снижении общей работоспособности в связи с сосудистыми нарушениями функционального характера, а также для восстановления функционального состояния после интенсивных нагрузок.
В настоящее время успешно внедряются в клиническую практику методы биорегулируемой электростимуляции с использованием обратной связи с пациентом, которая приводит к локальным изменениям микроциркуляции и трофики кожи как за счет местных (развивающихся по механизму аксон-рефлекса), так и сегментарно-рефлекторных реакций. Изменение продолжительности нейроактивного воздействия на патологический очаг позволяет оценить степень нейро-гуморальной регуляции адаптационно-компенсаторных процессов как в области непосредственного действия, так и соответствующего метамера.
В спортивной практике биорегулируемая электростимуляция применяется для поддержания нормальных обменных процессов в мышцах не вовлеченных в патологический процесс. Это приводит к сохранению рабочей функции мышечной системы и более быстрому возвращению к профессиональной спортивной деятельности пострадавшего. Биоуправляемую электростимуляцию осуществляют по локальной и сегментарно-рефлекторной методике. Использование импульсов, по форме сходных с потенциалами действия, обеспечивает высокую эффективность лечебного воздействия.
Таким образом, обобщая вышеизложенное можно сказать, что будущие межпланетные пилотируемые полеты требуют нового осмысления уже имеющегося опыта космической медицины, а также широкого привлечения к решению проблем космической медицины современных и пилотных исследований различных разделов медицинской науки совместно с данными по спортивной физиологии и причинами травматизации у профессиональных спортсменов, а также с методами реабилитации дисфункций костно-мышечной системы. Все это, вероятно, поможет при отборе и разработке дополнительных схем и режимов физических тренировок для вьшолнения длительных межпланетных космических полетов.
Морфологические методы исследования
В клинической практике спортивной медицины различают острые и хронические повреждения мышц. Предрасполагающим фактором возникновения хронических повреждений мышц являются длительные стереотипные асимметричные движения со статико-динамической нагрузкой и чрезмерные систематические физические перегрузки, отрицательное влияние которых усугубляется в случаях, когда они сочетаются с неблагоприятными условиями внешней среды (смена покрытий, холод-жара, нарушение режима -питания, никотиновая, алкогольная интоксикация, очаги хронической инфекции в организме и т.д.).
Одной из причин морфологических изменений происходящих в мышцах является их перенапряжение, приводящее к повреждению соединительнотканных оболочек мышечных волокон или соединительнотканных прослоек - перемизия, в котором много капилляров и нервных окончаний. В остром периоде в мышечной ткани нет глубоких нарушений ее структуры и функции, анатомическая целостность мышечного волокна сохранена. Однако, в них уже наряду с обратимыми происходят и необратимые изменения приводящие к хронически повторяющимся повреждениям с выраженными клиническими и морфологическими проявлениями. Эти повторные повреждения приводят к постепенному увеличению количества мышечных волокон, пораженных дистрофическим процессом, что обуславливает развитие хронических повреждений, называемых заболеваниями мышц. В настоящее время вопрос об этиологии и патогенезе хронического повреждения или заболевания скелетных мышц еще окончательно не решен. При рационально построенной тренировке физические нагрузки благоприятно влияют на процессы совершенствования морфологических структур тканей. При чрезмерно интенсивной тренировке, особенно в видах спорта, требующих одномоментных предельных напряжений (тяжелая атлетика, футбол и т.д.), морфологическая компенсаторная перестройка тканей, вероятно, может запаздьшать, и тогда возникают первичные мелкие травмы, которые способствуют развитию дистрофических процессов [62, 69,91]. Также, показано, что методические или технические ошибки, а также физиологическое состояние спортсмена создают предпосылки для возникновения неадекватных раздражений, вызывающих состояние острого или хронического перенапряжения. При хроническом перенапряжении, сопровождающемся длительными охранительными реакциями, развиваются дистрофические процессы, которые лежат в основе повреждений мышц [62].
При занятиях спортом повреждаются самые различные мышцы, чаще всего это мышцы нижних конечностей - 62%, затем мышцы верхних конечностей - 22% и прочие - 16%.
Определенное значение в вопросах патогенеза при травмах мышечной ткани имеют биохимические методы исследования. Особый интерес представляет изучение метаболизма. В основе большинства метаболических сдвигов при травмах лежит истощение энергетических ресурсов, которые обеспечивают тканям выполнение их биологических функций, а также участвуют в биосинтезе жизненно необходимых веществ, в первую очередь белков и энзимных систем.
Одним из важных направлений в изучении физиологических механизмов адаптации организма к экстремальным воздействиям является оценка эффективности метаболических процессов, в том числе на клеточном уровне. В процессе адаптации энергетический обмен обеспечивает морфофункциональную перестройку систем поддержания основных гомеостатических констант, включая биохимические процессы в тканях. Энергетическое обеспечение сократительной функции мышц при выполнении физических нагрузок происходит преимущественно за счет углеводных и липидных источников энергии, мобилизация и утилизация которых зависит от ряда факторов: характера мьшіечной деятельности, функционального профиля мышечных волокон, состояния тренированности. Долговременная адаптация к систематической мышечной деятельности сопровождается увеличением окислительного потенциала мышц, выраженным в повышении плотности митохондрий и количества ферментов в них, включая ферменты активации, транспорта и окисления жирных кислот. Включение ускорений в физическую нагрузку приводит к повышению активности триглицеридлипазы и увеличению количества белка, связывающего жирные кислоты в скелетных мышцах, приводящее к интенсификации мобилизации липидов не только в жировой ткани, но и в скелетных мышцах с повышением количества белка, связывающего жирные кислоты в мышечных волокнах разного функционального профиля. Повышение потенциальных возможностей скелетных мышц к мобилизации и утилизации липидных источников энергии является одним из механизмов лежащих в основе увеличения работоспособности тренированного организма.
Изменения биохимических показателей мочи при надрывах задней поверхности бедра
Разработка и внедрение в практику авиационно-космической медицины программных комплексов диагностики и поддержки принятия решений методологически обоснованы и математически решены при помощи комплексного анализа проведенного в Московском авиационном институте и ГНЦ РФ - ИМБП РАН [222]. На рисунке 39 представлена схема массовых обследований состояния мышечной системы у лиц молодого возраста, студентов МАИ, занимающихся спортом и решившим принять участие в отборе для длительных космических полетов, в том числе, и к планетам солнечной системы. Методологически обследование делится на два этапа. Первый этап -клиническое обследование, включающее анализ, как детский, так и подростковый. Второй этап — специфические обследования результаты которых по своему объему и характеру позволяют отнести их к факторам, определяющим состояние мышечной системы. К факторам относятся: конституционные данные, биохимические параметры крови (билирубин, холестерин, триглицериды, креатинфосфокиназа, щелочная фосфатаза) и мочи ( рН, удельный вес, белок, уробилиноген), математически описанный образ ультрасонографического исследования. Следует заметить, что выбранные клинически и статистически обоснованные факторы, не влекут за собой глубоких инвазивных исследований и отвечают одному из основных требований предлагаемого метода вероятностно-гарантированного распознавания - требованию изолированной оптимизации параметров, характеризующих угловое положение разделяющей линии при достоверности решения р = 0.95, где р — достоверная вероятность. Схема представленная на рисунке 40 - это порядок проведения предварительной диагностики, на основе клинических и других данных, осложненные тем, что число мышечных дисфункций, в общем случае, соответствует числу этиологических факторов, число которых на несколько порядков превышает число патологических механизмов, ведущих к формированию клинического фенотипа. Следствием этого является ограниченная возможность постановки диагноза ( или принятия решения) врачом на основе субъективного анализа результатов исследований. На рисунке 40 предложена блок-схема состояния, позволяющая в текущих наблюдениях на основе вероятностно-гарантированного распознавания формировать решение относительно предлагаемого прогноза состояния мьппечнои системы, выдавать рекомендации по программе проведения дополнительных лабораторных и клинических исследований и тем самым сокращать временные и финансовые затраты для окончательного выбора лиц годных по состоянию мьппечнои системы к длительному пребыванию в условиях микрогравитации. г поликлиническая карта нашкнта (история болезни) - отбор-контроль- лечение-контроль мышечной системы является состаной частью составляющих диагностики развития, предупреждения и купирования чрезвычайных ситуаций, происходящих с космонавтом в длительном космическом полете. Основным местом применения подобных систем будут модельные эксперименты полета на Марс, Луну и системы отбора лиц желающих принять участие в космических полетах.
Математически в отличие от традиционно статистических методов распознавания (постановки диагноза), в которых связь между параметрами и допустимыми состояниями устанавливается на основе многомерной функции условной плотности вероятности, предлагаемый подход снован на интерпритации этой связи, как неопределенно-случайный. Решение этой задачи не является темой предлагаемой работы. Дальнейшие работы в этой области, проводимые совместно со специалистами разных направлений, в том числе в рамках международной программы «Человек и биосфера» создадут математическое обеспечение к поставленной задаче. Математические программы и технические устройства позволят прогнозировать состояние человека в экстремальных условиях космического полета, и учитывая риски, принимать обоснованные решения о помощи космонавту в чрезвычайных ситуациях космического полета. Как бы совершенна и надежна не была система математической поддержки принятия решения, ответственность за принятие решения будет лежать на враче экипажа космического корабля. Длительное отсутствие земной гравитации, к сожалению, не смотря на все наши старания отрицательно отражается на мышечной системе человека., т.к. человек зародился под действием гравитационного фактора.
М.Коллинз - астронавт США сказал:- « Человеческой натуре свойственно увидеть навиданное, узнать неведомое. Страсть к познанию в сущности не выбор - это необходимость». Задача врача исследователя сделать эту страсть более безопасной.
