אימון ברטט כלל-גופני גורם לשינויים בתנועה ובנפח הדם בשרירים


K. Kerschan-Schindl, S. Grampp, C. Henk, H. Resch, E. Preisinger, V. Fialka-Moser and H. Imhof

המחלקה לרפואת ספורט ושיקום, אוניברסיטת וינה; המחלקה לרדיולוגיה, אוסטאולוגיה, אוניברסיטת וינה; מחלקת רפואה פנימית KH der Barmherzigen Schwestern ; מכון Ludwig Bolzmann לחקר ההזדקנות.

סיכום

עיסוקים שבהם נחשף העובד לרטט בתדר גבוה נחשבים לבעלי השפעה שלילית על זרימת הדם ועל חוזקם של השרירים. לעומתם, כבר הוכח כי רעידות בתדר נמוך המשמשות ככלי אימון משפרות את חוזק השרירים, אך טרם נבדק לעומק מהי השפעתן על זרימת הדם ההיקפית של המתאמן. מטרת מחקרנו זה היא לכמת שינויים בנפח הדם בשרירים בעקבות רטט כלל-גופי באימון על התקן Galileo 2000 . עשרים (20) מבוגרים בריאים ביצעו בדיקת עמידה בת 9 דקות. הם עמדו כששתי רגליהם על משטח המתנדנד ברעידות מכניות בתדר של 26 הרץ. שינויים בנפח הדם בשרירי הארבע-ראשים (ירך קדמית) ושרירי הסובך (התאומים -שוק אחורית) נמדדו באמצעות בדיקת סונוגרפיה בשיטת דופלר ואילו זרימת הדם העורקית של העורק הפופליטיאלי (של בית הברך) נמדדה באמצעות אולטרסאונד דופלר. המדידות בוצעו לפני התרגול ומיד לאחריו. מדדי הדופלר של זרימת הדם בשריר הסובך והירך גדלו באופן ניכר אחרי האימון. המהירות הממוצעת של זרימת הדם בעורק הפופליטיאלי גדלה מ-6.5 ל-13.0 סמ"ש ±1 ומדד התנגדות כלי הדם ירד באופן ניכר. התוצאות מרמזות כי ההשפעה השלילית שיש לרטט בתדר גבוה, כמו זה הקיים במקומות עבודה מסוימים, איננה קיימת ברעידות בתדר נמוך. ולמעשה, ההיפך הוא הנכון, לרטט בתדר נמוך יכולה להיות השפעה חיובית על זרימת הדם ועל מצבם של כלי הדם
התוצאות מלמדות שלרעידות בתדר נמוך אין את אותה השפעה שלילית על זרימת הדם ההיקפית כפי שאנו מכירים מרטט בתדר גבוה הנגרם בסוגים מסוימים של עבודה.

מילות מפתח: דם עורקי, זרימת דם, כיווץ שרירים, זרימת דם ברקמות, רטט, רעידות

מבוא

כבר ב-1949 דיווחו וודון ועמיתיו (Whedon et al.) על ההשפעה החיובית שיש לתרגול פסיבי באמצעות מיטה רוטטת על שיקומם של חולים בגבס המוגבלים בתנועתם. במחקר ניסויי הוכח כי היישום של רטט בתדר 50 הרץ ו-10g למשך 2±5 שעות ביום הגדיל את חתך הרוחב של סיבי השריר והפחית את התוכן השומני של רקמת השריר (Hettinger, 1956). מחקר אקראי הראה כי בספורטאים, 3 שבועות של אימוני כוח (לחיצת חזה בישיבה) עם תוספת של גירוי רטט הובילו לשיפור של כמעט 50% ביכולת המרבית המיושמת בחזרה אחת, בהשוואה לשיפור ממוצע של 16% עם אימונים קונבנציונליים והיעדר שיפור בקבוצת הביקורת (Issurin et al. 1994).

מצד שני, בוונזי ועמיתים (Bovenzi et al. 1991) הראו שירידה בחוזק הלפיתה עלולה להתרחש אחרי חשיפה ממושכת לרטט במסגרת העבודה. אנשים שאוחזים בידיהם בעבודתם היומיומית כלי עבודה רוטטים עלולים לחוות "התקפי החוורה" חזקים כתוצאה מעווית אפיזודית של כלי הדם באצבעות (Bovenzi & Grifin, 1997). במחקר ניסויי חיברו חולדות לשולחן רטט (80 הרץ) 5 שעות ביום במשך יומיים וגילו שהרטט עלול לגרום לפגיעה בשרירים (Necking et al., 1996).

טכניקת הסונוגרפיה בשיטת דופלר מאפשרת כימות של נפח דם נע יחסי (Rubin et al., 1995).
נמצא מתאם טוב בין דימות MR ודימות דופלר צבע קונבנציונלי לבין מדדים פיסיולוגיים אחרים של שינויים בזרימת הדם הנוצרים כתוצאה מהתעמלות (Hirsch et al., 1995; Pena et al., 1996). פלקנשטיין ועמיתים (Fleckenstein et al., 1988) הראו שפעילות שרירים שארכה דקות ספורות הובילה לשינויים בעצימות האותות על תמונות MR. בין שינויים אלה לבין רמת המאמץ נמצא מתאם מתון.

בעת עמידה על פלטפורמה רועדת לאנשים יש נטייה לנסות ל"מתן" את הרעידה ואת תחושת חוסר האיזון ביציבה באמצעות פעילות גופנית (תנועתיות). התכווצויות השרירים הריתמיות המתעוררות בגלל העמידה על פלטפורמה רועדת עשויות להועיל בהיעדר אימון פיסי אחר, אך השפעותיה על זרימת הדם ההיקפית טרם נבחנו לעומק.

עד היום, מרבית המחקרים שבחנו את השפעות הרטט על זרימת הדם השתמשו בתדרים הקיימים בדרך-כלל בכלי עבודה תעשייתיים, שהם לרוב 80 עד 100 הרץ (Lundstrom & Burstom, 1984). במחקרנו טווח תדר זה מוגדר כ"תדר גבוה" ואילו התדרים שמתחת לזה מכונים "תדר נמוך". השוואה של סדרי הגודל השונים (22 and 87 m s)2) ושל התדרים השונים ( 31.5 ו-125 הרץ) הראתה שגירוי של רעידות בתדר גבוה הוביל לירידה משמעותית יותר בזרימת הדם החזקה (Bovenzi & Griffin, 1997). החוקרים מסכמים שהתגובה של מחזור הדם באצבעות לרטט אקוטי תלויה בסדר הגודל ובתדר של הרטט.

מטרת מחקר זה הייתה לקבוע האם לעמידה על פלטפורמה רוטטת שנעה מעלה ומטה בתדר של 26 הרץ ועם משרעת של 3 mm יש השפעות שליליות על זרימת הדם, כפי שראינו במחקרים שבחנו את השפעת הרטט של כלי עבודה על מחזור הדם.

שיטות

סובייקטים
מתנדבים בריאים בגילאים 25-35 השתתפו במחקר. המשתתפים נדרשו לנהל אורח חיים פעיל, אך לא לעסוק בפעילות ספורטיבית מאומצת וסדירה, ובמיוחד לא באימוני משקולות. כל משתתף חתם על טופס הסכמה ועל פרוטוקול מחקר הכפוף לאמנת הלסינקי.

אימון

לפני תחילת הניסוי נרשמו גילו של הסובייקט, גובהו ומשקלו. כמו כן התבצעה הערכה לפעילויות הפיסיות של המשתתף במקום העבודה ובשעות הפנאי בהתאם למדדי איגוד הלב האמריקני (1975).

הסובייקטים נחשפו לרטט כלל-גופי באמצעות התקן ה- Galileo 2000(Novotec GmbH, Pforzheim, גרמניה). הם עמדו על משטח המקובע על ציר סגיטלי אשר דוחף לסירוגין את רגל ימין ואת רגל שמאל מעלה ומטה בתדר של 26 הרץ (משרעת . 3 mm, האצת שיא . 78 m s)2). השתמשנו בשלושה סטים בתנוחות שונות.

במהלך הסט הראשון עמדו הסובייקטים על הפלטפורמה כשכפות רגליהם מקבילות וברכיהם ישרות. הסט השני בוצע כאשר כל כף הרגל מוצבת על הפלטפורמה והברכיים כפופות מעט (בזווית של 60±70°). תנוחה שלישית הייתה זהה לתנוחה 2 אבל עם רגליים מופנות כלפי חוץ בזווית של כ-30 מעלות.

הסובייקטים עמדו בכל תנוחה במשך 3 דקות והתרגול נמשך ללא הפסקה בין תנוחה לתנוחה. כלומר, כל התרגול ארך 9 דקות. הסובייקטים עמדו בכפות רגליים יחפות כדי להימנע מתנודות הקשורות לנעליים. כדי להימנע מהבדלים ביו-ריתמיים, כל הסובייקטים ביצעו את הניסוי באותו זמן ביממה, בין השעות 10 בבוקר ל-12 בצהריים.

מדדים

עקבנו אחרי הדופק באמצעות ההתקנים הרלוונטיים ואת לחץ הדם מדדנו באמצעות טכניקת מנומטר קונבנציונלית. בעזרת מכשיר אולטרסאונד דיאגנוסטי עם דופלר צבע ועם דופלר עצמה (power Doppler) כימתנו את נפח הדם הנע היחסי לפי שיטת ניומן (Newman et al., 1997). את המדידות קיימנו על הסובייקטים בעודם עומדים. ראשית סימנו נקודות מדידה על העור. לצורך הערכה של שריר הסובך (התאומים) סימנו את נקודת המדידה הצירית בהיבט הדורסאלי של השוק, 15 ס"מ דיסטאלית לברך ימין. כדי להעריך את השריר הארבע-ראשי (ירך קדמית) סימנו נקודה בהיבט הבטני 20 ס"מ פרוקסימלית לברך ימין. נפח הדם הנע היחסי בשני השרירים האלו נמדד בשיטת דופלר עוצמה. דירגנו את מספר כלי הדם שניתן לראות בבירור בתיבת הצבע בקוטר של 2 מ"מ או יותר לפי הערכים הבאים:
1 = עד חמישה כלי דם; 2 = 6±10 כלי דם; 3 = 11±15 כלי דם; 4 = 16±20 כלי דם; 5 = יותר מ-20 כלי דם. ציון האדמומיות, המוגדר על-ידי שלושה כלי דם או יותר עם שוליים הנוגעים בנקודה מסוימת, צוינו לפי הערכים הבאים: 0=אין מגע; 1= שלושה כלי דם או יותר באים במגע, אבל <50% אחוז מכלי הדם בתוך המקטע של תיבת הצבע החופפת לשרירי השוק או הארבע-ראשי, בהתאמה)
או 2= >50% מגע בשרירי השוק או הארבע-ראשי הנראים עבור המקטעים של שרירי השוק או הארבע-ראשי, בהתאמה, בתיבת הצבע.
זרימת הדם בעורק הפופליטיאלי נמדדה לאורך הציר של כלי הדם באמצעות סונוגרפיה בשיטת דופלר, מהירות זרימת הדם נרשמה ומדד ההתנגדות חושב.

כל המדידות נערכו לפני התרגול בן 9 הדקות ומייד לאחריו.

ניתוח סטטיסטי

עבור כל הפרמטרים בוצע ניתוח תיאורי. ערכנו השוואה בין ממוצע כל הפרמטרים של לפני ואחרי התרגול עם מבחן t מזווג וערך ה-t של הסטודנטים שימש כפרמטר הנבחר. השתמשנו בחבילת התוכנה הסטטיסטית SPSS וערכי P של <0.05 נחשבו לבעלי מובהקות סטטיסטית.

תוצאות

עשרים סובייקטים, ביניהם 8 נשים ו-12 גברים, התנדבו לקחת חלק במחקר. נתונים אנתרופומטריים מוצגים בטבלה 1. המשתתפים היו פעילים פיסית אבל לא השתתפו באימוני חיזוק או באימוני כוח מאמצים. באופן כללי, הם לא ביצעו יותר משווה ערך מטבולי של 9-8 ((METs בשבוע.
(MET היא יחידת מדידה להגדרת הוצאת האנרגיה בפעילות, כלומר, הקצב המטבולי).

ערכי הדופק, לחצי דם סיסטולי ודיאסטולי אחרי התרגול לא הראו שינוי מובהק סטטיסטית בהשוואה לקו הבסיס (=לנתונים שנמדדו לפני תחילת התרגולים).

כל הסובייקטים שהשתתפו בתרגול הבחינו בעצמם בשינוי בצבע העור (התאדמות) של כף הרגל והשוק. איור 1a מציג את מספר כלי הדם בעלי קוטר של לפחות 2 מ"מ שנראו באופן ברור בעדות סונוגרפית לפני ואחרי התרגול. מדד דופלר עצמה (PDI) של לפני ואחרי התרגול היה 1.5 (0-6) [חציון (מינימום-מקסימום)] ו-3 (0-6) עבור שריר הארבע-ראשי, ו-1 (0-3) ו-2 (1-3) עבור שריר השוק, בהתאמה.
מספר כלי הדם שנראו באופן ברור עם קוטר של לפחות 2 מ"מ הראה גידול מובהק סטטיסטית (P=0.005 ו-0.0006 עבור שרירי הארבע-ראשי והשוק, בהתאמה). איור 1b מציג את ציוני האדמומיות של השרירים הללו, שנקבעו במדדים סונוגרפיים. הערכים לפני ואחרי התרגול עבור מדד דופלר העצמה היו:
0.5 (0-2), 1 (0-2) ו-0.5 (0-2), 1 (0-3) עבור שרירי הארבע-ראשי והשוק, בהתאמה. השוואה בין מדדי הדופלר עצמה הראתה גידול מובהק סטטיסטית (P=0.02 ו-0.0001 עבור שרירי הארבע-ראשי והשוק, בהתאמה). עבור שני הפרמטרים, מספר כלי הדם שנראו בבירור וציון ההתאדמות, ערך ה-t היה גבוה יותר עבור שרירי השוק, מה שמלמד על הפרש גדול יותר בין הערכים לפני התרגול ולאחריו.

טבלה 2 מציגה את המדידות האולטרסוניות של העורק הפופליטיאלי. האזור הסיסטולי של העורק נותר ללא שינוי. לא נראה שינוי מובהק סטטיסטית בזרימה הסיסטולית והדיאסטולית של העורק הפופליטיאלי, אבל במהירות הממוצעת של זרימת הדם דווקא כן נראתה עלייה מובהקת סטטיסטית. מצד שני, מדד ההתנגדות של העורק הפופליטיאלי הראה ירידה מובהקת סטטיסטית.

דיון

עמידה בת מספר דקות על משטח רוטט מובילה לעלייה בנפח הדם הנע היחסי בשרירי הארבע-ראשים והשוק. זרימת הדם הממוצעת בעורק הפופליטיאלי עלתה גם היא ומדד ההתנגדות של העורק ירד. לדעתם של הכותבים, הניסיון למתן את הרעידות הנכפות על הגוף מוביל לכיווצי שרירים ריתמיים. עם זאת, תרגול השרירים שאנו משערים כי התרחש כאן לא שינה את הדופק או את לחץ הדם. הוא גרר שינויים במחזור הדם ההיקפי. הגידול במספר כלי הדם הנראים עם קוטר של לפחות 2 מ"מ משקף את ההתרחבות של כלי הדם הקטנים המתרחשת בעקבות התעמלות. התרחבות של הנימים בשרירי הארבע-ראשי והשוק מקלה על המעבר של יותר מולקולות, ולכן, ציון האדמומיות של שרירים אלה הראה מגמת עלייה.
ממצאים אלה עולים בקנה אחד עם אלו של ריטווגר ועמיתים (Rittweger et al. 2000) שדיווחו כי גם אם מבצעים את תרגול הרטט עד למיצוי היכולות (תשישות), ההשפעות הקרדיו-ווסקולריות שלו הן מתונות בלבד.
בנוסף גילה ריטווגר עלייה בזרימת הדם לכף הרגל ולשוק כפי שנבדקה בדופלר לייזר עורי. אולם במחקרנו זה השתמשנו בשיטת ניומן למדידת נפח הדם הנע היחסי במערכת הנימים. עם שיטה זו לא ניתן להבדיל בין עורק לבין לולאת נימים ורידית. עם זאת, זה לא ממש משנה כיוון שמהירות זרימת הדם פחות או יותר זהה בכל אזור הנים.

כצפוי, התחום הסיסטולי של העורק הפופליטיאלי – שהוא כלי דם גדול יחסית – לא השתנה. בנוסף, מהירות זרימת הדם המרבית הדיאסטולית והסיסטולית הייתה זהה, אבל המהירות הממוצעת של זרימת הדם בכלי דם זה עלתה. ההסבר ההגיוני ביותר לכך הוא שההתרחבות של כלי הדם הקטנים בשרירים מפחיתה את ההתנגדות ההיקפית, מה שמגדיל את המהירות הממוצעת של זרימת הדם בעורק הפופליטיאלי. בנוסף, ייתכן שגם להשפעה של הקרישה מחדש (כלומר, תופעת ה- thixotropism ) יש תפקיד כאן. הרטט עשוי להפחית את מידת צמיגותו של הדם ובכך להגדיל את מהירותו הממוצעת של זרימת הדם בעורק הפופליטיאלי. הירידה בהתנגדות ההיקפית עשויה להיות גם הסיבה לירידה במדד ההתנגדות של העורק הפופליטיאלי.

תוצאות שדווח עליהן ממחקרים קודמים בכל הנוגע לתפקוד של מחזור הדם ההיקפי בעת חשיפה לרטט סותרות זו את זו ומבלבלות. עם זאת, מחקרים שבחנו את ההשפעה של כלי עבודה רוטטים והצביעו על היצרות כלי דם בעקבות חשיפה לרטט לא לקחו בחשבון את השפעת הלפיתה (Bovenzi et al., 1999). הממצאים שלנו עולים בקנה אחד עם מבחן חשיפה לרטט שערכו נקמורה ועמיתיו (Nakamura et al., 1995), שהראו כי זרימת הדם לאצבעות גברה כאשר הסובייקט נחשף לרטט תוך לפיתת ידית של כלי עבודה, לעומת זרימת הדם בעת לפיתה בלבד. החוקרים סברו כי המתאם השלילי בין זרימת הדם לאצבעות לבין רמות האנדותלין במהלך החשיפה לרטט מלמד כי כאשר נחשפים לרטט ישנה ירידה בכמות האנדותלין (הגורם לכיווץ כלי דם) המופרש משריר חלק אל חלל כלי הדם. ירידה זו בהפרשת הורמון האנדותלין מובילה להתרחבות של כלי הדם, מה שתורם לתגובת רפלקס מקומית בסיבי האקסון.

מחקרי EMG (אלקטרומיוגרפיה = רישום הפעילות החשמלית בשריר) הראו כי חשיפה לרטט סינוסואידלי בתדר 5 הרץ ובישיבה העלה את התפתחות תשישותם של השרירים בהשוואה לתשישות המתפתחת בישיבה בלבד. רטט כלל-גופי גרם לפעילות EMG מסונכרנת בתוך השרירים זוקפי עמוד השדרה, שעלתה על רמת הפעילות המופיעה בשרירים ללא הרטט הכלל-גופי (Seidel, 1988; Seroussi et al., 1989). מחקרים אלה מראים שהרטט אכן מעורר פעילות שרירית, ומכאן שהוא גורם לאימון השרירים.

כבר נטען כי גירוי של השרירים באמצעות רטט עשוי לשפר את הכוח המכני של הגפיים התחתונות בספורטאים מקצועיים תודות לתופעה של הסתגלות עצבית (Bosco et al., 1998). דקה אחת של רטט מכני שהופעל על הזרוע בזמן כיפוף במצב איזומטרי שיפרה את הכוח הממוצע של הזרוע במתאגרפים ברמה בינלאומית (Bosco et al., 1999a). במחקר אחר הראו בוסקו ועמיתיו (Bosco et al., 1999b) שרטט כלל-גופי שיפר את המהירות הממוצע, הכוח הממוצע והעצמה הממוצעת של סובייקטים בעלי כושר גופני גבוה.

ייתכן שהמנגנון העומד בבסיס הפעלת השרירים באמצעות רטט הוא הפעלת הסיבים העצביים המביאים מסוג Ia (כלומר, תאים הנושאים מידע על אורך השריר מכישור השריר), המחוברים במקטעים לנוירון מוטורי a התואם (Rothmuller & Cafarelli, 1995). בנוסף, הוכח כי ההפעלה של הקולטנים (רצפטורים) של כישור השריר איננה מוגבלת לשריר שעליו מיישמים את הרטט. למעשה, הרטט משפיע על כל השרירים הסמוכים (Kasai et al., 1992).

למרות כל האמור, מחקרים מסוימים שפורסמו מדווחים שלרטט השפעות שליליות על חוזק השרירים. נמצא כי כוח לפיתת כף היד של פועלים שעבדו עם מסור חשמלי ונחשפו לרטט דרך קבע, ירד בהשוואה לקבוצת ביקורת (Bovenzi et al., 1991). בחולדות, רטט שנשמר על תדר קבוע של 80 הרץ והאצה קבועה של ( 32 m s(2 חמש שעות ביום, במשך חמישה ימים ברציפות, הוביל לרמות שונות של התנוונות בסיבי השריר בשרירים מסוימים (Necking et al., 1996). הועלתה השערה לפיה השינויים בגודל סיבי השריר היו הסימן הראשון לפגיעת שרירים הנוצרת כתוצאה מרטט.

נראה כי הנקודות הקריטיות המובילות לתוצאות החיוביות או השליליות של מחקרי הרטט על מחזור הדם ההיקפי ועל חוזק השרירים הן התדר והמשרעת (אמפליטודה) של הרטט, כמו גם משך החשיפה. תוצאות מחקרנו זה מראות שחשיפה קצרת טווח לרטט כלל-גופי בתדר של 26 הרץ איננה גורמת לתופעות השליליות המוכרות מהחשיפה לתדר לאורך זמן.

דילוג לתוכן