МРТ при гипертрофии двуглавой мышцы бедра

Обновлено: 15.05.2024

Принимайте участие в наших акциях! Ночные скидки на МРТ! Стоимость исследования с 21.00 до 8.00 от 2 700 рублей! МРТ головного моз.

Консультация невролога, нейрофизиолога со скидкой 20%

Пациенты, обратившиеся в нашу клинику и прошедшие исследования МРТ, рентген, ЭЭГ или РЭГ, могут получить первичную консультацию .

Скидки для друзей из социальных сетей!

Эта акция - для наших друзей в "Одноклассниках", "ВКонтакте", "Яндекс.Дзене", YouTube и Telegram! Если вы являетесь другом или подписчиком стр.

Для жителей районов Савеловский, Беговой, Аэропорт, Хорошевский

В этом месяце жителям районов Савеловский, Беговой, Аэропорт, Хорошевский» предоставляется скидка 5% на ВСЕ мед.

Кузьмин Михаил Владимирович

Ларина Людмила Александровна

Светчикова Екатерина Владимировна

Сильянова Евгения Викторовна

Скворцов Петр Александрович

Трушина Ольга Сергеевна

Диагностика. МРТ и рентген

Мы в Telegram и "Одноклассниках"

Когда звучит фраза: «ушиб мягких тканей» рядовой гражданин не особенно пугается — это же не перелом или, не дай бог, сотрясение мозга. Поболит и перестанет. Однако не все так просто.

Половина веса человека приходится на мягкие ткани. К данной категории относятся кожа, подкожная клетчатка, жировая прослойка, железы, мышцы, сухожилия и фасции, а также сосуды, нервы, лимфоузлы.

Это чрезвычайно сложная взаимосвязанная система, которая, несмотря на свою кажущуюся прочность, достаточно уязвима. Любое неблагополучие, вызванное травмой, инфекцией или иной патологией, может нанести серьезный ущерб здоровью. Так, пострадавшие, например, из-за некроза или обширного травматического повреждения мышцы не восстанавливаются. В результате человек может утратить способность выполнять какие-то движения, остаться инвалидом.

Своевременная и точная диагностика состояния мягких тканей позволяет избежать многих опасностей. При этом магнитно-резонансная томография — один из самых предпочтительных методов. Неинвазивность, безвредность и высокая информативность исследования сделали его золотым стандартом диагностики. В "МедикСити" можно пройти МРТ мышц и поверхностных структур и другие виды томографии круглосуточно по предварительной записи.

Что показывает МРТ мышц и поверхностных структур

МРТ дает возможность обнаружить на ранних стадиях изменения в мышцах и поверхностных структурах, вызванные болезнями, травмами и иными причинами, включая аномалии развития, и вовремя принять адекватные лечебные меры.

При этом МРТ позволяет детализировать мельчайшие структуры вроде отдельных пучков мышц, сухожильных волокон и т.д.

МРТ мягких тканей помогает:

выявить факт присутствия и место локализации очага воспаления или инфекции;
определить наличие посттравматических изменений;
выявить новообразования в мягких тканях и т.д.

Кому назначают МРТ мягких тканей

МРТ поверхностных структур и мышц может быть рекомендована при таких болезнях и состояниях, как:

сильные болевые ощущения;
отек, припухлость тканей;
нарушения сосудистого характера;
травматические повреждения мышц, сухожилий, подкожно-жировой клетчатки и т.д.;
защемление нервных волокон;
подозрение на наличие новообразований;
подозрение на воспалительные или инфекционные процессы;
предоперационное или послеоперационное обследование;
атрофические, дистрофические и иные дегенеративные изменения и др.

Виды МРТ мышц и поверхностных структур

МРТ мышц шеи

Является одним из самых сложных видов МРТ-сканирования, поскольку на сравнительно небольшой площади этого участка тела тесно соседствуют органы, принадлежащие к разным системам: нервной, лимфатической, эндокринной, кровеносной, пищеварительной.

С помощью явления магнитно-ядерного резонанса можно отследить патологические изменения в щитовидной железе, лимфоузлах, гортани и слюнных железах.

МРТ шеи обычно рекомендуется пройти при появлении болей и воспаления, при травмах или подозрении на опухолевый процесс. Сканирование может быть назначено в следующих случаях:

отслеживание изменений в лимфатических узлах;
выявление новообразований в области шеи;
диагностика патологий щитовидной железы;
выявление патологий голосовых связок;
диагностика нарушений мозгового кровообращения;
выявление образования паращитовидных желез и др.

МРТ мягких тканей нижних конечностей

Это исследование (пациенты часто называют его МРТ мышц ног, МРТ мышц бедра) помогает выявить воспалительные, опухолевые процессы, болезни соединительной ткани, а также установить факт наличия жидкости в суставах.

С появлением МРТ-сканирования у инвазивных диагностических методик, таких, как биопсия и измерение внутрикостного давления, появилась безболезненная альтернатива. При этом достоверность результата МРТ, позволяющего отличить здоровую ткань от воспаленной, составляет 95%.

При желании пациента и по предписанию врача можно сделать дополнительные исследования - МРТ икроножной мышцы и МРТ грушевидной мышцы.

МРТ мягких тканей плеча

Этот вид МРТ позволяет установить причину ограниченности в движениях и болей в суставах верхних конечностей.

Врач МРТ по результатам диагностики установит наличие сосудистой патологии, воспаления или повреждения мышц и сухожилий, иного неблагополучия в мягких тканях плеча.

МРТ мягких тканей верхних и нижних конечностей может быть рекомендована в таких случаях, как:

Применение магнитно-резонансной томографии в диагностике идиопатических воспалительных миопатий

Идиопатические воспалительные миопатии (ИВМ)- гетерогенная группа аутоиммунных заболеваний, общим признаком которых является воспаление поперечно-полосатой мускулатуры с развитием слабости, преимущественно проксимальных групп мышц конечностей. К ИВМ относятся дерматомиозит (ДМ) (в том числе ювенильный и паранеопластический), полимиозит (ПМ), спорадический миозит с включениями (СМВ) и иммуно-зависимая некротизирующая миопатия (ИЗНМ).

ИВМ – относятся к редким заболеваниям, так заболеваемость ДМ 1.4 на 100 000 населения, ПМ 3.8 на 100 000. СМВ наиболее часто встречающаяся миопатия после 50-ти лет. Его распространенность колеблется от 9.3 до 51.3 на миллион лиц после 50-ти лет.

Учитывая редкость ИВМ, разнообразие их клинических проявлений, наличие большого числа нервно-мышечных заболеваний с похожей симптоматикой, а также отсутствие простых диагностических тестов, подтверждающих диагноз, выявление их может представлять определенную сложность.

Длительное время диагноз ДМ и ПМ устанавливался на основании критериев Bohan и Peter 1975г. В 2017г были опубликованы классификационные критерии ИВМ, предложенные EULAR/ACR. Новые критерии впервые рассчитаны и на взрослых, и на детей, а также могут быть применены у больных без биопсии мышц. Критерии включают две части – клинические признаки и лабораторные и/или морфологические признаки, оцениваемые в баллах. (таблица 1)

Если биопсия мышц не проводилась, диагноз вероятной воспалительной миопатии устанавливается при общей сумме балов ≥ 5.5, если данные биопсии учитывались – при сумме балов ≥ 6.7. Диагноз определенной ИВМ устанавливается без биопсии при сумме балов ≥ 7.5, а с биопсией ≥ 8.7.

Возможность установить диагноз ИВМ без проведения биопсии можно отнести к преимуществам данных критериев, так как биопсия не всегда доступна. Она является инвазивным вмешательством, способным вызвать осложнения, особенно у больных, получающих ГК, и не всегда является информативной. Диагноз ИВМ достаточно прост в случае классического дебюта заболевания, типичного распределения мышечной слабости, наличия кожных изменений, характерных для дерматомиозита. Однако, при медленно-прогрессирующей мышечной слабости, отсутствии изменений кожи и других признаков системного заболевания клинических (конституциональных симптомов, полиартрита, интерстициального поражения легких или синдрома Рейно) и иммунологических, могут возникать диагностические ошибки. Наиболее сложным в клинической практике может быть дифференциальный диагноз между полимиозитом, спорадическим миозитом с включениями и заболеваниями группы поясно-конечностных мышечных дистрофий (ПКМД) с поздним дебютом. Так у пациентов с ИВМ и ПКМД отмечается прогрессирующая мышечная слабость, повышен уровень мышечных ферментов, миографическая картина характеризуется первично-мышечным уровнем поражения, а световая микроскопия может выявлять признаки мышечного воспаления. Маммен проанализировал, какие варианты невоспалительных миопатий наиболее часто могут имитировать ПМ. Наиболее часто за ПМ принимают дисферелинопатию, калпаинопатию и лице-лопаточно-плечевую мышечные дистрофии, т.к. при данных заболеваниях в мышечном биоптате можно выявить признаки воспаления. Также диагноз ПМ может быть ошибочно установлен при гликогенозах (болезнь МакАрдла, Помпе). СМВ также часто принимают за ПМ, что приводит к необоснованному назначению глюкокортикоидов этой категории больных. А гипотиреоидная и самолимитирующаяся статиновая миопатия могут быть неверно трактованы как ИЗНМ. У ревматолога также возникают сложности в дифференциальном диагнозе ПМ с другими нервно-мышечными заболеваниями, для которых характерен иной, не мышечный уровень поражения периферического нервно-мышечного аппарата (болезнь двигательного нейрона, нарушение нервно-мышечной передачи, или полинейропатии), для которых также типично развитие мышечной слабости и, изредка, может встречаться повышение уровня «мышечных» ферментов. В таких случаях осмотр невролога и комплексное электромиографическое (ЭМГ) исследование позволяет исключить ПМ. В тоже время, в редких случаях ПМ может иметь медленно-прогрессирующее течение, в связи с чем пациенту предполагают наследственный характер болезни и иммуносупрессивная терапия не назначается вовремя. Таким образом, врачи ревматологи и неврологи нуждаются в дополнительных методах обследования, позволяющий оценить состояние мышц. В клинической практике используются различные методы визуализации мышц, основным из которых является магнитно-резонансная томография.

Более 20 лет при нервно-мышечных заболеваниях в клинической практике используется МРТ скелетных мышц. Данный метод дает объективную информацию о локализации и распространенности, симметричности патологического процесса, а также выявляет гипо- или гипертрофии различных мышц или мышечных групп. С помощью МРТ возможно более точно оценить избирательность поражения отдельных мышц в составе мышечных групп, которая не всегда выявляется при клиническом неврологическом обследовании. МРТ мышц — неинвазивный диагностический метод, позволяющий четко разграничить анатомические структуры исследуемой области: можно выделить отдельные мышцы, сосудисто-нервные пучки, подкожно-жировую клетчатку, фасции, кости. Кроме анатомических характеристик, МРТ позволяет оценить некоторые патофизиологические нарушения, в частности дегенеративные изменения, жировое замещение мышцы, наличие отека и воспалительных изменений скелетной мускулатуры. С помощью МР-томографа во фронтальной и аксиальной ориентации срезов и использованием Т1- и Т2-импульсных последовательностей мышц бедра и голени у больных с миопатиями получают серию изображений, позволяющий оценить состояние основных анатомических структур. Наиболее часто, в диагностике мышечных заболеваний используют аксиальную ориентацию срезов. Т1 взвешенное изображение позволяет оценить структуру мышц, их размер. Режим STIR (short tau inversion recovery) – приводит подавлению сигнала от жира, что позволяет отличить отек мышцы от жирового замещения. Применения режима STIR необходимо при диагностике ИВМ, т к позволяет визуализировать типичный для этой группы болезни воспалительный мышечный отек.

МР-последовательности и основные характеристики сред

При проведении МРТ основными анализируемыми параметрами являются мышечный отек (STIR), жировая дегенерация мышечной ткани и изменение размера мышц.

Мышечный отек – это неспецифический симптом, который может выявляться при ряде состояний: миозиты (аутоиммунный, инфекционный, саркоидный), рабдомиолиз, диабетический мионекроз, сосудистое повреждение (сосудистый инсульт), травматическое повреждение, после чрезмерной физической нагрузки, ранняя стадия оссифицирующего миозита, подострая денервация и радиационная травма.

Замещение мышц жировой тканью. Жировое замещение мышц может возникать как при первично-мышечных заболеваниях (наследственных мышечных дистрофиях), так и при хронических денервационных процессах (нейрональных заболеваниях, полинейропатиях), а также при длительной иммобилизации и на фоне приема глюкокортикоидов. Анализируется паттерн распределения данных изменений в мышцах у пациентов с миопатиями, что позволяет предположить нозологическую принадлежность мышечного заболевания и определить объем генетического исследования. Для определения степени дегенерации мышечной ткани при миопатиях используют шкалу E. Mercuri, в которой анализируются поперечные срезы мышц бедра и голени в режиме Т1.
Увеличение в размерах мышц, масс-эффект. Увеличение в размерах мышц может выявляться при пиомиозите, абсцессах, паразитарных заболеваниях, повреждениях (гематома), оссифицирующем миозите, мионекрозе, доброкачественных и злокачественных опухолях, фокальном пролиферативном миозите.
Преимуществом МРТ является большой объем анализируемых мышц, в отличие от мышечной биопсии, когда маленький по размеру биоптат берут из одной мышцы. В любом случае, при планировании выполнения биопсии мышц целесообразно провести МРТ, для более точного определения места взятия биоптата. При проведении биопсии важно, чтобы мышца имела признаки активного воспаления, но при этом с сохраненную мышечную структуру в Т1, т.к. при выраженным замещении мышцы жиром биопсия не информативна (что имеет значение в диагностике СМВ). Важно, что при подозрении на полимиозит, а МРТ следует направлять тех пациентов, у которых проведено ЭМГ исследование, и подтвержден первично-мышечный уровень поражения, т к при развитии денервации при МРТ может выявляться отек мышц, что может привести к неверной трактовке данного феномена и диагностическим ошибкам. Для оценки состояния мышц чаще всего проводится исследование мышц бедер и голеней, но имеется методика выполнения МРТ всего тела. Так, Huang и соавт. провели МРТ всего тела у 129 пациентов с ПМ и ДМ и у 105 пациентов выявили воспалительный отек мышц. Кроме этого были обнаружены 38 случаев интерстициального поражения легких, 12 опухолей (в том числе 5 злокачественных) и у больных 15 – остеонекроз костей. Таким образом, МРТ всего тела позволяет, наряду с отеком мышц, выявить ряд состояний, очень важных и актуальных для пациентов с ДМ и ПМ как в плане оценки состояния, так и терапии. В практическом отношении следует учитывать, что с целью дифференциального диагноза у пациентов с мышечными дистрофиями используется, как наиболее информативная, МРТ мышц бедер и голеней, поэтому в сложных дифференциально-диагностических случаях предпочтение следует отдать именно исследованию мышц нижних конечностей (бедра и голени). Интересно, что в отличие от наследственных миопатий, у больных ДМ/ПМ при исследовании в режиме Т1 в клинически слабых мышцах патологические изменения не выявляются (в течение первых лет от начала заболевания). Исключения составляют СМВ и некротизирующая миопатия, при которых параллельно с признаками воспаления, появляется жировая дегенерация мышцы.
Особенности МРТ в группе ИВМ: Важно подчеркнуть, что МРТ позволяет различить паттерны распределения поражения при разных клинических вариантах ИВМ. Так, при ДМ имеет место периферический отек мышц с паттерном по типу медовых сот, а также подкожный и фасциальный отек, тогда как для ПМ более характерны пятнистый или «туманный» паттерн распределения отека. При анализе МРТ картины мышц бедра у большой группы больных с различными клиническими вариантами ИВМ (101 с ИЗНМ, 176 ПМ, 219 ДМ, 17 пациентов с амиопатическим ДМ и 153 с СМВ) было показано, что в сравнении с пациентами с ДМ и ПМ у пациентов с ИЗНМ отмечается более выраженный мышечный отек, особенностью этих пациентов было раннее появление жирового замещения мышц и атрофии. Жировое замещение в первую очередь, затрагивало латеральный ротатор и ягодичные мышцы. Отек фасций наиболее характерен для пациентов с ДМ. Пациенты с ДМ и ПМ имели более сохранные мышцы бедер, по сравнению с пациентами с ИЗНМ.
Для СМВ типично сочетание как воспалительных изменений (которые выявляются при исследовании в режиме STIR), так и мышечной дегенерации с замещением жировой тканью мышечной. Для СМВ, как и для наследственных миопатий, типична избирательность поражения. Наиболее пораженными мышцами при СМВ четырехглавая мышца (за исключением относительно сохранной прямой мышцы бедра) и медиальная головка икроножной мышцы. Также для СМВ типичным является асимметричность поражения – на доминирующей стороне мышцы отличаются большей сохранностью. Tasca и соавт. выполнили МРТ мышц 17 пациентам с достоверным СМВ, 2 с вероятным СМВ и 118 пациентам с другими миопатиями. Были получены результаты, выявившие особенности поражения мышц при этом заболевании, свидетельствующие о высокой информативности данного метода в диагностике СМВ. Таким образом, МРТ мышц является надежным инструментом для пациентов с подозрением на СМВ, и м б особенно полезным у пациентов с ранней стадией заболевания, когда еще отсутствуют все типичные морфологические признаки этого заболевания. Продолжается сравнение информативности МРТ и биопсии мышц. В этом плане интересные данные получены норвежскими учеными, которые проанализировали 230 пациентов с ДМ и ПМ и выявили, что у 87% пациентов с полимиозитом и 82% пациентов с дерматомиозитом имеют место изменения по результатам МРТ, тогда как достоверные морфологические признаки получены у 70% пациентов с ПМ и 70% пациентов с ДМ. Для полимиозита и дерматомиозита типичным является повышение МР- сигнала в режиме STIR, что отражает наличие воспалительного отека в них. При ДМ признаки воспаления могут выявляться в коже и подкожно-жировой клетчатке (что отражает наличие панникулита в рамках ДМ). Учитывая высокую частоту выявления патологических изменений в мышцах при МРТ обсуждается возможность включения МРТ в диагностические критерии ИВМ. Недостатком данного метода исследования при ИВМ является отсутствие патогномоничных для ПМ и ДМ изменений. Для ВМ характерно наличие мышечного отека, который выглядит как усиление сигнала в режиме STIR, однако аналогичные изменения могут выявляться при денервационных процессах, повреждении, ишемии, мионекрозе и после чрезмерных физических нагрузок.

Клинический пример №1. Полимиозит. Пациентка Ф 73 лет: Впервые консультирована ревматологом в сентябре 2014г, когда стала отмечать небольшую мышечную слабость в мышцах бедер, тогда имели место жалобы на утомляемость и общую слабость. В течение 2014г года отмечала некоторое уменьшение мышечной силы, хотя при этом активно двигалась, могла поднять внука, но изредка чувствует неустойчивость при приседании на низкое и стало труднее вставать с низкого стула. В сентябре 2013г впервые в биохимическом анализе отмечались повышение АЛТ до 87 АСТ до 80 ед (КФК не исследовано), калий, СРБ – норма, Препараты, в том числе статины не принимает. В дальнейшем АЛТ и АСТ продолжало нарастать, уровень калия в норме, незначительная ТТГ 4,45 (норма до 4). 27.08.14 КФК 4340, миоглобин 849 (норма 73), АЛТ 232, АЛТ 158, ЛДГ креатинин 88, мочевина 4,8, о. белок 67г/л, СРБ в норме, калий 4,4, онкомаркеры в норме. Общий анализ мочи – норма, в повторном анализе 240, АСТ 153, КФК 3850, ЛДГ 1362. При осмотре в сентябре 2014: нормального питания. Кожные покровы чистые, мышечная сила 10 баллов во всех группах мышц. Чувствительных нарушений нет. В легких дыхание везикулярное, хрипов нет. Тогда мышечная слабость отсутствовала, пациентка была направлена к неврологу при и ЭМГ – признаки генерализованного активного первично-мышечного процесса, проведено МРТ мышц: практически норма, минимальный отек мышц в STIR. К лету 2015г пациентка не могла встать с корточек. С ноября 2015г – значительное прогрессирование мышечной слабости в мышцах плечевого пояса и бедер, туловища, стало трудно вставать с низкого стула, причесываться, снимать одежду через голову, (КФК 9500ед). Повторно МРТ выявило значительное повышение МР сигнала от мышц бедер и голеней. Проведен онкопоиск: гастроскопия, маммография, УЗИ полости малого таза, ранее КТ органов брюшной полости – без признаков ЗНО. При осмотре: Нормального питания, походка миопатическая, со стула встает с приемами Говерса, руки выше горизонтального уровня поднимает с затруднением. Мышечная сила снижена в дельтовидых и трехглавых мышцах до 6 баллов, в подвздошно-поясничных, четырехглавых мышцах до 7 баллов, в двуглавой мышце бедра до 8 баллов, при перемене положения из горизонтального в вертикальное положение – пользуется вспомогательными приемами.

Методы оценки степени гипертрофии скелетных мышц

В статье А.В. Самсоновой «Методы оценки степени гипертрофии скелетных мышц человека» рассмотрены методы оценки показателей, характеризующих степень гипертрофии скелетных мышц в историческом аспекте и на современном уровне. Описаны способы оценки площади поперечного сечения мышцы, а также ее объема посредством магниторезонансной томографии, компьютерной томографии и ультразвукового исследования.

Самсонова, А.В. Методы оценки степени гипертрофии скелетных мышц человека /А.В. Самсонова // Вiсник Чернiгiвского нацiонального педагогiчного унiверситету. Вип. 112.– Т.I.–Чернигiв 2013.– С. 286-290

УДК 612.76

Самсонова А.В.

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ГИПЕРТРОФИИ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ЧЕЛОВЕКА

В статье рассмотрены методы оценки показателей, характеризующих степень гипертрофии скелетных мышц в историческом аспекте и на современном уровне. Описаны способы оценки площади поперечного сечения мышцы, а также ее объема.

Ключевые слова: площадь поперечного сечения мышцы, объем мышцы, магниторезонансная томография (МРТ), компьютерная томография (КТ), ультразвуковое исследование (УЗИ).

Samsonova A.V.

METHODS OF THE ASSESSMENT OF DEGREE OF THE HYPERTROPHY OF HUMAN SKELETAL MUSCLES

In article methods of an assessment of the indicators characterizing degree of a hypertrophy of skeletal muscles in historical aspect and at modern level are considered. Ways of an assessment of cross-section area of a muscle, and also its volume are described.

Keywords: cross-section area (CSA) of muscle, muscle volume, magnetic resonance tomography (MRT), computed tomography (CT), ultrasonic research (ultrasonography).

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

Под гипертрофией скелетных мышц понимается степень увеличения их объема или массы. В настоящее время существует ряд показателей, посредством которых оценивается степень гипертрофии скелетных мышц. Разнообразие показателей связано с методическими трудностями проведения исследований. Чаще все о степени гипертрофии судят на основе изменения площади поперечного сечения мышцы (D.A. Jones, O.M. Rutherford, 1987; J.D. MacDougall et al., 1984; S.T. Alway et al., 1989). Значительно реже пытаются оценить изменение ее объема (E.J. Hagbie et al., 1996; F.M. Ivey et al., 2000).

Цель исследования: дать характеристику современным методам оценки морфологических показателей, характеризующих степень гипертрофии скелетных мышц человека.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В многочисленных исследованиях степень гипертрофии скелетных мышц оценивается на основе измерения площади ее поперечного сечения и сравнения полученного результата и предыдущим, измеренным ранее. Исторически сложилось так, что вначале из-за методических трудностей прижизненная оценка площади поперечного сечения мышц была невозможна, поэтому для исследований использовался трупный материал. Чаще всего измерялась максимальная площадь поперечного сечения мышцы в плоскости, перпендикулярной линии, соединяющей ее начало и конец. Измеренная площадь получила название анатомического поперечника мышцы (рис. 1 а).

Рис. 1. Схема определения анатомического (а) и физиологического поперечника (б) у мышц с различным ходом пучков мышечных волокон (K. Tittel, 1974)

Однако из-за существования мышц с различным ходом пучков мышечных волокон (параллельным или перистым) было введено понятие физиологического поперечника мышцы (S_мф). Чтобы определить его значение необходимо провести разрез мышцы в плоскости, перпендикулярной ходу мышечных волокон, измерить площадь полученных фигур, после чего вычислить сумму площадей (А.А. Ухтомский,1927; K. Tittel, 1973; М.Ф. Иваницкий, 1985; R. Wirhed, 2006), рис. 1 б. Однако, даже на трупном материале провести подобные измерения достаточно трудно. В связи с этим, для оценки физиологического поперечника вначале измерялся объем мышцы и длина ее волокон, а затем по формуле (1) оценивалось его значение (Y. Kawakami, T. Abe, T. Fukunaga, 1993):

где: V_м – объем мышцы, l_мв – длина мышечного волокна, α– угол перистости, табл.1.

Таблица 1 Значения физиологического поперечника (S_мФ) мышц нижних конечностей человека, см 2 , полученного на трупном материале

Измерение объема скелетных мышц на трупном материале производится методом водного погружения. Отпрепарированная мышца помещается в сосуд с водой. Как известно, объем жидкости, вытесненный телом из сосуда, равен объему погруженного в жидкость тела. Поэтому, измерив объем жидкости, вытесненный мышцей, можно оценить ее объем (В.М. Зациорский, А.С. Аруин, В.Н. Селуянов, 1981).

Оценка анатомического и физиологического поперечников мышц, полученная с использованием трупного материала не позволяла оценить степень гипертрофии мышц под воздействием тренировки. Появление современных методов исследования позволило решить эту проблему – оценить анатомический поперечник и объем мышц у живого человека. С этой целью в настоящее время используется компьютерная или магниторезонансная томография.

Компьютерная томография (КТ) – метод неразрушающего, послойного исследования внутренней структуры объекта, основанный на измерении и сложной компьютерной обработке степени ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями. На рис. 2 представлено изображение поперечного сечения мышц плеча человека. Видны проекции на плоскость: плечевой кости, мышц-сгибателей и разгибателей плеча. Буквами BB обозначено поперечное сечение двуглавой мышцы плеча (m. biceps brachii). После получения снимка на основе математических методов определялась площадь поперечного сечения мышцы.

Рис. 2. Компьютерная томография сгибателей предплечья (S.T. Alway et al., 1989) BB – m. biceps femoris

Магниторезонансная томография (МРТ) – метод исследования внутренних органов и тканей человека и животных с использованием физического явления ядерного магнитного резонанса. Метод основан на измерении электромагнитного отклика ядер атомов водорода на возбуждение их определённой комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряжённости. Из-за высокого разрешения, МРТ считается лучшим методом определения площади поперечного сечения и объема скелетных мышц (J.P. Folland, A.G. Williams, 2007).

В табл.2. приведены значения анатомического поперечника скелетных мышц человека, полученные посредством компьютерной и магниторезонансной томографии.

Таблица 2 Значение анатомического поперечника мышц нижних конечностей у людей, не занимающихся спортом

Для оценки объема скелетной мышцы in vivo необходимо измерить площадь поперечного сечения мышцы в разных местах. Чем больше будет таких «срезов», тем точнее результат. E.J. Higbie et al. (1996) выполнили семь поперечных «срезов» четырехглавой мышцы бедра и получили значения площади поперечного сечения мышцы в интервале от 20 до 80% длины бедра, рис.3. Эта информация позволила авторам оценить изменение объема четырехглавой мышцы достаточно точно.

Рис. 3. Изменение площади поперечного сечения (CSA, см2) четырехглавой мышцы бедра, полученное посредством МРТ на 7 уровнях до и после тренировки в концентрическом (А), эксцентрическом (В) режимах и у контрольной группы (С) (Hagbi et al. 1996)

F.M. Ivey et al. (2000) посредством МРТ изучали изменения объема четырехглавой мышцы бедра под влиянием силовой тренировки. С этой целью были выполнены снимки поперечного сечения мышцы через 1 см от ее начала до места прикрепления. После этого по снимкам измерялась площадь поперечного сечения мышцы. Это позволило вычислить воздействие силовой тренировки на изменение объема четырехглавой мышцы бедра у мужчин и женщин с высокой степенью точности. В исследовании, проведенном этими авторами, установлено, что объем четырехглавой мышцы бедра у молодых мужчин равен 2297±170 см 3 , у молодых женщин – 1435±82 см 3 , у мужчин преклонного возраста – 1753 ±44 см 3 , у женщин преклонного возраста – 1125 ±53 см 3 .

Для оценки степени гипертрофии также используется ультразвуковое исследование (М.Ф. Иваницкий, 1985; Y. Kawakami, T. Abe, T. Fukunaga, 1993; В.А. Щуров, С.Н. Елизарова, Л.А. Гребенюк, 2004).

Ультразвуковое исследование (УЗИ) — неинвазивное исследование организма человека или животного с помощью ультразвуковых волн. Однако, этот метод менее точен по сравнению с КТ и МРТ. Он позволяет оценить относительное изменение объема мышцы, но не позволяет измерить площадь ее поперечного сечения. Из-за этих недостатков УЗИ очень редко используется для оценки степени гипертрофии скелетных мышц.

Прижизненное измерение анатомического поперечника или объема мышцы у человека возможно, но трудно. С этой целью, как указывалось выше, используется дорогостоящее оборудование. Отсутствие такого оборудования при исследованиях, проводимых в области физической культуры и спорта, приводит к тому, что до сих пор о степени гипертрофии мышц конечностей судят на основании измерения обхватов конечностей через определенный тренировочный период. Этот метод очень прост. Однако он не обладает селективностью, то есть посредством этого метода невозможно оценить гипертрофию отдельной мышцы. В таблице 3 приведены значения обхватов верхних и нижних конечностей у представителей различных видов спорта.

Таблица 3. Значения обхватов верхних и нижних конечностей у спортсменов высших разрядов в различных видах спорта, правая сторона тела, см (Ф.А. Завилейский, 1968)

Разнообразие и накачанность: что говорит наука

Профессиональные эксперты из бодибилдерского глянца десятилетиями утверждали, что для полноценного развития мускулатуры надо прорабатывать различные части мышцы разными упражнениями. Например, в программе должны быть упражнения и для возвышения “пика” бицепса, и для придания бицепсу “толщины”.

Научный спойлер, ранее опубликованный в Зожнике:
Как тренировать бицепс

А ряд тренеров возражал: несколько многосуставных упражнений – вот и все, что вам нужно для роста. Регулярное повышение рабочих весов в приседании со штангой, жиме лежа, становой тяге и тяге в наклоне – самый эффективный способ заставить мышцы расти.

Так кто же прав?

Мышцы и магниты

Еще в 90-х годах прошлого столетия шведский ученый по имени Пер Теш провел эксперимент на группе продвинутых культуристов, “заглядывая внутрь” их мышц с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). Он обнаружил, что даже небольшие вариации в технике смещают нагрузку на различные регионы мышц, осуществляющих движение.

Например, если в сгибаниях рук брать штангу широким хватом, то больше работает короткая головка бицепса, чем длинная. Если же выполнять это упражнение на наклонной скамье, то нагрузка распределяется между пучками приблизительно поровну. По результатам своего исследования ученый написал книгу, широко известную в научно-качковских кругах.

Кроме МРТ ученые использовали электромиографию (ЭМГ) для измерения электрической активности мышечных волокон при выполнении различных упражнений.

ЭМГ-исследование можно проводить двумя способами:

размещая электроды на поверхности кожи непосредственно над мышцами,
вводя тонкие проволочные или игольчатые электроды в само мышечное брюшко.

ЭМГ позволяет измерить региональную мышечную активность при варьировании упражнений или даже при внесении небольших изменений (хват, стойка и т.п.).

В одном исследовании американские ученые использовали ЭМГ для измерения активации грудных и дельтовидных мышц при выполнении жима на скамье с различными углами наклона [1]. Они обнаружили, что верхние пучки пекторальных и передние пучки дельтовидных более активны в жиме на наклонной скамье (головой вверх) по сравнению с жимом на горизонтальной скамье.

В другой работе сравнивали активацию мышц задней поверхности бедра в изолирующем и многосуставном упражнениях. Обнаружилось, что изоляция значительно сильнее активирует определенные регионы [2].

“При выполнении сгибания ног активация нижней части двуглавой мышцы бедра была выше примерно на 170%, нижней части полусухожильной мышцы – примерно на 65% (по сравнению со становой тягой на прямых ногах)”, – говорит автор исследования Брэд Шонфелд.

Статья Брэда о важности вариаций в Зожнике:
5 стратегий: как выбирать упражнения

В приседании больше трудятся латеральная широкая и медиальная широкая (две из четырех мышц, составляющих квадрицепс), а в разгибании ног – прямая мышца бедра [5].

Подробнее о проработке мышц ног (также с научной основой):
Самые эффективные упражнения для мышц ног и ягодиц

Разнообразие упражнений и региональная гипертрофия

Итак, в ряде исследований было выявлено, что различные упражнения, а также различные варианты хвата, стойки и положения тела по-разному влияют на региональную активацию мышц.

Но влияет ли это на гипертрофию?

Другими словами, приводят ли различия в краткосрочной региональной активности мышц к долгосрочному увеличению мышечной массы в этом конкретном регионе?

Авторы нескольких работ попытались ответить именно на этот вопрос. И их ответ – однозначное “да”.

Японские исследователи обнаружили, что после 12-недельной тренировочной программы, включавшей выполнение разгибания рук с гантелью лежа трижды в неделю, наибольший рост наблюдался в той части трицепса, которая была максимально активна в данном упражнении [3].

Эта же группа авторов провела 12-недельный эксперимент с жимом гантелей лежа – вновь максимальная гипертрофия наблюдалась в тех регионах мышц, где фиксировалась наибольшая активация [4].

Разгибание ног, выполняемое трижды в неделю в течение трех месяцев, приводит к более быстрому росту прямой мышцы бедра по сравнению с другими мышцами, составляющими квадрицепс [5].

Более того – тренировочная программа, включающая несколько упражнений для ног (приседание, выпад, жим ногами), привела к гипертрофии всех частей квадрицепса, чего не смогла обеспечить базовая программа, содержащая только приседание [6].

Прямое сравнение программ

Бразильские исследователи в течение девяти недель наблюдали две группы испытуемых, тренировавшихся трижды в неделю и прорабатывавших все тело на каждой тренировке [7].

Все выполняли одинаковое число сетов и повторений, но был нюанс: первая группа постоянно отрабатывала одни и те же упражнения, а у второй упражнения менялись на каждой тренировке в течение недели.

Постоянная программа

Жим штанги лежа
Тяга верхнего блока
Жим ногами
Сгибание ног
Подъем на бицепс
Разгибание рук для трицепса

Программа с чередованием

Тренировка 1

Тренировка 2

Жим штанги на наклонной скамье (головой вверх)
Тяга верхнего блока за голову
Полуприсед
Сгибание ног сидя
Сгибание рук на пюпитре
Разгибание рук на блоке сидя

Тренировка 3

Жим штанги на наклонной скамье (головой вниз)
Тяга верхнего блока узким хватом
Гакк-присед
Сгибание ноги (унилатеральное) сидя
Сгибание рук на наклонной скамье
Разгибание рук в наклоне

Изменение толщины мышц оценивали с помощью ультразвукового сканирования, анализируя квадрицепс, бицепс и трицепс на нескольких участках: как проксимальных (части мышцы, расположенные ближе всего к центру) и дистальных (части мышцы, наиболее удаленная от центра), так и в середине между ними.

Так кто же набрал больше массы?

Программа, в которой упражнения чередовались на каждой тренировке, привела к значительному увеличению толщины мышц на всех 12 анализируемых участках.

В “фиксированной” группе результаты были не столь выдающимися. В частности, увеличение толщины проксимального участка бицепса, проксимального и среднего участков латеральной мышцы бедра оказалось почти вдвое ниже, чем в “варьируемой” группе.

ЭМГ-ограничения

Во-первых, измерять степень активации мышц имеет смысл только при сравнении биомеханически схожих движений, например, подтягивания и тяги верхнего блока, жима лежа на горизонтальной и на наклонной скамьях и т.п.

Если же сравниваются различные движения, не всегда с помощью ЭМГ можно определить, какое упражнение будет больше стимулировать гипертрофию.

Например, в одном исследовании ученые попытались выяснить, что заставит ягодичные быстрее расти – мост или присед? [8].

Согласно полученным ранее данным [9] мост лучше активирует ягодицы.

Самостоятельная ЭМГ Брета Контрераса:
Лучшие упражнения для ног

Но при сравнении в рамках одного эксперимента к большему росту мышечной массы привело приседание.

Еще один фактор – генетика. Мы не можем как угодно менять форму конкретной мышцы.

Многим людям – сколько б они ни выполняли концентрический подъем на бицепс – никогда не добиться такого пика, как у Робби Робинсона.

У счастливчиков, рожденных бодибилдерами, относительно короткое мышечное брюшко и более длинные сухожилия. И эти параметры нельзя изменить с помощью тренировок.

С икроножными наоборот: короткое и высоко расположенное брюшко мышцы никак не растянуть всевозможными вариантами подъема на носок с различным расположением стоп. У чемпионов с выдающимися икрами просто короче ахиллово сухожилие и длиннее мышечное брюшко, то есть больше потенциал для роста.

Заключение

Следует понимать, что в принципе невозможно изолировать какой-то регион мышцы. Потенциальная форма и размер каждой мышцы в конечном итоге определяются нашими генами.

И все же реализовать заложенный потенциал мы можем, используя различные упражнения, а также варьируя ширину хвата, вариант стойки, положение тела и иные технические условия, чтобы смещать максимальную нагрузку на различные участки мышечной группы.

Таким образом, тренировка мышцы с помощью нескольких упражнений более эффективна, чем включение в программу лишь одного упражнения для данной группы.

Упомянутые исследования:

1. An electromyography analysis of 3 muscles surrounding the shoulder joint during the performance of a chest press exercise at several angles
Arthur A Trebs, Jason P Brandenburg, William A Pitney
J Strength Cond Res . 2010 Jul;24(7):1925-30.

2. Regional differences in muscle activation during hamstrings exercise
Brad J Schoenfeld, Bret Contreras, Gul Tiryaki-Sonmez, Jacob M Wilson, Morey J Kolber, Mark D Peterson
J Strength Cond Res. 2015 Jan;29(1):159-64.

3. Association between regional differences in muscle activation in one session of resistance exercise and in muscle hypertrophy after resistance training
Taku Wakahara, Naokazu Miyamoto, Norihide Sugisaki, Koichiro Murata, Hiroaki Kanehisa, Yasuo Kawakami, Tetsuo Fukunaga, Toshimasa Yanai
Eur J Appl Physiol. 2012 Apr;112(4):1569-76.

5. Muscle activation during lower body resistance training
W P Ebben, C R Feldmann, A Dayne, D Mitsche, P Alexander, K J Knetzger
Int J Sports Med. 2009 Jan;30(1):1-8.

7. Does Performing Different Resistance Exercises for the Same Muscle Group Induce Non-homogeneous Hypertrophy?
Bruna Daniella de Vasconcelos Costa, Witalo Kassiano, João Pedro Nunes, Gabriel Kunevaliki, Pâmela Castro-E-Souza, Andre Rodacki, Letícia Trindade Cyrino, Edilson S Cyrino, Leonardo de Sousa Fortes
Int J Sports Med. 2021 Jan 13.

8. Back Squat vs. Hip Thrust Resistance-training Programs in Well-trained Women
Matheus Barbalho, Victor Coswig, Daniel Souza, Julio Cerca Serrão, Mário Hebling Campos, Paulo Gentil
Int J Sports Med. 2020 May;41(5):306-310.

9. A Comparison of Gluteus Maximus, Biceps Femoris, and Vastus Lateralis Electromyographic Activity in the Back Squat and Barbell Hip Thrust Exercises
Bret Contreras, Andrew D Vigotsky, Brad J Schoenfeld, Chris Beardsley, John Cronin
J Appl Biomech. 2015 Dec;31(6):452-8.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ АДАПТАЦИОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ

Рис.1. Изометрическое максимальное сокращение (кружки), интегрированная ЭМГ (квадраты) и ACSA четырехглавой мышцы бедра измеренный на середине бедра (треугольники) после 6 месяцев силовой тренировки (адаптированная данные Narici et al. [8] с разрешения авторов).

Другое общее наблюдение, связанное с HRST — непропорциональное увеличение силы мышц по сравнению с ACSA, что указывает на увеличение напряжения всей мышцы. Существуют многочисленные методологические проблемы, связанные с прямым сравнением этих параметров, главным образом методология измерения размера мышц. В подавляющем большинстве исследований измеряется ACSA (анатомический поперечник – площадь поперечного сечения мышцы в самой утолщенной части), то есть всего на одном уровне. И этот показатель является как индексом размера мышц. Недавнее исследование надежности измерения размера мышц пришло к заключению, что измерение площади поперечного сечения (CSA) всего на одном уровне менее надежно, чем многократное измерение этого показателя в различных сечениях. Оно должно использоваться только там, где ожидается относительно большое изменение в размере мышцы [10]. Теоретически, физиологический поперечник (PCSA), измеренный перпендикулярно к ходу мышечных волокон, казался бы более точным индексом сократительной способности мышцы. Однако, точное измерение PCSA проблематично [11], так как требуется измерение объема мышц и угла перистости волокна, а также оценка длины волокна [12]. Альтернативно, в некоторых исследованиях оцениваются изменения в объеме мышц посредством МРТ после гипертрофической тренировки (+14%, за 12 недель тренировки мышц-сгибателей предплечья [13]; +9.1%, за 12 недель тренировки межостных мышц позвоночника [14]; +12%, за 9 недель тренировки четырехглавой мышцы бедра [5]; +10%, за 14 недель тренировки четырехглавой мышцы бедра [15]). Вопрос о том, что размеры мышц являются самый точным индикатором мышечной силы, оспаривается. Bamman et al. [16] пришел к заключению, что ACSA и PCSA более сильно коррелированы с работой силы; однако, Fukanaga et al. [17] нашел более высокие корреляции, между PCSA, а также объемом мышц с максимальным моментом силы, чем у ACSA. Еще одним фактором является то, что измерения размера мышц под влиянием HRST до настоящего времени проводились только в пассивном состоянии мышцы. Даже во время изометрического сокращения, контрактильные элементы сокращаются и могут внести значительные изменения в морфологию мышц и механику опорно-двигательного аппарата [18,19]. Например, у медиальной головки икроножной мышцы от состояния расслабления до максимального произвольного сокращения в неподвижном (изометрическом) положении, происходят следующие изменения: угол перистости мышечного волокна удваивается, а PCSA увеличивается на 35% [20]. Различные индексы, характеризующие размер мышц (ACSA, PCSA или объем мышц), как показывают измерения на МРТ, существенно изменяются после 8–12 недель регулярной тренировки. Эта адаптация, кажется, продолжается в линейном виде в течение первых шести месяцев тренировки. К сожалению, самый точный показатель размера мышц до сих пор не найден, и до сих пор не обращается внимания на проблему смешивания измерений размеров мышц, проведенных в покое.

Влияние группы мышц

У ранее нетренированных людей гипертрофия мышц наблюдается больше в мышцах верхних конечностей по сравнению с нижними [21,22]. При стандартной тренировке Welle et al. [23] обнаружили, что анатомический поперечник (ACSA) мышц-сгибателей предплечья увеличился на 22% и 9%, у молодых и пожилых мужчин соответственно, в то время как у мышц-разгибателей голени он увеличился соответственно лишь на 4% и 6%. Последние исследования плотности мышц (оценивается с помощью ультразвука) показали более высокую реакцию на стандартные упражнения для верхних мышц тела по сравнению с мышцами нижних конечностей [6]. Возможным объяснением этого является тот факт, что мышцы нижних конечностей, в частности, антигравитационные мышцы: четырехглавая бедра и трицепс голени, обычно всегда активны и испытывают более значительные нагрузки во время повседневной жизнедеятельности, чем верхние мышцы тела [22] и таким образом, меньше реагируют на данный раздражитель нагрузки. Альтернативным объяснением этого, являются межмышечные различия в содержании андрогенных рецепторов. При этом есть некоторые доказательства большей концентрации этих рецепторов в мышцах верхней части тела по сравнению с мышцами нижних конечностей [24].

Влияние пола

В среднем, скелетные мышцы женщины обладают 60-80% силы, площадью поперечного сечения мышечного волокна и анатомическим поперечником (ACSA) мышцы мужчины 25. Таким образом, не удивительно, что абсолютные изменения в силе и объеме мышц после тренировки у женщин меньше [22] в соответствии с их меньшими размерами [29]. Более низкий уровень андрогенов в крови у женщин также вызывает для нижней части тела меньшую относительную гипертрофию мышц на тренировке, по сравнению с мужчинами 30.

Последнее масштабное исследование 342 женщин и 243 мужчин показало, что после 12 недель идентичных тренировок, у мужчин наблюдается большее увеличение анатомического поперечника (+2,5%, МРТ), а у женщин – большее увеличение силы (+25%, при использовании 1-ПМ; +6% в изометрических сокращениях) [39]. Потенциально большая гипертрофия мышц верхней части тела мужчин может быть связана с большей концентрацией андрогенных рецепторов в этих мышцах [24], что и заставляет их более чутко реагировать на более высокое содержание в крови андрогенов.

Большая сила мышц у женщин, возможно, отражает большую способность к нейрогенной адаптации [41]. Она, возможно, могла быть намного больше у мышц верхней части тела, но из-за меньшего воздействия на них в повседневной жизни, этого не происходит.

Влияние возраста

Нет никаких сомнений, что пожилые люди, в том числе люди старческого возраста (от 90 до 99 лет), подвергаются гипертрофии скелетных мускулов в ответ на HRST (ACSA середины бедра возрастает на +9% после 8 недель тренировки [42] и на +9,8% после 12 недель тренировки [43]).

Абсолютный прирост мышечной массы меньше в старческом возрасте по сравнению с людьми пожилого возраста, вероятно, из-за меньшего размера мышц типичного для старческого возраста [23].

Некоторые сравнительные исследования показывают, что относительное изменение объема мышц или ACSA (анатомического поперечника) в ответ на HRST не зависит от возраста [34, 44], тогда как другие предлагают меньший гипертрофический ответ у пожилых людей [14, 23, 45].

Вариативность результатов, скорее всего, обусловлена низкой численностью испытуемых, принимающих участие в этих исследованиях и большой межиндивидуальной изменчивостью в ответ на HRST [39].

Избирательная гипертрофия

При увеличении объема всей мышцы было обнаружено варьирование в росте ее головок, а также длины каждой из головок мышц [4, 8, 46, 47].

Например, Housh et al. [4] сообщили, что объем прямой мышцы бедра в среднем увеличился на 23,2%, в то время как у латеральной широкой бедра только на 7,5% (рис. 2). Narici et al. [8] нашел, что гипертрофия прямой мышцы бедра варьирует в пределах от 10% до 50% в различных местах вдоль мышцы.

Рис.2. Селективная (избирательная) гипертрофия четырехглавой мышцы будра после 8 недель изокинетической гипертрофической тренировки. Степень гипертрофии изменяется в соответствии с составом мышц и площадью поперечного сечения (CSA). (Рисунок адаптирован на основе данных Housh et al. [4].)

Эти авторы предположили, что гипертрофия каждого компонента мышцы может сильно зависеть от степени их нагрузки (напряженности) и активации, которые, вероятно будут регулироваться механикой каждой составляющей мышц под воздействием тренировок.

Например, четыре головки четырехглавой мышцы бедра могут иметь разные соотношения «длина-напряжение» и, следовательно, различный вклад во вращающий момент (момент силы) под любым углом при совместной работе.

Некоторые исследования показали наибольший ответ гипертрофической реакции всей четырехглавой мышцы и двуглавой мышцы плеча, в области максимального обхвата (площади поперечного сечения), например, обхват середины бедра [5, 13, 48].

Однако другие исследователи нашли, что наибольшая гипертрофическая реакция происходит только в проксимальных [46] или проксимальных и дистальных [8] отделах мышц. Возможно, это связано с различиями в выполняемых упражнениях.

Имеются свидетельства, что это явление селективного (избирательного) роста может продолжаться в течение длительного периода времени.

Для проведения исследований были взяты юноши-тяжелоатлеты (средний возраст 16,4 года). После 18 месяцев тренировки, анатомический поперечник (ACSA) четырехглавой мышцы бедра увеличился на 31% на расстоянии 30% длины бедра, считая от колена (Lf), но он не изменился на расстоянии 50% Lf или 70% Lf [49].

Для определения точного количественного показателя роста мышечной ткани в перспективе необходимо сканировать несколько срезов посредством МРТ.

Теоретически, рост мышечной массы, может быть достигнут либо путем увеличения площади поперечного сечения мышечных волокон (гипертрофия волокна), увеличения числа волокон (гиперплазии волокна) или увеличения длины волокон, которые первоначально не соответствовали длине мышцы.

Читайте также: