Частотный спектр ЭМГ, структура мышц и утомление во время динамических сокращений

Изучалось утомление m. vastus lateralis посредством регистрации ее электрической активности и момента силы. Было найдено, что люди с мышцами, имеющими большой процент быстрых мышечных волокон демонстрировали более высокий пиковый вращающий момент разгибания колена, и большую степень утомления, чем люди с мышцами, имеющими большой процент медленных мышечных волокон.

 Коми П., Теш П.

Частотный спектр ЭМГ, структура мышц и утомление во время динамических сокращений

Paavo V. Komi and Per Tesch EMG frequency spectrum, muscle structure, and fatigue during dynamic contractions in man European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 1979.– V42.– N 1.– P.41-50.

 Аннотация

Утомление m. vastus lateralis было изучено на здоровых хорошо подготовленных студентах, которые значительно отличались композицией мышечных волокон. За критерий степени утомления было взято снижение силы мышцы во время повторных максимальных произвольных разгибаний ноги в коленном суставе с постоянной угловой скоростью (180×s–1 или rad×s–1), на изокинетическом тренажере. Были проанализированы как количественные, так и качественные изменения в паттерне ЭМГ, интегрированной ЭМГ (IEMG), частоте средней мощности (MPF), вычисленной по мощности спектральной функции плотности (PSDF).

Было найдено, что люди с мышцами, имеющими большой процент быстрых мышечных волокон демонстрировали более высокий пиковый вращающий момент разгибания колена, и большую степень утомления, чем люди с мышцами, имеющими большой процент медленных мышечных волокон. Снижение IEMG (p<0,01) было продемонстрировано во время 100 сокращений у людей, имеющих большой процент быстрых мышечных волокон. У людей, имеющих большое количество медленных волокон произошло незначительное уменьшение IEMG.  MPF уменьшился (p <0,001) у людей с высоким процентом быстрых мышечных волокон, в то время как их противоположности продемонстрировали только небольшое (незначащее) уменьшение.

Предполагается, что отказ сокращения мышцы также связан с качественными изменениями в характере рекрутирования ДЕ, и что эти изменения происходят более быстро в мышцах, составленных из быстрых мышечных волокон, чем в мышцах, имеющих большой процент медленных мышечных волокон.

Abstract

Fatigue of the vastus lateralis muscle was studied in healthy well-conditioned students, who differed considerably regarding their muscle fibre type distribution. Muscle force decline during repeated maximum voluntary knee extensions at a constant angular velocity (180×s^–1 or rad×s^–1), using isokinetic equipment, was taken as the criterion for the degree of fatigue. In an attempt to study quantitative as well as qualitative changes in the EMG pattern, integrated EMG (IEMG) and the frequency of the mean power (MPF), computed from the power spectral density function (PSDF), were analysed.

It was found that individuals with muscles made up of a high proportion of fast twitch (FT) muscle fibres demonstrated higher peak knee extension torque, and a greater susceptibility to fatigue than did individuals with muscles mainly composed of slow twitch (ST) muscle fibres. An IEMG decline (p<0.01) was demonstrated during 100 contractions in individuals rich in FT fibres. Only a slight, but not significant, reduction in IEMG occurred in individuals with a high percentage of ST fibres. Concomitantly, MPF decreased (p<0.001) in individuals with a high percentage of FT fibres, while their opposites demonstrated only a slight decrease (non-significant).

It is suggested that muscle contraction failure might also be related to qualitative changes in the motor unit recruitment pattern, and that these changes occur more rapidly in muscles composed of a high proportion of FT muscle fibres than in muscles composed of a high proportion of ST fibres.

С уважением, А.В. Самсонова