Zastanawiasz się, jak wydać pracę doktorską, habilitacyjną lub monografie? Chcesz dokonać zmian w stylistyce i interpunkcji tekstu naukowego? Nic prostszego! Zaufaj Wydawnictwu Borgis - wydawcy renomowanych książek i czasopism medycznych. Zapewniamy przede wszystkim profesjonalne wsparcie w przygotowaniu pracy, opracowanie dokumentacji oraz druk pracy doktorskiej, magisterskiej, habilitacyjnej. Dzięki nam nie będziesz musiał zajmować się projektowaniem okładki oraz typografią książki.

© Borgis - Nowa Medycyna 7/1999, s. 31-34
Jan Jaszczanin
Zagadnienia nośników informacji o właściwościach funkcji mięśni szkieletowych
z Zakładu Teorii Treningu Sportowego i Biomechaniki Instytutu Kultury Fizycznej Uniwersytetu Szczecińskiego
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. Jan Jaszczanin
Streszczenie
Performed results of our and other exloration of neuromyscular system, untrained male (age of 18-55 years), elite sportsmen and former elite sportsmen (45-55 years).
We describe relation of elektromyography global nad local and hystochemy of skeletal muscle tissue results of vertical jumps and other indicators and muscles fatigue accumulation. Dynamic of results of vertical jump is used as aceptated factors of motor activity predispositions.
Badania predyspozycji motorycznej określone zagadnieniami możliwie wczesnej preselekcji w sporcie są prowadzone od dość dawna i mają już swoją historię (3, 20). Olimpijczyk, czy chociażby członek ekipy narodowej wyłania się jako osoba odpowiednio wyposażona genetycznie jak też uformowana poprzez środowisko. Z uwagi na to, że nauka o człowieku wciąż dość często nas zaskakuje nowymi danymi o mechanizmach funkcji organizmu ludzkiego, można oczekiwać, że w najbliższej przyszłości będziemy w posiadaniu nowych informacji, które mogą zmienić nasze pojmowanie roli genotypu w kształtowaniu i rozbudowie potencjału sprawnościowego. Badania określone tymi zagadnieniami są prowadzone w Pracowni Morfologii Układu Nerwowo-Mięśniowego Instytutu Naukowego Medycyny Doświadczalnej Litwy w Wilnie oraz Pracowni Motoryczności Człowieka Akademii Wychowania Fizycznego w Kownie.
We wstępnym (pierwszym) okresie kierunek badań obejmował zagadnienia funkcji układu nerwowo-mięśniowego osób nie trenujących w wieku 18-75 lat, czyli obejmował szeroki okres ontogenezy i w pewnym stopniu dotyczył zagadnień inwolucyjnych a będących obiektem gerontologii. Funkcje układu nerwowo-mięśniowego, poprzez zastosowanie elektromiografii igłowej (lokalnej) i naskórnej (globalnej), miotonometrii, tenzografii, biochemii, mikrocyrkulacji mięśniowej, ciśnienia śródmięśniowego oceniono dynamikę wskaźników funkcji tego układu w warunkach wykonania wysiłków (obciążeń) dozowanych, prowadzonych w celu określenia mechanizmów rzutujących na realizację tych obciążeń, jak też odnowy powysiłkowej. Wyniki badań wskazały na określone zróżnicowanie aktywności elektrycznej mięśni (m.m. biceps brachii, vastus medialis, lateralis, rectus femoris, tibialis anterior et gastrocnemius) rekrutacji i impulsacji jednostek motorycznych (JM), wskaźników tenzograficznych, ciśnienia śródmięśniowego, intensywności krwotoku mięśniowego, bioenergetyki mięśni oraz innych danych w grupach jednakowo aktywnych ruchowo oraz wiekowo. W określonym odsetku badanych ustalono znaczące (p < 0,05) zróżnicowania wskaźników, natomiast znacznie mniej wyraźnie (p > 0,05) zróżnicowania były określone w wiekowo starszych (> 60 lat) grupach badawczych.
W grupach młodych osób w warunkach wykonania jednakowo intensywnych obciążeń, siły skurczów mięśni, ustalono istotne różnice aktywności elektrycznej (p < 0,05), impulsacji JM (p < 0,05), czas trwania pracy mięśni jednakowego napięcia mięśniowego (p < 0,05) oraz innych wskaźników (12, 13, 14, 16). Zróżnicowania wymienionych wskaźników w bardziej znacznym stopniu się uwydatniały (p < 0,01) w drugiej połowie okresu wykonania obciążeń, w warunkach pojedynczych szybkich skurczów mięśniowych oraz deaktywacji mięśniowej (p < 0,01) (11, 12, 13, 21). We wszystkich przypadkach okres rozluźnienia mięśni po wykonaniu obciążeń w porównaniu z okresem przedwysiłkowym był wydłużony (p < 0,05), jednak zróżnicowania indywidualne w jednakowych grupach wiekowych były znaczące (p < 0,05-0,001).
Podobne badania przeprowadzone w grupach starszych (60 lat i powyżej), wskazują iż rozpiętość wielkości różnych wskaźników zawęża się czas rozluźnienia mięśniowego, czas trwania odnowy powysiłkowej (12, 13). Zachodzą przy tym zmiany świadczące o procesach destrukcji elementów kurczliwych. Znamienne w tym jest znaczenie gimnastyki mięśniowej (w tym także kulturystyki) jako środka powodującego wyhamowanie intensywności niekorzystnych inwolucyjnych zmian zachodzących w tkance mięśniowej (12, 14).
Wyniki wstępnego etapu przeprowadzonych badań, jak się wydało, świadczące o indywidualnych zróżnicowaniach wskaźników określających funkcję układu nerwowo-mięśniowego mogą polegać na czynnikach natury genetycznej. Jednakże w celu określenia ewentualnego wpływu tych czynników, należało najpierw przeprowadzić cykl identycznych badań (takich jak w pierwszym etapie), wykonanych z zaangażowaniem osób trenujących różne dyscypliny sportowe.
W tym celu przeprowadzono następny (drugi) cykl badań, w którym uczestniczyli sportowcy w wieku 18-26 lat. Grupy badanych rozdzielono na osoby wyczynowo trenujące sporty (konkurencje), wymagające wybiórczej dominacji uzdolnień szybkościowych i szybkościowo-siłowych (biegacze sprinterzy, skoczkowie, miotacze, siatkarze, ciężarowcy, sportów walki), uzdolnień wytrzymałościowych (biegacze dystansów długich, maratończycy, kolarze), sportowców grupy pośredniej (szybkościowo-wytrzymałościowej; biegacze dystansów średnich, pływacy dystansów 400-800 m, kolarze torowi).
W warunkach identycznych wysiłków fizycznych (intensywności i czasu trwania), aktywność elektryczna mięśni (elektromiogramy odprowadzane poprzez elektrody naskórne) oraz częstotliwość (aktywność) JM w uzależnieniu od uprawianej konkurencji sportowej (lekkoatletyczne biegi sprinterskie, długie dystanse) były zróżnicowane (p < 0,05-0,001). Ewidentne różnice aktywacji JM określono w warunkach wykonania szybkich skurczów mięśniowych (p < 0,05-0,001), ilości potencjałów czynnościowych wielofazowych mięśni na tle zmęczenia (p < 0,01), czasu trwania odnowy funkcjonalnej (p < 0,05-0,001).
Na podstawie przeprowadzonych badań (etap pierwszy i drugi) wysunięto wstępne założenia, że różnicowania omawianych wskaźników mogą być uzależnione od wielkości stosunku włókien mięśniowych (ewentualnie JM) różnych typów badanych osób (trenujących i nie trenujących), natomiast w przypadku trenujących – jako wynik adaptacji funkcjonalnej (11, 12, 21). Należy wskazać, że wymienione zagadnienia nadal są dyskutowane (2, 4, 5, 6, 9).
Zgodnie z powyższym, został przeprowadzony następny (trzeci) etap badań, polegający na zastosowaniu metody biopsji mięśniowej (m. vastus lateralis) oraz korelacji jej wyników z wskaźnikami aktywności elektrycznej mięśni, aktywnością JM, wynikami wieloskoków dosiężnych (12).
Jednocześnie prowadzono identyczny protokół badawczy byłych sportowców wyczynowych (elite elderly), oraz osób nie uprawiających sport tego wieku (10).
Badania morfologiczne mięśni wskazały wysoką korelację między ilością włókien mięśniowych szybkokurczliwych (typu F) a wysokością skoków dosiężnych (r = 0,86), długością potencjałów czynnościowych JM przed wykonaniem prób wieloskoków (r = -0,88), bezpośrednio po ich wykonaniu (r = 0,81), intensywnością nasilania aktywności elektrycznej mięśni w fazie wyskoków (r = 0,78), czasu trwania fazy bezoporowej wieloskoków dosiężnych wykonywanych w czasie 20 sek. (r = 0,81), ilością wielofazowych potencjałów czynnościowych JM na tle zmęczenia mięśniowego (r = 0,74) (12).
Badania byłych sportowców wyczynowych, wcześniej trenujących konkurencje „szybkościowe” i wytrzymałościowe, a będących w wieku 45-55 lat, wykazały zbieżne, chociaż w mniejszym stopniu zróżnicowania (r = 0,58-0,68) (p < 0,05), jak to miało miejsce, wśród wyczynowo trenujących sportowców (10). Tak więc nasuwa się wniosek, że właściwości kurczliwe mięśni są w dużym stopniu ukierunkowane genetycznie co daje się obserwować w dłuższym okresie potreningowym w pewnych przypadkach wynoszących około trzydziestu lat.
Wydaje się, że wyniki tych badań mogą świadczyć o większym uzależnieniu właściwości funkcjonalnych układu nerwowo-mięśniowego od czynników genetycznych niż procesów adaptacyjnych powodowanych systematycznymi, ukierunkowanymi obciążeniami treningowymi. Tak więc właściwości kurczliwe układu nerwowo-mięśniowego mogą być określone poprzez różne przejawy ich pracy, szczególnie z zastosowaniem obciążeń powodujących oznaki zmęczenia (w tych to warunkach może się przejawiać potencjał kompensacyjny ich funkcji). Badania bliźniąt jednojajowych potwierdzają genetyczne uwarunkowania rozwoju ustroju (3, 6) jego ograniczane zmiany adaptacyjne w odczynie na specjalistyczne obciążenia treningowe. Podaje się, że trening wytrzymałościowy, któremu poddano 10 par jednojajowych bliźniąt, spowodował 16-procentowy średni wzrost maksymalnego zużycia tlenu (VO2 max ml/kg masy ciała), jednakże przyrosty indywidualne różniły się istotnie i osiągnęły wartość od 0 do 41% (9, 23, 26). Wielkość wskaźników korelacji pomiędzy wynikami bliźniąt tej pary wynosiła 0,77 (p < 0,01) co wskazuje, że podatność wydolności tlenowej na obciążenia wytrzymałościowe w znacznym stopniu uwarunkowana jest genetycznie (23).
Wskazuje się uwarunkowania genetyczne na zmiany wartości V)2 max/kg oraz wielkości pracy (J/kg) wykonanej w czasie 90-sekundowego wysiłku (8, 17, 18).
W innych badaniach bliźniąt, ukierunkowany proces treningowy polegający na obciążeniach wymagających przejawów mocy (cykloenergetyczne 15- i 90- sekundowe wysiłki supramaksymalnej mocy) powodował zmiany aktywności poszczególnych enzymów par bliźniaków jednojajowych, kinazy kreatynowej (r = 0,82, p < 0,01), heksokinazy (r = 0,59, p < 0,05), dehydrogenezy mleczanowej (r = 0,64, p < 0,01), dehydrogenezy jabłczanowej (r = 0,55, p < 0,05) oraz innych enzymów (23). Wskazuje się na różnicowanie podatności stymulowanej lipoliazy na trening wytrzymałościowy, która jest dziedzicznie zdeterminowana (r = 0,90, p < 0,001) (4, 5).
Wydaje się, że wymienione wskaźniki funkcji mięśni zdeterminowane genetycznie, natomiast wyniki naszych badań wskazują na ścisłe uzależnianie między wskaźnikiem stosunku włókien mięśniowych typu F do SO i aktywnością JM, aktywnością elektryczną mięśni i wynikami wieloskoków dosiężnych i ich dynamikę w warunkach nasilającego się zmęczenia. Niniejszy wniosek posłużył jako podstawa do opracowania testu pośredniej oceny ilościowej różnych typów włókien mięśniowych i co za tym idzie, w pewnym stopniu predyspozycji motorycznych (11).
Wiarygodność tego testu polegającego na wykonaniu wieloskoków dosiężnych najpierw została sprawdzona i zastosowana w selekcji kolarzy torowych (11, 12, 13), biegaczy sprinterów (25, 26), ciężarowców (24), biatlonistów (17), wioślarzy akademickich (1), koszykarzy (7) oraz innych.
Poszczególne kryteria poruszanych zagadnień znalazły swój dalszy tok w wielu pracach (13, 15, 22, 23, 24).
Tak więc wydaje się, że dane o właściwościach mięśni szkieletowych mogą mieć zastosowanie dla celów praktycznych, w tym dla obiektywizacji preselekcji w sporcie oraz optymalizacji procesu treningowego.
Wyniki badań własnych oraz innych autorów, jak się wydaje, pozwalają na sformułowanie co następuje:
1. Właściwości kurczliwe mięśni szkieletowych mogą być określone wskaźnikami ich aktywności elektrycznej, impulsacji elektrycznej, impulsacji jednostek motorycznych, czasu trwania potencjałów czynnościowych, dynamiką zmian tych wskaźników w warunkach dłużej (ponad 60 s) trwających intensywnych wysiłków fizycznych.
2. Wskaźniki aktywności elektrycznej mięśni i jednostek motorycznych w znacznym stopniu korelują (r = 0,74-0,88) z typem włókien mięśniowych (F i SO) i dlatego metoda elektromiografii globalnej i lokalnej może być korzystna dla oceny dominującej ich ilości jednego z tych typów w mięśniach.
3. Dominująca ilość włókien różnych typów mięśni szkieletowych jest w większym stopniu determinowana genetycznie.
4. Wielkość skoków dosiężnych (czas trwania fazy bezoporowej) oraz jej dynamika ściśle korelują z dominującą ilością włókien typu F lub SO, czym można się posłużyć w określaniu predyspozycji motorycznych.
Piśmiennictwo
1. Alekrinnskas A.: The aerobic demands of rowing. Wychowanie Fizyczne i Sport. Kowno, 1989. 2. Baker A.J. et al.: Slow force after long duratron exercise: metabolic and activation factors in muscle fatique. J. Appl. Physial, 1993, 74:2294-2300. 3. Enoka R.M.: Neuromechanical basis of kinesiology. Champiaign Ie: Human Kinetics, 1994. 4. Gardier P.E.: Effects of exercise training of components of the motor unit. Can J. Sports. Sci. 1991, 16(4), 271-288. 5. Gedviłas V.: Zmęczenie i odnowa mięśni. Wychowanie Fizyczne (Lit.), 1995, 28, 54-62. 6. Glenmark B. et al.: Changes in muscle fiber type from adulthood in women and men. Acta Physiol. Scand. 1992, 146:251-259. 7. Goldspink G.: Cellular and molescular aspects of adaptation in skelatel muscle. InP. Komi (ed) The encyclopedia of sports medicine strength and power in sports 1992, 211-230, Blockwell: Oxford. 8. Naużemys R.: Właściwości kurczliwe mięśni sportowców wysokiej kwalifikacji. 1989, Dys. Dokt. Kijów. 9. Jaszczanin J.: Ocena stanu funkcjonalnego układu mięśniowego sportowców wysokiej klasy i nie trenujących. 1982, Kowno (jęz. Litewski), 23. 10. Jaszczanin J.: Elektriczeskaja aktiwnost skieletnych myszc, swojstwa dwigatielnych jedinic u lic rozlicznogo wozrasta i ich izmienianija pod wlijanijem sportiwnoj trenirowki. Praca hab. Kijów, 1983. 11. Jaszczanin J.: Mikrostruktura odczynów ruchowych we wczesnym etapie treningu sportowego [W:] Nowe badania fizjologii formującego się organizmu (jęz. Rosyjski). Moskwa, 1988, 1(30), 60-64. 12. Jaszczanin J.: Biologiczne podstawy preselekcji w sporcie. Wilno 1988, 1-89. 13. Jaszczanin N.: Changes of growth hormone concentration of young athletes upon the influence of exercises. Dis. Doktor. Kowno 1998. 14. Kowaliauskaite O.: Wozrostnyje izmienienija elektriczeskoj aktivnosti i siły sokraszczenija skieletnych myszc mużczin. Dis. Doktor. Kijów, 1979. 15. Mamkus G.: Muscle contractile funnction change due training endurance of strength. Dis. Doktor. Kaunas, 1998. 16. Mc Comas A.J.: Skeletal muscle. From and Function Champaign. II: Human Kinetics 1996. 17. Milczinskas P.: Podstawy fizjologiczne skoczności (lit.), Wilno, 1988, 1-89. 18. Milicer H.: Budowa somatyczna jako kryterium selekcji sportowej. Warszawa, AWF 1973. 19. Samplinskas J.: Fizjologiczeskaja charakteristika dwigatielnych jedinic czelowieka. Dis. D. Hab. Mińsk, 1985. 20. Saplinskas J.: Aktiwnost dwigatielnych jedinic u sportsmienov. Theor i Prakt. Fiz. Kult. 1988, 7:45-48. 21. Simoneau J.A. et al.: Inheritance of humanskeletal muscle and anaerobic capacity adaptation of high – intensity intermittent training. Int. J. of Sport Med. 1986, 7:167-171. 22. Skurvydas A.: Elekriczeskaja aktiwnost, skorstno siłowych swoistw i utonliajemost skieletnych muszc u sportsmienov w zawismosti of naprawlennosti trenirowocznych nagruzok i wozrasta. Dis. Doktor. Tartu, 1988. 23. Stanisłowaitis A. et al.: Twitch contractile and postetanic potentiation of skeletal muscle in athletes. Sport science, 1998, 1:8-12. 24. Stanisłovaitis A.: Influence of spectialized strength, sprint and endurance training loads on adaptation charakteristics of the function of human skeletal muscles. Dis. Doktor, 1998. Kaunas.
Nowa Medycyna 7/1999
Strona internetowa czasopisma Nowa Medycyna

Pozostałe artykuły z numeru 7/1999: