Физическая активность может увеличить мышечную силу и работоспособность за счет таких изменений, как увеличение мышечного объема и повышение метаболической способности. Различные паттерны активности вызывают различные биохимические и морфологические адаптации в мышцах. В общем, ткань должна быть активной, чтобы оставаться способной к жизни. Бездействие вызывает атрофию, особенно в мышечной ткани. Спортивная медицина и научные исследования показали, что различные режимы тренировок могут вызывать очень специфические мышечные изменения. Силовые тренировки, при которых на мышцы воздействуют большие силы, увеличивают количество сократительных филаментов (миофибрилл) и объем саркоплазматического ретикулума (см. рисунок 1). Высокоинтенсивные упражнения повышают активность мышечных ферментов. Фракции гликолитических и окислительных ферментов тесно связаны с интенсивностью работы. Кроме того, длительные интенсивные физические нагрузки увеличивают плотность капилляров.
Рисунок 1. Схематическое изображение основных компонентов мышечной клетки, участвующих в сопряжении возбуждения и сокращения, а также места производства АТФ, митохондрии.
Иногда слишком много упражнений может вызвать боль в мышцах, явление, хорошо известное каждому, кто требует мышечной работы сверх своих возможностей. При перенапряжении мышцы сначала начинаются повреждающие процессы, за которыми следуют репаративные. Если дать достаточно времени для восстановления, мышечная ткань может стать более мощной. С другой стороны, длительное чрезмерное использование с недостаточным временем для восстановления вызывает усталость и ухудшает работу мышц. Такое длительное чрезмерное использование может вызвать хронические дегенеративные изменения в мышцах.
К другим аспектам использования и неправильного использования мышц относятся модели управления моторикой для различных рабочих задач, которые зависят от уровня силы, скорости развития силы, типа сокращения, продолжительности и точности мышечной задачи (Sjøgaard et al., 1995). Для выполнения этих задач «задействуются» отдельные мышечные волокна, и некоторые паттерны рекрутирования могут вызывать высокую нагрузку на отдельные двигательные единицы, даже если нагрузка на мышцу в целом невелика. Интенсивное вовлечение конкретной двигательной единицы неизбежно вызывает утомление; могут последовать профессиональные мышечные боли и травмы, которые легко могут быть связаны с утомлением, вызванным недостаточным мышечным кровотоком и внутримышечными биохимическими изменениями из-за такой высокой потребности (Edwards, 1988). Высокое давление мышечной ткани может также препятствовать мышечному кровотоку, что может уменьшить способность основных химических веществ достигать мышц, а также способность крови удалять продукты жизнедеятельности; это может вызвать энергетические кризисы в мышцах. Упражнения могут вызвать накопление кальция, а образование свободных радикалов может также способствовать дегенеративным процессам, таким как разрушение мышечной мембраны и нарушение нормального метаболизма (обмен митохондриальной энергии) (рис. 2). Эти процессы могут в конечном итоге привести к дегенеративным изменениям в самой мышечной ткани. Волокна с выраженными дегенеративными характеристиками чаще обнаруживаются в биоптатах мышц у пациентов с хронической мышечной болью (миалгией), связанной с работой, чем у здоровых людей. Интересно, что идентифицированные таким образом дегенерированные мышечные волокна представляют собой «медленно сокращающиеся волокна», которые соединяются с низкопороговыми двигательными нервами. Это нервы, которые обычно задействуются при низких постоянных усилиях, а не при задачах, связанных с большими усилиями. Восприятие усталости и боли может играть важную роль в предотвращении мышечных травм. Защитные механизмы заставляют мышцы расслабляться и восстанавливаться, чтобы восстановить силы (Sjøgaard, 1990). Если такая биологическая обратная связь от периферических тканей игнорируется, усталость и боль могут в конечном итоге привести к хронической боли.
Рисунок 2. Увеличение мышечной оболочки и структур внутри мышцы на рисунке 2. Проиллюстрирована цепочка событий в патогенезе повреждения мышечных клеток, вызванного кальцием ().
Иногда, после частого злоупотребления, различные нормальные клеточные химические вещества могут не только сами вызывать боль, но и усиливать реакцию мышечных рецепторов на другие раздражители, тем самым снижая порог активации (Mense, 1993). Таким образом, нервы, несущие сигналы от мышц к мозгу (сенсорные афференты), со временем могут быть сенсибилизированы, а это означает, что данная доза веществ, вызывающих боль, вызывает более сильную реакцию возбуждения. То есть порог активации снижается, и меньшее воздействие может вызвать более сильную реакцию. Интересно, что клетки, которые обычно служат рецепторами боли (ноцицепторами) в неповрежденных тканях, молчат, но эти нервы также могут проявлять постоянную болевую активность, которая может сохраняться даже после устранения причины боли. Этот эффект может объяснить хронические состояния боли, которые присутствуют после заживления первоначальной травмы. Когда боль сохраняется после заживления, первоначальные морфологические изменения в мягких тканях могут быть трудно идентифицировать, даже если первичная или первоначальная причина боли находится в этих периферических тканях. Таким образом, реальную «причину» боли может быть невозможно отследить.
Факторы риска и превентивные стратегии
Связанные с работой факторы риска мышечных заболеваний включают повторение, усилие, статическую нагрузку, осанку, точность, визуальную потребность и вибрацию. Несоответствующие циклы работы/отдыха могут быть потенциальным фактором риска заболеваний опорно-двигательного аппарата, если перед следующим рабочим периодом не предусмотрены достаточные периоды восстановления, что никогда не дает достаточного времени для физиологического отдыха. Окружающие, социокультурные или личные факторы также могут играть роль. Нарушения опорно-двигательного аппарата многофакторны, и, как правило, простые причинно-следственные связи выявить сложно. Однако важно задокументировать, в какой степени профессиональные факторы могут быть причинно связаны с расстройствами, поскольку только в случае наличия причинно-следственной связи устранение или минимизация воздействия поможет предотвратить расстройства. Конечно, в зависимости от типа рабочей задачи должны применяться различные превентивные стратегии. В случае высокоинтенсивной работы цель состоит в том, чтобы уменьшить усилие и интенсивность работы, в то время как для монотонной повторяющейся работы важнее вызвать разнообразие в работе. Короче говоря, целью является оптимизация экспозиции.
Профессиональные заболевания
Мышечная боль, связанная с работой, чаще всего возникает в области шеи и плеч, предплечий и нижней части спины. Несмотря на то, что это основная причина больничного листа, существует много путаницы в отношении классификации боли и определения диагностических критериев. Используемые общие термины разделены на три категории (см. рис. 3).
Рисунок 3. Классификация мышечных заболеваний.
Когда предполагается, что мышечная боль связана с работой, ее можно отнести к одному из следующих расстройств:
- Профессиональные шейно-плечевые расстройства (ОКР)
- Травма от повторного растяжения (RSI)
- Кумулятивные травматические расстройства (CTD)
- Синдром чрезмерного использования (травмы)
- Заболевания шеи и верхних конечностей, связанные с работой.
Таксономия заболеваний шеи и верхних конечностей, связанных с работой, ясно показывает, что этиология включает внешние механические нагрузки, которые вполне могут возникать на рабочем месте. Помимо нарушений в самой мышечной ткани, в эту категорию входят также нарушения в других мягких тканях опорно-двигательного аппарата. Следует отметить, что диагностические критерии могут не позволить определить локализацию нарушения конкретно в одной из этих мягких тканей. На самом деле вполне вероятно, что морфологические изменения в мышечно-сухожильных соединениях связаны с восприятием мышечной боли. Это говорит в пользу использования термина фибромиалгия среди локальных мышечных заболеваний. (См. рис. 3)
К сожалению, для обозначения одного и того же заболевания используются разные термины. В последние годы международное научное сообщество все больше внимания уделяет классификации и диагностическим критериям заболеваний опорно-двигательного аппарата. Различают генерализованную и локальную или регионарную боль (Yunus, 1993). Синдром фибромиалгии является генерализованным болевым синдромом, но не считается связанным с работой. С другой стороны, локальные болевые расстройства, вероятно, связаны с конкретными рабочими задачами. Миофасциальный болевой синдром, синдром напряжения шеи и вращательной манжеты плеча являются локализованными болевыми расстройствами, которые можно рассматривать как профессиональные заболевания.
