Porovnanie svalovej relaxácie u športovcov stredného a staršieho veku

Souhrn

Východisko: Svalová relaxácia je aktívny proces vyžadujúci mozgovú aktiváciu podobne ako svalová kontrakcia. Znížená schopnosť intrakortikálnej inhibície predlžuje čas svalovej relaxácie, čo spomaľuje pohyb. Kvalitu pohybu zhoršuje aj nedostatočná relaxácia svalov, ktoré k pohybu nie sú potrebné, čo sa vyskytuje u menej skúsených športovcov a hudobníkov. Metódy: Infračervenou termografiou sme porovnávali svalovú relaxáciu po tréningu vzpieračskej disciplíny nadhod u dvoch dlhodobo trénujúcich športovcov rôznej vekovej kategórie (45 a 65 rokov), mladší športovec bol amatér, starší profesionál. Záťažou spôsobený zvýšený svalový tonus sa prejaví znížením teploty, naopak pri relaxácii teplota stúpa. Relaxáciu sme hodnotili priebehom teplotných zmien v jednotlivých regiónoch bezprostredne po tréningu, po 15 a 30 min. Výsledky: U oboch športovcov sme v hodnotených regiónoch zaznamenali krátko po tréningu pokles teplotnej aktivity, k podstatne väčšiemu poklesu došlo u amatérskeho športovca. Príčinou môže byť nedostatočne potlačená kokontrakcia antagonistov, zatiaľ čo profesionálny športovec dokázal relaxovať svaly nepotrebné k výkonu. Priebeh teplotných kriviek po 15 a 30 min je opačný, u mladšieho stúpa a u staršieho klesá. Svedčí to o zhoršenej relaxácii u staršieho športovca, čo môže súvisieť so zníženou schopnosťou intrakortikálnej inhibície v súvislosti s vekom. Záver: Správna svalová relaxácia je nevyhnutnou podmienkou hladkého a efektívneho pohybu. Predĺžená relaxácia svalov sa u seniorov vyskytuje nielen bezprostredne po vykonanom pohybe, ale aj v odstupe 30 min.

Klíčová slova:

svalová relaxácia – intrakortikálna inhibícia – vzpieračský tréning – infračervená termografia

Úvod

Telesná aktivita vyžaduje nielen kontrolu svalovej kontrakcie, ale aj svalovej relaxácie. V nedávnej minulosti bola svalová relaxácia považovaná za ukončenie svalovej kontrakcie a preto výskum bol zameraný len na svalovú kontrakciu. Avšak už pred niekoľkými desať­ročiami funkčná magnetická rezonancia (fMRI) ukázala, že svalová relaxácia je aktívny proces vyžadujúci podobný, alebo dokonca väčší stupeň mozgovej aktivácie ako svalová kontrakcia [1]. Preto pre pochopenie komplexných telesných aktivít je rovnako dôležité pochopiť ­mechanizmy svalovej relaxácie ako svalovej kontrakcie. Jemnú kontrolu svalovej kontrakcie a relaxácie si vyžadujú každodenné aktivity, väčšia náročnosť je kladená pri športe a hre na hudobné nástroje.

Teoretické východiská

Relaxácia svalov u seniorov

Oneskorená relaxácia svalov a zmena intrakortikálnej inhibície sa vyskytuje u starších ľudí. Pohyb sa s vekom spomaľuje. Schopnosť rýchleho začatia a vykonania pohybu sa znižuje s vekom [2]. Pre aktivity denného života je dôležité nielen rýchle začatie pohybu, ale tiež jeho rýchle ukončenie. Nechcená svalová aktivita a oneskorené ukončenie aktivity zhoršuje kvalitu pohybu. Pri svalovej relaxácii sa u zdravých osôb aktivuje dorzolaterálny prefrontálny kortex. Táto aktivita motorickej oblasti pôsobí inhibične [3]. Vzostup intrakortikálnej inhibície potrebný pre včasnú svalovú relaxáciu môže poklesnúť s vekom. Znížená schopnosť intrakortikálnej inhibície u starších ľudí znižuje schopnosť začatia a udržania svalovej kontrakcie [4]. Cieľom štúdie bolo porovnanie času svalovej relaxácie po stisku u mladých a starších zdravých dospelých osôb a posúdenie uvedeného vzťahu k intrakortikálnej inhibícii. Štúdie sa zúčastnilo 40 mladších (vek 25 ± 5 rokov) a 21 starších (vek 57 ± 6 rokov) osôb s dominantnou pravou rukou. Po zvukovom znamení probandi stisli maximálnou silou držadlo, ktoré po skončení zvuku čo najrýchlejšie uvoľnili. Meranie sa uskutočnilo postupne na obidvoch rukách. Ako čas relaxácie sa hodnotil čas od skončenia zvukového podnetu po zníženie aktivity svalu flexor digitorum superficialis na hodnotu pred stiskom, čo sa hodnotilo záznamom na elektromyo­grafii (EMG). U starších probandov bol relaxačný čas signifikantne dlhší, uvedené predĺženie súviselo s chýbajúcim vzostupom intrakortikálnej inhibície počas relaxácie stisku. U mladších probandov kratší čas relaxácie bol sprostredkovaný signifikantným zvýšením intrakortikálnej inhibície. V obidvoch vekových skupinách neboli rozdiely v čase relaxácie medzi obomi rukami [5].

Porovnanie svalovej relaxácie u športovcov

U športovcov a hudobníkov je správna svalová relaxácia nevyhnutnou pod­mienkou hladkého a efektívneho pohybu, ktorý vyžaduje koordináciu a rýchlu akciu. Je známe, že u začiatočníkov v športe i v hre na hudobné nástroje sú často vidieť neúmyselné kontrakcie nevhodných svalov a nedostatočná kontrakcia potrebných svalov. Napr. začiatočníci v bedmintone pri rozmachu raketou neúčelne napínajú m. triceps brachii, zatiaľ čo u skúsených hráčov sa nepotrebné kontrakcie redukujú na minimum. Po 6 dňoch tréningu sa však nepotrebné kontrakcie u nováčikov znížia [6]. Aktivita agonistov a antagonistov na predlaktí pri hre na bubon cyklickými údermi paličkami sa porovnávala u začiatočníkov, skúsených hráčov a najlepších hudobníkov na svete. U nováčikov sa ukázala výrazná spoločná aktivita agonistov a antagonistov, zatiaľ čo skúsení hráči boli schopní potlačiť kokontrakciu uvedených svalov a najlepší hudobníci na svete relaxovali nepotrebné svaly [7]. Neurálne mechanizmy tejto rozdielnej svalovej aktivity medzi za­čiatočníkmi a pokročilými sa nepodarilo objasniť. V porovnaní s nešportovcami sa transcerebrálnou magnetickou stimuláciou po ročnom tréningu v motorickej oblasti mozgovej kôry u karatistov dokázali zmeny v zmysle zvýšenej excitability, pričom sa znížil prah pre relaxáciu a skrátil sa reakčný čas [8]. Výrazné rozdiely sa ukázali aj pri porovnaní špičkového profesionálneho plavca a pravidelne trénujúceho amatérskeho plavca pri plaveckom spôsobe kraul. Slabší plavec vynaložil väčšiu svalovú námahu, aby dostal ruku dopredu, čo sa ukázalo na silnej kontrakcii deltového a trapézového svalu. Lepší plavec vyťahoval z vody hornú končatinu ohnutú v lakti a uvoľnene ju posúval dopredu. Spotrebuje sa tak menej energie ako keď sa natiahnutá horná končatina posúva tesne nad hladinou. Okrem toho lepší plavec používal vo väčšej miere tri svaly, ktoré tlačia hornú končatinu dole, čím dosahuje dlhší a silnejší ťah (m. latissimus dorsi, m. teres maior a m.triceps brachii) [9].

Parkinsonova choroba

Predĺženie relaxácie svalov zhoršuje kvalitu pohybu aj u Parkinsonovej choroby (PD – Parkinson’s disease). V začiatočnom štádiu PD sa objavia diagnosticky charakteristické motorické symptómy, ktoré zahŕňajú pokojový tremor, extrapyramidovú rigiditu a bradykinéziu. U pacientov dochádza k zmenám v relaxácii svalov súčasne so stúpajúcou závažnosťou motorických symptómov. V porovnaní so zdravými osobami sa relaxačný čas predlžuje. Silva-Batista et al. [10] dosiahli instabilným odporovým tréningom skrátenie relaxačného času u pacientov s PD. Autori sa domnievajú, že zvýšené požiadavky na centrálny nervový systém počas tréningu majú za následok zlepšenie descendentného nervového riadenia, čo vedie ku skráteniu relaxačného času. Cvičenie u pacientov s PD môže zlepšiť chôdzu, rovnováhu, svalovú silu a výkon v aktivitách denného života [11,12]. Viaceré štúdie ukázali, že lepší účinok sa dosiahne pri cvičení s vysokou rýchlosťou. Tréning s vysokou rýchlosťou na treadmille zmenil kortikálne inhibičné mechanizmy a zlepšil chôdzu u pacientov s PD, čo sa potvrdilo transkraniálnou magnetickou stimuláciou [13]. Tandemové bicyklovanie s vysokou rýchlosťou znížilo symptómy PD na horných i dolných končatinách a zvýšilo aktiváciu mozgu, čo sa meralo fMRI [14]. Navyše tri tréningové kolá bicyklovania s vysokou rýchlosťou na motorizovanom stacionárnom bicykli zlepšili podstatne viac motorické symptómy PD ako bicyklovania malou rýchlosťou. Motorické symp­tómy sa hodnotili škálou UPDRS III (unified Parkinson’s disease rating scale). Do štúdie zameranej na hodnotenie účinku rýchlej cyklistiky na motorické funkcie a mobilitu bolo zaradených 16 pacientov s miernou až strednou idiopatickou PD (vek 50–79 rokov), ktorí boli randomizovane rozdelení na skupinu s rýchlym bicyklovaním a skupinu so strečingom. Rýchle bicyklovanie sa uskutočnilo na stacionárnom bicykli s motorom nastaveným na rýchlosť 80 otáčok/min, pričom probandi tiež museli vyvíjať aktivitu tlakom do pedálov. Tým sa do­siahla požadovaná rýchlosť bez nadmernej únavy. Cyklistický tréning s otáčkami 80/min trval 30 min, pred začiatkom a po skončení 30minútového testu absolvovali 5 min pri rýchlosti 50 otáčok/minútu. Celkom šesť tréningov absolvovali v priebehu 15 dní, medzi jednotlivými tréningami bola prestávka 1 deň. Probandi kontrolnej skupiny v tom istom čase 5 min bicyklovali na stacionárnom bicykli a 35 min sa venovali strečingu. Pred a po každom tréningu ako aj 48 hod po poslednom tréningu absolvovali vyšetrenia. K zlepšeniu bradykinézie a mobility došlo po každom tréningu s vysokou rýchlosťou, najlepšie výsledky boli po 4., 5., a 6. tréningu a udržali sa aj 48 hod po poslednom tréningu (p ≤ 0,001). Rigidita a bradykinézia sa najviac zlepšila na horných a dolných končatinách. Skóre testu UPDRS sa zlepšilo o 17 %, významne sa zlepšila chôdza i test Time Up and Go [15]. Predchádzajúce štúdie ukázali, že osoby s väčším motorickým deficitom po vysokorýchlostnej cyklistike dosiahli výraznejšie zlepšenie. Po 8 týždňoch tandemového bicyklovania s vysokou rýchlosťou sa test UPDRS zlepšil o 35 % [16].

Cievna mozgová príhoda

Cievna mozgová príhoda spôsobuje stratu špecifických funkcií súvisiacich s postihnutou oblasťou mozgu. Deficit funkcií v paretickej končatine sa týka ­nielen svalovej kontrakcie, ale aj relaxácie. Pri hodnotení stisku paretickej končatiny dochádza k významnejšiemu predlženiu zahájenia kontrakcie a jej relaxácie ­(1,9 a 5,0 s) v porovnaní s neparetickou končatinou (0,5 a 1,6 s), pričom odpovedajúce hodnoty u zdravých jedincov sú ešte nižšie (0,2 a 0,4 s). Uvedené údaje ukazujú, že u paretických pa­cientov je predĺženie reakčnej doby väčšie v relaxačnej fáze ako v kontrakčnej fáze [17,18].

Koordinácia svalov viacerých končatín

Aktivity denného života ako aj v športe, alebo v hre na hudobné nástroje vyžadujú súčasné vykonanie rôznych pohybov viacerými končatinami, čo vyžaduje simultánnu kontrolu mnohých svalov. Aktivita svalov jednej končatiny ovplyvňuje aktivity svalov v ostatných končatinách [19]. Pretože svalová relaxácia je aktívny proces vyžadujúci kortikálnu aktiváciu, relaxácia môže mať rovnako vzdialené účinky ako kontrakcia. Relaxácia svalu jednej končatiny potláča kontrakciu svalu v ipsilaterálnej končatine [20]. Keď sa probandi snažili zvlášť kontrahovať a relaxovať ruku a nohu, EMG aktivita kontrahovaného svalu na jednej končatine bola slabšia ak sa vykonala súčasne s relaxáciou svalu na ipsilaterálnej končatine (v porovnaní so samotnou kontrakciou). Teda relaxácia svalu jednej končatiny potláča kontrakciu svalu ipsilaterálnej končatiny. V inej štúdii kontrakcia flexorov predlaktia bola slabšia počas relaxácie plantárnych flexorov [21,22].

Anxieta a relaxácia svalov

Viaceré štúdie ukázali, že anxieta je prekážkou vhodnej svalovej relaxácie u hudobníkov i športovcov. Pre anxietu je typická negatívna nálada doprevádzaná telesnými prejavmi ako je zrýchlená frekvencia srdca a zvýšená svalová tenzia [23]. Pri EMG hodnotení svalovej aktivity horného trapézu a m. biceps brachii u klaviristu strednej úrovne sa ukázalo zvýšené napätie uvedených svalov počas súťaže v porovnaní s cvičením. Navyše len počas súťaže došlo k výraznej kokontrakcii antagonistov, čo prispieva k svalovej únave. Kvalita výkonu počas cvičenia bola vyššia ako na súťaži [24]. Športovci sa nachádzajú vo vysoko súťaživom prostredí a často sú pod tlakom nielen tímu, ale aj fanúšikov. Následky zo zlyhania, alebo zhoršeného výkonu môžu byť osobné (strata sebadôvery) a profesionálne (zrušenie zmluvy, príjem apod.). Sú známe mnohé prípady negatívneho vplyvu anxiety na športový výkon, napr. John ­McEnroe (tenis), alebo Jim Carey (golf). Anxieta sa v roku 2018 vyskytovala u profesionálnych športovcov súťažiacich na najvyššej úrovni v 8,6 %. Vyšší výskyt sa vyskytoval u športovcov nespokojných s výkonom, u žien, mladších športovcov a u zranených [25]. Výskyt anxiety má negatívny vplyv na športový výkon, zvyšuje riziko zranenia, predlžuje rehabilitáciu po zranení a návrat do športového procesu a zvyšuje riziko zranenia po rehabilitácii [26].

Metodika práce

V našej štúdii sme porovnávali svalovú relaxáciu po tréningu vzpieračskej disciplíny nadhod u dvoch športovcov rôznej vekovej kategórie (45 a 65 rokov), ktorí sa venujú vzpieraniu dlhodobo, starší športovec bol profesionál. Relaxáciu sme hodnotili priebehom teplotných zmien v jednotlivých regiónoch bezprostredne po tréningu, po 15 a 30 min. Záťažou spôsobený zvýšený svalový tonus sa prejaví znížením teploty, pri relaxácii teplota stúpa [27]. Pred vykonaním štúdie boli športovci 2 dni bez záťaže. Vstupné vyšetrenie bolo urobené pred tréningom. Pred vyšetrením sa športovec ekvilibroval vo vyšetrovacej miestnosti vyzlečený do treniek po dobu 15 min v klimatizovanej, tmavej miestnosti s teplotou 24 ± 0,5 °C. Vyšetrenie bolo robené v tej istej miestnosti za podmienok daných Glamorganským protokolom. Na zhotovenie termogramov bola použitá termokamera Fluke Ti32 (USA), s rozlíšiteľnosťou 0,05 °C [28]. Športovec bol od kamery vzdialený 2 metre. Uhol kamery na vyšetrovanú oblasť bol 90 stupňov. Nasledoval tréning nadhodu súpažného, ktorý bol vykonávaný štandardne od rozcvičenia až po zdvíhanie záťaže na úrovni 90 % maxima. Po poslednom pokuse na submaximálej záťaži nasledoval posledný, tzv. relaxačný pokus na 60 % maxima. Tréning trval 30 min (schéma 1). Po ukončení tréningu boli športovci opäť vyšetrení termograficky za rovnakých podmienok ako pri vstupnom vyšetrení. Vyšetrenie sme robili hneď po ukončení tréningu, 15 min od skončenia tréningu a 30 min od skončenia tréningu. V zhotovených termogramoch boli vyhodnotené teploty v jednotlivých regiónoch chrbta v absolútnych teplotných parametroch, z ktorých sme pre porovnanie použili Tmed. Vstupným termogramom sme priradili hodnotu 0. Od tejto hodnoty sme odpočítavali teplotné hodnoty zaznamenané po tréningu. Priebeh teplotných zmien je vyjadrený graficky vo všetkých sledovaných regiónoch.

Výsledky

U oboch športovcov sme v hodnotených regiónoch zaznamenali krátko po tréningu pokles teplotnej aktivity (graf 1 a 2). K podstatne väčšiemu poklesu teplotnej aktivity došlo u mladšieho amatérskeho športovca. Domnievame sa, že príčinou môže byť nedostatočne potlačená kokontrakcia agonistov a antagonistov, čo sa u profesionálneho športovca nevyskytuje. Priebeh kriviek po 15 a 30 min je u hodnotených športovcov opačný, u mladšieho stúpa a u staršieho klesá. Zhoršenie relaxácie u staršieho športovca môže súvisieť so zníženou schopnosťou intrakortikálnej inhibície v súvislosti s vekom.

Diskusia a záver

Záujem o svalovú relaxáciu pritiahli štúdie, ktoré pomocou fMRI zistili že aktivita motorického kortexu a príslušnej motorickej oblasti stúpla počas vôľovej svalovej relaxácie rovnako ako počas svalovej kontrakcie. Niektoré štúdie s využitím transkraniálnej magnetickej rezonancie ukázali, že počas relaxačnej fázy svalu je excitabilita kortikospinálneho traktu kontrolujúca špecifický sval viac potlačená ako počas odpočinku. Iné štúdie ukázali, že intrakortikálna inhibícia je aktivovaná tesne pred svalovou relaxáciou. Navyše svalová relaxácia jednej časti tela potláča kortikálne aktivity kontrolujúce iné časti tela v rôznych končatinách. Teda kortikálna aktivita nie­len môže spúšťať relaxáciu cielených svalov, ale tiež môže mať inhibičný účinok na iné svaly. Toto rozšírenie inhibície môže brzdiť kontrakciu svalov vo viacerých končatinách. To môže byť príčinou, prečo svalová relaxácia je ťažká u začiatočníkov v športe, v hre na hudobné nástroje, detí, seniorov a osôb s kognitívnym zhoršením [29]. Svalová relaxácia vyžaduje aktiváciu mozgu podobne ako svalová kontrakcia. Relaxácia určitého svalu spolu s kontrakciou iných svalov je dosť náročná, pretože je aktivovaný neurálny okruh kontrolujúci relaxáciu. Zruční športovci a hráči na hudobné nástroje sú schopní vykonať kontrakciu požadovanej sily so simultánnou relaxáciou (alebo minimálnou kontrakciou) nepotrebných svalov [30]. Neúmyselná kontrakcia svalov nepotrebných k pohybu a nedostatočná kontrakcia svalov k pohybu potrebných znižuje koordináciu a rýchlu akciu. Znížená kvalita kontrakcie sa ukázala u amatérskeho vzpierača, zatiaľ čo profesionálny športovec dokázal svaly nepotrebné k výkonu relaxovať. Vzostup intrakortikálnej inhibície potrebný pre včasnú svalovú relaxáciu môže poklesnúť s vekom. Predĺžená relaxácia svalov u staršieho športovca sa ukázala nielen bezprostredne po výkone, ale aj v odstupe 30 min. Všeobecným problémom pacientov s PD je znížená rýchlosť pohybu a oneskorený začiatok pohybu. Dokonca ani pacienti s farmakoterapiou nie sú schopní prispôsobiť načasovanie pohybu vonkajším stimulom. Preto cvičenia by mali zasiahnutím okruhu cortex-bazálne gangliá zlepšiť časový deficit a motorické symptómy. Priaznivý účinok cvičenia dolných končatín sa prenáša i na horné končatiny. Je to veľká výhoda, pretože pacienti s PD nie sú schopní absolvovať také cvičenie pre tremor a rigiditu. Základnou črtou bicyklovania vysokou rýchlosťou (a iných vysokorýchlostných tréningových intervencií) je dosiahnutie požadovanej hodnoty načasovania a rýchlosti frekvenciou pedálov poháňaných motorom.

Doručené/Submitted: 15. 2. 2021

Prijaté/Accepted: 27. 5. 2021

Korešpondenčný autor:

MUDr. Miroslav Malay, PhD.

Fakulta zdravotníctva Trenčianska univerzita Alexandra Dubčeka v Trenčíne

Študentská 2

911 05 Trenčín

Slovenská republika

e-mail: miroslav.malay@gmail.com

Konflikt záujmov: Autori deklarujú, že text článku zodpovedá etickým štandardom, bola dodržaná anonymita pacientov, a vyhlasujú, že v súvislosti s predmetom článku nemajú finančné, poradenské ani iné komerčné záujmy.
Publikačná etika: Príspevok nebol doteraz publikovaný ani nie je v súčasnosti zaslaný do iného časopisu na posúdenie. Autori súhlasí s uverejnením svojho mena a e-mailového kontaktu v publikovanom texte.
Dedikácia: Článok nie je podporený grantom ani nevznikol za podpory žiadnej spoločnosti.
Redakčná rada potvrdzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritériá pre publikácie zasielané do biomedicínskych časopisov.
Conflict of Interest: The authors declare that the article/manuscript complies with ethical standards, patient anonymity has been respected, and they state that they have no financial, advisory or other commercial interests in relation to the subject matter.
Publication Ethics: This article/manuscript has not been published or is currently being submitted for another review. The authors agree to publish their name and e-mail in the published article/manuscript.
Dedication: The article/manuscript is not supported by a grant nor has it been created with the support of any company.
The Editorial Board declares that the manuscript met the ICMJE “uniform requirements” for biomedical papers.