Что знает наука о спазмах скелетных мышц?

Когда дело доходит до мышечных спазмов, то есть два типа спортсменов: те, у кого бывают спазмы и те, которым это ещё предстоит. Спазмы, связанные с физическими упражнениями — это непроизвольные судорожные сокращения скелетных мышц, которые возникают во время или сразу после тренировки. Таким образом, эта формулировка исключает спазмы, возникающие вне контекста физических упражнений.

Для многих из вас мышечные спазмы не является чём-то новым. Эта тема была предметом больших дебатов на протяжении десятилетий. Как нам их предотвратить, остановить их, избавиться от них навсегда? Большинство из нас испытывало легкие и даже изнурительные спазмы в какой-то момент времени, и нет ничего забавного в том, чтобы застрять в середине забега, пытаясь решить, а стоит ли продолжать бежать дальше?

Короче говоря, в спазмах нет ничего хорошего, и, несмотря на все наши попытки, мы не сильно приблизились к пониманию их происхождения. Откуда они берутся? Во всяком случае, наше новое понимание судорог заключается в том, что их этиология сложна и, вероятно, связана с несколькими факторами, которые делают любое лечение или профилактику малоэффективными.

То, что появилось в научном сообществе за последние пять-десять лет, — это четкое движение от первоначальной теории дегидратации/электролитного дисбаланса и смещение фокуса внимания к теории нервно-мышечного контроля. С начала 2000-х годов было проведено множество исследований, которые были посвящены изучению возможной связи между дегидратацией и содержанием электролитов в крои (прежде всего натрия и калия) и выносливостью спортсменов. Не было выявлено никакого существенного различия между спортсменами, страдающими от судорог, и спортсменами, которые с этим не сталкивались.

Кроме того, обезвоживание и дисбаланс электролитов являются системными проблемами и поэтому должны вызывать генерализованные мышечные спазмы, а не локальные судороги. Большинство болезненных эпизодов связано с икроножными мышцами. Однако, если спазмы возникают с двух сторон, в двух икроножных мышцах, или становятся генерализованными, охватывая все тело, они могут быть связаны с обезвоживанием или серьезным заболеванием. Это означает, что мы не должны полностью игнорировать дегидратацию и дисбаланс электролитов, поскольку эти составляющие являются одними из множества факторов, а не единственной причиной.

Детали многих исследований были подробно освещены в 2013 году в статье Joe Uhan’s, опубликованной в журнале iRunFar. Эти исследования внезапно открыли дверь к новым теориям и возможностям. Главной среди них была теория нервно-мышечного контроля, согласно которой причина спазмов кроется в особенностях взаимодействия центральной нервной системы и скелетной мускулатуры, а точнее в чрезмерном возбуждении альфа-мотонейронов спинного мозга (активизация этих клеток вызывает сокращение мышц). Среди множества факторов, участвующих в патогенезе судорог, также имеют значение неадекватная подготовка, акклиматизация, повреждение мышц, предшествующие травмы и некоторые лекарства (альбутерол, конъюгированные эстрогены и статины). В принципе, эти факторы объясняют, почему судороги чаще возникают в жару, когда мышцы устают раньше при той же нагрузке, и почему спортсмены, у которых ранее уже были спазмы в мышцах, скорее всего будут страдать от них в будущем.

Итак, что мы делаем при возникновении мышечных спазмов?

Существует две методологии лечения судорог скелетных мышц, которые возникли на основе теории нервно-мышечного контроля. Это воздействие на сухожильный орган Гольджи и активизация транзиторных рецепторных потенциальных каналов.

Расположенный в скелетных мышцах сухожильный орган Гольджи являются нашим собственным встроенным средством против судорог. Важно понимать, что мышечное сокращение является довольно сложно скоординированным процессом, представляющим собой взаимодействие нервной системы и скелетной мускулатуры. Если все работает должным образом, то мышцы работают в режиме сокращение-расслабление. То есть при срабатывании рецепторов растяжения альфа-мотонейроны дают команду мышечным волокнам сократиться. В тоже время рецепторы сухожильного органа Гольджи ингибируют мышечные волокна, что позволяет мышце расслабиться. Если в мышцах накапливается усталость, то рецепторы растяжения будут активизироваться постоянно, заставляя мышечные волокна все время сокращаться, в тоже время активность органа Гольджи будет снижаться. Когда это происходит, мы получаем перевозбужденные альфа-мотонейроны, которые и являются причиной болезненного сокращения мышц или судорог.

Мышцы, которые наиболее подвержены возникновению спазмов — это мышцы которые сокращаются в укорочённом положении. Особенно это касается мышц, которые пересекают два сустава: полусухожильная мышца, полуперепончатая мышца, двуглавая мышца бёдра, прямая мышца бедра и икроножная мышца. Судороги не ограничиваются двусоставными мышцами нижних конечностей, но это наиболее частая локализация, о которой говорят сами бегуны. Когда мышцы сокращаются в укорочённой позиции или в маленьком диапазоне движения, аппарат Гольджи генерирует меньшую ингибицию, чем это должно быть в норме из-за изменённого напряжения мышцы. Это может усугубляться, если у вас есть травмы или мышечный дисбаланс, которые уменьшают амплитуду движения. Дайте вашим мышцам возможность удлиниться, будь то увеличение длины шага или пассивная растяжка мышцы, что будет активизировать аппарат Гольджи и, тем самым, ингибировать альфа-мотонейроны и расслаблять мышцы.

В 2010 году Kevin Miller и соавт. провели исследование, сейчас известное как «Pickle Juice Study». На протяжении десятилетий для лечения судорог, связанных с физической активностью, спортивные тренеры рекомендовали своим подопечным рассол, яблочный уксус или горчицу. Однако, доказательств почему именно эти продукты должны препятствовать появлению спазмов не было. Просто было предположение, что натрий, содержащийся в рассоле, нормализует электролитный баланс у людей, страдающих от мышечных спазмов. Интересно, что даже небольшого количества рассола (30-60 мл) достаточно для прекращения судорог, которые исчезают уже через 30-35 секунд. Это очень быстро, если не сказать молниеносно, поскольку изменение электролитного состава крови требует гораздо большего времени. С помощью электростимуляции Miller с коллегами вызывали судороги у гидратированных испытуемых. Затем давали им либо рассол, либо деионизированную воду. Рассол резко сокращал продолжительность судорог по сравнению с деионизированной водой. Хотя они и не понимали, какой ингредиент рассола устранял судороги так быстро (вероятно, уксусная кислота), исследователи пришли к выводу, что при проглатывании жидкости с рецепторов рта, глотки и пищевода вызывается рефлекс, который снижает активность альфа-мотонейронов в спазмированных мышцах. Вывод из этого исследования вывел изучение мышечных спазмов, связанных с физической активностью на новый уровень, и привёл к появлению на рынке новых продуктов.

Идея, что ингредиенты, содержащиеся в рассоле, стимулируют транзиторные рецепторные потенциальные каналы (TRP-каналы) быстро прижилась в научном сообществе. TRP-каналы — это ионные каналы, которые преобразуют химические или механические раздражители в электрические сигналы, что позволяет опосредовать множество различных ощущений, таких как боль, давление, чувство горячего или холодного. Я впервые узнал о TRP-каналах в аспирантуре на курсе по термофизиологии, там мы изучали то, как тело воспринимает различные температуры. Многие из этих TRP-каналов могут активизироваться молекулами, находящимися в специях, такими как капсаицин (перец Чили), ментол (часть мяты), коричный альдегид (часть корицы), имбирь (часть корня имбиря) и аллилизотиоцианат (входит в состав горчицы). Исследователи стали особенно заинтересованы в каналах TRPA1 и TRPV1, поскольку они находятся в слизистых оболочках ротоглотки, пищевода и желудка.

Сильные сенсорные стимулы (агонистом может являться тот же капсаицин), активируют эти TRP-каналы и снижают активность альфа-мотонейронов, что в свою очередь уменьшает или предотвращает судороги. Возможны два сценария: (1) прием агониста TRP-канала повышает порог его возбудимости и, тем самым, препятствует возникновению спазмов, (2) прием агониста TRP-канала в начале приступа «отключает электричество» и нормализует работу мышечных веретен и рецепторов Гольджи, что уменьшает возбудимость альфа-мотонейронов.

На рынке существует несколько продуктов (ACV Cramp Cure, Caleb Treeze Organic Farm Leg и Foot Cramps Liquid), разработанных на основе данной теории. В их состав входят вещества, являющиеся агонистами TRP-рецепторов: яблочный уксус, чеснок и имбирь. Популярностью также пользуется препарат HotShot, который содержит капсицин, имбирь и корицу. По состоянию на 2017 год было проведено несколько исследований, посвящённых агонистам TRP-каналов и судорог, ассоциированных с физической активностью. Тем не менее, предстоит ещё много работы, поскольку два из трёх исследований по TRP-каналам и мышечным спазмам были сделаны создателями препарата HotShot, т.е. компанией Flex Pharma.

В обоих исследованиях испытуемые перорально получали смесь агонистов TRP-каналов, затем специалисты провоцировали возникновение судорог в мышцах — либо посредством электростимуляции, либо за счёт максимальных изометрических мышечных сокращений длительностью от 5 до 90 секунд. В исследованиях оценивалось время до начала судороги, время до ее ослабления и интенсивность судорог в мелких мышцах стопы. Было обнаружено, что использование агонистов TRP-каналов увеличивает время до момента возникновения спазмов в скелетных мышцах, при этом время самого судорожного эпизода сокращается. Кроме того, было подсчитано, что интенсивность судорог уменьшилась в три раза, а эффект повышения порога судорожной активности сохранялся в течение 6-8 часов после приема препарата (порог судорожной активности — это минимальная величина электростимуляции, которая может спровоцировать мышечный спазм, что обратно пропорционально устойчивости человека к судорогам).

В недавнем исследовании, проведённом также с использованием запатентованной смеси HotShot, ученые вызывали судороги посредством электростимуляции после перорального приёма TRP-агонистов, но вместо того, чтобы сосредоточиться на стопе, они выбрали другую цель - медиальную головку икроножной мышцы. Как и в предыдущих исследованиях, они смогли вызвать более быстрое исчезновение судорог и снизить их интенсивность, но не смогли сохранить этот эффект в течении такого же длительного времени. Они обнаружили, что наибольшее увеличение порога судорожной активности сохранялось только в течение 15 минут после приёма препарата.

Что все это означает? Это значит, у нас есть возможность активизировать TRP-каналы и, тем самым, подавлять альфа-мотонейроны, ответственные за возникновение мышечного спазма. Вместе с тем, мы не знаем наверняка, могут ли эти же TRP-агонисты оказывать превентивное действие на альфа-мотонейроны и оберегать нас от судорог. Я бы добавил, что в настоящее время необходимо провести больше исследований, посвящённых препаратам, содержащим агонисты TRP-каналов, такие как горчица, яблочный уксус, ментол и т.д. Мы находимся только на начальных этапах понимания сложностей TRP-каналов, электрической составляющей судорог и их физиологических особенностей.

Чтобы закончить, добавлю лишь только, что наше тело очень сложно устроено, и мы далеко не все знаем. Очевидно, что мышечные спазмы включают сложный набор переменных, и идея о том, что существует какая-то одна стратегия лечения или профилактики является просто абсурдной.

Резюме:

1. Головной мозг невероятно мощный, и эффект плацебо может оказывать очень сильное влияние на симптомы и производительность организма в целом, но надежность таких методик остаётся недоказанной.
2. Мы не должны полностью списывать гидратацию и потребление электролитов, даже если нет надёжных доказательств в поддержку этой практики, поскольку по-настоящему эффективной стратегии для предотвращения возникновения судорог не существует. Обезвоживание и электролитный дисбаланс могут усугублять состояние мышц.
3. Тренируйтесь специально для того мероприятия, к которому вы готовитесь. Считается, что если ваша тренировочная программа не соответствует требованиям, предъявляемым к мышцам на соревнованиях, то вы подвержены возникновению мышечных спазмов.
4. Работайте над формой, подвижностью и амплитудой движения. Сосредоточитесь на манипулировании длиной шага, чтобы поддержать адекватное сгибание и разгибание коленей и бёдер.
5. Сделайте мобильность частью своей стратегии в фитнесе и забегах. Устраните дисбаланс собственного тела с помощью растяжки, физиотерапии, йоги и массажа.
6. Питайтесь адекватно. Истощение запасов гликогена и недостаточное количество энергии для работающих мышц могут привести к преждевременной мышечной усталости и увеличить риск судорог.
7. Научитесь распознавать предсудорожное состояние вашего тела и реагировать соответствующим образом. Замедление или остановка для растяжки мышц могут уберечь вас от возникновения судорог.
8. Также как вы практикуете свой план гидратации и питания перед гонкой, подумайте о том, что проработать свой протокол по предотвращению мышечных спазмов - поэкспериментируйте с различными агонистами TRP-каналов.
9. Проанализируйте сценарии тренировок или забегов, которые могли поставить вас на колени. Какие факторы привели к чрезмерной усталости? Лично для меня это была работа по изменению биомеханики и мышечного дисбаланса.

Друзья, 20-22 июля в Москве пройдет семинар Георгия Темичева "Нижние конечности: диагностика и терапия, анализ ходьбы и бега". Узнать подробнее...

Источник:

Corrine Malcolm. Holy Cramp! The Science Of Exercise-Associated Cramping.

Ближайшие курсы:

Несколько видео с семинара по визуальному анализу ходьбы

Пара видео с семинара старшего преподавателя ассоциации ПНФ (IPNFA), Доминика Бекерса, посвященного визуальному анализу и коррекции паттерна ходьбы.

Ближайшие курсы:

5 основных заблуждений с которыми я часто сталкиваюсь в последнее время

Ближайшие курсы:

Отчет о третьем дне продвинутого курса по ПНФ

День третий

Ближайшие курсы: