История изучения мышечных судорог, вызванных физической нагрузкой

Исследование спазмов: ранние годы (1900-1990 гг.)

В начале 1900-х годов о мышечных судорогах было мало что известно, даже если они порой приводили к госпитализации. Эдсолл (1) в 1904 г. зарегистрировал один из самых ранних случаев мышечных спазмов, вызванных тренировками (МСВТ), и объяснил это тепловым воздействием.

Однако за последующие 20 лет ученые проводили слишком мало систематических исследований в этой области, пока Мосс c коллегами (2) не начали обращать внимание на МСВТ у рабочих, занятых физическим трудом в нагретых помещениях, например, шахтеров и кочегаров. Мосс и коллеги предположили, что МСВТ вызваны физическими нагрузками при высоких температурах воздуха, чрезмерным потреблением жидкости и значительными потерями хлора.

Спустя несколько лет к тем же выводам пришел Талботт (3), обнаружив пониженную концентрацию хлора в крови у пяти работников плотины Гувера, страдающих от МСВТ. После этих ранних наблюдений и появившейся заинтересованности ученых в причине происхождения МСВТ Ладелл (4) провел ряд экспериментов и отметил, что МСВТ чаще случаются на фоне дефицита соли и быстрее проходят после внутривенной инъекции хлорида натрия.

На основе своих наблюдений Ладелл (4) предположил, что МСВТ возникают в первую очередь из-за чрезмерной гидратации и значительных потерь хлора, вызванных повышенным потоотделением при нагрузке. Это в основном совпадало с клиническими данными начала столетия.

В совокупности ранние работы убедили научное сообщество (на достаточно большой срок), что МСВТ являются результатом тяжелого физического труда в жарких и влажных условиях, приводящего к значительной потере жидкости межклеточного пространства и критическому дефициту соли.

Сегодня эта гипотеза известна как дегидратационная / электролитная теория МСВТ (судороги случаются из-за обезвоживания и дисбаланса электролитов). Два небольших обсервационных исследования, наблюдавших спортсменов американского футбола, подтвердили эту теорию (5,6). У игроков, сталкивавшихся с МСВТ, концентрация натрия в выделяемом поту была значительно выше, чем у их коллег, не страдавших от судорог. Эти наблюдения в некоторой степени подтверждают предположение, что «у кого пот солонее», у того и судороги чаще.

Исследование спазмов: современные знания (1990 - настоящее время)

В середине 1990-х годов Швеллнус et al. (7) предложил альтернативную гипотезу МСВТ, известную как теория изменения нейромышечного контроля. Первоначально группа Швеллнуса полагала, что судороги происходят из-за изменений нейромышечного управления, вызванных усталостью.

Они считали, что именно утомление (а не обезвоживание / дисбаланс электролитов) приводит к повышению активности мышечных веретен и снижению тормозящего рефлекса аппарата Гольджи. В сочетании с другими возбуждающими импульсами, эти вызванные усталостью изменения увеличивают активность альфа-моторных нейронов и приводят к МСВТ.

Эта теория дополняется и расширяется за счет включения других факторов, которые могут независимо или совокупно влиять на управление альфа-моторными нейронами (например, травмы мышц, генетическая предрасположенность) (8).

Оценка накопленных научных данных

В последние 15 лет значительно увеличилось количество наблюдательных и лабораторных исследований по изучению судорог в мышцах. Вопреки общепринятому мнению большинство этих исследований не согласуется с теорией обезвоживания/дисбаланса электролитов. Во многих экспериментах не выявляется особых различий в концентрации соединений плазмы крови (9,10), снижении массы тела (6,9-11) или интенсивности потоотделения (5,6) между спортсменами с МСВТ и без них. В некоторых опытах участники не сталкивались с МСВТ даже при потере более 10 г натрия во время тренировок (5,12). В двух хорошо контролируемых лабораторных исследованиях ни легкое (13), ни серьезное (14) обезвоживание (с сопутствующими потерями натрия) не повлияло на предрасположенность к судорогам, если утомление от нагрузки было сведено к минимуму.

Даже когда испытуемые принимали жидкости, восполнявшие потери веществ (с потом) во время тренировки, МСВТ все равно происходили в 70% случаев (15). Более того, острые мышечные спазмы на тренировке повышали вероятность возникновения повторных судорог в течение часа, даже если не было вызванных физической нагрузкой потерь жидкости (16). И, вероятно, самый серьезный аргумент против дегидратационной / электролитной теории – статическая растяжка помогает ослабить острые судороги, хотя вовсе не вносит в организм воду или электролиты. Если б МСВТ были связаны с обезвоживанием, растяжка не помогала бы от них избавляться.

Направления будущих исследований

Если верна теория изменений нейромышечного контроля, то основной вывод таков: к МСВТ может приводить множество факторов, срабатывая и независимо друг от друга, и в различных комбинациях.

Поэтому в дальнейших исследованиях необходимо продолжать выявлять возможные факторы риска для МСВТ и проверять, влияют ли эти факторы на восприимчивость к спазмам при смешивании переменных (например, травмы мышц, боль, усталость). В частности, необходимо более четко определить, как усталость (т.е. центральная и/или периферийная) может повлиять на развитие МСВТ, и могут ли профилактические приемы, связанные с нейромышечным контролем (например, плиометрические упражнения), эффективно предотвращать МСВТ.

Резюме

Все более очевидным - благодаря научным данным, накапливаемым за последнее столетие - становится тот факт, что МСВТ являются результатом изменений, происходящих в нервной системе.

И напротив – аргументы в пользу теории обезвоживания/дисбаланса электролитов выглядят все менее убедительными; об этом говорят публикации, в которых изложена научная позиция экспертов (17,18).

Однако вряд ли за развитие МСВТ полностью отвечает какой-либо отдельный фактор. Вероятнее всего, факторы риска варьируются от человека к человеку и даже могут варьироваться у одного индивидуума при изменении условий окружающей среды или физиологического состояния. Поэтому лица, страдающие от МСВТ, должны попытаться определить свои уникальные факторы риска и принять соответствующие меры для их устранения.

Изучая и учитывая персональные факторы риска МСВТ, клинические специалисты смогут разработать индивидуальные научно обоснованные стратегии вмешательства. Такие стратегии профилактики должны оказаться гораздо более эффективными, чем общие рекомендации, особенно те, которые основаны на устаревших гипотезах возникновения МСВТ (например, пить больше жидкости, потреблять больше калия).

Источник: ACSM’s Health & Fitness Journal® July/August 2018

Примечание переводчика: в данном тексте «спазмы» и «судороги» используются как синонимы, подробнее о разнице:
«Мышечные спазмы: переутомление или дефицит натрия?»