Мышечные спазмы: переутомление или дефицит натрия?

Сегодня считается, что в зависимости от особенностей организма конкретного спортсмена и условий тренировок могут развиваться обе указанные разновидности мышечных спазмов: вызванные переутомлением мышечных волокон и спазмы на фоне дефицита электролитных ионов. И если спазмы уставших мышц успешно ликвидируются при помощи растяжения, массажа или охлаждения, то электролитные спазмы требуют совершенно иных решений. Аналогичная ситуация складывается с профилактикой мышечных судорог - для обеих их разновидностей требуются разные упражнения.

Для начала следует определиться с терминологией и областью исследования.

Спазм – это непроизвольное тоническое сокращение гладкой или скелетной мускулатуры, сопровождающееся резкой болью. Чаще всего термин «судорога» признается синонимом слова «спазм». Однако есть мнение, что спазм отличается от судороги тем, что он длится дольше. Другие специалисты также придерживаются той точки зрения, что, говоря о мышечных спазмах, следует иметь в виду только тонические судороги, при которых наблюдается медленное сокращение мышц на определенный период времени. Отдельно следует выделять клонические судороги, которые не являются мышечными спазмами и для которых характерна быстрая смена состояний расслабления и сокращения, что выражается в непроизвольных подергиваниях и постоянной смене мышечного тонуса. В данной статье мы будем говорить только о тонических спазмах (судорогах).

Мышечные спазмы: теория о переутомлении

Управление положением тела в пространстве и контроль за работой мышц осуществляются при помощи разнообразных проприоцепторов – сенсорных рецепторов. В частности, каждая поперечно-полосатая мышца снабжена специальными рецепторами - мышечными веретенами. Они расположены внутри мышцы параллельно обычным (экстрафузальным) мышечным волокнам. Каждое мышечное веретено состоит из интрафузальных мышечных волокон разных типов. К нему подходят кровеносные сосуды и нервные волокна: одно афферентное волокно типа Ia и одно или несколько афферентных волокон типа II, в совокупности представляющих систему афферентной иннервации: от периферии тела к центральной нервной системе (ЦНС). Систему эфферентной иннервации (от ЦНС к периферии) мышечного веретена составляют гамма-мотонейроны. Цель мышечного веретена - сообщать ЦНС о рассогласованиях между растяжением экстрафузальных и интрафузальных мышечных волокон, что позволяет контролировать сокращение мышцы.

Сухожилия человека от чрезмерного растяжения защищают другие проприоцепторы - сухожильные органы Гольджи. Большинство из них размещается в местах соединения сухожилий с мышцами. Сухожильные органы Гольджи расположены последовательно по отношению к мышце и иннервируются афферентными нейронами Ib. Часть из них ассоциированы с мышечными веретенами и работают в комплексе с ними.

Сухожильные органы Гольджи слабо реагируют на пассивное растяжение мышц. В основном они ориентированы на контроль растяжения сухожилий при активном сокращении скелетной мускулатуры. При этом меняется положение коллагеновых волокон, присоединенных к мышечному волокну. Это приводит к деформации нервных окончаний, расположенных в органе Гольджи, и, соответственно, к изменению проводимости на их мембранах - то есть, к формированию генераторного потенциала. Амплитуда потенциала зависит от исходного состояния растяжения и от частоты стимуляции волокна.

Генераторный потенциал распространяется вдоль нервного волокна и инициирует потенциал действия (предположительно в области перехвата Ранвье), при помощи которого происходит возбуждение тормозных нейронов спинного мозга. Эти нейроны прямо или опосредованно образуют синапсы с несколькими разновидностями мотонейронов, что позволяет в нужный момент отключить сокращение мышц и избежать перерастяжения. Таким образом, изменение длины мышц контролируется с помощью мышечных веретен, а уровень их натяжения - с помощью сухожильных органов Гольджи.

При интенсивной физической активности, накапливающейся усталости, неправильной осанке, укороченных мышцах работа проприоцепторов может нарушаться, что приводит к развитию мышечных спазмов. Согласно одной из гипотез, в результате интенсивных физических нагрузок значительно возрастает афферентная активность мышечного веретена. Это приводит к ограничению процессов торможения, запускаемых сухожильными органами Гольджи. В результате нарушается система контроля за альфа-мотонейронами, которые иннервируют мышечные волокна скелетной мускулатуры. То есть, перестает срабатывать механизм, предназначенный для торможения процессов сокращения мышцы в ответ на физическое перенапряжение.

Защита мышц от переутомления

Как отмечалось выше, мышечные спазмы, вызванные переутомлением , снимаются при помощи массажа, пассивного растяжения, активного сокращения мышц-антагонистов или охлажения сведенных судорогой мышц. Эффективной мерой восстановления является снижение общей интенсивности упражнений и нагрузок на проблемные мышцы.

Профилактические меры заключаются в сокращении интенсивности и длительности соревнований. В тренировочный процесс также должны быть включены дополнительные упражнения, позволяющие улучшить кровоснабжение мышц и их эластичность - техники прогрессивного фитнеса и упражнения на растяжку.

Среди других мер профилактики мышечных спазмов - подгонка тренировочного оборудования (например, сиденья велосипеда), тщательный подбор обуви и использование техник релаксации.

Мышечные спазмы: теория о дефиците натрия

Причиной так называемых тепловых судорог, возникающих при длительных интенсивных физических нагрузках, является активное выделение пота у спортсмена. Вместе с потом организм теряет хлорид натрия. Следует отметить, что натрий - это основной внеклеточный электролит. Более 60% всего натрия организма участвует в обменных процессах. Из этого количества 70% солей натрия содержится во внеклеточной жидкости, а 30% - в клетках. При этом концентрация ионов натрия во внеклеточной жидкости в 10 раз превышает их содержание внутри клеток.

Организм здорового человека в достаточной степени адаптирован к длительным и тяжелым нагрузкам. Даже через 3-4 часа непрерывной физической активности концентрация ионов натрия в поте остается достаточно высокой, хотя дефицит натрия и воды во всем организме при этом постепенно нарастает. Устойчивость организма к нагрузкам объясняется активностью симпатической нервной системы и работой потовых желез.

Однако при длительных нагрузках во время соревнований, забегов на большие расстояний, матчей или многочасовых тренировок, когда потери ионов натрия с потом начинают превышать потребление соли извне, развивается дефицит обменного натрия. При падении его уровня на 20-30% развиваются тяжелые мышечные судороги. Склонность к судорогам определяется скоростью потоотделения, концентрацией ионов натрия в поте, которая колеблется в пределах 20-80 ммол/л, а также питанием спортсмена во время нагрузок.

Вместе с потом организм теряет и другие ионы, задействованные в поддержании электролитного баланса. Одно время считалось, что некоторые из них - кальций, калий, магний - и являются причиной мышечных спазмов во время или сразу после интенсивных физических нагрузок. Однако исследования последних лет неоспоримо указывают на дефицит ионов натрия, как на основной фактор развития электролитных судорог.

При активном выделении пота вода из межклеточного (интерстициального) пространства перемещается в кровеносные сосуды (интраваскулярное пространство). При длительных нагрузках объемы межклеточной жидкости уменьшаются - и это продолжается некоторое время после окончания тренировки, так как потоотделение идет до тех пор, пока температура тела не опустится до предтренировочного уровня.

Повышенная концентрация ионов натрия в поте спортсмена связана с задержкой поступления воды из внеклеточного пространства в плазму. Чем больше человек потеет, тем сложнее организму компенсировать потерю влаги. У спортсменов с низкой потливостью, но с высокой концентрацией натрия в поте тепловые судороги из-за дефицита натрия развиваются только при длительных физических нагрузках. У спортсменов с такой же концентрацией натрия в поте, но с повышенной потливостью уменьшение объема плазмы происходит быстрее, а значит и судороги развиваются за более короткое время. Таких атлетов называют "солеными свитерами" (salty sweaters) и относят к группе риска развития мышечных спазмов.

Механизм развития судорог основан на изменении концентрации отдельных ионов и молекул, что приводит к гипервозбудимости некоторых нервно-мышечных синапсов, например, в квадрицепсах или в мышцах подколенного сухожилия. При сокращении содержания воды во внеклеточном пространстве растет концентрация таких компонентов как ацетилхолин и ионы электролитов, которые могут спровоцировать формирование нервного импульса.

Исследования показали, что субмаксимальные и максимальные нагрузки повышают концентрацию внеклеточного калия до уровня стимуляции некоторых нервных окончаний. Аналогичным образом, рост концентрации натрия повышает вероятность формирования потенциала действия за счет снижения порога деполяризации. Таким образом, происходит активация альфа-мотонейронов и, как следствие, развивается мышечный спазм. И чем больше воды перемещается из внеклеточного пространства во внутрисосудистое, тем выше риск формирования потенциала на нервных окончаниях и постсинаптических мембранах. В результате будут наблюдаться распространяющиеся по тканям "прыгающие" спазмы, затрагивающие разные группы мышечных волокон и связки. Этим электролитные судороги отличаются от мышечных спазмов, вызванных переутомлением - последние всегда четко локализованы.

При нарастающих физических нагрузках тепловые судороги начинаются с небольших мышечных сокращений, которые могут остаться незамеченными спортсменом. Однако эти еле уловимые мышечные спазмы - признак того, что через 20-30 минут их сменят тяжелые и изнурительные мышечные судороги. Чаще всего фасцикуляции (непроизвольные сокращения отдельных пучков мышечных волокон) проявляются в ногах. Это объясняется повышенным оттоком внеклеточной жидкости в самых активных группах мышц.

Ряд исследователей ориентируется в своих наблюдениях только на концентрацию электролитных ионов в сыворотке крови. При этом утверждается, что мышечные спазмы не связаны с дефицитом натрия в организме. Но, как следует из вышесказанного, нельзя говорить о концентрации обменного натрия, основываясь только на его содержании в крови спортсмена. Следует, как минимум, измерять концентрацию натрия в его поте для оценки потери электролитных ионов и сравнивать ее с компенсационным потреблением натрия.

Защита мышц от тепловых (электролитных) судорог

Так как при выделении пота организм теряет воду, то логично, в первую очередь, заняться ее восполнением - регидратацией. Но при регидратации жидкость сначала поступает в плазму крови. Если спортсмен пьет обычную воду или воду с низким содержанием солей, то при этом растет клиренс осмотически свободной воды - скорость выделения разведенной (гипотонической, то есть содержащей мало ионов) мочи почками. Объем внеклеточной жидкости остается недостаточным, несмотря на то, что спортсмен утолил жажду и уже не хочет пить. Более того, наблюдается увеличение производства мочи, что обманчиво воспринимается как успешная регидратация организма и восстановление обменных процессов, хотя на самом деле организм спортсмена по-прежнему испытывает нехватку жидкости.

Это значит, что при первых признаках мышечных судорог или при длительных и даже неинтенсивных нагрузках спортсмен должен получать жидкость с высоким содержанием соли: 3,0 г соли в 0,5 л углеводно-электролитного напитка тщательно перемешиваются и употребляется сразу или в течение 5-10 минут.

Массаж и лед в области спазмированной мышцы помогают расслабить ее и уменьшить дискомфорт в ожидании, пока подействует солевой раствор. Обычно для изменения концентрации натрия в плазме крови  требуется несколько минут.

Практика показывает, что после употребления такой сильносоленой жидкости спортсмены могут быстро вернуться к тренировкам и эффективно заниматься еще в течение часа - при условии, что при более продолжительных тренировках они будут получать дополнительную жидкость с меньшим содержанием соли.

Эффективное и быстрое восстановление при помощи солевого раствора подтверждает электролитную теорию мышечных судорог: при переутомлении продолжение тренировочного процесса было бы невозможно. Исследования показывают также, что пищевые добавки калия, кальция или магния не приносят облегчения при тепловых судорогах.

После тренировки дефицит воды и электролитов в организме должен быть ликвидирован в полной мере. Спортсмены с повышенной потливостью могут потерять за час более 2,5 л жидкости и, соответственно, до 2500 мг Na+. При тренировках несколько раз в день или в период проведения турниров с короткими перерывами между состязаниями обычный рацион не позволяет избежать дефицита воды и электролитов, особенно если спортсмен вынужден придерживаться низкосолевой диеты. Такие спортсмены должны пить солевой раствор в профилактических целях через определенные промежутки времени. Если вместо соли используются таблетки NaCl, то при дозировке 1 г следует растворить три таблетки в одном литре воды.

Следует добавить, что для профилактики электролитных спазмов нельзя просто больше пить воды. Скорее наоборот, следует уменьшить объем потребляемой воды без соли или с малым содержанием электролита. А необходимость употребления и количество солевого раствора определяется индивидуально. И лучше всего это делать на основе данных о концентрации натрия в поте спортсмена. Только таким образом можно добиться наиболее полной, эффективной и своевременной дегидратации организма.

Выводы

Итак, чтобы правильно подобрать меры по восстановлению работоспособности мышц при мышечных спазмах, следует определить, о какого рода судорогах идет речь.

Локализованные судороги, постоянные, ассиметричные, снимающиеся при помощи массажа и растяжения, скорее всего, вызваны переутомлением и усталостью мышц.

Если же судороги развивались постепенно, в течение длительного периода, начинаясь с микросудорог разных мышц, то речь идет о тепловых (электролитных) спазмах. Это также подтверждают обильное потоотделение или следы соли на одежде спортсмена, а также другие признаки обезвоживания.

Важно помнить: атлет может испытывать оба вида судорог одновременно. В этом случае необходимо использовать методы лечения и для судорог утомления, и для тепловых спазмов.

Источник: https://journals.lww.com/