Функциональная активность реципрокного торможения α-мотонейронов мышц-антагонистов голени при разных типах мышечного сокращения субмаксимальной и максимальной силы
- Авторы: Гладченко Д.А.1, Богданов С.М.1, Рощина Л.В.1, Челноков А.А.1
-
Учреждения:
- Великолукская государственная академия физической культуры и спорта
- Выпуск: Том 31, № 2 (2023)
- Страницы: 185-194
- Раздел: Оригинальные исследования
- Статья получена: 02.09.2022
- Статья одобрена: 24.10.2022
- Статья опубликована: 16.07.2023
- URL: https://journals.eco-vector.com/pavlovj/article/view/110739
- DOI: https://doi.org/10.17816/PAVLOVJ110739
- ID: 110739
Цитировать
Аннотация
Введение. В настоящее время опубликованы работы, описывающие опыт изучения различных видов спинального торможения при изометрическом произвольном сокращении мышц. Имеются также отдельные сообщения, освещающие вопросы изучения возвратного и пресинаптического торможения в регуляции изометрического и анизометрического произвольных сокращений субмаксимальной и максимальной силы.
Цель. Оценить влияние типа и силы мышечного сокращения без приема Ендрассика и при его выполнении на проявление реципрокного торможения α-мотонейронов мышц-антагонистов голени.
Материалы и методы. В исследовании принимали участие 8 здоровых мужчин 20–22 лет. Реципрокное торможение оценивалось по подавлению амплитуды тестирующего Н-рефлекса m. soleus в условиях кондиционирующей стимуляции n. peroneus profundus и тестирующего раздражения n. tibialis с межстимульным интервалом 3 мс. Регистрация реципрокного торможения проводилась при выполнении концентрического, эксцентрического, изометрического сокращений в 50% и 100% от максимального произвольного сокращения (МПС) без приёма Ендрассика и на фоне его реализации.
Результаты. При выполнении концентрических, эксцентрических и изометрических сокращений мышц голени с увеличением силы от 50% до 100% МПС активность реципрокного торможения снижалась. При концентрическом сокращении с силой 50% МПС выявлена наибольшая выраженность реципрокного торможения, при эксцентрическом сокращении — меньшая и при изометрическом сокращении — самая малая. При максимальной силе большее проявление реципрокного торможения отмечалось при изометрическом сокращении, менее выраженное — при концентрическом и наименьшее — при эксцентрическом сокращении. На фоне приёма Ендрассика снижение реципрокного торможения было выражено в большей степени в условиях МПС при разных типах мышечного сокращения по сравнению с показателями, полученными при сокращениях с силой 50% МПС. При применении приёма Ендрассика с усилием в 50% МПС и 100% МПС большая выраженность реципрокного торможения выявлена при изометрическом сокращении, меньшая — при концентрическом и самая малая — при эксцентрическом сокращении. Эффект приёма Ендрассика проявлялся ослаблением реципрокного торможения при концентрическом и эксцентрическом сокращениях субмаксимальной силы, а при изометрическом сокращении — его усилением.
Заключение. Изменчивость проявления реципрокного торможения α-мотонейронов мышц-антагонистов голени при разных типах мышечного сокращения субмаксимальной и максимальной силы связана с тем, что пул сегментарных мотонейронов m. soleus находится не только под воздействием широкого спектра возбуждающих кортико- и ретикулоспинальных влияний, но и регулируется другими видами торможений, тем самым обеспечивая скоординированные двигательные действия.
Полный текст
![Доступ закрыт](https://journals.eco-vector.com/lib/pkp/templates/images/icons/text_lock.png)
Об авторах
Денис Александрович Гладченко
Великолукская государственная академия физической культуры и спорта
Автор, ответственный за переписку.
Email: gladchenko84@outlook.com
ORCID iD: 0000-0001-6041-3614
SPIN-код: 7541-0760
к.б.н., доцент
Россия, Великие ЛукиСергей Маркович Богданов
Великолукская государственная академия физической культуры и спорта
Email: turbon10@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2543-6890
SPIN-код: 2076-9689
Россия, Великие Луки
Людмила Васильевна Рощина
Великолукская государственная академия физической культуры и спорта
Email: ljudaroschina@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7647-2106
SPIN-код: 6287-8630
к.б.н.
Россия, Великие ЛукиАндрей Алексеевич Челноков
Великолукская государственная академия физической культуры и спорта
Email: and-chelnokov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0502-5752
SPIN-код: 4706-8513
д.б.н., профессор
Россия, Великие ЛукиСписок литературы
- Côté M.P., Murray L.M., Knikou M. Spinal Control of Locomotion: Individual Neurons, Their Circuits and Functions // Frontiers in Physiology. 2018. Vol. 25, No. 9. P. 784. doi: 10.3389/fphys.2018.00784
- Chelnokov A.A., Roshchina L.V., Gladchenko D.A., et al. The Effect of Transcutaneous Electrical Spinal Cord Stimulation on the Functional Activity of Spinal Inhibition in the System of Synergistic Muscles of the Lower Leg in Humans // Human Physiology. 2022. Vol. 48, No. 2. P. 121–133. doi: 10.1134/s0362119722020037
- Sherrington C.S. The Integrative Action of the Nervous System. New Haven, CT: Yale University Press; 1906.
- Pierrot–Deseilligny E., Burke D. The Circuitry of the Human Spinal Cord: Spinal and Corticospinal Mechanisms of Movement. United Kingdom: Cambridge University Press; 2012.
- Jankowska E., Padel Y., Tanaka R. Disynaptic inhibition of spinal motoneurones from the motor cortex in the monkey // The Journal of Physiology. 1976. Vol. 258, No. 2. P. 467–487. doi: 10.1113/jphysiol.1976.sp011431
- Nielsen J., Petersen N., Deuschl G., et al. Task-related changes in the effect of magnetic brain stimulation on spinal neurones in man // The Journal of Physiology. 1993. Vol. 471, No. 1. P. 223–243. doi: 10.1113/jphysiol.1993.sp019899
- Crone C., Nielsen J. Spinal mechanisms in man contributing to reciprocal inhibition during voluntary dorsiflexion of the foot // The Journal of Physiology. 1989. Vol. 416, No. 1. P. 255–272. doi: 10.1113/jphysiol.1989.sp017759
- Crone C., Nielsen J. Central control of disynaptic reciprocal inhibition in humans // Acta Physiologica Scandinavica. 1994. Vol. 152, No. 4. P. 351–363. doi: 10.1111/j.1748-1716.1994.tb09817.x
- Dragert K., Zehr E.P. Differential modulation of reciprocal inhibition in ankle muscles during rhythmic arm cycling // Neuroscience Letters. 2013. Vol. 534. P. 269–273. doi: 10.1016/j.neulet.2012.11.038
- Yavuz U.S., Negro F., Diedrichs R., et al. Reciprocal inhibition between motor neurons of the tibialis anterior and triceps surae in humans // Journal of Neurophysiology. 2018. Vol. 119, No. 5. P. 1699–1706. doi: 10.1152/jn.00424.2017
- Mummidisetty C.K., Smith A.C., Knikou M. Modulation of reciprocal and presynaptic inhibition during robotic-assisted stepping in humans // Clinical Neurophysiology. 2013. Vol. 124, No. 3. P. 557–564. doi: 10.1016/j.clinph.2012.09.007
- Jessop T., De Paola A., Casaletto L., et al. Short-term plasticity of human spinal inhibitory circuits after isometric and isotonic ankle training // European Journal of Applied Physiology. 2013. Vol. 113, No. 2. P. 273–284. doi: 10.1007/s00421-012-2438-1
- Hirabayashi R., Kojima S., Edama M., et al. Activation of the Supplementary Motor Areas Enhances Spinal Reciprocal Inhibition in Healthy Individuals // Brain Sciences. 2020. Vol. 10, No. 9. P. 587. doi: 10.3390/brainsci10090587
- Enoka R.M. Eccentric contractions require unique activation strategies by the nervous system // Journal of Applied Physiology. 1996. Vol. 81, No. 6. Р. 2339–2346. doi: 10.1152/jappl.1996.81.6.2339
- Duchateau J., Enoka R.M. Neural control of shortening and lengthening contractions: influence of task constraints // The Journal of Physiology. 2008. Vol. 586, No. 24. Р. 5853–5864. doi: 10.1113/jphysiol.2008.160747
- Duchateau J., Enoka R.M. Neural control of lengthening contractions // The Journal of Experimental Biology. 2016. Vol. 219, Pt. 2. Р. 197–204. doi: 10.1242/jeb.123158
- Duclay J., Martin A. Evoked H-reflex and V-wave responses during maximal isometric, concentric, and eccentric muscle contraction // Journal of Neurophysiology. 2005. Vol. 94, No. 5. Р. 3555–3562. doi: 10.1152/jn.00348.2005
- Duclay J., Pasquet B., Martin A., et al. Specific modulation of corticospinal and spinal excitabilities during maximal voluntary isometric, shortening and lengthening contractions in synergist muscles // The Journal of Physiology. 2011. Vol. 589, No. 11. Р. 2901–2916. doi: 10.1113/jphysiol.2011.207472
- Duclay J., Pasquet B., Martin A., et al. Specific modulation of spinal and cortical excitabilities during lengthening and shortening submaximal and maximal contractions in plantar flexor muscles // Journal of Applied Physiology. 2014. Vol. 117, No. 12. Р. 1440–1450. doi: 10.1152/japplphysiol.00489.2014
- Nielsen J., Kagamihara Y. The regulation of disynaptic reciprocal Ia inhibition during co-contraction of antagonistic muscles in man // The Journal of Physiology. 1992. Vol. 456. Р. 373–391. doi: 10.1113/jphysiol.1992.sp019341
- Челноков А.А., Гладченко Д.А., Федоров С.А., и др. Возрастные особенности спинального торможения скелетных мышц у лиц мужского пола в регуляции произвольных движений // Физиология человека. 2017. Т. 43, № 1. С. 35–44. doi: 10.7868/s0131164616060060
- Matsuya R., Ushiyama J., Ushiba J. Inhibitory interneuron circuits at cortical and spinal levels are associated with individual differences in corticomuscular coherence during isometric voluntary contraction // Scientific Reports. 2017. Vol. 7. P. е44417. doi: 10.1038/srep44417
- Hirabayashi R., Edama M., Kojima S., et al. Effects of Reciprocal Ia Inhibition on Contraction Intensity of Co-contraction // Frontiers in Human Neuroscience. 2019. Vol. 12. P. е527. doi: 10.3389/fnhum.2018.00527
- Barrué–Belou S., Marque P., Duclay J. Recurrent inhibition is higher in eccentric compared to isometric and concentric maximal voluntary contractions // Acta Physiologica. 2018. Vol. 223, No. 4. P. e13064. doi: 10.1111/apha.13064
- Богданов С.М., Гладченко Д.А., Рощина Л.В., и др. Эффект супраспинальных влияний на проявление пресинаптического торможения Ia афферентов при разных типах мышечного сокращения у человека // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина. 2020. Т. 24, № 4. С. 338–344. doi: 10.22363/2313-0245-2020-24-4-338-344
- Schieppati M. The Hoffmann reflex: a means of assessing spinal reflex excitability and its descending control in man // Progress in Neurobiology. 1987. Vol. 28, No. 4. Р. 345–376. doi: 10.1016/0301-0082(87)90007-4
- Челноков А.А. Городничев Р.М. Возрастные особенности формирования спинального торможения скелетных мышц у лиц мужского пола // Физиология человека. 2015. Т. 41, № 6. С. 86–94. doi: 10.7868/s0131164615060028
- Delwaide P.J., Toulouse P. Jendrassik maneuver vs controlled contractions conditioning the excitability of soleus monosynaptic reflexes // Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 1980. Vol. 61, No. 11. P. 505–510.
- Gregory J.E., Wood S.A., Proske U. An investigation into mechanisms of reflex reinforcement by the Jendrassik manoeuvre // Experimental Brain Research. 2001. Vol. 138, No. 3. Р. 366–374. doi: 10.1007/s002210100707
- Bikmullina R.Kh., Rozental' A.N., Pleshchinskii I.N. Inhibitory systems of the spinal cord in the control of interactions of functionally coupled muscles // Human Physiology. 2007. Vol. 33, No. 1. P. 105–115. doi: 10.1134/s0362119707010173
- Челноков А.А., Бучацкая И.Н. Функциональные особенности спинального торможения человека при произвольной двигательной активности // Теория и практика физической культуры. 2015. № 6. С. 11–13.
- Плещинский И.Н., Алексеева Н.Л. Спинной мозг: афференные взаимодействия // Физиология человека. 1996. Т. 22, № 1. С. 123–130.
- Yanagawa S., Shindo M., Nakagawa S. Increase in Ib inhibition by antagonistic voluntary contraction in man // The Journal of Physiology. 1991. Vol. 440. P. 311–323. doi: 10.1113/jphysiol.1991.sp018710
- Iles J.F., Pisini J.V. Cortical modulation of transmission in spinal reflex pathways of man // The Journal of Physiology. 1992. Vol. 455. P. 425–446. doi: 10.1113/jphysiol.1992.sp019309
- Nielsen J., Petersin N. Changes in the effect of magnetic brain stimulation accompanying voluntary dynamic contraction in man // The Journal of Physiology. 1995. Vol. 484, Pt. 3. P. 777–789. doi: 10.1113/jphysiol.1995.sp020703
- Kubota S., Uehara K., Morishita T., et al. Inter-individual variation in reciprocal Ia inhibition is dependent on the descending volleys delivered from corticospinal neurons to Ia interneurons // Journal of Electromyography and Kinesiology. 2014. Vol. 24, No. 1. P. 46–51. doi: 10.1016/j.jelekin.2013.11.004
- Matsugi A., Mori N., Uehara S., et al. Effect of cerebellar transcranial magnetic stimulation on soleus Ia presynaptic and reciprocal inhibition // Neuroreport. 2015. Vol. 26, No. 3. P. 139–143. doi: 10.1097/wnr. 0000000000000315
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)